王業(yè)耀,陰 琨,楊 琦,許人驥,金小偉,呂怡兵,騰恩江
1.中國地質(zhì)大學(北京),北京 100083 2.中國環(huán)境監(jiān)測總站,國家環(huán)境保護環(huán)境監(jiān)測質(zhì)量控制重點實驗室,北京 100012
河流是一類非常重要的自然生態(tài)系統(tǒng),河流生態(tài)系統(tǒng)具有自我維持和調(diào)控的功能,很多營養(yǎng)鹽及污染物在河流中得以遷移、稀釋和降解,使污染水體得到凈化[1]。河流水質(zhì)遭受污染或者水利工程的影響,會使自然狀態(tài)的河流結(jié)構(gòu)受到不同程度的破壞,生物多樣性喪失,諸多生態(tài)功能也因此而減弱或喪失[2]。隨著水資源的利用與保護的矛盾不斷突出,針對河流的生態(tài)質(zhì)量評價或河流健康評價的研究逐漸興起。20世紀70—80年代,人們對河流的關(guān)注由單一的水質(zhì)保護轉(zhuǎn)移到整個河流生態(tài)系統(tǒng),評價內(nèi)容也開始轉(zhuǎn)向?qū)恿魃鷳B(tài)及環(huán)境質(zhì)量的評價,河流健康的內(nèi)涵更為豐富,出現(xiàn)了多種評價方法[3]。諸多國家已經(jīng)將評價河流生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量狀況的工作作為其環(huán)境管理的重要目標。美國、澳大利亞、英國和南非在評價河流生態(tài)質(zhì)量方面開展了大量的工作,其中具有代表性的評價方法有基于生物完整性指數(shù)(IBI)的美國快速生物評價方案(RBPs)[4-5]、歐盟水框架指令(WFD)[6]、多指標評價方法(MMIs)[7]、澳大利亞的溪流狀況指數(shù)(ISC)、澳大利亞河流評價計劃(Aus Riv AS)[8-11]、英國的河流無脊椎動物預測、分類系統(tǒng)(RIVPACS)[12]和南非的河流健康計劃(RHP)[13-14]等。評價的要素主要涵蓋河流生境(或稱棲息地)、生物要素、水質(zhì)物理化學要素。各個國家對河流健康的保護目的不盡相同,選擇的評價指標和方法也不同。目前,我國河流生態(tài)質(zhì)量評價體系是基于水生態(tài)系統(tǒng)完整性的角度,重點關(guān)注河流中水生生物狀況以及支撐水生生物生存生長的棲息地生境指標和水體物理化學指標。該文介紹了國外評價體系產(chǎn)生的背景和研究基礎(chǔ),分析了廣泛應用的幾類評價方法的特點和在不同國家、流域的應用情況以及各方法的應用前景,分析了國內(nèi)開展河流生態(tài)質(zhì)量評價研究的發(fā)展過程、階段性研究進展和應用案例,并根據(jù)目前研究基礎(chǔ)評述了我國評價體系現(xiàn)存問題及應用前景,為河流生態(tài)質(zhì)量評價體系的建立及發(fā)展方向提供建議和參考。
河流生態(tài)健康評價的發(fā)展集中在評價指標、評價方法以及尺度范圍3個方面。評價指標從最早的水質(zhì)物理化學指標、簡單的生物指數(shù)指標,逐步拓展到涵蓋物理生境、水質(zhì)理化、生物、水文等多指標體系。評價方法從最初的生物指數(shù)法、指示生物法發(fā)展到預測模型法[11,15]、生物完整性指數(shù)[4,16-18]、多要素綜合評價等評價方法。研究水體的空間尺度也在逐步擴大,從局部的河段[19]、支流或單條河流[20]到整個流域范圍[21-22]和整個國家的尺度[23]。
20 世紀70—80 年代,歐洲和北美開始了監(jiān)測河流生態(tài)狀況的研究活動。1977年英國有學者開展利用大型底棲動物對監(jiān)測河流生物質(zhì)量和利用理化指標預測生物種群的研究,在積累大量數(shù)據(jù)和經(jīng)驗的基礎(chǔ)上,創(chuàng)建了RIVPACS預測模型評價方法[9]。隨后,澳大利亞在RIVPACS基礎(chǔ)上開發(fā)出Aus Riv AS方法[24]。1994—1997年英國和愛爾蘭開展了河流生境狀況的調(diào)查研究,南非于1994年實施了“河流健康計劃”,開展了河流健康監(jiān)測的相關(guān)技術(shù)研究[25],在這些早期的研究中,積累了大量的經(jīng)驗和生物、生境、水文的數(shù)據(jù),并開發(fā)形成一些技術(shù)方法,為后期WFD的推行奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。隨著水生態(tài)質(zhì)量調(diào)查研究的進行,各成員國對于用水、水污染和水資源退化所引發(fā)的分歧和爭議成為歐盟關(guān)注的重點,最終促使歐盟頒布了WFD法令。美國Karr[5]于1981年研究提出了基于河流魚類完整性指數(shù)(F-IBI)的評價方法,并相繼發(fā)展出底棲生物完整性指數(shù)(B-IBI)[26]、藻類完整性指數(shù)(D-IBI)[27]?;贗BI方法的發(fā)展,美國環(huán)保局在1999年推出RBPs評價方法,IBI作為河流生態(tài)狀況監(jiān)測的基礎(chǔ)得到廣泛應用。目前,IBI已經(jīng)發(fā)展出多類群生物組合,如浮游動物和浮游植物[28]、大型底棲生物、魚類和藻類[29]。
WFD中提出了以流域綜合管理為核心,以維持生態(tài)系統(tǒng)良好狀態(tài)、實現(xiàn)水資源可持續(xù)利用為目標的多要素綜合評價方法,并以生態(tài)監(jiān)測結(jié)果作為水資源管理策略是否有效的評價標準[7]。WFD對生態(tài)質(zhì)量狀況評價的特點在于,體現(xiàn)了多要素綜合評價的意義,強調(diào)了流域尺度綜合管理,遵循多要素最低評價原則。這種評價體系以一種更為嚴格的方式處理了理化評價結(jié)果和生物評價結(jié)果的關(guān)系。WFD在支持流域綜合管理和發(fā)展多要素綜合評價方面都非常有意義。
在WFD發(fā)布后,歐洲國家根據(jù)框架的要求開展各自的方法研究。諸多學者的研究中發(fā)現(xiàn)了多要素綜合評價的優(yōu)勢和缺陷;同時,也有學者開展了新方法的研究,推進了WFD的應用。首先,多要素評價方法可以幫助發(fā)現(xiàn)水生態(tài)系統(tǒng)中究竟是哪個要素受到了干擾,并影響了水體生態(tài)質(zhì)量;評價結(jié)果可以有效支持后期的水資源和水生態(tài)修復和管理。多個國家的應用研究已經(jīng)表明多要素評價在這方面的應用價值。丹麥[30]的研究發(fā)現(xiàn),Odense流域大多數(shù)河流生物要素基本可以達到良好的狀態(tài),水質(zhì)清潔,但由于部分河流的物理生境條件不足,直接造成河流生態(tài)狀況無法達到優(yōu)良。研究表明,物理生境可能對生物質(zhì)量形成潛在的威脅,為下一步對Odense流域管理和修復提出了方向。瑞典[30]在對Stens?n河的研究中發(fā)現(xiàn),在某些生物指標和水質(zhì)化學指標相對良好的水域,水文質(zhì)量較差,成為直接影響流域生態(tài)質(zhì)量的因素。研究結(jié)果為管理部門對Stens?n河的修復和治理提供了重要數(shù)據(jù)。對WFD方法的應用結(jié)果顯示,以最低評價原則評價后瑞典大量的湖泊和水體都未達到優(yōu)的狀態(tài),某些生物指標顯示出優(yōu)良狀態(tài)的區(qū)域,由于水文條件的影響,使得其生態(tài)狀況無法實現(xiàn)優(yōu)的目標。芬蘭[30-31]通過多要素評價,發(fā)現(xiàn)河流水文和地貌要素的變化程度比生物和水質(zhì)要素更嚴重,從而決定從加強水文地貌的管理和采取必要的修復措施等方面來改善目前國內(nèi)的河流生態(tài)質(zhì)量。德國[30-32]利用多要素綜合評價,根據(jù)各要素評價的質(zhì)量狀況,將水體劃分為不同的類型(如河流形態(tài)退化、生物退化、生物狀態(tài)良好等),為后期確定不同類型受干擾水體的修復和治理措施及目標。應用研究結(jié)果表明,雖然德國現(xiàn)在已經(jīng)開展了三要素的評價體系的應用,但德國目前開展的WFD評價方法仍然是試驗性應用[30]。這些研究表明,多要素評價為國家流域生態(tài)質(zhì)量的管理和修復提供了非常有價值的信息,另一方面,WFD方法也存在一些缺陷,其評價的準確性受基礎(chǔ)數(shù)據(jù)量和參照條件的確定的影響。如芬蘭在河流生態(tài)質(zhì)量狀況的評價中采用專家判定的方法來確定參照位點[30],結(jié)果發(fā)現(xiàn),專家確定生物參照位點存在不合適的情況,使得研究對河流實際生態(tài)質(zhì)量狀況產(chǎn)生了過高評價,影響了評價的準確性。WFD提出的這種方法雖然被證實在參考樣點缺乏的區(qū)域是有效的,但是此方法同時存在主觀性強和缺乏定量判定措施等缺點[33]。德國的研究指出[30],由于生物監(jiān)測數(shù)據(jù)的缺乏,無法完全采用多要素評價方法來準確評價河流生態(tài)狀況。丹麥學者的研究也發(fā)現(xiàn),由于缺乏參照位點的數(shù)據(jù)信息、缺乏水質(zhì)分級的足夠數(shù)據(jù)和生物指標指示性的研究數(shù)據(jù),導致在丹麥河流的研究中,在歐洲和北美廣泛應用的大型植物或魚類完整性指數(shù)還無法采用[34],只采用單要素和兩要素評價[35-36]。有學者為促進歐盟推出統(tǒng)一的、可比的分類方法,開展了“相互校準”方法的研究[37],這種方法可以實現(xiàn)將各類用于生物質(zhì)量要素評價分類系統(tǒng)工具統(tǒng)一成可互相比較的良好狀況等級界限,相互校準的結(jié)果應用在流入管理規(guī)劃中,可以幫助完成各國評估結(jié)果的相互比較和校準,更好地實現(xiàn)流域的管理和評價[33]。
WFD評價方案是一項長期的監(jiān)測方案,雖然WFD存在一些缺陷,在跨界河流的評價與管理中也存在很多突出的矛盾情況[38],但WFD采用的多要素評價方法可以為水資源和水生態(tài)修復和管理提供有利的支持(如參照狀態(tài)的確定),推動了水生態(tài)質(zhì)量監(jiān)測評價向綜合評價體系的轉(zhuǎn)變,是流域水環(huán)境監(jiān)測評價發(fā)展的方向[39]。 對我國河流生態(tài)質(zhì)量評價體系的意義在于,WFD在流域尺度的評價和水生態(tài)系統(tǒng)中受干擾因素的確定等方面為我國提供了很重要的參考。
美國RBPs[4]河流生物快速評價方案是基于生物完整性指數(shù)IBI來進行監(jiān)測和評價的,IBI指標體系包涵了著生藻類、底棲動物和魚類3個生物類群。RBPs整個調(diào)查內(nèi)容包括11項生境指標、45項候選生物指標、多項化學指標。IBI可彌補單指標生物評價通常具有高的可變性的缺點,具有比較高的穩(wěn)定性[40],同時,采用多類群組合,IBI可以提供不同壓力綜合影響的結(jié)果。其限制因素是評價的準確度依賴參照狀態(tài)的確定[41]。
隨著IBI研究的深入,在評價體系方面, IBI由最初魚類完整性指數(shù)[5]發(fā)展到不同生物類群的完整性指數(shù),由單類群發(fā)展到多類群組合,如大型底棲動物[26],硅藻[27],大型底棲動物和魚類,水生大型植物[42],浮游動物和浮游植物[28],大型底棲動物、魚類和藻類[29]。在適用性研究方面,開展了IBI在可涉類河流、不可涉類大型河流及不同尺度范圍的適用性研究。美國學者在國家可涉河流評估行動中[43]成功應用大型無脊椎動物完整性指數(shù)(M-IBI)對國內(nèi)總長1.08×106km的可涉類河流進行了評價,證明了M-IBI在可涉類河流中的適用性,研究結(jié)果為評價清潔水法案目標的完成情況和判定其他國家政策的有效性提供了重要的數(shù)據(jù)和信息。巴西學者利用大型底棲生物完整性指數(shù)(B-IBI)對森林覆蓋區(qū)的溪流進行了生物評價,在Guapimirim、Macae′和Grande 3個流域內(nèi)研究結(jié)果表明,B-IBI對于溪流類河流的生物質(zhì)量評價是有效的,方法有效區(qū)分出不同程度的干擾位點[44],對于后期河流的管理和修復提供了河流生態(tài)受損位點和程度的重要信息。對溪流上游河段的研究,比利時學者Jan Breine等[45]采用魚類完整性指數(shù)(F-IBI)研究分析了生境質(zhì)量與生物指數(shù)間的相關(guān)性,驗證了評價體系的有效性,表明F-IBI可以有效區(qū)分優(yōu)良位點及不同程度的受損位點,認為IBI評價方法是對生態(tài)評價的一個重要的方法補充,且不僅適用于溪流下游河段,也同樣適用于對溪流上游區(qū)域生態(tài)質(zhì)量的評價。針對不可涉大型河流的評價,Brand M W等[46]在美國威斯康辛州的研究證明了M-IBI評價方法在不可涉類大型河流生態(tài)質(zhì)量監(jiān)測評價中的有效性和適用性。研究為IBI方法在大型河流監(jiān)測計劃中的應用提供了非常重要的參考,同時也為IBI在大型河流環(huán)境管理和成效評估提供了重要的方法。除了在河流尺度的研究,韓國有學者開展了國家尺度河流健康監(jiān)測評價研究,涉及全國范圍多個水系388條溪流。研究在敏感性和有效性方面成功驗證了M-IBI在國家范圍溪流類河流評價中的適用性,表明M-IBI是一個非常有效的評價方法,適用于國家范圍的長期監(jiān)測計劃[23],在更多河流中可開展更廣泛的應用[47]。
在IBI適用性研究中,很多學者也分析了阻礙IBI發(fā)展和應用的一些因素:缺少標準來定義和確定參照狀態(tài);缺少對流域中各參數(shù)敏感性和冗余度的信息資料和統(tǒng)計分析;缺乏對參照條件自然變化的評估分析;生物采樣的方法缺乏標準化和規(guī)范化;基于IBI的研究很多是根據(jù)研究區(qū)域的特點采用了各自的指標參數(shù)用于評價,不同的指標體系使得在全球范圍很難對評價結(jié)果進行比較分析[48-49]。這些因素都阻礙和制約了多指標評價方法在河流生物監(jiān)測和生物評價中的發(fā)展和應用。
英國RIVPACS與澳大利亞Aus Riv AS是預測模型評價方法的代表。RIVPACS是由英國淡水生態(tài)研究所提出和建立的[43],Aus Riv AS是在RIVPACS基礎(chǔ)上發(fā)展起來的、更適應澳大利亞河流特點的評價方法。預測模型方法在澳大利亞和英國得到了廣泛的應用[45],但仍具有一定的局限性。模型利用單一物種(底棲無脊椎動物)對河流健康狀況進行評價,如果這類生物對河流的變化沒有敏感的響應時,這類方法就無法反映河流真實狀況,這是評價預測模型法的一大缺陷[46-47]。
RIVPACS和Aus Riv AS方法已經(jīng)越來越多地被應用到生物監(jiān)測計劃中,英國、澳大利亞及美國都開展了應用[50],涉及的變量也各不相同[9,51-52],使得方法更適用于各自的河流特點。在可涉河流的研究中,一些學者基于大量的生物數(shù)據(jù)和大量的位點資料開發(fā)了預測模型方法,遠不是單次的調(diào)查數(shù)據(jù)。調(diào)查分析了9年間來自925個監(jiān)測位點的積累數(shù)據(jù)[53]。為確保模型的準確性,研究還采集了大量數(shù)據(jù)用于模型的校準、模型的驗證及對參考位點O/E值變化的檢查。研究結(jié)果表明,方法在空間和時間上都可以準確、精確地檢測到干擾和壓力的影響,可以在較廣闊和生態(tài)多樣性區(qū)域進行有效評估,證明了模型方法的有效性和適用的廣泛性。澳大利亞威廉姆斯河及阿萊恩河的評價研究也顯示,Aus Riv AS方法在監(jiān)測河流干擾影響、幫助制定河流管理目標中是非常有用的,在評價河流健康方面是一種非常有效的定量評價方法。雖然一些學者的研究表明了預測模型方法在河流生態(tài)質(zhì)量評價以及河流管理中的重要作用,但也有另一些學者的研究發(fā)現(xiàn)了方法的一些缺陷。如有學者在維多利亞境內(nèi)河流的研究發(fā)現(xiàn),預測模型的建立受到空間尺度和環(huán)境梯度的影響,所以一個預測模型僅適用于特定的空間區(qū)域,不能外推到不同空間尺度[54],而且預測模型方法非常依賴環(huán)境類型和大型無脊椎動物組成間的關(guān)系[55],表明不同類型的環(huán)境區(qū)域需要建立不同的模型,在流域和國家尺度范圍用同樣的方法進行河流監(jiān)測會存在適用性差的問題。其次,模型建立需要連續(xù)多年的數(shù)據(jù)資料的積累才能實現(xiàn)方法評價的敏感性和準確性,若缺乏足夠的環(huán)境數(shù)據(jù)和生物數(shù)據(jù),如只有一年監(jiān)測數(shù)據(jù)或單次監(jiān)測數(shù)據(jù),則模型預測方法不能準確判定干擾范圍,評價的敏感性也不夠[56]。葡萄牙學者的研究也發(fā)現(xiàn)了類似的問題,在蒙德古河(Mondego)流域開展的研究發(fā)現(xiàn),由于缺乏參照位點的數(shù)據(jù),模型在流域下游地區(qū)的評價效果不佳,未能很好地判別出干擾位點[57]。
預測模型方法可以對一個特定環(huán)境類型進行準確的評價,也可以用于長期的監(jiān)測評價,但是需要長期全面的生物監(jiān)測數(shù)據(jù)作基礎(chǔ)[56]。在缺少數(shù)據(jù)基礎(chǔ)和背景信息區(qū)域以及在流域和國家尺度范圍開展河流監(jiān)測評價方法仍存在一定的缺陷。
國內(nèi)近幾年才逐漸開展從河流健康角度評價河流生態(tài)系統(tǒng)的研究,主要在河流生態(tài)健康基礎(chǔ)理論、河流生態(tài)健康評價體系的建立方法及評價方法的應用3個方面開展了工作。2003—2006年,國內(nèi)研究集中在總結(jié)和探討國外有關(guān)河流生態(tài)健康和河流生態(tài)完整性概念的提出和發(fā)展以及對河流健康內(nèi)涵的多種定義和理解等方面[58-61],匯總了現(xiàn)有研究對河流生態(tài)健康的不同理解,但對其內(nèi)涵主要還是定義為生物完整性和可持續(xù)性[62],與未受人為干擾河流的相似度[59],以及生態(tài)中的生物完整性、生境狀況和化學參數(shù)質(zhì)量狀況[60],也提出明確河流健康概念及內(nèi)涵,對于促進我國河流生態(tài)健康研究、指導河流保護有重要的現(xiàn)實意義。其次,在河流生態(tài)健康評價體系的構(gòu)建方面,吳阿娜等[63-65]對河流生態(tài)系統(tǒng)健康評價方法進行了探討,研究內(nèi)容包含河流健康的評估原則,主要的表征因子和評價指標的選取,評價方法和評價標準的確定,以及整個評價指標體系的建立等理論研究。其中,馮彥等[65]分析了近40年國內(nèi)外相關(guān)研究中對評價體系指標的使用率,從中篩選出使用率高的8個指標作為河流健康的評價指標(河岸植被覆蓋率、河流連通性、水質(zhì)達標率、魚類生物完整性指數(shù)等),為我國建立評價體系提供了有價值的參考。劉曉燕[64]研究建立了黃河健康的評價框架和指標體系,理論研究中兼顧了河源、上游、中游、下游及河口段的不同指示指標,但研究中沒有利用黃河數(shù)據(jù)對評價框架的有效性進行應用分析,體系的適用性和準確性都需要在長期的應用中驗證。
近年來,我國河流生態(tài)健康的研究集中在對評價方法在具體研究區(qū)域的實踐應用的探索。在國內(nèi)漓江、遼河流域、袁河、嘉陵江、珠江流域、長江[15-16,19,21-22,66-69]等多條河流開展了現(xiàn)場生物群落調(diào)查,涉及生物完整性指數(shù)(IBI)、RIVPACS預測模型、生境質(zhì)量指數(shù)(HQI)、對指標綜合評價等多種評價方法的應用,探討了不同的方法對我國河流生態(tài)健康監(jiān)測的適用性。IBI方法的應用研究中,有學者在東江[20]和遼河流域[68]建立了F-IBI和硅藻完整性指數(shù)(D-IBI)并開展了適用性研究,表明IBI方法可以準確測量河流狀態(tài),是監(jiān)測河流狀態(tài)的有效的評價方法。雖然目前這些方法只在特定的研究區(qū)得到應用和驗證,但是仍然對相似類型河流的評價和河流的管理有重要的指導意義。除了IBI方法的應用,國內(nèi)很多學者探索了多指標綜合評價方法在我國的適用性,研究涉及不同類型的河流和不同尺度的評價,采用的指標綜合的方法也不盡相同[16,19,22,66-67,69]。雖然目前對綜合評價方法的案例應用仍處于早期發(fā)展的探索階段,評價系統(tǒng)的有效性還需要長時間連續(xù)監(jiān)測數(shù)據(jù)的驗證,但初步的評價結(jié)果仍可以為指導后期河流生態(tài)環(huán)境的恢復提供重要的建議。如有學者對河口區(qū)域水體進行了評價研究,表明長江河口生態(tài)系統(tǒng)目前處在亞健康狀態(tài),進一步提出河流的修復需要進行更多、更長時間的人工干預[66]。有學者在城市水源地上游河流開展了綜合評價的研究,研究探討了基于模糊概率法的多指標綜合評價方法在河流評價中的優(yōu)點,為綜合評價方法的研究提供了一個嘗試性的方法[66]。也有學者利用加權(quán)綜合評價[16,19]、灰色關(guān)聯(lián)度綜合評價[22]等不同的方法在遼河流域[22]、嘉陵江[19]、鄱陽湖水系[69]等開展了方法的開發(fā)和應用研究,以上這些研究的目的都是探索不同的綜合方法在我國河流生態(tài)質(zhì)量評價中的準確性和適用性,以及對于評估人類開發(fā)活動影響的效果。基于這樣的目的,研究也發(fā)現(xiàn)綜合評價方法存在的一些問題:綜合評價法的多指標的選擇中,一些指標對干擾的響應的敏感性及其穩(wěn)定性尚需驗證;由于河流不同區(qū)段水生生物群落結(jié)構(gòu)存在較大差異,難以采用同一套評價指標和標準;參數(shù)的參照值篩選和確定是研究中的難點。評價方法的準確性和適用范圍等問題,在目前的研究中還沒有得到解決,仍然需要在后續(xù)的研究中通過更多的應用研究數(shù)據(jù)來進一步完善,但多指標綜合評價仍是國內(nèi)外河流生態(tài)系統(tǒng)健康評價的發(fā)展趨勢。除了IBI和多指標綜合評價方法的研究,有學者探討了預測模型評價方法的應用效果。在漓江流域[15]的案例研究表明,RIVPACS預測模型適用于我國的河流評價,但需要根據(jù)我國具體河流類型來建立特定的模型。對于國家范圍的評價,我國目前還無法避免預測模型在不同環(huán)境類型中應用的缺陷。
在國家層面,也開展了一些重要的項目研究。2009年中國水利部和環(huán)境保護部共同實施的中澳合作研究項目——中國河流健康與環(huán)境流量項目(2009—2012)[70],目的是通過開展河流監(jiān)測、環(huán)境流量需求評價以及政策響應制定來改善國家對河流狀況的管理方法。項目開展了對珠江(桂江流域)、黃河(小浪底下游區(qū)域)與遼河(太子河流域)3個流域的河流健康評估研究。這項研究的意義在于,在流域尺度開展了評價研究,探索了適用于中國的河流健康指標,分析了方法在我國的適用性,探討了我國開展河流生態(tài)健康監(jiān)測的難點和重點方向[70-71]。
目前國內(nèi)的研究多利用水質(zhì)理化數(shù)據(jù)和部分生物數(shù)據(jù)評估河流的水質(zhì)狀況,缺乏從系統(tǒng)性和整體性角度進行分析,為全國河流生態(tài)監(jiān)測的運行和河流系統(tǒng)管理所提供的支撐也相對有限?,F(xiàn)有研究的評價體系主要存在以下幾方面問題:①仍主要依賴水質(zhì)物理化學指標結(jié)合單一生物類群來評價河流生態(tài)狀況,或單獨利用生物群落指標進行評價,指標不夠全面。②生境和水質(zhì)指標雖有監(jiān)測,但大多未形成評價指標,主要用于輔助分析。③在河流生態(tài)評價中利用水質(zhì)化學、生物、生境等多要素綜合評價的研究還很有限,仍停留在方法探索階段。④指標評價體系的構(gòu)建缺乏水質(zhì)理化要素、生物要素和生境要素間關(guān)聯(lián)性的深入分析,對于具有指示性的水質(zhì)理化和生境評價指標尚不明確。⑤評價數(shù)據(jù)多采用單次或短期監(jiān)測數(shù)據(jù),缺少長期監(jiān)測研究的經(jīng)驗和數(shù)據(jù)積累。⑥應用研究多以借鑒國外現(xiàn)有評價體系為主,開發(fā)建立新評價系統(tǒng)的研究還很少。這些指明了今后評價研究的努力方向和需要解決或完善的方面。
隨著對我國河流生態(tài)質(zhì)量的關(guān)注不斷深入,從水生態(tài)系統(tǒng)完整性角度對河流狀況進行監(jiān)測和評價的優(yōu)勢和其必要性就充分顯示出來。水生態(tài)系統(tǒng)完整性評價法能有效地評價自然生態(tài)系統(tǒng)維持自然狀態(tài)和穩(wěn)定性的程度及變化趨勢,是資源管理和環(huán)境保護中一個重要的概念。目前我國面臨著河流污染和破壞日趨加重的局面,如何讓“河流休養(yǎng)生息”,如何保護河流生態(tài)質(zhì)量的良好狀態(tài),如何讓受干擾的河流得到恢復,環(huán)境保護和治理的巨大需求為現(xiàn)階段我們的水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測評價提出了更高的要求。我國的河流監(jiān)測與評價必將從單純的物理化學指標監(jiān)測和限值達標的評價體系,向基于保護河流水生態(tài)完整性為目標的多要素多指標的綜合監(jiān)測評價體系發(fā)展,這已經(jīng)成為發(fā)展的必然趨勢。為滿足環(huán)境管理的新需求,我國必須在現(xiàn)階段在全國范圍開展基于生態(tài)系統(tǒng)完整性的綜合監(jiān)測評價研究。目前我國已引入河流生態(tài)完整性的理論,并開展了一些案例應用研究和探索性的方法研究,從中積累的經(jīng)驗和數(shù)據(jù)基礎(chǔ)都將成為有利的推動力。
對我國河流生態(tài)質(zhì)量評價的發(fā)展提出以下幾點建議:生物類群選擇上,可以先開展單生物類群(底棲動物或藻類)的評價,逐步擴展到多生物類群(底棲、藻類和魚類)。指標選擇上,先選用一些適用性廣、容易獲得的指標(如生物指數(shù)、多樣性指數(shù)),然后逐步構(gòu)建“一河一測”有針對性的指標體系(如構(gòu)建各自的IBI指標)。相信隨著河流生態(tài)健康研究的深入和研究數(shù)據(jù)的積累,河流生態(tài)質(zhì)量評價的完善性和可靠性也會隨之提高,我國對河流環(huán)境的監(jiān)測和管理將進入基于流域生態(tài)質(zhì)量和生態(tài)健康保護的新領(lǐng)域。
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