基于水功能區(qū)劃的河湖健康內(nèi)涵與評(píng)估原則

王乙震,郭書英,崔文彥

(1.海河流域水環(huán)境監(jiān)測(cè)中心,天津 300170; 2.海河流域水資源保護(hù)局,天津 300170)

河流、湖泊具有重要的生態(tài)功能、環(huán)境功能和社會(huì)服務(wù)功能,為人類生存和社會(huì)發(fā)展提供重要的物質(zhì)基礎(chǔ)和保障條件。我國河流數(shù)量多,全國大小河流總長達(dá)42萬km,流域大于100 km2的河流約有5萬多條,流域面積達(dá)1 000 km2的河流也有1 500多條,這些河流為國家社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和保障人民生活發(fā)揮著重要的作用[1]。隨著水資源開發(fā)利用和污染物排放強(qiáng)度的增大,全國57%的河流水體受到嚴(yán)重污染,使河流水生態(tài)系統(tǒng)顯著退化,河流的水生態(tài)環(huán)境問題已成為我國主要的環(huán)境問題之一[2]。我國湖泊問題也較為嚴(yán)重,其數(shù)量、面積和分布近幾十年來發(fā)生了較為顯著的變化,根據(jù)馬榮華等[3]的研究,近30年來我國面積大于1.0 km2的湖泊消失243個(gè),遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過新生和新發(fā)現(xiàn)的湖泊數(shù)量。我國湖泊正面臨著湖泊萎縮與調(diào)蓄能力減小、水質(zhì)下降與富營養(yǎng)化加重、生物多樣性減少與生態(tài)退化、河湖水力和生態(tài)聯(lián)系阻隔以及湖岸線和環(huán)湖地帶過度開發(fā)等問題[4]。我國河流和湖泊水環(huán)境、水生態(tài)等受到破壞,嚴(yán)重影響人類日常生活和社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展,其水資源開發(fā)利用、飲用水安全保障等社會(huì)服務(wù)功能逐漸得不到有效保障,對(duì)人類的長遠(yuǎn)利益構(gòu)成嚴(yán)重威脅。

自20世紀(jì)80年代起,人們對(duì)河流、湖泊的健康問題越來越重視,河流、湖泊管理的目標(biāo)從單一的水資源功能管理擴(kuò)展到對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的管理[5]。河湖健康評(píng)估作為一種管理制度,用以評(píng)估河流、湖泊生態(tài)系統(tǒng)在自然條件與人類活動(dòng)共同作用下長期演化過程中的完整性和可持續(xù)性,以期在生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)與水資源開發(fā)利用間取得平衡[6]。河湖健康評(píng)估的實(shí)質(zhì)是對(duì)河流、湖泊在某一時(shí)間的生態(tài)、環(huán)境和社會(huì)服務(wù)狀態(tài)進(jìn)行診斷。本文結(jié)合重要江河、湖泊水功能區(qū)劃管理制度,以及河湖健康評(píng)估已有相關(guān)概念、原則、方法[2,5-9],探討基于水功能區(qū)劃的河湖健康內(nèi)涵及評(píng)估原則,以期促進(jìn)重要江河、湖泊水功能區(qū)劃與河湖健康評(píng)估兩種管理制度的有機(jī)結(jié)合,為流域重要河流、湖泊管理、規(guī)劃與保護(hù)提供技術(shù)支撐。

1 河湖健康內(nèi)涵

健康是指系統(tǒng)在受到各種不良環(huán)境影響下,其結(jié)構(gòu)和功能保持相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài),并具有可持續(xù)發(fā)展和不斷完善的特性[10]。河流、湖泊即是在相應(yīng)的地理、氣候、水文條件下長期演變過程中形成的完整、和諧的生態(tài)系統(tǒng)[11],河流、湖泊與健康的結(jié)合是社會(huì)可持續(xù)發(fā)展和價(jià)值進(jìn)步的必然結(jié)果,其健康內(nèi)涵從本質(zhì)上可以反映出人類對(duì)河流、湖泊管理的目標(biāo)與方向,這成為河流、湖泊管理的導(dǎo)向。由于河流、湖泊在不同區(qū)域的基本特征(如規(guī)模、類型、時(shí)空差異等)、地理?xiàng)l件、基本國情、人類活動(dòng)以及人們對(duì)河流、湖泊的價(jià)值判斷等存在差異,目前河湖健康評(píng)估相關(guān)研究尚不成熟,國內(nèi)外專家和學(xué)者對(duì)河湖健康內(nèi)涵的理解不完全一致,仍未達(dá)成統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)。

河湖健康概念始于1972 年的美國《清潔水法令》,該法令對(duì)河流健康的定義是物理、化學(xué)和生物的完整性,其中完整性指維持生態(tài)系統(tǒng)自然結(jié)構(gòu)和功能的狀態(tài)[12]。Karr[13]在河流健康評(píng)估中引入生態(tài)學(xué)的基本概念,提出只要河流生態(tài)系統(tǒng)當(dāng)前的使用價(jià)值不退化且不影響其他系統(tǒng),其完整性即使有所破壞,但仍然可認(rèn)為是健康的;Schofield等[14]提出河流健康是與同一類型河流未受破壞的相似程度,尤其是在生物多樣性和生態(tài)功能方面。這些研究強(qiáng)調(diào)的是河流生態(tài)系統(tǒng)自然屬性內(nèi)容的健康,認(rèn)為河流、湖泊僅具有自然屬性,河湖健康基本等同于生態(tài)系統(tǒng)自然屬性的健康。但是河流、湖泊往往不是孤立存在的,它與人類社會(huì)緊密聯(lián)系形成一個(gè)自然-社會(huì)經(jīng)濟(jì)復(fù)合系統(tǒng)[15],河流、湖泊的健康問題往往是源于人類活動(dòng)的影響,人類對(duì)河湖健康問題的研究是為了維護(hù)河流、湖泊的可持續(xù)性,以滿足人類社會(huì)發(fā)展的合理需求。因此Meyer等[16-17]隨后將河流對(duì)人類社會(huì)的服務(wù)價(jià)值納入河流健康內(nèi)涵之中,認(rèn)為健康的河流除了能夠維持其生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能正常的同時(shí),還需要滿足人類與社會(huì)的需要和期望;Fairweather等[18-19]也認(rèn)為探討河流健康內(nèi)涵時(shí)應(yīng)考慮河流健康的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和政治等方面,在此基礎(chǔ)上提出河流健康的判斷應(yīng)包括生態(tài)標(biāo)準(zhǔn)和人類由該系統(tǒng)獲得的價(jià)值、用途和適宜性。澳大利亞的河流健康委員會(huì)認(rèn)為健康的河流是與其環(huán)境、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)特征相適應(yīng),能夠支撐滿足社會(huì)需求的生態(tài)系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)行為和社會(huì)功能的河流[20]。Liu等[21]立足于我國的河流現(xiàn)狀,提出河流健康是在相應(yīng)時(shí)期河流的社會(huì)功能與自然功能相和諧并能夠均衡發(fā)揮,其標(biāo)志則是良好的水質(zhì)、暢通的河床以及能維系的河流生態(tài)系統(tǒng)。

由此可見,隨著人類對(duì)河湖健康內(nèi)涵的研究和認(rèn)識(shí)逐漸深入,雖然在其定義上存在一定差異,但始終還是圍繞河流、湖泊自身生態(tài)系統(tǒng)完整性和社會(huì)服務(wù)價(jià)值兩方面來探討。生態(tài)系統(tǒng)完整性反映的是河流、湖泊水文、形態(tài)結(jié)構(gòu)、水質(zhì)、生物等層面功能的完整,生態(tài)系統(tǒng)完整性健康與否是河流、湖泊發(fā)揮生態(tài)和環(huán)境功能的體現(xiàn),屬于自然屬性范疇;河流、湖泊社會(huì)服務(wù)層面反映的是對(duì)人類經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的支撐和貢獻(xiàn),是人類開發(fā)、利用、保護(hù)河流、湖泊并維持其健康的重要目的,社會(huì)服務(wù)功能健康與否是河流、湖泊發(fā)揮社會(huì)服務(wù)功能的反映,屬于社會(huì)屬性范疇。因此,河湖健康的內(nèi)涵是河流、湖泊生態(tài)系統(tǒng)保持其水文、形態(tài)結(jié)構(gòu)、水質(zhì)、生物等層面功能的完整性并能維持社會(huì)服務(wù)價(jià)值,具有生態(tài)、環(huán)境和社會(huì)服務(wù)功能,滿足人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的需求。

2 水功能區(qū)劃

水功能區(qū),是指為滿足和平衡河流、湖泊水資源合理開發(fā)利用和有效保護(hù)的需求,根據(jù)其水資源的自然條件、功能要求、開發(fā)利用現(xiàn)狀,按照流域綜合規(guī)劃、水資源保護(hù)規(guī)劃和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展要求,在相應(yīng)水域根據(jù)其主導(dǎo)功能劃定并執(zhí)行相應(yīng)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的特定區(qū)域。

為加強(qiáng)水資源管理與保護(hù),2012年國務(wù)院批復(fù)了水利部會(huì)同國家發(fā)展和改革委員會(huì)、環(huán)境保護(hù)部擬定的《全國重要江河湖泊水功能區(qū)劃(2011—2030年)》,為全面落實(shí)最嚴(yán)格水資源管理制度,做好水資源開發(fā)利用與保護(hù)、水污染防治和水環(huán)境綜合治理工作提供了重要依據(jù)。全國重要江河湖泊水功能區(qū)劃分為水功能一級(jí)區(qū)和水功能二級(jí)區(qū),一二級(jí)水功能區(qū)合計(jì)4 493個(gè)。其中,一級(jí)水功能區(qū)劃分為保護(hù)區(qū)、緩沖區(qū)、開發(fā)利用區(qū)和保留區(qū)4類,共2 888個(gè),區(qū)劃河長177 977 km,區(qū)劃湖庫面積43 333 km2;在水功能一級(jí)區(qū)劃的基礎(chǔ)上,根據(jù)二級(jí)區(qū)劃分類與指標(biāo)體系,在開發(fā)利用區(qū)進(jìn)一步劃分飲用水源區(qū)、工業(yè)用水區(qū)、農(nóng)業(yè)用水區(qū)、漁業(yè)用水區(qū)、景觀娛樂用水區(qū)、過渡區(qū)和排污控制區(qū)共7類水功能二級(jí)區(qū),二級(jí)水功能區(qū)共2 738個(gè),區(qū)劃長度72 018 km。全國重要江河湖泊水功能區(qū)劃中水功能區(qū)劃分及各功能區(qū)的描述如表1所示。

表1 全國重要江河湖泊水功能區(qū)劃

全國水功能區(qū)劃將我國主要河流、湖泊、水庫劃分了不同的水功能區(qū)并根據(jù)各自水體功能規(guī)定了不同水功能區(qū)水質(zhì)目標(biāo),以保證水資源開發(fā)利用發(fā)揮最大的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益,但是區(qū)劃還未建立水體功能與生態(tài)健康狀況之間的聯(lián)系。唐濤等[22]認(rèn)為水功能區(qū)管理制度可以滿足一定的河流管理需求,但對(duì)河流的生態(tài)狀況關(guān)注不夠,在實(shí)際應(yīng)用中難以遏制河道系統(tǒng)功能繼續(xù)退化的態(tài)勢(shì)。因此亟須發(fā)展基于水功能區(qū)劃的河湖健康評(píng)估研究,促進(jìn)水功能區(qū)劃與河湖健康評(píng)估兩種管理制度有機(jī)結(jié)合,為維護(hù)河流、湖泊健康,加強(qiáng)流域重要河流、湖泊管理、規(guī)劃與保護(hù)提供基礎(chǔ)支撐。

3 基于水功能區(qū)劃的河湖健康內(nèi)涵與評(píng)估原則

3.1 河湖健康與水功能區(qū)劃的關(guān)系

耿雷華等[23]認(rèn)為,健康的河流應(yīng)能在水循環(huán)的基礎(chǔ)上滿足正常的物質(zhì)和能量循環(huán)以及合理的結(jié)構(gòu)和健全的功能要求,對(duì)自然干擾的長期效應(yīng)具有抵抗力和恢復(fù)力,并發(fā)揮其正常的各項(xiàng)功能和效益。依據(jù)全國重要江河湖泊水功能區(qū)劃,特定河流、湖泊被劃分為具有不同功能和作用的區(qū)域,一條河流可由多種水功能區(qū)組成,用以控制和引導(dǎo)河流、湖泊的使用方向。水功能區(qū)劃實(shí)質(zhì)是要求河流、湖泊在維護(hù)其生態(tài)功能和環(huán)境功能的基礎(chǔ)上,最大限度地發(fā)揮其社會(huì)服務(wù)功能。

水功能區(qū)劃管理制度的設(shè)置滿足河湖健康內(nèi)涵要求,劃分水體功能是為了更好地保護(hù)河流、湖泊,維護(hù)河湖生態(tài)健康并使河湖實(shí)現(xiàn)滿足人類經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的價(jià)值;河湖健康評(píng)估的目的是促進(jìn)河流、湖泊水生態(tài)與水環(huán)境保護(hù)和水資源可持續(xù)利用,通過評(píng)估河流、湖泊健康狀態(tài),了解河流、湖泊自然屬性和社會(huì)屬性現(xiàn)狀,協(xié)調(diào)水體功能的有效發(fā)揮與水資源保護(hù)之間的關(guān)系,實(shí)質(zhì)也是為水功能區(qū)管理服務(wù)。

由此可見,水功能區(qū)劃與河湖健康評(píng)估兩種管理制度通過實(shí)現(xiàn)河湖的生態(tài)、環(huán)境和社會(huì)服務(wù)功能協(xié)調(diào)發(fā)展的目的而達(dá)到緊密結(jié)合,兩者是有機(jī)統(tǒng)一的關(guān)系,共同為維護(hù)河流、湖泊健康狀態(tài),實(shí)現(xiàn)水資源有效管理與保護(hù)提供科學(xué)支撐。

3.2 基于水功能區(qū)劃的河湖健康內(nèi)涵

根據(jù)河湖健康內(nèi)涵分析,健康的河流、湖泊應(yīng)該是其生態(tài)系統(tǒng)水文、形態(tài)結(jié)構(gòu)、水質(zhì)、生物等層面功能的完整性得到保持并且社會(huì)服務(wù)價(jià)值能得到充分發(fā)揮,具有生態(tài)、環(huán)境和社會(huì)服務(wù)功能,滿足人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的需求。其中,社會(huì)服務(wù)功能主要側(cè)重河流、湖泊對(duì)人類經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的支撐和貢獻(xiàn),是人類開發(fā)、利用、保護(hù)河流、湖泊并維持其健康的關(guān)鍵所在。

水功能區(qū)劃要求根據(jù)不同水域的功能定位,實(shí)行分類保護(hù)和管理,比如對(duì)保護(hù)區(qū)水體,禁止進(jìn)行不利于功能保護(hù)的活動(dòng),實(shí)施重點(diǎn)保護(hù);對(duì)協(xié)調(diào)用水矛盾突出的省界緩沖區(qū),實(shí)行重點(diǎn)監(jiān)管,促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展與水資源承載能力相協(xié)調(diào);對(duì)保留區(qū)水體,實(shí)施現(xiàn)狀保護(hù),該水域?yàn)榻窈箝_發(fā)利用預(yù)留;飲用水源區(qū)、工業(yè)用水區(qū)、農(nóng)業(yè)用水區(qū)、漁業(yè)用水區(qū)、景觀娛樂用水區(qū)、過渡區(qū)、排污控制區(qū)等水體,實(shí)施功能保護(hù),人類活動(dòng)不得影響各自水體功能,并要求執(zhí)行相應(yīng)的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

由此可見,基于水功能區(qū)劃的河湖健康內(nèi)涵,就是河流、湖泊應(yīng)保持其水文、形態(tài)結(jié)構(gòu)、水質(zhì)、生物等自然屬性層面功能的完整,不同水功能區(qū)的主導(dǎo)水體功能得到維護(hù)并可持續(xù)發(fā)揮,水資源得到合理使用、有效管理與保護(hù),生態(tài)、環(huán)境和社會(huì)服務(wù)功能協(xié)調(diào)統(tǒng)一,為人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展服務(wù)。

3.3 基于水功能區(qū)劃的河湖健康評(píng)估原則

通過建立系統(tǒng)科學(xué)的河湖健康評(píng)估指標(biāo)體系反映河流、湖泊健康狀況是河流、湖泊環(huán)境質(zhì)量管理和生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)的重要環(huán)節(jié)。近年來,國內(nèi)外關(guān)于河湖健康評(píng)估指標(biāo)體系研究多有報(bào)道并付諸實(shí)踐,構(gòu)建了一系列各具特色的指標(biāo)體系和評(píng)估方法,支撐了河流、湖泊環(huán)境質(zhì)量管理和生態(tài)系統(tǒng)保護(hù),如澳大利亞溪流狀況指數(shù)(ISC)[24]和河流評(píng)估系統(tǒng)(AUSRIVAS)[25]、美國快速生物評(píng)估協(xié)議(RBPs)[26]、英國河流棲息地調(diào)查(RHS)方法[27]及河流無脊椎動(dòng)物預(yù)測(cè)和分類系統(tǒng)(RIVPACS)[28]、南非棲息地完整性指數(shù)(IHI)[29]、歐盟水框架指令(WFD)[30]等。近年來,我國在建立河湖健康評(píng)估指標(biāo)體系,以及實(shí)現(xiàn)河流、湖泊的可持續(xù)管理等方面開展了大量研究[5,31],但由于我國幅員遼闊,全國七大流域的河流、湖泊因地理位置、氣候等自然條件的不同,使其水文、水質(zhì)、生態(tài)系統(tǒng)差異較大,因而評(píng)估河湖健康的指標(biāo)也不同。目前,雖然各大流域已經(jīng)逐步開展河湖健康評(píng)估工作,開始從河湖健康角度管理與保護(hù)河流、湖泊,但是全國標(biāo)準(zhǔn)的河湖健康評(píng)估指標(biāo)體系尚未建立,因此并不利于指導(dǎo)流域?qū)用娴暮恿?、湖泊管理與保護(hù)工作。在國務(wù)院批復(fù)的《全國重要江河湖泊水功能區(qū)劃(2011—2030年)》基礎(chǔ)上,建立基于水功能區(qū)劃的河湖健康評(píng)估指標(biāo)體系,有助于從水功能區(qū)管理角度,推動(dòng)全國河湖健康評(píng)估指標(biāo)體系的發(fā)展與不斷完善。

基于水功能區(qū)劃的河湖健康評(píng)估指標(biāo)體系中,河流、湖泊自然屬性包含水文、形態(tài)結(jié)構(gòu)、水質(zhì)、生物等準(zhǔn)則層,社會(huì)屬性主要包含反映社會(huì)服務(wù)功能的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)等準(zhǔn)則層,該指標(biāo)體系的健康河流、湖泊特征如表2所示。

根據(jù)以上分析,要建立基于水功能區(qū)劃的河湖健康評(píng)估指標(biāo)體系,需要在特定河流、湖泊所處的水功能區(qū)中,根據(jù)不同水功能區(qū)的自然屬性和主導(dǎo)水體功能類型,確定評(píng)估的重點(diǎn),由此設(shè)置不同水功能區(qū)評(píng)估體指標(biāo)系中各屬性權(quán)重及評(píng)估指標(biāo),體現(xiàn)不同河流、湖泊水功能區(qū)特征?；谒δ軈^(qū)劃的河湖健康評(píng)估重點(diǎn)確定原則如表3所示。同時(shí),評(píng)估指標(biāo)的設(shè)置原則應(yīng)該體現(xiàn)上述基于水功能區(qū)劃的健康河流、湖泊特征,才能夠全面反映河流、湖泊的健康狀態(tài)。

表2 基于水功能區(qū)劃的河湖健康評(píng)估指標(biāo)體系的健康河流、湖泊特征

4 結(jié) 論

基于水功能區(qū)劃的河湖健康,其內(nèi)涵就是河流、湖泊應(yīng)保持其水文、形態(tài)結(jié)構(gòu)、水質(zhì)、生物等自然屬性準(zhǔn)則層功能的完整,不同水功能區(qū)的主導(dǎo)水體功能得到維護(hù)并可持續(xù)發(fā)揮,水資源得到合理使用、有效管理與保護(hù),生態(tài)、環(huán)境和社會(huì)服務(wù)功能協(xié)調(diào)統(tǒng)一,為人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展服務(wù)?；谒δ軈^(qū)劃的河湖健康評(píng)估,應(yīng)根據(jù)不同水功能區(qū)的自然屬性和主導(dǎo)水體功能類型,確定評(píng)估的重點(diǎn),由此設(shè)置不同水功能區(qū)評(píng)估體系種各屬性權(quán)重及評(píng)估指標(biāo),同時(shí)評(píng)估指標(biāo)的設(shè)置應(yīng)該體現(xiàn)基于水功能區(qū)劃的健康河流、湖泊特征,才能夠全面反映河流、湖泊的健康狀態(tài)。

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