杜國(guó)興

摘 要：基于水文與生態(tài)理論，界定了河流生態(tài)系統(tǒng)健康的概念。同時(shí)，分析了影響河流生態(tài)系統(tǒng)健康的因素。在此基礎(chǔ)上，建立了河流生態(tài)系統(tǒng)健康的評(píng)價(jià)方法和評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并將結(jié)果分為三級(jí)。通過(guò)個(gè)別河流的研究，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，鄱陽(yáng)湖生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)2000最終得分為0.52，鄱陽(yáng)湖是健康的中間狀態(tài)。

關(guān)鍵詞：河流生態(tài)系統(tǒng)；健康評(píng)價(jià)；指標(biāo)體系

生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展是人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展的前提，生態(tài)系統(tǒng)的管理是利用和保護(hù)資源，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的有效途徑。河流對(duì)人類的發(fā)展非常重要，不僅要提供食物、工業(yè)和農(nóng)業(yè)和生活用水，而且還包括商業(yè)、交通、娛樂(lè)等許多服務(wù)。作為一個(gè)重要的生態(tài)系統(tǒng)類型，河流生態(tài)系統(tǒng)仍是物質(zhì)循環(huán)的主要渠道之一，大量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和污染物的河流遷移和降解。但在過(guò)去的幾十年里，河流生態(tài)系統(tǒng)受到人類活動(dòng)的干擾和破壞。隨著工業(yè)文明的快速發(fā)展，人類對(duì)水資源的需求量也在急劇增加，許多河流由于過(guò)多的水，面臨著斷源或耗盡。此外，大量的污染物排放，森林和河岸緩沖帶的森林砍伐嚴(yán)重影響了河流的水環(huán)境狀態(tài)。其結(jié)構(gòu)有很大的破壞，許多生態(tài)功能也由于人為活動(dòng)的干擾而失去。1999年，聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署舉辦的“第二十一世紀(jì)水資源委員會(huì)”，在對(duì)流域面積是世界上最大的25個(gè)河流的調(diào)查后，得出結(jié)論，世界的河流水質(zhì)較差，大多數(shù)河流水量減少，污染程度逐步增加。在被調(diào)查的河流中，中國(guó)黃河和前蘇聯(lián)的中亞錫爾河和阿姆河、科羅拉多河、印度的恒河和墨西哥萊爾馬河六條河流水質(zhì)較差，被評(píng)為最不衛(wèi)生的河；只有在美國(guó)北部，美國(guó)南部的亞馬遜河，印度中國(guó)半島湄公河和圣勞倫斯河水質(zhì)較好。因此，如何維護(hù)現(xiàn)有河流生態(tài)系統(tǒng)的功能，修復(fù)受損的生態(tài)系統(tǒng)，促進(jìn)河流及其流域的可持續(xù)發(fā)展已成為一個(gè)全球性的問(wèn)題。作為以可持續(xù)發(fā)展為重要目標(biāo)的國(guó)家，健康生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)與維護(hù)已成為科學(xué)家們的共識(shí)。創(chuàng)造一個(gè)健康的環(huán)境是十分必要的。

如何評(píng)價(jià)河流生態(tài)狀況，成為水利、環(huán)境科學(xué)和生態(tài)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。河流健康狀況的評(píng)價(jià)，不僅適用于河流的客觀描述和評(píng)價(jià)，也有助于管理決策者對(duì)河流管理活動(dòng)進(jìn)行識(shí)別，對(duì)河流的可持續(xù)管理和區(qū)域生態(tài)環(huán)境建設(shè)具有十分重要的意義。

一、生態(tài)系統(tǒng)的定義

生態(tài)系統(tǒng)具有一定的空間范圍，受生物群落及其環(huán)境的作用，具有一定的時(shí)空格局，其本身具有流動(dòng)的功能。具有整體性、自我維護(hù)和調(diào)節(jié)功能，具有動(dòng)態(tài)性和生命性的特點(diǎn)。它是一個(gè)復(fù)雜的生命有機(jī)體，具有健康和可持續(xù)發(fā)展的特點(diǎn)。因此，評(píng)價(jià)生態(tài)系統(tǒng)的健康狀況非常重要。生態(tài)系統(tǒng)是否健康是一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的綜合研究，研究了生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)（包括組織結(jié)構(gòu)和空間結(jié)構(gòu)）。從生態(tài)系統(tǒng)的層次上來(lái)說(shuō)，一個(gè)健康的生態(tài)系統(tǒng)應(yīng)該是穩(wěn)定的、可持續(xù)的，即生態(tài)系統(tǒng)與時(shí)間的過(guò)程是動(dòng)態(tài)的，可以保持其組織和自主權(quán)。然而，許多學(xué)者認(rèn)為，生態(tài)指標(biāo)體系的健康狀況并不完美。更全面的是把人類健康納入到其中，這意味著生態(tài)系統(tǒng)的健康應(yīng)該包括2個(gè)方面：適應(yīng)人類社會(huì)的合理需求和更新生態(tài)系統(tǒng)的能力。

二、生態(tài)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)

生態(tài)系統(tǒng)健康的標(biāo)準(zhǔn)有8個(gè)方面：活動(dòng)、組織、恢復(fù)、服務(wù)功能的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)、管理的選擇、外部的投入、對(duì)相鄰系統(tǒng)的影響和人體健康。這8個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中，最重要的是前3個(gè)。能量輸入和營(yíng)養(yǎng)循環(huán)的能力，是可測(cè)量特定的指標(biāo)。同時(shí)也可以根據(jù)系統(tǒng)的多樣性和數(shù)量比進(jìn)行評(píng)價(jià)。生態(tài)系統(tǒng)越來(lái)越復(fù)雜。在過(guò)去幾年中，一些國(guó)家和國(guó)際環(huán)境工程已經(jīng)開(kāi)始更新生態(tài)系統(tǒng)健康指標(biāo)。起初這些指標(biāo)主要是從生物物理的角度來(lái)考慮，但隨著社會(huì)的發(fā)展，這些角度都將人類健康加入其中。生態(tài)學(xué)家們雖然沒(méi)有在生態(tài)系統(tǒng)健康的概念上達(dá)成共識(shí)，但不難發(fā)現(xiàn)，相關(guān)部門在人類活動(dòng)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)和環(huán)境惡化等問(wèn)題影響方面越來(lái)越關(guān)注。不同的專業(yè)學(xué)者正在對(duì)自然、社會(huì)和健康科學(xué)等學(xué)科交叉中，尋求更為合理的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)評(píng)價(jià)生態(tài)系統(tǒng)健康。因此，研究河流生態(tài)系統(tǒng)的健康狀況、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和服務(wù)功能，成為環(huán)境科學(xué)研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。

三、河流生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)方法及其評(píng)價(jià)

河流生態(tài)系統(tǒng)健康與社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、人文、生態(tài)環(huán)境密切相關(guān)，可以理解為資源安全、環(huán)境安全和經(jīng)濟(jì)安全的有機(jī)統(tǒng)一。一個(gè)健康的河流生態(tài)系統(tǒng)應(yīng)具有合理的結(jié)構(gòu)和良好的功能，并且在系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)都沒(méi)有損壞。自然或人為擾動(dòng)能保持彈性和穩(wěn)定性，并表現(xiàn)出一定的恢復(fù)能力。整體性能的多樣性，復(fù)雜度，可以滿足區(qū)域發(fā)展的具體表現(xiàn)所需要的合理目標(biāo)，合理利用水資源，以確保不同地區(qū)的利益平衡，同時(shí)改善生態(tài)環(huán)境。同時(shí)，也對(duì)不同時(shí)間尺度和不同空間尺度的動(dòng)態(tài)變化的內(nèi)涵有著不同的意義。

（一）河流生態(tài)系統(tǒng)具有調(diào)節(jié)氣候、改善生態(tài)環(huán)境、維護(hù)生物多樣性和社會(huì)服務(wù)功能。通過(guò)監(jiān)測(cè)河流環(huán)境狀況，評(píng)價(jià)河流健康狀況，改善河流健康狀況，滿足當(dāng)代和下一代的環(huán)境、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)需求。根據(jù)我國(guó)主要河流的健康狀況，可以為我國(guó)河流健康狀況的評(píng)價(jià)提供參考，可用于評(píng)價(jià)我國(guó)河流的健康狀況，并建立恢復(fù)優(yōu)先。因此，有助于提高河道管理的質(zhì)量，不僅能揭示河流生態(tài)系統(tǒng)的現(xiàn)狀，也可為河流生態(tài)系統(tǒng)的對(duì)比提供基準(zhǔn)。

河流生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)方法對(duì)河流生態(tài)系統(tǒng)的評(píng)價(jià)，初步從生物反應(yīng)的變化對(duì)水質(zhì)的影響著手，開(kāi)始關(guān)注化學(xué)對(duì)水質(zhì)的影響進(jìn)行了分析。在過(guò)去的20年里，這一研究發(fā)現(xiàn)，在不同的時(shí)間上，這條河的社區(qū)有不同的化學(xué)、生物和物理效應(yīng)的整合能力。這些生物的結(jié)構(gòu)和功能特性可以反映水環(huán)境的退化，如化學(xué)污染，物理?xiàng)⒌氐南У?。因此，生物監(jiān)測(cè)將更加注重水環(huán)境的累積效應(yīng)。生物方法應(yīng)用于河流健康評(píng)價(jià)，是評(píng)價(jià)生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)的關(guān)鍵。目前研究表明，水生生物（主要是硅藻），無(wú)脊椎動(dòng)物和魚(yú)類是主要種類。如使硅藻指數(shù)ISP和GDI反映反映腐生的狀態(tài)，以及水環(huán)境中的營(yíng)養(yǎng)水平，“河流無(wú)脊椎動(dòng)物預(yù)測(cè)和分類系統(tǒng)”澳大利亞河流評(píng)價(jià)程序，“南非評(píng)分系統(tǒng)和底棲生物完整性指數(shù)（b2ibi），營(yíng)養(yǎng)指數(shù)（ITC）都是受歡迎的健康評(píng)估方法?；诤恿鞯讞珓?dòng)物多樣性監(jiān)測(cè)以及對(duì)河流健康的基礎(chǔ)上評(píng)價(jià)模型，科學(xué)家在1981提出的生物完整性指數(shù)（IBI）可以對(duì)河流健康狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)。

（二）評(píng)價(jià)原則可分為2類。（1）預(yù)測(cè)模型方法（預(yù)測(cè)）。如rivpacts和AUSRIVAS，等。這種方法是通過(guò)比較實(shí)際的生物組合物的一些研究網(wǎng)站的物種，可以在沒(méi)有干擾的情況下進(jìn)行評(píng)估。在這種方法中，通過(guò)對(duì)樣本點(diǎn)的環(huán)境特點(diǎn)和相應(yīng)的生物模型的建立（參考點(diǎn)的選擇，沒(méi)有一個(gè)是最小的干擾或人為干擾），然后對(duì)模型的進(jìn)行分析。在理論上，從0到1的比例可以改變，這個(gè)比例越接近1，健康狀態(tài)就越好。然而，在預(yù)測(cè)模型中，有一個(gè)大的缺陷，即只能比較一個(gè)單一物種的河流健康狀況，并假設(shè)河流沒(méi)有任何變化。因此，它有一定的局限性。（2）多指標(biāo)方法。在該方法中，對(duì)一系列的生物特征的觀察點(diǎn)與參考點(diǎn)進(jìn)行比較，累積得分進(jìn)行評(píng)估。該方法被廣泛應(yīng)用于美國(guó)和澳大利亞。該方法的一個(gè)最具代表性的參數(shù)是澳大利亞的ISC指數(shù)。

四、結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)，維護(hù)和恢復(fù)健康的河流生態(tài)系統(tǒng)已成為河流管理的重要目標(biāo)。本文在介紹河流健康的基礎(chǔ)上，從評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)價(jià)方法等方面對(duì)河流健康評(píng)價(jià)的主要內(nèi)容進(jìn)行了總結(jié)。

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