健康長江評價區(qū)劃方法和尺度探討

許繼軍，陳 進(jìn) ，金小娟

(長江科學(xué)院a.水資源綜合利用研究所;b.院長辦公室，武漢 4 30010)

1 概述

自進(jìn)入21世紀(jì)以來，我國河流生態(tài)環(huán)境急劇惡化，以及“水多、水少、水渾、水臟”問題對社會影響的復(fù)雜化，迫使人們開始反思以往的河流開發(fā)利用模式，并借鑒生態(tài)系統(tǒng)健康的概念而提出了“河流健康”概念［1］。董哲仁強(qiáng)調(diào)“河流健康”不是嚴(yán)格意義上的科學(xué)概念，而是一種河流管理的評估工具，其作用是建立相對基準(zhǔn)點和評估準(zhǔn)則體系，對于在自然力與人類活動雙重作用下的河流生態(tài)系統(tǒng)狀況進(jìn)行動態(tài)評估，以研究其演進(jìn)趨勢并通過管理促其向良性方向發(fā)展［2］。由于流域水系是一個復(fù)雜的有機(jī)生態(tài)系統(tǒng)，如何評價河流自然生態(tài)和社會屬性的健康狀態(tài)，是一個科學(xué)難題。近年來國內(nèi)學(xué)者在評價指標(biāo)選取、評價方法和健康標(biāo)準(zhǔn)等方面，做了許多有意義的探討［3］。例如，孫雪嵐等［4］結(jié)合河流的功能和屬性，分目標(biāo)層、準(zhǔn)則層和指標(biāo)層建立了包括河道健康、河流生態(tài)系統(tǒng)健康和流域社會經(jīng)濟(jì)價值3方面共24個指標(biāo)的評價指標(biāo)體系;耿雷華等［5］針對河流的自然功能、生態(tài)環(huán)境功能和社會服務(wù)功能，依據(jù)河流基本特征和個體特征，建立由共性指標(biāo)和個性指標(biāo)構(gòu)建的評價指標(biāo)體系;陳進(jìn)和黃薇［6］以長江流域為例，系統(tǒng)提出了健康長江指標(biāo)體系及其評價方法和標(biāo)準(zhǔn)，并對長江流域典型河流的健康狀態(tài)進(jìn)行了初步評價。

在河流健康評價中，對于大中型河流，由于涉及面積廣，自然條件和社會經(jīng)濟(jì)背景差異大，指標(biāo)值在整個空間尺度上不具實際意義，需要分區(qū)或分段進(jìn)行評價。由于長江流域幅員廣闊、地形起伏、地貌差異大、河流湖泊眾多，流域內(nèi)生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)構(gòu)成復(fù)雜、生物多樣性豐富，各地區(qū)在治理開發(fā)中存在的問題也不一樣。目前用來評價河流健康的大部分指標(biāo)都具有一定的區(qū)域特征和尺度效應(yīng)，不同地區(qū)、不同河段、不同尺度的評價指標(biāo)差異較大。如果評價尺度過大，指標(biāo)就不具代表性，難以反映健康問題之所在。因此在健康長江評價中，評價對象范圍的區(qū)劃和評價尺度的選取，是需要研究解決的關(guān)鍵問題之一。已開展的相關(guān)研究主要關(guān)注單一河流的健康評價尺度的選取，例如金小娟和陳進(jìn)［7，8］以漢江干流河段為例，采用河流生物斑點、工程河段、景觀河段和全河長4個尺度對漢江干流河段進(jìn)行了劃分，并對各尺度的評價指標(biāo)值之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系進(jìn)行了描述。而對于干、支流關(guān)系比較復(fù)雜的大型河流水系，有關(guān)的健康評價尺度研究還不夠系統(tǒng)。對長江水系，如何根據(jù)健康評價指標(biāo)的屬性，對流域水系進(jìn)行合理區(qū)劃、選取合適的健康評價尺度，既能反映整體的綜合狀態(tài)，也能體現(xiàn)局部的健康問題，是健康長江評價尺度選取考慮的關(guān)鍵。本文在前期研究基礎(chǔ)上，依據(jù)長江流域地理特點和河流水系特點，從評價對象的地理空間屬性出發(fā)，進(jìn)一步系統(tǒng)地探討針對整個長江流域水系的健康評價對象的區(qū)劃方法和評價尺度的選取，并分單指標(biāo)評價和綜合評價2大類，研究評價指標(biāo)在不同尺度之間的轉(zhuǎn)換計算方法。

2 健康長江評價指標(biāo)體系

根據(jù)河流特點、評價的目的和要求，河流健康評價可以分為單指標(biāo)評價和多指標(biāo)綜合評價2類。單指標(biāo)評價就是選擇一個特征指標(biāo)對河流某一個重要問題或者方面進(jìn)行評價，如對于水質(zhì)，可采用水功能區(qū)達(dá)標(biāo)率;對于河流生物多樣性，則可以采用生物多樣性指數(shù)(IBI)。單指標(biāo)評價具有方法簡單、評價結(jié)果直觀、便于向社會宣傳、較少使用難以確定的權(quán)重等優(yōu)點，而且一些單指標(biāo)對于河流健康評價具有“一票否決”權(quán)。例如，水功能區(qū)嚴(yán)重不達(dá)標(biāo)河段，不僅人類無法健康使用，水生生物也無法生存，這樣的水體可以判定為不健康。如果要全面深入地評價河流健康，則需要采用綜合評價方法。綜合評價方法能夠較全面地反映評價對象各方面的屬性，但該方法也存在一些難點:如何選擇基本相互獨立的指標(biāo)，以及如何設(shè)置各級指標(biāo)的權(quán)重等。

2.1 單指標(biāo)評價

健康評價的單指標(biāo)一般指一級指標(biāo)，它是由一組二級指標(biāo)、甚至三級指標(biāo)組成，并不是一個指標(biāo)，如水功能區(qū)評價是由一系列水質(zhì)評價指標(biāo)組成;IBI(生物完整性指數(shù))也是由12個指標(biāo)組成。單指標(biāo)評價中最主要的方法是指示物種法。

這種評價方法的依據(jù)是:生物，尤其是指示性生物的數(shù)量和發(fā)育情況，它是水文水質(zhì)、河道棲息環(huán)境、生物廊道、食物鏈狀況等多種因素的綜合反映。指示生物的存在是河流健康的重要標(biāo)志之一，該方法主要以河流中某些物種的數(shù)量、生物量、生產(chǎn)力、結(jié)構(gòu)功能指標(biāo)和一些生理生態(tài)指標(biāo)來描述河流生態(tài)系統(tǒng)的健康狀況。常用的指示生物包括魚類、底棲無脊椎動物等，主要評價方法是生物完整性指數(shù)(IBI)。在健康長江評價中，幾個具有“一票否決權(quán)”的指標(biāo)包括:水功能區(qū)水質(zhì)達(dá)標(biāo)率、生物完整性指數(shù)、水資源開發(fā)利用率等等。

2.2 綜合評價

綜合評價法結(jié)合了來自不同學(xué)科的多個指標(biāo)，在一定程度上可彌補(bǔ)單指標(biāo)法的不足，可以系統(tǒng)地評價河流的健康狀況。綜合評價指標(biāo)體系包含反映河流健康不同信息的指標(biāo)，能反映復(fù)雜河流生態(tài)系統(tǒng)的多尺度、多壓力的特征，利于全方位揭示河流面臨的壓力和存在的問題，所以綜合評價法是今后河流健康評價的一個發(fā)展方向。

綜合指標(biāo)體系一般由目標(biāo)層、系統(tǒng)層、指標(biāo)層3層構(gòu)成。

2.2.1 目標(biāo)層

根據(jù)需要確定的評價目標(biāo)，可以分為不同尺度和類型。如對于長江整體，可以稱為健康長江指數(shù)，而對于長江魚類資源評價，可以稱為長江魚類生物多樣性指數(shù)(FIBI)。

2.2.2 系統(tǒng)層

評價指標(biāo)體系是個復(fù)雜的系統(tǒng)，系統(tǒng)層的設(shè)立是為了從各個角度反映總體評價目標(biāo)，并構(gòu)成一個完整體系。依據(jù)健康長江內(nèi)涵，按內(nèi)部邏輯關(guān)系分系統(tǒng)表述長江健康狀態(tài)。根據(jù)劃分程度不同，可將系統(tǒng)層繼續(xù)劃分為一級、二級、三級子系統(tǒng)，子系統(tǒng)也可以稱為狀態(tài)層。

2.2.3 指標(biāo)層

指標(biāo)層是指定義清晰，可以通過直接的計算或從統(tǒng)計資料中獲得的指標(biāo)變量。指標(biāo)的選取要根據(jù)評價目的和評價區(qū)域的不同特點，具體問題具體分析。對于健康長江評價，采用可以獲得的定量指標(biāo)或定性指標(biāo)反映長江的健康狀況，評價指標(biāo)根據(jù)內(nèi)部邏輯關(guān)系可以分為一級指標(biāo)、二級指標(biāo)、三級指標(biāo)。

3 評價對象區(qū)劃和尺度選取

一個完整的健康評價應(yīng)該涵蓋各個尺度，而對于不同評價主體來說，他們需要的評價尺度也是不同的。國家層面需要的是宏觀大尺度的評價結(jié)果;流域管理機(jī)構(gòu)需要的是防洪、水土保持、水環(huán)境、輸沙采砂、水庫調(diào)度、水庫及水電站建設(shè)及生態(tài)環(huán)境保護(hù)的指標(biāo);生態(tài)與環(huán)境保護(hù)部門關(guān)心的是河流環(huán)境與流域生態(tài);而對于特定生態(tài)學(xué)者來說，可能重點關(guān)心的是河流斷面或小生境、微生境的情況。因此在確定好評價指標(biāo)之后，選取合適的評價尺度，是開展河流健康評價的一個重要環(huán)節(jié)，這首先需要通過合理區(qū)劃，將長江流域細(xì)化為指標(biāo)屬性相對獨立的評價單元。

3.1 區(qū)劃原則及依據(jù)

區(qū)劃過程中需要遵循的原則包括:①歷史與傳統(tǒng)原則，選擇的尺度要處理好與現(xiàn)有的水資源分區(qū)、行政區(qū)劃、生態(tài)功能區(qū)和河流水系等之間的沿襲關(guān)系;②區(qū)域相關(guān)原則，尺度選取應(yīng)遵循監(jiān)測控制點、河道水系和流域產(chǎn)匯流之間的溯源關(guān)系，以及與自然環(huán)境、生態(tài)群落和社會經(jīng)濟(jì)的區(qū)域相關(guān)性;③相似性原則，尺度選取應(yīng)根據(jù)評價指標(biāo)的一致性與差異性進(jìn)行分區(qū)，注意指標(biāo)特征的一致性是相對一致性;④發(fā)生學(xué)原則，尺度選取應(yīng)根據(jù)區(qū)域生態(tài)環(huán)境問題、生態(tài)環(huán)境敏感性、生態(tài)服務(wù)功能與生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)過程、格局關(guān)系，確定區(qū)劃中的主導(dǎo)因子及區(qū)劃依據(jù);⑤可操作性原則，所選擇的尺度和對象的評價指標(biāo)清晰明確，有利于構(gòu)建系統(tǒng)全面的健康長江評價指標(biāo)體系，且必須便于實際應(yīng)用操作;⑥標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范化原則，尺度標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)盡量規(guī)范、統(tǒng)一，在時間縱向和地區(qū)橫向之間，具有較強(qiáng)的可對比性。

對長江流域進(jìn)行區(qū)劃的主要依據(jù)包括:①既定的國家行政分區(qū)、水資源分區(qū)、生態(tài)功能分區(qū);②長江流域水行政管理范圍劃分;③既定的習(xí)俗和沿襲;④陸域自然分水嶺，干支流水系匯流關(guān)系;⑤生態(tài)系統(tǒng)基本構(gòu)成:斑點、走廊、棲息地、繁育點等等;⑥已有監(jiān)測點。

3.2 區(qū)劃方法和評價尺度

本文從評價對象和評價指標(biāo)的空間屬性關(guān)系考慮，采用3種口徑對長江流域進(jìn)行區(qū)劃，分別是面口徑、線口徑和點口徑(見圖1)。其中對于面口徑和線口徑，按照評價對象的空間大小和代表性，可進(jìn)一步確定不同尺度的評價層次。

圖1 健康長江評價區(qū)劃方法Fig.1 Three criteria of regionalization in the Yangtze River health assessment

3.2.1 面口徑

面口徑主要是針對匯流區(qū)域而言的。在健康長江評價指標(biāo)體系中，對應(yīng)面口徑的評價指標(biāo)有:水土流失比例、森林覆蓋率、水旱災(zāi)害損失率、農(nóng)業(yè)面源污染比率、血吸蟲病傳播阻隔率等等。這些指標(biāo)的共同特征，是以流域二維空間為評價對象的，指標(biāo)值能表示一定面積范圍對象的健康狀態(tài)。

面口徑的評價層次及尺度，可以參考目前常用的3種分區(qū)方法:水資源分區(qū)、地貌分區(qū)和生態(tài)功能區(qū)，將整個長江流域逐層細(xì)化為指標(biāo)屬性相對獨立的面單元。從方便流域管理而言，健康長江面口徑評價的尺度選取，可沿用現(xiàn)有的水資源分區(qū)(四級標(biāo)準(zhǔn))，該標(biāo)準(zhǔn)基本反映了長江流域河流水系特點和地表徑流匯聚關(guān)系。

整個長江流域被視為我國一級水資源分區(qū)，其下共劃分11個二級水資源分區(qū)，45個三級水資源分區(qū)(見圖2)，其中較大的三級水資源分區(qū)還進(jìn)一步細(xì)化為四級水資源分區(qū)。在四級水資源分區(qū)以下，還可以考慮按縣行政區(qū)為基本的統(tǒng)計單元。

3.2.2 線口徑

圖2 長江流域三級水資源分區(qū)圖Fig.2 Map of the third-grade water resources regions in Yangtze River basin

線口徑主要是針對河流而言的。在健康長江評價指標(biāo)體系中，對應(yīng)線口徑的評價指標(biāo)有:水系連通性、優(yōu)良河勢保持率、通航水深保證率、防洪工程措施完善率、水能資源開發(fā)利用率等等。這些指標(biāo)的共同特征，都是以河流水系的一維空間為評價對象的，指標(biāo)值表示一定河長范圍內(nèi)的評價對象的健康狀態(tài)。線口徑的評價層次及其尺度，可以參考長江水系的匯流特點及其干支流、上下游關(guān)系，將其細(xì)化為指標(biāo)屬性相對獨立的線單元。對于長江，按照河流路徑，首先將長江水系劃分為干流和支流，并分別進(jìn)行區(qū)劃。

(1)干流區(qū)劃:長江干流全長約6 300 km，按照河流地貌特征，初步可劃分為5個區(qū)間河段(長江口、下游、中游、上游、源頭)，13個景觀河段(江陰以下、江陰－大通、大通－湖口、湖口－武漢、武漢－城陵磯、城陵磯－枝城、枝城－宜昌、宜昌－萬州、萬州－寸灘、寸灘－宜賓、宜賓－石鼓、石鼓－玉樹、玉樹/直門達(dá)以上)，以及眾多的工程河段。

(2)支流區(qū)劃:長江支流眾多，按匯流面積來算，超過1 000 km2的支流就有437條。對于如此眾多的支流河段，本論文沒有進(jìn)行具體區(qū)劃，只給出了區(qū)劃的原則建議:①首先對于匯流面積大于1 000 km2的437條支流，按照長江委制定的長江河流三級支流水系劃分結(jié)果，采用樹狀水系圖，將整個長江支流水系按一級、二級和三級層次進(jìn)行分類編號，編碼符號為 Ri－j－k。其中:i為一級支流序號，按其河口距長江口的距離長短排序，越長序號越大;j為二級支流序號，同樣按其出口距一級支流河口的距離長短排序;k為三級支流序號;②對于匯流面積超過50 000 km2的支流，如雅礱江、岷江、大渡河、嘉陵江、烏江、沅江、湘江、漢江和贛江共9條，可按照河源、上、中、下游劃分為3～4個區(qū)間河段，每個區(qū)段的景觀河段按照地貌特征和河流形態(tài)來劃分，工程河段的劃分則根據(jù)河床特征以及已實施的涉水工程及其影響范圍來具體劃分;③對于匯流面積超過10 000 km2而小于50 000 km2的35條支流，建議劃分為上、下游2個區(qū)間河段，每個區(qū)段的景觀河段按照地貌特征和河流形態(tài)來劃分，工程河段的劃分則根據(jù)河床特征以及已實施的涉水工程及其影響范圍來具體劃分;④對于匯流面積小于10 000 km2而大于3 000 km2的135條支流，建議按1個河段考慮來劃分景觀河段，景觀河段數(shù)控制在3個以內(nèi);工程河段的劃分則根據(jù)河床特征以及已實施的涉水工程及其影響范圍來具體劃分;⑤對于匯流面積小于3 000 km2而大于1 000 km2的367條支流，建議只劃分為1～2個景觀河段，工程河段數(shù)則視工程具體情況確定，若沒有涉水工程，則按照河床特征劃分。

3.2.3 點口徑

點口徑主要是針對生物斑點，以及布設(shè)于長江流域面上、河道以及湖泊濕地內(nèi)的水文、水質(zhì)和生態(tài)等監(jiān)測點或斷面而言的。

在健康長江評價指標(biāo)體系中，對應(yīng)點口徑的評價指標(biāo)有:生物斑點、河道控制斷面生態(tài)需水滿足率、濕地保留率、取水點水質(zhì)達(dá)標(biāo)率、重要監(jiān)測點水質(zhì)達(dá)標(biāo)率、棲息地、珍稀水生動物存活狀況、魚類生物完整性指數(shù)等。

這些指標(biāo)的共同特征，都是以觀測點的監(jiān)測數(shù)據(jù)為評價依據(jù)，指標(biāo)值表示該監(jiān)測點表征范圍內(nèi)的評價對象的健康狀態(tài)?？蛇x擇有代表性的生物斑點監(jiān)測斷面作為評價點，也可以現(xiàn)有的水文、水質(zhì)監(jiān)測點為依據(jù)。這些點一般位于入海口、干流控制斷面、支流出口、湖泊濕地、水庫、城鎮(zhèn)、生物棲息地、指示性生物斑點等等。長江流域內(nèi)各類監(jiān)測點眾多，需要根據(jù)各具體指標(biāo)的性質(zhì)，來選擇對應(yīng)的觀測點數(shù)據(jù)來進(jìn)行健康評價?？梢园凑拯c所在的水系線區(qū)劃或子流域面區(qū)劃級別，將選用的觀測點進(jìn)行層次劃分。

4 不同評價口徑和尺度轉(zhuǎn)換關(guān)系

4.1 單指標(biāo)評價的尺度轉(zhuǎn)換

對于單指標(biāo)，為了能較好地與已有的各類觀測點相結(jié)合，且便于在地理信息系統(tǒng)下構(gòu)建面向用戶的健康長江評價管理系統(tǒng)，點、線和面評價口徑之間的轉(zhuǎn)換，將按照它們之間的地理屬性、幾何關(guān)系、溯源聯(lián)絡(luò)以及權(quán)重系數(shù)來進(jìn)行，具體如下。

4.1.1 面口徑不同尺度之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系

對于面口徑的評價指標(biāo)，可以按照不同分級尺度的面積關(guān)系，來轉(zhuǎn)換指標(biāo)值。例如對水資源分區(qū)，不同級別之間的分區(qū)是包含關(guān)系，可以由低一級別分區(qū)的指標(biāo)值，按照面積權(quán)重及其它需要考慮的權(quán)重系數(shù)來統(tǒng)計高一級別分區(qū)的指標(biāo)值，計算公式為

式中:Zi，Ai表示高一級別分區(qū)的指標(biāo)值及其面積;Zi－1，Ai－1表示低級別分區(qū)的指標(biāo)值及其面積;M為高一級別分區(qū)中所包含低級別的分區(qū)個數(shù);Kj為低級別分區(qū)的權(quán)重系數(shù)。

例如，當(dāng)評價整個長江流域農(nóng)業(yè)面源污染狀況，可以先根據(jù)鄉(xiāng)縣一級的監(jiān)測和調(diào)查數(shù)據(jù)，按照公式(1)來統(tǒng)計三級水資源分區(qū)的指標(biāo)值，然后依次統(tǒng)計二級水資源分區(qū)的指標(biāo)值，最后計算一級水資源分區(qū)即整個長江流域的指標(biāo)值。

4.1.2 線口徑不同尺度之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系

對于線口徑的評價指標(biāo)，可以按照不同線口徑尺度之間的幾何從屬關(guān)系，來轉(zhuǎn)換指標(biāo)值。一些以河道為評價對象的指標(biāo)，如水系連通性，通航水深保證率，防洪工程措施完善率等等，可以由低一級別分段的指標(biāo)值，按照線性權(quán)重及其它需要考慮的權(quán)重系數(shù)來統(tǒng)計高一級別分段的指標(biāo)值，計算公式為

式中:Zi，Li表示高一級別分段的指標(biāo)值及其長度;Zi－1，Li－1表示低級別分段的指標(biāo)值及其長度;M 為高一級別分區(qū)中所包含低級別的分段個數(shù);Kj為低級別分段的權(quán)重系數(shù)。

例如當(dāng)評價整個長江干流防洪工程措施完善率，可以先將整個長江干流劃分為上、中、下游3個區(qū)段，每個區(qū)段內(nèi)再劃分不同的景觀河段，接著對每個景觀河段進(jìn)一步細(xì)化為工程河段。以工程河段為基準(zhǔn)，按照公式(2)統(tǒng)計景觀河段的防洪工程措施完善率指標(biāo)值，再統(tǒng)計上、中、下游3個區(qū)段的指標(biāo)值，最終得到整個長江干流的指標(biāo)值。對于干支流之間的線尺度交換，需要按照干支流之間的交匯方式，來確定不同線口徑指標(biāo)值之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。

4.1.3 點與線口徑之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系

河流健康評價的主要依據(jù)，大多數(shù)是基于點觀測方式而得到的數(shù)據(jù)。如生物斑點的監(jiān)測，以及現(xiàn)有的水文和水質(zhì)監(jiān)測點，就是依據(jù)各種觀測站來獲取點的狀態(tài)值。當(dāng)評價某一河段的指標(biāo)狀態(tài)值時，通常需要將能代表該河段的幾個觀測站點的狀態(tài)值，轉(zhuǎn)換為該河段的狀態(tài)值。這就是所謂點尺度與線尺度之間的轉(zhuǎn)換。分2種情況:①當(dāng)各點之間相對獨立，且點與線只存在幾何相關(guān)的情況，這時就可以采用算術(shù)平均法以及加權(quán)平均法等常用的線性插值方法，來將觀測站點的狀態(tài)值，轉(zhuǎn)換為評價河段的線尺度狀態(tài)值;②當(dāng)點與線之間還存在溯源關(guān)系的情況，如上下游、干支流交匯等情況，就比較復(fù)雜的，需要針對不同指標(biāo)值的點線特征關(guān)系，來進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

4.1.4 點與面口徑之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系

當(dāng)評價某一區(qū)域(如水資源分區(qū))指標(biāo)狀態(tài)值，通常需要將能代表該區(qū)域幾個觀測站的狀態(tài)值，轉(zhuǎn)換為該區(qū)域的狀態(tài)值。分2種情況:①當(dāng)點與面只存在幾何相關(guān)的情況，這時就可以采用算術(shù)平均法、泰森多邊形法、逆向距離加權(quán)平均法等常用的空間插值方法，來將觀測站的狀態(tài)值，轉(zhuǎn)換為評價區(qū)域的面狀態(tài)值;②當(dāng)點與面之間存在溯源關(guān)系的情況，這在流域中比較常見，例如某子流域或水資源分區(qū)的出口處泥沙觀測站點的監(jiān)測值，在很大程度上就能反映該子流域的水土流失狀況，在這種情況下，就可以用出口處的觀測點值來表征該子流域的面狀態(tài)值。

4.2 綜合評價的尺度轉(zhuǎn)換

以一條河為例，當(dāng)對其健康狀態(tài)進(jìn)行綜合評價時，一般可以將其沿縱向分成3個尺度，即整條河長、與陸地生態(tài)區(qū)尺度相當(dāng)?shù)木坝^河段(幾十公里到上百公里)和工程河段(涉河工程影響范圍，幾公里到幾十公里)，另外再考慮加入生物斑點，這樣就可以將一條河流劃分成4個尺度。以河流斷面為評價對象的生物斑點評價，是工程河段評價的基礎(chǔ)，工程河段評價又是景觀河段的評價基礎(chǔ)，景觀河段是整條河健康評價基礎(chǔ)。下面將簡要說明綜合評價時各尺度之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。

先選取合適的評價指標(biāo)(假設(shè)選取了n個指標(biāo))，然后對其賦值，再對每個指標(biāo)值加權(quán)求和得到河段的綜合健康指數(shù)。全河長是一個比較特殊的尺度，它本身視規(guī)模和特點而定，也可以是一個包含若干景觀河段。假設(shè)A是一個景觀河段，由m個工程河段(B1，B2，…，Bm)組成，其中的第 i個工程河段Bi中存在k個生態(tài)斑點。設(shè)景觀河段的各指標(biāo)的權(quán)重為X(x1，x2，…，xn)，設(shè)工程河段的各指標(biāo)的權(quán)重為Y(y1，y2，…，yn)，設(shè)生物斑點的各指標(biāo)的權(quán)重為Z(z1，z2，…，zn)，設(shè)景觀河段A的各指標(biāo)的取值為AT(a1，a2，…，an)，設(shè)包含于A的第i個工程河段Bi各指標(biāo)的取值為BiT(bi1，bi2，…，bi5)，Bi中第j個生物斑點的各指標(biāo)的取值為CijT(cij1，cij2，…，cij5)。Q為河段的健康綜合指數(shù)。景觀河段、工程河段、生物斑點的健康綜合值的計算方法如下式，

綜合評價時，先由生態(tài)斑點推導(dǎo)工程河段的健康綜合值，再由工程河段推導(dǎo)景觀河段的健康綜合值，最后可推求整個河段的健康綜合值。有關(guān)該方法的具體示例請參見文獻(xiàn)［7，8］。

5 結(jié)語

對于干、支流關(guān)系較為復(fù)雜的長江水系，如何根據(jù)健康評價指標(biāo)的屬性，對流域水系進(jìn)行合理區(qū)劃，選取合適的評價尺度，既能反映整體的綜合狀態(tài)，也能體現(xiàn)局部的健康問題，是健康長江評價首先需要考慮的關(guān)鍵問題之一。本論文依據(jù)長江流域地理特點和河流水系特點，從點、線、面3種口徑提出了健康長江評價的區(qū)劃方法和評價尺度，并按照單指標(biāo)評價和綜合評價的不同需要，提出了不同評價口徑和尺度之間指標(biāo)值的轉(zhuǎn)換計算方法。研究成果可以為健康長江評價工作開展及其評價尺度的選取提供可操作性強(qiáng)的參考標(biāo)準(zhǔn)。

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