我國河流健康評價指標(biāo)體系研究進展

毛建忠，趙萍萍，李春永，趙華剛

（1.云南省水文水資源局，昆明 650106；2.青島本源水務(wù)技術(shù)發(fā)展有限公司，山東 青島 266555）

20世紀后期以來,隨著人口快速增長和工業(yè)化、城市化進程的快速推進，排放到河流的大量點源與面源污染物超過河流的自凈能力，河流的生態(tài)安全問題日益凸現(xiàn)，河流的健康生命受到嚴重威脅。人們對水資源的過度開發(fā)利用，導(dǎo)致河湖面積急劇萎縮、水質(zhì)下降、生態(tài)環(huán)境功能退化等問題出現(xiàn)。

20世紀80年代開始，河流健康問題越來越引起人們的重視。聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署在對流域面積較大的25條世界河流調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，世界的大江大河水質(zhì)欠佳，多數(shù)河流水量減少，污染程度增加［1］。歐美等地采取一系列措施和方法對河流進行保護，河流健康應(yīng)運而生［1-3］。國內(nèi)對河流健康評估研究起步較晚，已開始從河流健康狀況角度保護河流，在河流健康評價指標(biāo)體系、河流的可持續(xù)管理等方面開展一定的研究，健康長江、健康黃河、健康珠江等概念相繼提出，各大流域相關(guān)工作也已開展［4-7］。

1 河流健康內(nèi)涵

作為生態(tài)系統(tǒng)健康研究的一部分，學(xué)者們首先對河流水生生態(tài)系統(tǒng)的健康進行了研究,并逐漸擴展到河流的其他方面，最終形成了河流健康的概念［8］。河流健康概念源于人類對河流環(huán)境退化的關(guān)注，要求從水質(zhì)、生物、生態(tài)等眾多角度科學(xué)評估河流生態(tài)系統(tǒng)狀況，研究河流健康狀況的評價不僅可應(yīng)用于對河流現(xiàn)狀的客觀描述和評估，而且有助于管理決策者確定河流管理活動。

作為人類健康的類比概念，河流健康的含義尚不十分明確，專家學(xué)者的理解也不一致。Schofield［9］認為河流健康指與相同類型的未受干擾的（原始的）河流的相似程度。Meyer［10］綜合河流的自然屬性和社會屬性，提出健康河流應(yīng)涵蓋生態(tài)完整性和人類價值。Simpson等人［11］則認為河流生態(tài)系統(tǒng)健康應(yīng)是指河流生態(tài)系統(tǒng)維持主要生態(tài)過程，物種組成、多樣性和功能組織盡可能接近未受干擾狀態(tài)的能力，認為河流的原始狀態(tài)即為河流健康。但是越來越多的學(xué)者認為，生態(tài)系統(tǒng)的全面性和整體性要求考慮作為生態(tài)系統(tǒng)的組成部分的人類作用，認為生態(tài)系統(tǒng)應(yīng)是既能滿足人類社會合力需求，又能維持生態(tài)系統(tǒng)自身維持與更新的能力［1］。

中國工程院院士文伏波［8］認為健康的河流應(yīng)是生態(tài)良好的，又能造福人類的河流,是以水資源可持續(xù)利用的河流。韓其為［8］認為“河流健康”的含義應(yīng)隨著河流生命階段、社會發(fā)展、科學(xué)進步以及人類對其功能要求而變，而不應(yīng)用固定、通用的指標(biāo)來要求。李國英［8］認為河流健康是指在河流生命存在的前提下,河流的社會功能與自然生態(tài)功能能夠取得平衡。董哲仁［8,12］認為河流健康不是嚴格意義上的科學(xué)概念，而是一種河流管理的評估工具。

河流健康概念源于河流生態(tài)系統(tǒng)健康，但又不局限于生態(tài)系統(tǒng)健康。健康的河流應(yīng)包含兩層含義：自然屬性的健康和社會屬性的健康，即自身功能穩(wěn)定，生態(tài)系統(tǒng)能維持主要的生態(tài)過程，同時也能滿足人類社會發(fā)展的合理需求。

2 河流健康評估體系研究

隨著國際上對河流健康的日益關(guān)注，河流健康狀況的監(jiān)測和評價工作也進一步開展，近10年來河流健康評估在許多國家開展，其中最具代表性的是美國、英國、澳大利亞和南非［13-15］。河流健康評估過程中逐漸形成一些頗具特色的方法，大致可將這些方法分為預(yù)測模型法和多指標(biāo)綜合評價法兩種［16］。

2.1 預(yù)測模型法

假設(shè)在無人為干擾條件下，理論上河流物種組成與實際上河流生物組成進行比較，進而評價河流健康狀況的方法，典型代表為英國淡水生態(tài)所河流實驗室提出的河流無脊椎動物預(yù)測（RIVPACS）及澳大利亞以RIVPACS為基礎(chǔ)提出的適合本國的AUSRIAS方法。但是，預(yù)測模型法是通過單一的物種進行的河流健康評估，并假定了河流的任何變化都反應(yīng)在該物種上，帶有極大的局限性。

2.2 多指標(biāo)綜合評價法

綜合河流物理、化學(xué)、生物甚至社會經(jīng)濟等多指標(biāo)進行評價的方法，可從不同尺度采集河流信息進行評估，典型代表為澳大利亞的溪流狀況指數(shù)ISC，我國大部分河流健康評價也依據(jù)此方法。對指標(biāo)綜合評價法涉及的河流特征指標(biāo)較多，但評價標(biāo)準(zhǔn)難以確定，因此精度有所欠缺。

1999年上海市環(huán)境監(jiān)測中心針對黃浦江建立了水環(huán)境評價指標(biāo)體系以來［17］，2003年蔡慶華等人［18］提出從水量、水質(zhì)、水能和水生物4方面建立淡水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的評價指標(biāo)體系，趙同謙等人［19］則根據(jù)水生態(tài)系統(tǒng)提供服務(wù)的特點，建立了由生活及工農(nóng)業(yè)供水、水力發(fā)電、內(nèi)陸航運、水產(chǎn)品生產(chǎn)、休閑娛樂5個直接使用價值和調(diào)蓄洪水、河流輸沙、蓄積水分、保持土壤、凈化水質(zhì)、固定碳、維持生物多樣性7個間接使用價值的評價指標(biāo)體系，并對全國水生態(tài)系統(tǒng)進行綜合價值評估。

黃河作為幾乎處于瀕危狀態(tài)的河流，以其原始狀態(tài)作為健康目標(biāo)是不可能的，且也不具備管理的可操作性。根據(jù)黃河生態(tài)系統(tǒng)退化現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢，黃河水利委員會［5］提出用低限流量、河道最大排洪能力、平灘流量、灘地橫比降、水質(zhì)類別、濕地規(guī)模、水生生物、供水能力等8項定量指標(biāo)作為健康黃河的標(biāo)志，該體系強調(diào)“維持其自身生態(tài)平衡的基本水量”，但對河流的生物群落和生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能很少提及。

長江水利委員會［6］從生態(tài)環(huán)境功能和服務(wù)功能兩個角度對長江健康評價體系進行研究，考慮長江下游血吸蟲病猖獗，成為制約長江生態(tài)系統(tǒng)健康的重要影響因子，添加血吸蟲病傳播阻斷率。

由于長期以來過分強調(diào)社會效益，過渡開發(fā)河流，海河流域長期存在河道斷流與干涸、水質(zhì)惡化、生物多樣性衰退等生態(tài)問題?；凇坝泻咏愿?，有水皆污”的現(xiàn)狀，海河水利委員會［7］從水量、水質(zhì)和生物狀況三大一級指標(biāo)層建立了海河健康評價體系，(由于海河幾乎不存在珍稀的洄游性魚類),在制定健康評價時不予考慮河流的連通性、魚道狀況等。

2006年珠江水利委員會［4］根據(jù)一般健康河流的共性和珠江的特性，制定了珠江河流健康評價指標(biāo)體系，從總體層、系統(tǒng)層、狀態(tài)層和指標(biāo)層4個結(jié)構(gòu)和自然屬性、社會屬性2個方面對珠江流域的健康狀況進行評估，定義了河流形態(tài)結(jié)構(gòu)、水環(huán)境狀況、水生物、服務(wù)功能、監(jiān)測水平等5大類20多指標(biāo)的計算方法。

2010年水利部召開了全國重要河湖健康評估試點工作布置會議，印發(fā)《河流健康評估指標(biāo)、標(biāo)準(zhǔn)與方法（試點工作用）》（辦資源〔2010〕484號）［20］，從水文水資源、物理結(jié)構(gòu)、水質(zhì)、水生物及社會服務(wù)功能5個準(zhǔn)則層分尺度對河流進行評估，并要求各省水行政主管部分開展河流健康評價的試點工作，建立河流“體檢報告”。

此外，考慮到城市規(guī)模擴大對河流干擾增加，趙彥偉等人［21］提出了城市河流生態(tài)系統(tǒng)的健康評價體系，包含水量、水質(zhì)、水生生物、物理結(jié)構(gòu)與河岸帶5大要素，為城市水生態(tài)修復(fù)與建設(shè)活動的開展提供科學(xué)依據(jù)。作為河流生態(tài)系統(tǒng)外源影響因素的流域，其氣候、地質(zhì)特征和土地利用狀況等也決定著流域內(nèi)河流的河道、基質(zhì)等特征，龍笛等人［22］在2006年構(gòu)建了以“自然條件限制因子—流域生態(tài)健康指示因子—人類活動影響因子”為基礎(chǔ)的評價體系，并利用層次分析法對灤河山區(qū)流域和北四河平原流域進行流域尺度河流生態(tài)系統(tǒng)健康評價。

3 存在問題

河流健康是河流自然屬性和社會屬性相統(tǒng)一的概念，健康的河流必須服務(wù)于社會經(jīng)濟發(fā)展和生態(tài)保護的協(xié)調(diào)。但是由于河流生態(tài)系統(tǒng)組成復(fù)雜，涉及因素眾多,制約河流生態(tài)系統(tǒng)維持發(fā)展的因素及其相互之間的關(guān)系較難分析，給河流健康標(biāo)準(zhǔn)制定、選取指標(biāo)及量化指標(biāo)等帶來影響，目前河流健康評估還存在以下問題：

3.1 河流健康內(nèi)涵尚不明確

由于河流健康概念源于生態(tài)系統(tǒng)健康，是一個新興詞匯，人們的理解存在分歧，這妨礙了河流的開發(fā)利用及日常管理，影響了評價河流健康狀況的準(zhǔn)確性及可靠性。

3.2 評價標(biāo)準(zhǔn)選擇

對于河流健康評估涉及大量指標(biāo)，需要收集大量資料。而河流健康作為新興的一項工作，由于歷史調(diào)查資料的缺乏，在原始狀態(tài)或無干擾狀態(tài)作為參考狀態(tài)時，缺乏河流健康評價標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)歷史資料評價河流健康狀況存在一定難度。

3.3 健康評估受局限性

國內(nèi)健康評估僅局限在河流生態(tài)系統(tǒng)的一個或幾個方面，不能給河流整體管理提供有效的工具。此外河流健康評價完成后缺乏具體改善措施，對河流的健康狀況評估已發(fā)展到一定階段，但是對如何改善受損的河流生態(tài)系統(tǒng)的措施研究還乏善足陳，河流管理部分在進行河流管理過程中得不到理論指導(dǎo)。

健康的河流不僅關(guān)系到水資源的可持續(xù)利用，也關(guān)系到流域乃至全國整體生態(tài)安全和經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展。開展河湖健康評估是了解河湖生態(tài)狀況，掌握河湖健康變化規(guī)律的基礎(chǔ)工作，為制定有效的河流保護政策和合理開發(fā)決策提供技術(shù)支撐，對保障河湖水生態(tài)系統(tǒng)健康，實現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用具有重要意義。

［1］唐濤,蔡慶華,劉建康.河流生態(tài)系統(tǒng)健康及其評價［J］.應(yīng)用生態(tài)學(xué)報,2002,13(9):1911-1194.

［2］吳阿娜,楊凱,車越,等.河流健康狀況的表征及其評價［J］.水科學(xué)進展,2005,16(4):602-608.

［3］林木隆,李向陽,楊明海.珠江流域河流健康評價指標(biāo)體系初探［J］.人民珠江,2006（4）:1-3,14.

［4］劉曉燕,張建中,張原鋒.黃河健康生命的指標(biāo)體系［J］.地理學(xué)報，2006（5）:451-460.

［5］吳道喜,黃思平.健康長江指標(biāo)體系研究［J］.水利水電快報，2007（12）:1-3.

［6］侯思琰,石維,高紅.半干旱地區(qū)河流生態(tài)健康評價指標(biāo)體系研究［A］.中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會2009年學(xué)術(shù)年會論文集（第一卷）［C］.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2009.

［7］文伏波,韓其為,董哲仁，等.河流健康的定義與內(nèi)涵［J］.水科學(xué)進展,2007.18(1):140-150.

［8］Schofield N J,Davies P E.Measuring the health of our rivers［J］.Water,1996,5-6(23):39-43.

［9］Meyer J L.Stream health:incorporating the human dimension to advance stream ecology ［J］.The North American Benthological Society,1997,16(2):439-447.

［10］Simpson J,Norris R,Barmuta L,et al.AusRivAS-National River Health Program：User Manual Website Version［M］.1999.

［11］董哲仁.河流健康的內(nèi)涵［J］.中國水利,2005(4)：15-18.

［12］楊文慧,嚴忠民,吳建華.河流健康評價的研究進展［J］.河海大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2005,33(6):607-661.

［13］Barbour M T,Gerritsen J,Snyder B D,et al.Rapid Bioassessment Protocols for Use in Streams and Wadeable Rivers:Periphyton,Benthic Macroinvertebrates and Fish(Second Edition)［M］.Washington,D.C.:EPA 841-B-99-002.U.S.Environmental Protection Agency,Office of Water;1999.

［14］Parsons M,Thoms M,Norris R.Australian River Assessment System:Review of Physical River Assessment Methods—A Biological Perspective,Monitoring River Heath Initiative Technical Report no 21.Canberra.:Commonwealth of Australia and University of Canberra,2002.

［15］Hart B T,Davies P E,Humphrey C L,et al.Application of the Australian river bioassessment system (AUSRIVAS) in the Brantas River,EastJava,Indonesia ［J］.Journal of Environmental Management,2001(62) :93-100.

［16］黃寶強，李榮昉，曹文洪.河流生態(tài)系統(tǒng)健康評價及其對我國河流健康保護的啟示［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2011，39(8) :4600-4602,4641.

［17］徐祖信.河流污染治理規(guī)劃理論與實踐［M］.北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2003.

［18］蔡慶華，唐濤，鄧紅.淡水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)及其評價指標(biāo)體系的探討［J］.應(yīng)用生態(tài)學(xué)報,2003(1):135-138.

［19］趙同謙，歐陽志云，王效科，等.中國陸地地表水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能及其生態(tài)經(jīng)濟價值評價［J］.自然資源學(xué)報,2003(4):443-452.

［20］中華人民共和國水利部.河流健康評估指標(biāo)、標(biāo)準(zhǔn)與方法（試點工作用）（1.0版）［Z］.2010.

［21］趙彥偉,楊志峰.城市河流生態(tài)系統(tǒng)健康評價初探［J］.水科學(xué)進展,2005 16（3）:349-355.

［22］龍笛，張思聰,樊朝宇.流域生態(tài)系統(tǒng)健康評價研究［J］.資料科學(xué),2006 (4) :38-44.