毛建忠,趙萍萍,李春永,趙華剛
(1.云南省水文水資源局,昆明 650106;2.青島本源水務(wù)技術(shù)發(fā)展有限公司,山東 青島 266555)
20世紀(jì)后期以來,隨著人口快速增長和工業(yè)化、城市化進(jìn)程的快速推進(jìn),排放到河流的大量點(diǎn)源與面源污染物超過河流的自凈能力,河流的生態(tài)安全問題日益凸現(xiàn),河流的健康生命受到嚴(yán)重威脅。人們對(duì)水資源的過度開發(fā)利用,導(dǎo)致河湖面積急劇萎縮、水質(zhì)下降、生態(tài)環(huán)境功能退化等問題出現(xiàn)。
20世紀(jì)80年代開始,河流健康問題越來越引起人們的重視。聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署在對(duì)流域面積較大的25條世界河流調(diào)查中發(fā)現(xiàn),世界的大江大河水質(zhì)欠佳,多數(shù)河流水量減少,污染程度增加[1]。歐美等地采取一系列措施和方法對(duì)河流進(jìn)行保護(hù),河流健康應(yīng)運(yùn)而生[1-3]。國內(nèi)對(duì)河流健康評(píng)估研究起步較晚,已開始從河流健康狀況角度保護(hù)河流,在河流健康評(píng)價(jià)指標(biāo)體系、河流的可持續(xù)管理等方面開展一定的研究,健康長江、健康黃河、健康珠江等概念相繼提出,各大流域相關(guān)工作也已開展[4-7]。
作為生態(tài)系統(tǒng)健康研究的一部分,學(xué)者們首先對(duì)河流水生生態(tài)系統(tǒng)的健康進(jìn)行了研究,并逐漸擴(kuò)展到河流的其他方面,最終形成了河流健康的概念[8]。河流健康概念源于人類對(duì)河流環(huán)境退化的關(guān)注,要求從水質(zhì)、生物、生態(tài)等眾多角度科學(xué)評(píng)估河流生態(tài)系統(tǒng)狀況,研究河流健康狀況的評(píng)價(jià)不僅可應(yīng)用于對(duì)河流現(xiàn)狀的客觀描述和評(píng)估,而且有助于管理決策者確定河流管理活動(dòng)。
作為人類健康的類比概念,河流健康的含義尚不十分明確,專家學(xué)者的理解也不一致。Schofield[9]認(rèn)為河流健康指與相同類型的未受干擾的(原始的)河流的相似程度。Meyer[10]綜合河流的自然屬性和社會(huì)屬性,提出健康河流應(yīng)涵蓋生態(tài)完整性和人類價(jià)值。Simpson等人[11]則認(rèn)為河流生態(tài)系統(tǒng)健康應(yīng)是指河流生態(tài)系統(tǒng)維持主要生態(tài)過程,物種組成、多樣性和功能組織盡可能接近未受干擾狀態(tài)的能力,認(rèn)為河流的原始狀態(tài)即為河流健康。但是越來越多的學(xué)者認(rèn)為,生態(tài)系統(tǒng)的全面性和整體性要求考慮作為生態(tài)系統(tǒng)的組成部分的人類作用,認(rèn)為生態(tài)系統(tǒng)應(yīng)是既能滿足人類社會(huì)合力需求,又能維持生態(tài)系統(tǒng)自身維持與更新的能力[1]。
中國工程院院士文伏波[8]認(rèn)為健康的河流應(yīng)是生態(tài)良好的,又能造福人類的河流,是以水資源可持續(xù)利用的河流。韓其為[8]認(rèn)為“河流健康”的含義應(yīng)隨著河流生命階段、社會(huì)發(fā)展、科學(xué)進(jìn)步以及人類對(duì)其功能要求而變,而不應(yīng)用固定、通用的指標(biāo)來要求。李國英[8]認(rèn)為河流健康是指在河流生命存在的前提下,河流的社會(huì)功能與自然生態(tài)功能能夠取得平衡。董哲仁[8,12]認(rèn)為河流健康不是嚴(yán)格意義上的科學(xué)概念,而是一種河流管理的評(píng)估工具。
河流健康概念源于河流生態(tài)系統(tǒng)健康,但又不局限于生態(tài)系統(tǒng)健康。健康的河流應(yīng)包含兩層含義:自然屬性的健康和社會(huì)屬性的健康,即自身功能穩(wěn)定,生態(tài)系統(tǒng)能維持主要的生態(tài)過程,同時(shí)也能滿足人類社會(huì)發(fā)展的合理需求。
隨著國際上對(duì)河流健康的日益關(guān)注,河流健康狀況的監(jiān)測和評(píng)價(jià)工作也進(jìn)一步開展,近10年來河流健康評(píng)估在許多國家開展,其中最具代表性的是美國、英國、澳大利亞和南非[13-15]。河流健康評(píng)估過程中逐漸形成一些頗具特色的方法,大致可將這些方法分為預(yù)測模型法和多指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)法兩種[16]。
假設(shè)在無人為干擾條件下,理論上河流物種組成與實(shí)際上河流生物組成進(jìn)行比較,進(jìn)而評(píng)價(jià)河流健康狀況的方法,典型代表為英國淡水生態(tài)所河流實(shí)驗(yàn)室提出的河流無脊椎動(dòng)物預(yù)測(RIVPACS)及澳大利亞以RIVPACS為基礎(chǔ)提出的適合本國的AUSRIAS方法。但是,預(yù)測模型法是通過單一的物種進(jìn)行的河流健康評(píng)估,并假定了河流的任何變化都反應(yīng)在該物種上,帶有極大的局限性。
綜合河流物理、化學(xué)、生物甚至社會(huì)經(jīng)濟(jì)等多指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)的方法,可從不同尺度采集河流信息進(jìn)行評(píng)估,典型代表為澳大利亞的溪流狀況指數(shù)ISC,我國大部分河流健康評(píng)價(jià)也依據(jù)此方法。對(duì)指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)法涉及的河流特征指標(biāo)較多,但評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)難以確定,因此精度有所欠缺。
1999年上海市環(huán)境監(jiān)測中心針對(duì)黃浦江建立了水環(huán)境評(píng)價(jià)指標(biāo)體系以來[17],2003年蔡慶華等人[18]提出從水量、水質(zhì)、水能和水生物4方面建立淡水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,趙同謙等人[19]則根據(jù)水生態(tài)系統(tǒng)提供服務(wù)的特點(diǎn),建立了由生活及工農(nóng)業(yè)供水、水力發(fā)電、內(nèi)陸航運(yùn)、水產(chǎn)品生產(chǎn)、休閑娛樂5個(gè)直接使用價(jià)值和調(diào)蓄洪水、河流輸沙、蓄積水分、保持土壤、凈化水質(zhì)、固定碳、維持生物多樣性7個(gè)間接使用價(jià)值的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,并對(duì)全國水生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行綜合價(jià)值評(píng)估。
黃河作為幾乎處于瀕危狀態(tài)的河流,以其原始狀態(tài)作為健康目標(biāo)是不可能的,且也不具備管理的可操作性。根據(jù)黃河生態(tài)系統(tǒng)退化現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢,黃河水利委員會(huì)[5]提出用低限流量、河道最大排洪能力、平灘流量、灘地橫比降、水質(zhì)類別、濕地規(guī)模、水生生物、供水能力等8項(xiàng)定量指標(biāo)作為健康黃河的標(biāo)志,該體系強(qiáng)調(diào)“維持其自身生態(tài)平衡的基本水量”,但對(duì)河流的生物群落和生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能很少提及。
長江水利委員會(huì)[6]從生態(tài)環(huán)境功能和服務(wù)功能兩個(gè)角度對(duì)長江健康評(píng)價(jià)體系進(jìn)行研究,考慮長江下游血吸蟲病猖獗,成為制約長江生態(tài)系統(tǒng)健康的重要影響因子,添加血吸蟲病傳播阻斷率。
由于長期以來過分強(qiáng)調(diào)社會(huì)效益,過渡開發(fā)河流,海河流域長期存在河道斷流與干涸、水質(zhì)惡化、生物多樣性衰退等生態(tài)問題?;凇坝泻咏愿?,有水皆污”的現(xiàn)狀,海河水利委員會(huì)[7]從水量、水質(zhì)和生物狀況三大一級(jí)指標(biāo)層建立了海河健康評(píng)價(jià)體系,(由于海河幾乎不存在珍稀的洄游性魚類),在制定健康評(píng)價(jià)時(shí)不予考慮河流的連通性、魚道狀況等。
2006年珠江水利委員會(huì)[4]根據(jù)一般健康河流的共性和珠江的特性,制定了珠江河流健康評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,從總體層、系統(tǒng)層、狀態(tài)層和指標(biāo)層4個(gè)結(jié)構(gòu)和自然屬性、社會(huì)屬性2個(gè)方面對(duì)珠江流域的健康狀況進(jìn)行評(píng)估,定義了河流形態(tài)結(jié)構(gòu)、水環(huán)境狀況、水生物、服務(wù)功能、監(jiān)測水平等5大類20多指標(biāo)的計(jì)算方法。
2010年水利部召開了全國重要河湖健康評(píng)估試點(diǎn)工作布置會(huì)議,印發(fā)《河流健康評(píng)估指標(biāo)、標(biāo)準(zhǔn)與方法(試點(diǎn)工作用)》(辦資源〔2010〕484號(hào))[20],從水文水資源、物理結(jié)構(gòu)、水質(zhì)、水生物及社會(huì)服務(wù)功能5個(gè)準(zhǔn)則層分尺度對(duì)河流進(jìn)行評(píng)估,并要求各省水行政主管部分開展河流健康評(píng)價(jià)的試點(diǎn)工作,建立河流“體檢報(bào)告”。
此外,考慮到城市規(guī)模擴(kuò)大對(duì)河流干擾增加,趙彥偉等人[21]提出了城市河流生態(tài)系統(tǒng)的健康評(píng)價(jià)體系,包含水量、水質(zhì)、水生生物、物理結(jié)構(gòu)與河岸帶5大要素,為城市水生態(tài)修復(fù)與建設(shè)活動(dòng)的開展提供科學(xué)依據(jù)。作為河流生態(tài)系統(tǒng)外源影響因素的流域,其氣候、地質(zhì)特征和土地利用狀況等也決定著流域內(nèi)河流的河道、基質(zhì)等特征,龍笛等人[22]在2006年構(gòu)建了以“自然條件限制因子—流域生態(tài)健康指示因子—人類活動(dòng)影響因子”為基礎(chǔ)的評(píng)價(jià)體系,并利用層次分析法對(duì)灤河山區(qū)流域和北四河平原流域進(jìn)行流域尺度河流生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)。
河流健康是河流自然屬性和社會(huì)屬性相統(tǒng)一的概念,健康的河流必須服務(wù)于社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)保護(hù)的協(xié)調(diào)。但是由于河流生態(tài)系統(tǒng)組成復(fù)雜,涉及因素眾多,制約河流生態(tài)系統(tǒng)維持發(fā)展的因素及其相互之間的關(guān)系較難分析,給河流健康標(biāo)準(zhǔn)制定、選取指標(biāo)及量化指標(biāo)等帶來影響,目前河流健康評(píng)估還存在以下問題:
由于河流健康概念源于生態(tài)系統(tǒng)健康,是一個(gè)新興詞匯,人們的理解存在分歧,這妨礙了河流的開發(fā)利用及日常管理,影響了評(píng)價(jià)河流健康狀況的準(zhǔn)確性及可靠性。
對(duì)于河流健康評(píng)估涉及大量指標(biāo),需要收集大量資料。而河流健康作為新興的一項(xiàng)工作,由于歷史調(diào)查資料的缺乏,在原始狀態(tài)或無干擾狀態(tài)作為參考狀態(tài)時(shí),缺乏河流健康評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),根據(jù)歷史資料評(píng)價(jià)河流健康狀況存在一定難度。
國內(nèi)健康評(píng)估僅局限在河流生態(tài)系統(tǒng)的一個(gè)或幾個(gè)方面,不能給河流整體管理提供有效的工具。此外河流健康評(píng)價(jià)完成后缺乏具體改善措施,對(duì)河流的健康狀況評(píng)估已發(fā)展到一定階段,但是對(duì)如何改善受損的河流生態(tài)系統(tǒng)的措施研究還乏善足陳,河流管理部分在進(jìn)行河流管理過程中得不到理論指導(dǎo)。
健康的河流不僅關(guān)系到水資源的可持續(xù)利用,也關(guān)系到流域乃至全國整體生態(tài)安全和經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。開展河湖健康評(píng)估是了解河湖生態(tài)狀況,掌握河湖健康變化規(guī)律的基礎(chǔ)工作,為制定有效的河流保護(hù)政策和合理開發(fā)決策提供技術(shù)支撐,對(duì)保障河湖水生態(tài)系統(tǒng)健康,實(shí)現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用具有重要意義。
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