河流岸線帶健康評估研究綜述

馮子洋，劉晉高，方神光，郝嘉凌

(1．珠江水利委員會珠江水利科學(xué)研究院，廣東 廣州 510611；2.河海大學(xué)，江蘇 南京 210098)

河流岸線帶作為河流與陸地的過渡區(qū)域，溝通陸域生態(tài)系統(tǒng)和水域生態(tài)系統(tǒng)，是物質(zhì)、能量、信息交流的中間地帶。同時具備了自然屬性和社會屬性，擁有阻隔污染危害、保護水源、固土護岸、維護生物棲息地、防洪排澇、生態(tài)景觀等方面的功能[1-5]。但由于人類生存范圍不斷擴張，社會的持續(xù)發(fā)展，河流岸線受到了不合理的改造和開發(fā)，生境環(huán)境遭到了巨大打擊，隨之而來的不利影響又反作用于人類，阻礙社會發(fā)展[6-7]。

為了在河流安全穩(wěn)定狀態(tài)的前提下從中獲取經(jīng)濟效益和生態(tài)價值，可持續(xù)地滿足人類的需求，2016到2017年中央全面深化改革領(lǐng)導(dǎo)小組、中共中央辦廳國務(wù)院辦公廳印發(fā)了《關(guān)于全面推行河長制的意見》和《關(guān)于在湖泊實施湖長制的指導(dǎo)意見》，建立了“河長制”“湖長制”的河湖管理制度。水域岸線的管理保護作為河湖長制六大任務(wù)之一，受到了相當(dāng)程度的重視[8-9]。同時水利部響應(yīng)深化黨和國家機構(gòu)改革的決定和精神，于2018年設(shè)立了河湖管理司，確定了其指導(dǎo)水域及其岸線的管理和保護職能。

目前河湖長制以“清四亂”為代表的整治工作，治理非法侵占、圍墾河湖岸線等活動[10]。但這些整治活動還不夠完善，多是表面現(xiàn)象的管理工作，擬定的“一河一策”方案大多數(shù)集中在水量和水質(zhì)，其目標的綜合性和科學(xué)性有待完善；河湖岸線及洲灘的管理層次有待提升，急需從簡單的應(yīng)急式管理轉(zhuǎn)向維護人水和諧、河湖健康方向，保障社會和自然的全面可持續(xù)性發(fā)展。目前河流岸線帶健康評估工作主要作為河流健康評估的一部分開展，多是對其定義、功能、范圍的確定，對河流岸線帶健康綜合評價相對匱乏[11]。為了準確評估河流岸線健康狀況，對其進行合理開發(fā)和有效監(jiān)管，本文分析河流健康評估相關(guān)內(nèi)容，為河流岸線帶健康評估體系構(gòu)建提供參考和幫助。

1 河岸帶健康概念的演變和發(fā)展

1.1 河岸帶定義

河岸帶這一表述最早出現(xiàn)在工程詞匯中，20世紀70年代末才開始有關(guān)于河岸帶定義的研究[2]。最初河岸帶被認為是陸地上受河水作用的植被地區(qū)，隨后國外一些學(xué)者[12-13]將河岸帶定義擴充為陸地與河流連接的生態(tài)過渡區(qū)，集合了水流、河岸、生物及其棲息地。在國內(nèi)，有的學(xué)者[14-15]將河岸帶定義為一個區(qū)別于高地植物和周圍植物的特有植被帶，是陸地生態(tài)系統(tǒng)和水生生態(tài)系統(tǒng)的交錯區(qū)，有明顯的邊緣效應(yīng)。還有學(xué)者[2]認為其是一個完整的生態(tài)系統(tǒng)，不僅包含動植物及棲息地，還將微生物納入其中。在明確河岸帶概念定義的同時，其空間尺度的確定也備受關(guān)注，國外從20世紀60年代末開始研究河岸帶寬度的劃分，Hawes等[16-17]根據(jù)消減污染、減少河岸侵蝕、提供生物棲息地、防洪等主要功能的不同給出特定的河岸帶寬度推薦值。而在中國這一探討起源于21世紀初，發(fā)展至今已經(jīng)形成幾種判斷公式和數(shù)學(xué)模型，為河岸帶寬度界定提供支持[18-20]。2008年的《全國河道(湖泊)岸線利用管理規(guī)劃技術(shù)細則》為了加強岸線資源保護和合理開發(fā)劃定的岸線控制線，包括臨水控制線和外緣控制線。臨水控制線指為穩(wěn)定河勢、保障河道行洪安全和維護河流健康生命的基本要求，在河岸的臨水一側(cè)順水流方向或湖泊沿岸周邊臨水一側(cè)劃定的管理控制線。外緣控制線是指岸線資源保護和管理的外緣邊界線，一般以河(湖)堤防工程背水側(cè)管理范圍的外邊線作為外緣控制線，對無堤段河道以設(shè)計洪水位與岸邊的交界線作為外緣控制線，其間帶狀區(qū)域稱為岸線帶。

通過對河岸帶研究不斷深入，大多數(shù)學(xué)者認為其應(yīng)是包含水域、陸域、動植物及其棲息地的生態(tài)系統(tǒng)。河岸帶范圍的確定使研究工作更具立體性和全面性，利于從生物和水利角度等多方面認識其主體功能，為河流岸線健康評估提供方向性指導(dǎo)。

1.2 河岸帶功能研究

河流岸線帶健康評估工作開展應(yīng)建立在識別其主體功能的基礎(chǔ)之上，因此國內(nèi)外學(xué)者對河流岸線帶功能展開了深入研究[3,14,21]，有的學(xué)者把河岸功能分為生態(tài)系統(tǒng)水平與景觀水平2個方面，也有的學(xué)者從整體和局部2個方面闡述，但其功能分類都離不開自然與社會2個屬性。國外學(xué)者對于河岸帶具體功能的研究主要集中在生態(tài)自然方面，主要包括：過濾受污染的地表和地下徑流、保護河岸、防侵蝕、凈化當(dāng)?shù)乜諝?、改善鄰近地區(qū)氣候、平衡生態(tài)結(jié)構(gòu)、在水陸交錯地帶形成新的棲息地、提高水域和陸地的生物多樣性、使整個水陸系統(tǒng)保持良好的生態(tài)連續(xù)性[1-5,22]。在國內(nèi)河岸帶功能研究中，張建春等[1, 23]總結(jié)了國外經(jīng)驗，將河岸帶功能簡化為廊道、緩沖與護岸3個部分。夏繼紅[24-25]將河岸帶功能歸納為自然保護功能、社會保護功能以及休閑娛樂功能，還指出擁有獨特地理及水動力條件的河岸帶潛流層能為生物提供良好的生存環(huán)境，是生物避難、棲息和繁殖的場所。

明晰河流岸線帶的主體功能是河流岸線帶健康評估基礎(chǔ)，學(xué)者們主要對河流岸線帶自然屬性功能進行研究，而隨著社會發(fā)展加快，其社會屬性功能也逐漸被重視。根據(jù)學(xué)者們的研究，河流岸線帶自然屬性功能包含了保護河岸、截留污染、攔截泥沙、調(diào)整水文節(jié)奏、生物棲息地等。社會屬性涵蓋了安全防護、景觀娛樂等功能。當(dāng)具體到單段河流岸線帶時，其所處的區(qū)域不同，對其自然屬性和社會屬性功能的側(cè)重也有所不同。例如城市河流岸線帶首要功能有防洪、景觀、穩(wěn)定河岸、截留污染等，自然狀態(tài)下的河流岸線帶則重視截留泥沙、提供生物棲息地、調(diào)節(jié)水流等功能。河流岸線帶功能作用的完整和協(xié)調(diào)是其狀態(tài)健康的前提條件，充分認識其主體功能利于完善和充實河流岸線帶健康內(nèi)涵，為評估工作開展提供理論依據(jù)。

1.3 河湖及岸線帶健康內(nèi)涵研究

最初人們把河流比作人體，提出了健康這一抽象的概念來描述河流的狀態(tài)[7]。盡管部分生態(tài)學(xué)家認為健康這一表述不具有科學(xué)性，但其作為河湖健康管理工具，有利于大眾理解，所以在美國、澳大利亞、南非等國家都以河湖健康命名此類調(diào)查活動[26-27]。國外學(xué)者對河湖健康的理解主要集中于生態(tài)部分，最開始學(xué)者們[28-29]將河湖生態(tài)健康的內(nèi)涵定義為具有生態(tài)完整性，狀態(tài)良好，足以維持基本功能的河湖就是健康的。后來又有學(xué)者強調(diào)[30]通過明確指標來體現(xiàn)健康內(nèi)涵。如Costanza[31]從生態(tài)的角度提出了包括系統(tǒng)活力、恢復(fù)力、組織力等六大粗略標準來對河湖的健康做出評價。在中國河流健康概念起源較晚，唐濤等[32-33]對河流健康概念提出了初步探討，主要延續(xù)了外國學(xué)者提出的理念，在此之上又提出了城市河湖健康應(yīng)該將服務(wù)社會經(jīng)濟作為一項重要方面。后來有的學(xué)者認為河流健康并不是一個嚴格的科學(xué)概念，不能當(dāng)作生態(tài)狀況尺度，但可以作為一種工具落實到具體河流，為管理服務(wù)[34]。所以一些學(xué)者將河流健康內(nèi)涵代入具體河流，為河流管理提供幫助，如劉曉燕[35]將當(dāng)時健康黃河內(nèi)涵定義為徑流連續(xù)、水沙通道安全穩(wěn)定、良好水質(zhì)、一定的供水能力。李向陽等[36]把健康珠江內(nèi)涵歸納為：河流結(jié)構(gòu)形態(tài)穩(wěn)定，上游水土流失少，荒漠化治理有效，水污染和河口咸潮威脅得到有效遏制，保持水生生物多樣性，能夠在維持良好的生態(tài)環(huán)境下可持續(xù)地滿足人類供水、發(fā)電、航運、旅游等合理需求，具有防洪減災(zāi)功效。夏繼紅[24]認為河流岸線帶健康要求在保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和滿足行洪要求的基礎(chǔ)上,與周圍環(huán)境相互協(xié)調(diào)、協(xié)同發(fā)展,保證社會、經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展,維持生物動態(tài)平衡的開放性生態(tài)系統(tǒng)。

河流健康的內(nèi)涵要求維持自然生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定的同時保障其社會服務(wù)功能的健康，而河流岸線作為河流生態(tài)系統(tǒng)重要組成部分，其健康內(nèi)涵的詮釋可以參考河湖健康。所以河流岸線帶健康要求在注重其自然內(nèi)涵的同時，也要結(jié)合社會需要來評價其健康狀態(tài)，根據(jù)其所處的地域和自身發(fā)展階段以及時代的不同有所區(qū)分，并且河流岸線帶健康不是一個由固定標準簡單搭接而成的準則，而是結(jié)合管理目標對河流岸線向功能完善，需求滿足發(fā)展的一種狀態(tài)。根據(jù)管理目標的變化，其健康內(nèi)涵不斷充實，評價內(nèi)容也應(yīng)當(dāng)做出個性化的修正，不斷對健康評估體系進行完善。

2 河流健康評價方法演變及應(yīng)用

隨著河流健康內(nèi)涵的不斷發(fā)展，河流健康評價方法得以成型，目前形成了一系列有效的評價原則，結(jié)合管理目標建立了許多相對成熟的方法，其按照原理分為預(yù)測模型法和多指標綜合評價法2個大類。

2.1 預(yù)測模型法

預(yù)測模型法主要內(nèi)容是假設(shè)無人為干擾情況下生物物種的數(shù)量和狀態(tài)與實際狀態(tài)做比較。具體評價流程為：①選擇一個受人為干擾較少的基準河道；②調(diào)查該河流原始狀態(tài)下物理化學(xué)組成；③將這些指標與生物建立經(jīng)驗?zāi)Ｐ?；④獲取調(diào)查河流的物理化學(xué)指標，代入經(jīng)驗?zāi)Ｐ陀嬎?，模擬該河流自然狀態(tài)下應(yīng)當(dāng)具備的生物組成；⑤調(diào)查被評價河流的實際生物組成的值，反映被評價河流的健康狀況，比值越接近表明該河流越接近自然狀態(tài),其健康狀況也就越好[7]。隨著預(yù)測模型法不斷發(fā)展，選用的代表生物逐漸多樣化，但仍存在一個較大的缺陷,即將所有健康狀況的反應(yīng)都集中在一個生物的表現(xiàn)上，若是該生物不能對一些環(huán)境改變有所響應(yīng)，那么評估目標的健康狀況就不能得到良好體現(xiàn)[7]。

表1 國內(nèi)外河流健康主要的預(yù)測模型法[7,37-38]

2.2 多指標評價法

多指標評價法主要通過篩選評價指標，按照一定的評價標準對河流的生物、化學(xué)以及形態(tài)特征指標進行打分,將各項得分累計后的總分作為評價河流健康狀況的依據(jù)，其中最關(guān)鍵的步驟在于指標的選取和結(jié)果的評定[7]。早期河流健康評估指標的選取主要包括水文、岸線結(jié)構(gòu)、水質(zhì)、水生生物等，隨著城市化進程加快和管理需求增多，很多評價方法擴充了防洪、景觀等方面指標，本文總結(jié)了現(xiàn)有主要評價方法指標的選擇。

目前河流岸線帶健康研究較少，大多作為河湖健康評價的重要組成部分或者針對植物效益、截留等功能的單一評價，綜合評價方法中指標選取主要源于河流健康評價中關(guān)于河岸帶的部分，結(jié)合對河岸帶健康有間接影響的功能指標，更加重視結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、景觀適宜性、生態(tài)安全、社會服務(wù)等幾個方面。

由于多指標評價法表征因子遠多于預(yù)測模型法,評價標準較難確定,因此精度有所欠缺,單個參數(shù)的重要性在綜合評價中容易被忽略。目前國外河流健康評估體系在世界范圍內(nèi)都有典型案例的應(yīng)用，并取得了一定效果。國外對河流健康評價的研究目標主要集中于自然狀態(tài)河流以及農(nóng)村區(qū)域河流，主要評價其對生態(tài)環(huán)境的作用。國內(nèi)也有較多學(xué)者借鑒國外河流健康評估體系，針對特定河流特點建立評估模式，主要服務(wù)目標是城市河流。目前主要方法見表3。

表2 河流健康主要評價指標[7,24,31,39-44]

關(guān)于河岸帶健康評估，多是針對單一功能，其綜合健康評估的定量研究還較少，且重點在于生態(tài)系統(tǒng)。如2005年夏繼紅提出河岸帶生態(tài)系統(tǒng)評價方法體系的研究，利用模糊層次分析法，從目標層上分成了，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、景觀適宜、生態(tài)健康、生態(tài)安全四個方面，利用GIS綜合考慮空間尺度和時間尺度的影響[24]。2014年韓國提出一種針對河流岸線物理指標的評價方法選取了10個指標，包括天然沙洲、水量、溪流基質(zhì)、攔截構(gòu)造、溪流自然度、生態(tài)交錯帶狀況、堤防材料、堤防內(nèi)外土地利用和堤防狀況等方面，從指標上加強了對河流岸線的針對性[44]。

表3 國外河流健康多指標綜合評價法[40-42]

表4 國內(nèi)河流健康主要評價體系研究[7,39,44-45]

河流健康評估多指標綜合評價法研究初期評價分數(shù)由各類指標分別評分累加，局限性較大，后來的一些評價方法利用數(shù)學(xué)模型法或者專家賦分法計算權(quán)重，綜合多方面的健康狀況來評定。如夏繼紅[22]利用模糊評價法和層次分析法來對河岸帶健康進行評估。鄧曉軍等[46]根據(jù)層次分析法的原理設(shè)計出要素層和指標層的專家咨詢表,綜合考慮權(quán)重配比。山成菊等[47]使用基于博弈論的組合賦權(quán)思想, 將層次分析法與熵值法相結(jié)合，來計算權(quán)重。這些方法的目的都是盡可能地減少主觀不合理因素和客觀方法的片面性，提高多指標綜合評價法的實際適用度。

表5 河流和岸線帶健康評估主要權(quán)重確定方法[7,24,26,39,45-49]

河流岸線帶評價方法的構(gòu)建邏輯性嚴密，要在明確河流岸線帶的定義、功能、脅迫因子及健康內(nèi)涵的前提下，考慮現(xiàn)階段的監(jiān)測和考察能力，結(jié)合需求，兼顧現(xiàn)有條件，甄選剔除重復(fù)考慮的指標。實地采樣時應(yīng)確定評估范圍，選擇河流岸線帶代表區(qū)段，利用合適的技術(shù)手段和方法評價，將各功能區(qū)劃河流岸線帶分開討論，做到因地制宜，“對癥下藥”，得到能夠客觀呈現(xiàn)河流岸線帶健康發(fā)展狀態(tài)的評價，便于讓公眾理解，讓其作為河流岸線帶的管理依據(jù)得到推廣和應(yīng)用[24,39,45,48]。

3 伶仃洋河岸灘涂管理目標及現(xiàn)狀

內(nèi)伶仃洋位于珠江河口區(qū)，又隸屬經(jīng)濟高速發(fā)展的大灣區(qū)，其岸線長333 km，是珠江河口岸線之最，灘涂面積可達11 839 hm2，資源儲備豐富。20世紀80年代到90年代中期，內(nèi)伶仃洋岸線大量圍墾造地，使得近岸淺灘水域變?yōu)殛懙?，河道縮窄，潮流動力增強，咸潮入侵危害加大。而隨著經(jīng)濟不斷發(fā)展，人類對內(nèi)伶仃洋岸線不合理改造變本加厲。自1979年珠江水利委員會成立以來，在內(nèi)伶仃洋岸線組織開展了眾多治理活動，規(guī)劃治導(dǎo)線、確定提防標準，并要求嚴格把關(guān)工程實施程序，加強了監(jiān)管手段[50-52]，對島嶼、灘涂的保護和利用提出新的方案，將岸線灘涂進行四分區(qū)規(guī)劃(保護區(qū)、保留區(qū)、控制利用區(qū)、開發(fā)利用區(qū))，樹立了防洪優(yōu)先的指導(dǎo)思想，為統(tǒng)一管理建立了權(quán)威高效的協(xié)調(diào)體制確定河長制的制度，建立良好的資源配置及補償機制，但其目前仍然存在很多問題，如排污量大、水質(zhì)環(huán)境較差、生態(tài)系統(tǒng)退化、生物棲息地破壞、岸線資源配置不合理、圍內(nèi)河涌水體交換能力弱、岸線灘涂遭到破壞、水涵養(yǎng)能力降低。這些因過分重視經(jīng)濟發(fā)展而忽視生態(tài)保護的問題依然突出，缺少保護依據(jù)和著手點[53]。河流岸線帶健康評估體系以問題為導(dǎo)向，結(jié)合目標特點，科學(xué)有效地分析“治病因子”，為解決內(nèi)伶仃洋地區(qū)河流岸線帶問題提供著手方案，是完善珠江河口岸線帶管理體系的重要一環(huán)。

4 結(jié)論

河湖健康評估自提出以來，經(jīng)歷了近半個世紀的發(fā)展演變，其理論、方法和技術(shù)手段逐漸趨于完善，在開展的河湖生態(tài)治理、保護和恢復(fù)過程中發(fā)揮了核心引領(lǐng)作用。河湖岸線帶屬于河湖生境的重要組成部分，處于水陸交叉地帶，生境多樣性更為明顯，物種也更為豐富，也是治理和保護的核心區(qū)域，其評估研究衍生于河流健康評估，集多種學(xué)科交叉于一體，建立在基礎(chǔ)學(xué)科研究之上，極為契合國內(nèi)河湖長制推行的“一河一策”的管理需求。

現(xiàn)階段河流岸線帶健康綜合評價體系方法還存在一些問題，即對河流環(huán)境評價時，水質(zhì)、水文等方面指標眾多，需要對脅迫因子展開分析，提高準確度[54]?，F(xiàn)有的河岸帶健康內(nèi)涵研究匱乏，對脅迫因子分析不足，選取大量指標“堆砌”，缺少目的性，沒有提取出代表性強、敏感度高的指標，加大了評估的難度。河岸線健康評估分功能區(qū)的評價方法較少，國內(nèi)河流岸線功能區(qū)劃多樣，情況復(fù)雜，如內(nèi)伶仃洋區(qū)域灘涂資源豐富，占用情況嚴重，兼有弱潮河口特點，其功能特點大大區(qū)別其他河流岸線帶，需要針對性強的評價方法衡量其健康狀態(tài)。

所以現(xiàn)階段河流岸線帶健康評估需要明確河流岸線帶的定義、功能及健康內(nèi)涵及評估范圍，通過功能特點及區(qū)劃特征合理劃分河流岸線帶區(qū)域，一河一例其流域特點、主體功能和管理需求，識別其脅迫因子，在現(xiàn)階段評價方法的基礎(chǔ)上加強對其社會保護及服務(wù)方面的指標選擇，通過長時間序列的數(shù)據(jù)分析，甄選對目標狀態(tài)變化敏感性較大的指標，選取合適的方法搭建評估體系，客觀評價調(diào)查結(jié)果，用合理的方式呈現(xiàn)，其結(jié)果便于公眾理解和管理人員運用，并提出科學(xué)的岸線健康修復(fù)方案，為河長制水域岸分析線管理提供技術(shù)支持。