對河流生態(tài)系統(tǒng)健康評價研究

杜國興

摘 要：基于水文與生態(tài)理論，界定了河流生態(tài)系統(tǒng)健康的概念。同時，分析了影響河流生態(tài)系統(tǒng)健康的因素。在此基礎上，建立了河流生態(tài)系統(tǒng)健康的評價方法和評價指標體系，并將結果分為三級。通過個別河流的研究，對生態(tài)系統(tǒng)健康評價。結果表明，鄱陽湖生態(tài)系統(tǒng)健康評價2000最終得分為0.52，鄱陽湖是健康的中間狀態(tài)。

關鍵詞：河流生態(tài)系統(tǒng)；健康評價；指標體系

生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展是人類社會的可持續(xù)發(fā)展的前提，生態(tài)系統(tǒng)的管理是利用和保護資源，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的有效途徑。河流對人類的發(fā)展非常重要，不僅要提供食物、工業(yè)和農(nóng)業(yè)和生活用水，而且還包括商業(yè)、交通、娛樂等許多服務。作為一個重要的生態(tài)系統(tǒng)類型，河流生態(tài)系統(tǒng)仍是物質循環(huán)的主要渠道之一，大量的營養(yǎng)物質和污染物的河流遷移和降解。但在過去的幾十年里，河流生態(tài)系統(tǒng)受到人類活動的干擾和破壞。隨著工業(yè)文明的快速發(fā)展，人類對水資源的需求量也在急劇增加，許多河流由于過多的水，面臨著斷源或耗盡。此外，大量的污染物排放，森林和河岸緩沖帶的森林砍伐嚴重影響了河流的水環(huán)境狀態(tài)。其結構有很大的破壞，許多生態(tài)功能也由于人為活動的干擾而失去。1999年，聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署舉辦的“第二十一世紀水資源委員會”，在對流域面積是世界上最大的25個河流的調查后，得出結論，世界的河流水質較差，大多數(shù)河流水量減少，污染程度逐步增加。在被調查的河流中，中國黃河和前蘇聯(lián)的中亞錫爾河和阿姆河、科羅拉多河、印度的恒河和墨西哥萊爾馬河六條河流水質較差，被評為最不衛(wèi)生的河；只有在美國北部，美國南部的亞馬遜河，印度中國半島湄公河和圣勞倫斯河水質較好。因此，如何維護現(xiàn)有河流生態(tài)系統(tǒng)的功能，修復受損的生態(tài)系統(tǒng)，促進河流及其流域的可持續(xù)發(fā)展已成為一個全球性的問題。作為以可持續(xù)發(fā)展為重要目標的國家，健康生態(tài)系統(tǒng)的恢復與維護已成為科學家們的共識。創(chuàng)造一個健康的環(huán)境是十分必要的。

如何評價河流生態(tài)狀況，成為水利、環(huán)境科學和生態(tài)領域的研究熱點之一。河流健康狀況的評價，不僅適用于河流的客觀描述和評價，也有助于管理決策者對河流管理活動進行識別，對河流的可持續(xù)管理和區(qū)域生態(tài)環(huán)境建設具有十分重要的意義。

一、生態(tài)系統(tǒng)的定義

生態(tài)系統(tǒng)具有一定的空間范圍，受生物群落及其環(huán)境的作用，具有一定的時空格局，其本身具有流動的功能。具有整體性、自我維護和調節(jié)功能，具有動態(tài)性和生命性的特點。它是一個復雜的生命有機體，具有健康和可持續(xù)發(fā)展的特點。因此，評價生態(tài)系統(tǒng)的健康狀況非常重要。生態(tài)系統(tǒng)是否健康是一個生態(tài)系統(tǒng)的綜合研究，研究了生態(tài)系統(tǒng)的結構（包括組織結構和空間結構）。從生態(tài)系統(tǒng)的層次上來說，一個健康的生態(tài)系統(tǒng)應該是穩(wěn)定的、可持續(xù)的，即生態(tài)系統(tǒng)與時間的過程是動態(tài)的，可以保持其組織和自主權。然而，許多學者認為，生態(tài)指標體系的健康狀況并不完美。更全面的是把人類健康納入到其中，這意味著生態(tài)系統(tǒng)的健康應該包括2個方面：適應人類社會的合理需求和更新生態(tài)系統(tǒng)的能力。

二、生態(tài)系統(tǒng)的標準

生態(tài)系統(tǒng)健康的標準有8個方面：活動、組織、恢復、服務功能的生態(tài)系統(tǒng)服務、管理的選擇、外部的投入、對相鄰系統(tǒng)的影響和人體健康。這8個標準中，最重要的是前3個。能量輸入和營養(yǎng)循環(huán)的能力，是可測量特定的指標。同時也可以根據(jù)系統(tǒng)的多樣性和數(shù)量比進行評價。生態(tài)系統(tǒng)越來越復雜。在過去幾年中，一些國家和國際環(huán)境工程已經(jīng)開始更新生態(tài)系統(tǒng)健康指標。起初這些指標主要是從生物物理的角度來考慮，但隨著社會的發(fā)展，這些角度都將人類健康加入其中。生態(tài)學家們雖然沒有在生態(tài)系統(tǒng)健康的概念上達成共識，但不難發(fā)現(xiàn)，相關部門在人類活動對生態(tài)系統(tǒng)和環(huán)境惡化等問題影響方面越來越關注。不同的專業(yè)學者正在對自然、社會和健康科學等學科交叉中，尋求更為合理的評價標準來評價生態(tài)系統(tǒng)健康。因此，研究河流生態(tài)系統(tǒng)的健康狀況、評價標準和服務功能，成為環(huán)境科學研究的熱點問題。

三、河流生態(tài)系統(tǒng)健康評價方法及其評價

河流生態(tài)系統(tǒng)健康與社會、經(jīng)濟、人文、生態(tài)環(huán)境密切相關，可以理解為資源安全、環(huán)境安全和經(jīng)濟安全的有機統(tǒng)一。一個健康的河流生態(tài)系統(tǒng)應具有合理的結構和良好的功能，并且在系統(tǒng)中的物質循環(huán)和能量流動都沒有損壞。自然或人為擾動能保持彈性和穩(wěn)定性，并表現(xiàn)出一定的恢復能力。整體性能的多樣性，復雜度，可以滿足區(qū)域發(fā)展的具體表現(xiàn)所需要的合理目標，合理利用水資源，以確保不同地區(qū)的利益平衡，同時改善生態(tài)環(huán)境。同時，也對不同時間尺度和不同空間尺度的動態(tài)變化的內涵有著不同的意義。

（一）河流生態(tài)系統(tǒng)具有調節(jié)氣候、改善生態(tài)環(huán)境、維護生物多樣性和社會服務功能。通過監(jiān)測河流環(huán)境狀況，評價河流健康狀況，改善河流健康狀況，滿足當代和下一代的環(huán)境、社會和經(jīng)濟需求。根據(jù)我國主要河流的健康狀況，可以為我國河流健康狀況的評價提供參考，可用于評價我國河流的健康狀況，并建立恢復優(yōu)先。因此，有助于提高河道管理的質量，不僅能揭示河流生態(tài)系統(tǒng)的現(xiàn)狀，也可為河流生態(tài)系統(tǒng)的對比提供基準。

河流生態(tài)系統(tǒng)健康評價方法對河流生態(tài)系統(tǒng)的評價，初步從生物反應的變化對水質的影響著手，開始關注化學對水質的影響進行了分析。在過去的20年里，這一研究發(fā)現(xiàn)，在不同的時間上，這條河的社區(qū)有不同的化學、生物和物理效應的整合能力。這些生物的結構和功能特性可以反映水環(huán)境的退化，如化學污染，物理棲息地的消失等。因此，生物監(jiān)測將更加注重水環(huán)境的累積效應。生物方法應用于河流健康評價，是評價生態(tài)系統(tǒng)健康評價的關鍵。目前研究表明，水生生物（主要是硅藻），無脊椎動物和魚類是主要種類。如使硅藻指數(shù)ISP和GDI反映反映腐生的狀態(tài)，以及水環(huán)境中的營養(yǎng)水平，“河流無脊椎動物預測和分類系統(tǒng)”澳大利亞河流評價程序，“南非評分系統(tǒng)和底棲生物完整性指數(shù)（b2ibi），營養(yǎng)指數(shù)（ITC）都是受歡迎的健康評估方法?；诤恿鞯讞珓游锒鄻有员O(jiān)測以及對河流健康的基礎上評價模型，科學家在1981提出的生物完整性指數(shù)（IBI）可以對河流健康狀況進行評價。

（二）評價原則可分為2類。（1）預測模型方法（預測）。如rivpacts和AUSRIVAS，等。這種方法是通過比較實際的生物組合物的一些研究網(wǎng)站的物種，可以在沒有干擾的情況下進行評估。在這種方法中，通過對樣本點的環(huán)境特點和相應的生物模型的建立（參考點的選擇，沒有一個是最小的干擾或人為干擾），然后對模型的進行分析。在理論上，從0到1的比例可以改變，這個比例越接近1，健康狀態(tài)就越好。然而，在預測模型中，有一個大的缺陷，即只能比較一個單一物種的河流健康狀況，并假設河流沒有任何變化。因此，它有一定的局限性。（2）多指標方法。在該方法中，對一系列的生物特征的觀察點與參考點進行比較，累積得分進行評估。該方法被廣泛應用于美國和澳大利亞。該方法的一個最具代表性的參數(shù)是澳大利亞的ISC指數(shù)。

四、結語

近年來，維護和恢復健康的河流生態(tài)系統(tǒng)已成為河流管理的重要目標。本文在介紹河流健康的基礎上，從評價標準和評價方法等方面對河流健康評價的主要內容進行了總結。

參考文獻

[1] 張杰，蔡德所，曹艷霞，趙湘桂，王備新.評價漓江健康的RIVPACS預測模型研究[J].湖泊科學，2011（01）.

[2] 王宏偉，張偉，楊麗坤，董靜，武變瑛.中國河流健康評價體系[J].河北大學學報（自然科學版），2011（06）.

[3] 王穎，孔繁德，孟明巧.試析秦皇島市湯河帶狀公園二期工程——紅飄帶設計的生態(tài)理念[J].中國環(huán)境管理干部學院學報，2008（02）.