用綜合指數(shù)評(píng)價(jià)法對(duì)大渡河猴子巖工程河段水生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行健康評(píng)價(jià)

彭 翠 華， 吳 文 佑， 孫 景 昆， 王 宣 入

(中國電建集團(tuán)成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，四川 成都 610072)

0 引 言

河流水生態(tài)系統(tǒng)在人類發(fā)展進(jìn)程中不僅為人類提供賴以生存的水資源，還具有發(fā)電、景觀、休閑娛樂等精神層面的生態(tài)服務(wù)功能。近年來，隨著工業(yè)化和城市化進(jìn)程的加劇，河流水生態(tài)系統(tǒng)相繼出現(xiàn)水質(zhì)惡化、物種多樣性退化等諸多問題。隨著人類對(duì)河流水生態(tài)系統(tǒng)認(rèn)識(shí)的不斷加深，河流水生態(tài)系統(tǒng)健康問題越來越為人矚目，維持及恢復(fù)河流尤其是江河源頭的水生態(tài)系統(tǒng)健康已經(jīng)成為目前國內(nèi)乃至國際關(guān)注的焦點(diǎn)。

1 水生態(tài)系統(tǒng)健康的內(nèi)涵

由于人類活動(dòng)是導(dǎo)致河流水生態(tài)系統(tǒng)出現(xiàn)問題的重要原因，因此，河流水生態(tài)系統(tǒng)健康的內(nèi)涵也不應(yīng)該存在與人類的價(jià)值判斷之外。致使很多學(xué)者提出了新看法，即研究河流水生態(tài)系統(tǒng)的健康，必須綜合考慮社會(huì)、經(jīng)濟(jì)與文化因素，應(yīng)當(dāng)從整體出發(fā)，而不應(yīng)該把人類這一主體同生態(tài)系統(tǒng)相分離。Rapport等人提出健康的河流水生態(tài)系統(tǒng)不僅可以保持其物理、化學(xué)及生物完整性，還能維持其正常的各種服務(wù)功能的良好狀態(tài)。

綜上所述，健康的河流水生態(tài)系統(tǒng)應(yīng)該具備4個(gè)基本特征，一是河流具有良好的自凈能力和自我維持能力；二是能滿足河流及河岸生態(tài)系統(tǒng)等原生生態(tài)系統(tǒng)生物生存的基本用水需求；三是具有一定的穩(wěn)定性；四是具有滿足區(qū)域或流域內(nèi)人類生產(chǎn)生活合理需求等的保障功能。

2 研究河段與評(píng)價(jià)方法

由于綜合指數(shù)法能較好的體現(xiàn)水生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)的綜合性、整體性和層次性，本文使用基于層次分析法的河流水生態(tài)健康綜合評(píng)價(jià)指數(shù)法構(gòu)建大渡河上游水生態(tài)健康系統(tǒng)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并使用模糊綜合評(píng)價(jià)模型對(duì)其進(jìn)行綜合的定量評(píng)價(jià)，為大渡河上游的水電開發(fā)及環(huán)境管理提供參考。

2.1 建立綜合指數(shù)法指標(biāo)體系

借鑒國內(nèi)外河流健康評(píng)價(jià)研究成果和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合大渡河上游的具體環(huán)境特征，基于指標(biāo)選取的科學(xué)性、代表性、簡(jiǎn)明性、可操作性、可比性和規(guī)范性等原則，構(gòu)建大渡河上游水生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。該體系結(jié)合健康的水生態(tài)系統(tǒng)應(yīng)具備的四個(gè)特征，包括水體理化指標(biāo)、生物生存指標(biāo)、河流水文及形態(tài)指標(biāo)、保障功能指標(biāo)4方面22項(xiàng)指標(biāo)，詳見表1。

2.2 權(quán)重分配

指標(biāo)體系中各指標(biāo)的權(quán)重反映了其在綜合評(píng)判過程中所起的作用，直接關(guān)系到河流水生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)結(jié)果的客觀性和合理性。本文通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料及專家打分等方法確定大渡河猴子巖工程河段水生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中各項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重，結(jié)果詳見表1。

2.3 確定評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

鑒于目前河流水生態(tài)健康尚無明確統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，本文在綜合國內(nèi)外河流健康評(píng)價(jià)研究成果的基礎(chǔ)上，結(jié)合大渡河猴子巖工程河段的實(shí)際情況，將評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)分為優(yōu)、良、中、差和極差5個(gè)級(jí)別。通過查閱文獻(xiàn)資料和專家咨詢，并借鑒國內(nèi)外河流水生態(tài)健康評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和國家相關(guān)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)確定各項(xiàng)指標(biāo)的各級(jí)標(biāo)準(zhǔn)值，具體見表2。

表1 大渡河猴子巖工程河段水生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)指標(biāo)體系表

表2 大渡河猴子巖工程河段水生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)指標(biāo)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)表

2.5 基于模糊綜合評(píng)價(jià)的綜合指數(shù)計(jì)算

根據(jù)模糊綜合評(píng)價(jià)的基本原理，首先建立評(píng)價(jià)目標(biāo)層A={大渡河猴子巖工程河段水生態(tài)健康}、評(píng)價(jià)要素集B={水體理化指標(biāo)，生物生存指標(biāo)，河流水文形態(tài)指標(biāo)，保障功能指標(biāo)}，評(píng)價(jià)指標(biāo)集C={C1，C2，C3，…，C22}與評(píng)語集V={優(yōu)、良、中、差，極差}，然后將各項(xiàng)指標(biāo)現(xiàn)狀值帶入，可得出各準(zhǔn)則層的單因素評(píng)判矩陣，最后根據(jù)各指標(biāo)和要素的權(quán)重結(jié)合模糊算法因子M(·，+)進(jìn)行大渡河猴子巖工程河段水生態(tài)健康的一二級(jí)模糊評(píng)判。

3 評(píng)價(jià)結(jié)果分析

根據(jù)《四川省人民政府關(guān)于四川省地面水水域環(huán)境功能劃類管理規(guī)定》，大渡河猴子巖工程河段屬Ⅲ類水域功能區(qū)，利用基于模糊綜合評(píng)價(jià)的綜合指數(shù)法評(píng)價(jià)本河段水生態(tài)系統(tǒng)健康結(jié)果如下：

水體理化參數(shù)B1=(0.25,0,0.75,0,0)

生物生存指標(biāo)B2=(0,0.29,0.55,0.16,0)

河流水文形態(tài)指標(biāo)B3=(0.07,0.07,0.38,0.37,0.11)

保障功能指標(biāo)B4=(0,0.5,0,0.5,0)

大渡河上游猴子巖工程河段水生態(tài)健康

A=(0.0509,0.1964,0.4631,0.2489,0.0407)

圖1 大渡河上游猴子巖工程河段水生態(tài)健康評(píng)價(jià)結(jié)果

如圖1所示，按照最大隸屬度原則，猴子巖工程河段健康狀況為中(0.4631)。從健康分級(jí)來看，5.09%處于“優(yōu)”健康狀態(tài)，19.64%處于“良”健康狀態(tài)，46.31%處于“中”健康狀態(tài),24.89%處于“差”健康狀態(tài)，4.07處于“極差”健康狀態(tài)。這說明大渡河猴子巖工程河段河流水生態(tài)健康由于水電開發(fā)等人類活動(dòng)的干預(yù)保持在中等水平。

以上對(duì)大渡河上游猴子巖工程河段進(jìn)行水生態(tài)健康評(píng)價(jià)，猴子巖工程目前處于施工期，該河段水生態(tài)健康評(píng)價(jià)結(jié)果也可反映出水電開發(fā)等人類活動(dòng)對(duì)于河流水生態(tài)系統(tǒng)健康的影響程度。

從指標(biāo)層來看，對(duì)猴子巖工程河段水生態(tài)健康產(chǎn)生明顯不利影響的指標(biāo)有：水溫變化、魚類重要生境面積、流速、流量、水利水電工程干擾程度、未開發(fā)河段比例、河道縱向連通性等；從準(zhǔn)則層看，影響最大的是生物生存指標(biāo)和河流水文形態(tài)指標(biāo)。因此，大渡河猴子巖工程河段水電開發(fā)和環(huán)境保護(hù)下一步工作的重點(diǎn)應(yīng)該是維持魚類生存環(huán)境的完整性和水生生物多樣性、生態(tài)流量研究、水溫影響減緩措施等。

4 結(jié) 語

對(duì)該河段評(píng)價(jià)結(jié)果分析可知，大渡河上游猴子巖工程河段水電開發(fā)和環(huán)境保護(hù)下一步工作的重點(diǎn)應(yīng)該是維持魚類生存環(huán)境的完整性和水生生物多樣性、生態(tài)流量研究、水溫影響減緩措施等。 基于本文建立的河流健康評(píng)價(jià)指標(biāo)體系所得出的大渡河上游猴子巖工程河段水生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)結(jié)果可反映出該河段的水生態(tài)系統(tǒng)健康狀況，但仍存在很多不足，如指標(biāo)選取和權(quán)重確定的主觀性太強(qiáng)，無法考慮大渡河上游猴子巖工程河段水生態(tài)系統(tǒng)健康在時(shí)間維度上的動(dòng)態(tài)變化等。因此，本文只是針對(duì)大渡河上游猴子巖工程河段水生態(tài)健康評(píng)價(jià)研究的一次探索，今后仍需加強(qiáng)對(duì)該指標(biāo)體系的優(yōu)化研究。