甘肅省流域生態(tài)健康評估模式研究

趙培強

摘要：指出了流域生態(tài)健康評估是流域生態(tài)環(huán)境規(guī)劃和管理的依據(jù)，是協(xié)調(diào)流域社會經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護、促進流域可持續(xù)發(fā)展的重要措施。參考國內(nèi)外流域生態(tài)健康評估的方法和模式。結合甘肅省實際情況，提出了甘肅省流域生態(tài)健康評估模式：甘肅省管理部門和技術部門科學合理地開展流域生態(tài)健康評估工作，必須要選擇先進的評估技術，合理評估方式，科學劃分評估單元、選擇正確評估對象、評估指標、開展綜合評估、對評估結果進行分級，根據(jù)評估結果給出建議與對策。

關鍵詞：流域;生態(tài)健康;生態(tài)健康評估

中圖分類號：X826

文獻標識碼：A

文章編號：1674-9944（2018）8-0019-03

1 引言

流域生態(tài)系統(tǒng)是一個社會——經(jīng)濟——自然復合生態(tài)系統(tǒng)[1]，具有牛態(tài)完整性[2]。當生態(tài)系統(tǒng)受各種自然或人為因素干擾，超過本身的適應能力時，必然在某些方面出現(xiàn)不可逆轉的損傷或者退化，具體表現(xiàn)在牛產(chǎn)力下降、生物多樣性減少、對環(huán)境的調(diào)節(jié)能力下降等，具有脆弱性[3～7]。流域生態(tài)系統(tǒng)的健康發(fā)展對人類社會穩(wěn)定發(fā)展起到了重要保障[8]。為促進流域生態(tài)健康穩(wěn)定發(fā)展，黨巾央、國務院提出了“讓江河湖泊休養(yǎng)生息”的要求，加強流域生態(tài)環(huán)境保護，維護流失生態(tài)系統(tǒng)的健康，自2012年，國家環(huán)保部高度重視流域生態(tài)健康問題，要求全國各省、自治區(qū)、直轄市逐步開展流域生態(tài)健康評估工作。

甘肅地處中國西部地區(qū)，省境內(nèi)河流水系較多，四季水文形勢復雜多變，流域生態(tài)健康評估工作難度很大。本研究參考國內(nèi)外流域生態(tài)健康評估的方法和模式，結合甘肅省河水系、黑河水系、石羊河水系;黃河流域包括黃河干流水系、洮河水系、湟水水系、渭河水系、涇河水系;長江流域包括嘉陵江水系等。全省河流年徑流量為603億m3。年徑流量大于1億m3以上的河流有78條，全省多年平均自產(chǎn)水資源總量289.4億m3，其中地表水資源282.1億m3，地下水資源7.302億m3。入境水資源量287.3億m3，出境水資源482.3億m3。

2 甘肅省流域生態(tài)健康評估模式

甘肅省流域生態(tài)健康的評估要選擇先進的評估技術，結合全省實際情況，選擇合理評估方式，科學劃分評估單元，選擇評估對象、評估指標，開展綜合評估，提出建議與對策。

2.1 選擇先進的評估技術

先進的評估技術可以更加準確的反映評估對象，技術部門對于甘肅省流域生態(tài)健康評估工作要參考國內(nèi)外先進的評估方法進行評估。目前國內(nèi)外流域生態(tài)健康評估較為先進的方法主要有生物監(jiān)測法和指標體系法[9]。

2.1.1 生物監(jiān)測法

生物監(jiān)測法是指對水域生物如細菌、藻類、原生動物、海綿動物、浮游動物、環(huán)節(jié)動物、軟體動物、輪蟲、苔蘚動物、貝類、昆蟲甚至水草等進行系統(tǒng)的調(diào)查、鑒定，根據(jù)物種的有無來評價生態(tài)系統(tǒng)的健康狀況[10]。生物監(jiān)測法又可以進一步分為指示生物法和簡單指數(shù)法。

2.1.1.1 指示生物法

指示主要是對水域生物如細菌、藻類、原生動物、海綿動物、浮游動物、環(huán)節(jié)動物、軟體動物、輪蟲、苔蘚動物、貝類、昆蟲甚至水草等進行系統(tǒng)的調(diào)查、鑒定，根據(jù)物種的有無來評估生態(tài)系統(tǒng)的健康狀況[11]。

2.1.1.2 簡單指數(shù)法

簡單指數(shù)法包括生物指數(shù)與物種多樣性指數(shù)。生物指數(shù)法多以魚類、著生藻類（多為硅藻）及無脊椎動物為監(jiān)測與研究對象。物種多樣性指數(shù)包括馬格列夫多樣性指數(shù)、申農(nóng)一威弗多樣性指數(shù)、PFU微生物群落等。在我國，改進后的PFU微型生物群落法成為我國水環(huán)境生物監(jiān)測的國家標準方法，得到了大量的應用[12]。

2.1.2 指標體系法

指標體系法是指綜合物理、化學、生物，甚至社會經(jīng)濟指標，能夠反映不同尺度信息的指標體系，指標體系法成為目前生態(tài)系統(tǒng)健康評估的重要手段[13]。

2.2 選擇合理的評估方式

甘肅省由于河流較多，四季水文形勢復雜多變，加之比較薄弱的資金、技術和人員配備，全面開展全省流域生態(tài)健康評估工作難度很大，因此，應切實結合自身情況，逐步開展全省的流域生態(tài)健康評估工作，具體步驟如下。

首先，合理劃定評估單元。對于全省的流域要根據(jù)全省地理位置、行政區(qū)劃、水系分布、水功能區(qū)劃，將全省的河流水系劃分戒若干單元，對不同單元的流域開展健康評估工作。

其次，優(yōu)化評估程序。甘肅省的流域生態(tài)健康評估工作受諸多因素限制，不可能全面開展流域健康調(diào)查和評估，耍根據(jù)評估團隊的技術力量、經(jīng)濟實力、評估單元功能的的重要性，優(yōu)化評估次序。評估工作可分前期、中期、后期三個評估時段，對重要單元優(yōu)先開展健康調(diào)查和評估工作，非重點單元后期開展健康調(diào)查和評估工作。

最后，循環(huán)評估。流域生態(tài)系統(tǒng)是一個多變的生態(tài)系統(tǒng)，流域生態(tài)的健康評估工作不能定格在一個固定的時間段，流域生態(tài)健康評估工作應該持久性開展，流域生態(tài)健康的評估必須循環(huán)進行。對于評估單元、評估對象應該循環(huán)開展評估，一個階段的工作工作結束后，應該重新優(yōu)化評估次序，重新開展評估，只有持續(xù)不斷循環(huán)開展流域生態(tài)健康評估，才能更加準確的掌握甘肅省境內(nèi)的流域生態(tài)健康情況，為境內(nèi)流域環(huán)境保護及綜合治理提供準確的基礎數(shù)據(jù)。

2.3 合理劃分評估單元

甘肅省境內(nèi)有長江、黃河、內(nèi)陸河三大流域，九大水系，400多條河流。流域評估單元的劃分必須依據(jù)境內(nèi)流域水功能的重要性、結合自然地理單元、行政管理單元對境內(nèi)的流域進行單元劃分。劃分技術方法主要以甘肅省水功能區(qū)劃和地理信息系統(tǒng)的水文空間分析方法為基礎進行流域的自動分割，結合行政區(qū)劃（如縣、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村邊界），對流域自動分割單元邊界修改和完善，最終確定評估單元，以便于流域綜合管理。

2.4 確定評估對象

傳統(tǒng)的評估工作者受狹義的流域生態(tài)健康定義，只是對水域生態(tài)系統(tǒng)，或單一的選擇水質(zhì)、水生生物開展評估，因此，評估結果不能準確的反映流域健康狀況。目前國內(nèi)外比較權威的研究學者及國家管理部門對流域生態(tài)的健康定義為水域生態(tài)系統(tǒng)、陸域生態(tài)系統(tǒng)和岸帶生態(tài)系統(tǒng)。水域的評估對象應包括水文、水質(zhì)、水資源、河流環(huán)境容量等，陸域生態(tài)系統(tǒng)評估對象包括動植物分布、土地利用、水土流域因子等。甘肅省流域健康評估技術部門應該參考國內(nèi)外先進的評估技術，在進行流域生態(tài)健康評估時要充分理解流域生態(tài)健康評估的定義，正確選擇評估對象，從生態(tài)結構、服務功能和壓力狀況3個方面構建流域生態(tài)健康評估的基本框架。評估內(nèi)容要包含如下3個方面。

第一，流域生態(tài)系統(tǒng)空間組分構成以及格局狀況，包括自然和人為景觀的組分構成、河流生境以及陸地生態(tài)格局等。

第二，流域的生態(tài)系統(tǒng)服務功能狀況，包括水源涵養(yǎng)、土壤保持、生物多樣性維護等。

第三，自然因素及人類活動對水域和陸域生態(tài)系統(tǒng)所構成的壓力狀況。

2.5 合理選擇指標體系

目前流域生態(tài)健康的評估指標共計6類17項，其中，水域生態(tài)健康評估指標主要包括生境結構、水生生物和生態(tài)壓力三類，共8項指標;陸域生態(tài)健康評估主要包括生態(tài)格局、生態(tài)功能和生態(tài)壓力三類，共9項指標。評估指標權重確定采用層次分析法，分評估對象、指標類型和評估指標共3個層次，流域生態(tài)健康評估指標體系見表1。

對于評估對象中水域面積大于50 km2以上的湖泊、水庫型流域時，應對湖泊、水庫的消落帶單獨評估。評估指標體系見表2，共9類22項指標。

2.6綜合評估

甘肅省流域生態(tài)健康調(diào)查結束后，要進行綜合評估，綜合評估分兩個步驟：首先，分別評估流域生態(tài)健康的狀態(tài)和壓力，其次后，進行流域生態(tài)健康綜合評估。

2.6.1 流域生態(tài)健康狀態(tài)評估

根據(jù)流域健康評估指標體系要求，評估流域內(nèi)各指標所處的健康裝填，并對健康狀態(tài)形成原因進行分析。水域生態(tài)健康狀態(tài)指標包括：水質(zhì)狀態(tài)指數(shù)、枯水期徑流量占同期平均徑流量比例和河道連通性等生境結構指標;大型底棲動物多樣性綜合指數(shù)、魚類物種多樣性綜合指數(shù)和特有性（或指示性）物種保持率等水生生物指標。陸域牛態(tài)健康狀態(tài)指標包括：森林覆蓋率、景觀破碎度和重要生境保持率等生態(tài)格局指標;水源涵養(yǎng)功能指數(shù)、土壤保持功能指數(shù)和受保護地區(qū)面積占國土面積比例等生態(tài)功能指標。當評估對象包括消落帶時，應單獨評估消落帶的自然植被比例、自然岸堤比例等生態(tài)結構指標，以及污染阻滯功能指數(shù)、生物多樣性保護功能指數(shù)等生態(tài)功能指標。

2.6.2 流域生態(tài)健康壓力評估

通過對流域生態(tài)壓力指標進行評估，得出流域的水域、陸域所承受的生態(tài)壓力狀況。評估指標包括：水域的水資源開發(fā)利用強度和水生生境干擾指數(shù)，陸域的建設用地比例、點源污染負荷排放指數(shù)和面源污染排放指數(shù)等指標。當評估試點為水域面積大于5O km2以上的湖泊、水庫型流域時，增加消落帶的認為干擾指數(shù)和濕地退化指數(shù)等壓力指標。

2.6.3 流域生態(tài)健康狀況綜合評估

利用綜合指數(shù)法進行流域生態(tài)健康綜合評估，通過水域和陸域健康指數(shù)加權平均求和，構建綜合評估指數(shù)WHI，以該指數(shù)表示各評估單元和流域整體的健康狀況[14，15]。

綜合指數(shù)WHI計算如下：WHI=IW·WW+IL·WL

其中：IW為水域健康指數(shù)值，WW為水域健康指數(shù)權重;IL為陸域健康指數(shù)值，WL為陸域健康指數(shù)權重。IW和IL分別由各自的二級指標加權獲得。

水域健康指數(shù)值：

陸域健康指數(shù)值：

其中：ωi為水域和陸域的二級指標權重，x'i為二級指標值。當評估含消落帶指標是，增加消落帶健康指數(shù)，計算方法與水域、陸域相似，采用指標加權求和獲得。

2.7 標準與分級

目前國內(nèi)外根據(jù)流域生態(tài)健康評估綜合指數(shù)（WHI）分值大小，將流域生態(tài)健康等級分為五級，分別為優(yōu)秀、良好、一般、較差和差，具體指數(shù)分值和健康狀況分級見表3。甘肅省流域健康評估得出結果后，要對全省流域健康進行分級，以便后期的管理。

3 對策建議

甘肅省流域生態(tài)的健康與保護不能只停留在評估階段，流域生態(tài)健康評估結束后，管理部門要根據(jù)評估結果，結合流域社會經(jīng)濟發(fā)展狀況，制定流域生態(tài)系統(tǒng)保護和管理制度，規(guī)劃具體的保護工程和治理措施，使甘肅省境內(nèi)的地表河流發(fā)揮高效的生態(tài)功能。

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