李靜芝, 閆 雪, 李景保

(1.長(zhǎng)沙理工大學(xué) 建筑學(xué)院, 長(zhǎng)沙 410076;2. 洞庭湖水環(huán)境治理與生態(tài)修復(fù)湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，長(zhǎng)沙 410114; 3.中國(guó)科學(xué)院 新疆生態(tài)與地理研究所,烏魯木齊 830011; 4.中國(guó)科學(xué)院大學(xué), 北京100049; 5.湖南師范大學(xué) 資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院, 長(zhǎng)沙 410081)

復(fù)雜水系構(gòu)成的河網(wǎng)地區(qū)是調(diào)節(jié)徑流、涵養(yǎng)水源、凈化水質(zhì)和維持區(qū)域生態(tài)平衡的重要地理單元，長(zhǎng)期以來(lái)也是人類(lèi)社會(huì)發(fā)展與自然生態(tài)保護(hù)之間的矛盾沖突集中體[1]。隨著人口的增多和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，人類(lèi)對(duì)自然界的一系列開(kāi)發(fā)利用活動(dòng)已導(dǎo)致了嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，因此，對(duì)河網(wǎng)地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)尤其重要，它不僅可以為自然環(huán)境綜合治理提供依據(jù)，更能進(jìn)一步促進(jìn)地區(qū)生態(tài)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展[2]。

目前，學(xué)術(shù)界對(duì)于生態(tài)系統(tǒng)健康并沒(méi)有明確定義，早期的觀點(diǎn)普遍認(rèn)為健康的生態(tài)系統(tǒng)應(yīng)能夠保持自身穩(wěn)定，并對(duì)外界干擾具有一定恢復(fù)力[3]，相關(guān)學(xué)者指出健康的生態(tài)系統(tǒng)應(yīng)具有可持續(xù)性[4]，健康狀況可以通過(guò)系統(tǒng)對(duì)外界的平衡恢復(fù)能力、組織結(jié)構(gòu)多樣性和新陳代謝活力3個(gè)方面進(jìn)行衡量[5]，這些觀點(diǎn)均側(cè)重于生態(tài)系統(tǒng)自身；加拿大學(xué)者Rapport后又指出人類(lèi)活動(dòng)與生態(tài)系統(tǒng)之間存在相互反饋，因此應(yīng)綜合考慮生態(tài)系統(tǒng)自身的健康狀態(tài)及其對(duì)人類(lèi)的服務(wù)功能[6-7]。我國(guó)學(xué)者在總結(jié)各種有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)健康的理解后提出：生態(tài)系統(tǒng)健康是指系統(tǒng)自身組分完整，系統(tǒng)內(nèi)物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)穩(wěn)定且對(duì)外界擾動(dòng)能保持彈性和穩(wěn)定性，整體功能復(fù)雜多樣并具備一定活力，其發(fā)展的最終結(jié)果是生態(tài)整合性[8]，“健康”意味著社會(huì)—經(jīng)濟(jì)—自然復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)整體健康，應(yīng)將社會(huì)經(jīng)濟(jì)健康和人類(lèi)健康兩方面因素同時(shí)考慮在內(nèi)[9]，目前這種定義被更廣泛地接受。因此，總體上可以認(rèn)為健康的生態(tài)系統(tǒng)應(yīng)該具備自身完整功能，能夠自我維持和更新并且與人類(lèi)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展相協(xié)調(diào)。

生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)方法一般包括指示物種法和指標(biāo)體系法，指示物種法操作簡(jiǎn)單，但具有很大局限性，難以全面反映生態(tài)系統(tǒng)健康狀況[10]，而指標(biāo)體系法因其較強(qiáng)的綜合性和全面性目前被廣泛應(yīng)用。作為生態(tài)系統(tǒng)健康研究先行者的美國(guó)，已建立了較為全面的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并在實(shí)踐中進(jìn)行推廣，為水質(zhì)改善和生態(tài)恢復(fù)提供了有力支持[11]。我國(guó)在相關(guān)領(lǐng)域的研究仍處于探索階段，但部分學(xué)者結(jié)合PSR法、熵權(quán)綜合指數(shù)法、層次分析法、生物膜方法、模糊數(shù)學(xué)方法等已構(gòu)建了涉及流域[12-14]、河口[15]、湖泊[16]、城市[17-18]等生態(tài)系統(tǒng)的健康評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并對(duì)生態(tài)系統(tǒng)健康狀況進(jìn)行分析。

洞庭湖是我國(guó)第二大淡水湖泊，也是長(zhǎng)江中下游最大的調(diào)蓄湖泊，對(duì)長(zhǎng)江中下游地區(qū)調(diào)蓄洪水、維持水沙平衡、保護(hù)生物多樣性等發(fā)揮著重要作用。荊南三口河網(wǎng)地區(qū)作為長(zhǎng)江與洞庭湖之間的紐帶，近幾十年來(lái)，受氣候變化和人類(lèi)活動(dòng)影響，江湖關(guān)系改變，該地區(qū)環(huán)境問(wèn)題也逐漸顯現(xiàn)[19]。自然生態(tài)狀況破壞必將影響到洞庭湖區(qū)的可持續(xù)發(fā)展。因此，本文應(yīng)用系統(tǒng)性較強(qiáng)和評(píng)價(jià)結(jié)果清晰的模糊數(shù)學(xué)方法，基于可獲得數(shù)據(jù)從行政區(qū)域尺度出發(fā)對(duì)三口河網(wǎng)地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行健康評(píng)價(jià)，使評(píng)價(jià)結(jié)果更易為公眾感知，并以期為改善該地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)健康狀況，優(yōu)化和提升荊南三口河網(wǎng)地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)功能提供依據(jù)。

1 研究區(qū)域與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

洞庭湖北面松滋、太平、藕池三口及其分泄長(zhǎng)江來(lái)流進(jìn)入洞庭湖的河道所組成的復(fù)雜河網(wǎng)地區(qū)，其中以常德市的安鄉(xiāng)縣、益陽(yáng)市的南縣、岳陽(yáng)市的華容縣為核心區(qū)域，本文以此三縣作為主要研究對(duì)象(圖1)。該地區(qū)總面積3 758 km2，2015年末總?cè)丝跒?99.9萬(wàn)人，其中城鎮(zhèn)人口84.91萬(wàn)人，城市化率為42.48%；地區(qū)生產(chǎn)總值634.88億元，比上年增長(zhǎng)7.06%，二三產(chǎn)業(yè)增加值486.2億元，占地區(qū)生產(chǎn)總值的76.58%。

圖1 荊南三口河網(wǎng)地區(qū)示意圖

荊南三口河網(wǎng)地區(qū)為北亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)氣候，氣候溫和，雨量充沛，多年年平均降水量1 259.5 mm (1959—2010年)，同時(shí)溫差大、日照長(zhǎng)，多年平均蒸發(fā)量1 208.7 mm(1959—2010年)。長(zhǎng)期以來(lái)該地區(qū)都因較好的土壤條件作為湖南省乃至全國(guó)重要的商品糧、棉、油、魚(yú)生產(chǎn)基地，工業(yè)發(fā)展迅速，逐漸形成以紡織、化工、食品、造紙、建材工業(yè)等為特色的工業(yè)體系，在自然條件變化和人類(lèi)活動(dòng)的雙重影響下，該地區(qū)河流斷流、水資源過(guò)度開(kāi)發(fā)等一系列生態(tài)環(huán)境問(wèn)題逐漸顯露。

1.2 研究方法

1.2.1 構(gòu)建指標(biāo)體系 依據(jù)整體性、目標(biāo)性、動(dòng)態(tài)與靜態(tài)相結(jié)合、實(shí)用性和可操作性的原則，根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)健康內(nèi)涵，結(jié)合荊南三口河網(wǎng)地區(qū)自身特點(diǎn)，構(gòu)建了以自然生態(tài)條件、資源利用與環(huán)境保護(hù)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展為出發(fā)點(diǎn)，包含23項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)的生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)指標(biāo)體系(表1)。生態(tài)系統(tǒng)整體的健康狀況往往是多因素共同作用的結(jié)果，為了避免評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重主觀性過(guò)強(qiáng)進(jìn)而對(duì)結(jié)果造成偏差，本文引入熵權(quán)法[20]與層次分析法相結(jié)合[21]確定指標(biāo)權(quán)重。計(jì)算結(jié)果(表1)顯示：權(quán)重值大于或接近0.05的指標(biāo)有人均水資源占有量、年均降水量、森林覆蓋率、水旱災(zāi)害成災(zāi)率、河流斷流幾率、水資源開(kāi)發(fā)利用率，說(shuō)明以上指標(biāo)是影響荊南三口河網(wǎng)地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)健康狀況的關(guān)鍵因子。

表1 指標(biāo)體系及權(quán)重

1.2.2 模糊評(píng)價(jià)

(1) 評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)制定。借鑒國(guó)家或國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)家及地方發(fā)展目標(biāo)、該領(lǐng)域相關(guān)研究成果[21-23]，根據(jù)指標(biāo)的優(yōu)良狀況及可持續(xù)發(fā)展能力，將指標(biāo)狀態(tài)劃分為“病態(tài)”、“亞病態(tài)”、“一般健康”、“亞健康”、“健康”5個(gè)等級(jí)，評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)詳見(jiàn)表2。

(2) 隸屬度矩陣的確定。模糊綜合評(píng)判中，需要建立隸屬度矩陣從而確定評(píng)價(jià)目標(biāo)的等級(jí)隸屬情況。根據(jù)不同指標(biāo)自身性質(zhì)，本文針對(duì)正程和逆程兩種指標(biāo)分別建立升半梯形和降半梯形隸屬函數(shù)，為了使指標(biāo)隸屬度在各個(gè)等級(jí)平滑過(guò)渡，這里對(duì)其進(jìn)行模糊化處理：對(duì)于實(shí)際值處于病態(tài)或健康狀態(tài)的指標(biāo)，則令其距離臨界值越遠(yuǎn)隸屬于該等級(jí)的概率越高，當(dāng)實(shí)際值等于臨界值時(shí)，則在該等級(jí)的隸屬指數(shù)為0.5；對(duì)于實(shí)際值處于中間3個(gè)等級(jí)的指標(biāo)，當(dāng)實(shí)際值為等級(jí)區(qū)間中點(diǎn)值時(shí)，令其隸屬指數(shù)為1，當(dāng)實(shí)際值為區(qū)間兩側(cè)邊緣點(diǎn)時(shí)，隸屬指數(shù)為0.5，中間點(diǎn)向兩側(cè)按線(xiàn)形規(guī)律遞減。設(shè)第i項(xiàng)指標(biāo)的樣本值為xi，通過(guò)上述隸屬函數(shù)求得的結(jié)果就構(gòu)成了i個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)相對(duì)于各健康級(jí)別隸屬度的模糊關(guān)系判斷矩陣：

(1)

(3) 結(jié)果向量計(jì)算。由于指標(biāo)體系為多層級(jí)，為了更好地反映荊南三口河網(wǎng)地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)健康狀況，本文采用模糊綜合評(píng)判法中的多級(jí)模型進(jìn)行評(píng)價(jià)，即從指標(biāo)層開(kāi)始，采用M(-,+)算法模型逐級(jí)向上進(jìn)行各層權(quán)重與隸屬矩陣的復(fù)合計(jì)算，最終得到評(píng)價(jià)對(duì)象的模糊綜合評(píng)判隸屬向量,計(jì)算公式為：

X=W·R=[W1，W2，…，Wm]·

(2)

式中：X為評(píng)價(jià)對(duì)象的模糊綜合評(píng)判隸屬向量；W為

權(quán)重矩陣；R為隸屬度矩陣；m為參與賦權(quán)的要素個(gè)數(shù)。根據(jù)最大隸屬度原則，取隸屬指數(shù)最大值對(duì)應(yīng)等級(jí)作為洞庭湖荊南三口河網(wǎng)地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)健康等級(jí)。

(4) 指數(shù)值計(jì)算。根據(jù)指標(biāo)層和要素層的隸屬情況，對(duì)不同的健康等級(jí)賦予一定的分值：病態(tài)(0.2)、亞病態(tài)(0.4)、一般健康(0.8)、亞健康(0.8)、健康(0.9)。采用公式：

(3)

式中：E為生態(tài)系統(tǒng)健康模糊評(píng)價(jià)得分值(0≤E≤1)，各等級(jí)評(píng)分范圍見(jiàn)表3；Fn為不同健康等級(jí)對(duì)應(yīng)的分值；xn為評(píng)價(jià)對(duì)象在不同健康等級(jí)的隸屬指數(shù)；n為等級(jí)數(shù)。

表2 荊南三口河網(wǎng)地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)指標(biāo)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

注：① 參照聯(lián)合國(guó)公認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)(例如國(guó)際公認(rèn)缺水標(biāo)準(zhǔn)、澇災(zāi)害等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)、濕潤(rùn)區(qū)、半濕潤(rùn)區(qū)、干旱區(qū)、半干旱區(qū)劃分標(biāo)準(zhǔn)；發(fā)展中國(guó)家人均建設(shè)用地標(biāo)準(zhǔn))；② 參照相關(guān)規(guī)劃實(shí)施細(xì)則，如《湖南省用水定額》(DB43T388—2014)、《全國(guó)水資源規(guī)劃技術(shù)細(xì)節(jié)》；③ 參照國(guó)內(nèi)相關(guān)文獻(xiàn)的研究成果；④ 參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，如《氣象干旱等級(jí)》(GB/T20481—2006)、《城市園林綠化評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》(GB50563—2010)等；⑤ 參照《國(guó)家生態(tài)園林城市分級(jí)考核標(biāo)準(zhǔn)》；⑥ 參照國(guó)家及地方政府規(guī)劃文本及發(fā)展研究，“十二五”規(guī)劃、“十三五”規(guī)劃、中國(guó)首部《社會(huì)管理藍(lán)皮書(shū)——中國(guó)社會(huì)管理創(chuàng)新報(bào)告》；⑦ 參照《生態(tài)縣、生態(tài)市、生態(tài)省建設(shè)指標(biāo)(修訂稿)》標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)家衛(wèi)生縣城標(biāo)準(zhǔn)、《國(guó)家環(huán)境保護(hù)模范城市考核指標(biāo)及其實(shí)施細(xì)則(第六階段)》；⑧ 參照湖南省內(nèi)各區(qū)縣最優(yōu)值及最低值、全國(guó)平均水平或世界各國(guó)現(xiàn)狀水平。

表3 荊南三口河網(wǎng)地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)健康等級(jí)及標(biāo)準(zhǔn)

資料序列長(zhǎng)度為2001—2014年，其中水文泥沙數(shù)據(jù)來(lái)自于長(zhǎng)江泥沙公報(bào)、湖南省水資源公報(bào)、常德市水資源公報(bào)、岳陽(yáng)市水資源公報(bào)、益陽(yáng)市水資源公報(bào)，社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)來(lái)自湖南省2001—2015年統(tǒng)計(jì)年鑒以及各市縣國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)。

2 結(jié)果與分析

2.1 評(píng)價(jià)結(jié)果

根據(jù)上述評(píng)價(jià)方法，對(duì)荊南三口河網(wǎng)地區(qū)2001—2014年各年份生態(tài)系統(tǒng)健康狀況進(jìn)行計(jì)算，具體結(jié)果見(jiàn)表4。

2.2 典型年生態(tài)系統(tǒng)健康狀況分析

評(píng)價(jià)結(jié)果顯示，2014年洞庭湖荊南三口河網(wǎng)地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)健康綜合得分為0.684，尚處于一般健康狀態(tài)較低水平。標(biāo)準(zhǔn)層中，得分最高社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展健康水平，為0.812，隸屬于亞健康狀態(tài)；其次為資源利用與環(huán)境保護(hù)健康水平，為0.737，隸屬于一般健康狀態(tài)，自然生態(tài)條件健康水平最低，僅為0.586，隸屬于亞病態(tài)，脆弱的自然生態(tài)條件是該地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)健康發(fā)展的制約因素。具體指標(biāo)中，得分最高的是自然生態(tài)條件下的人均耕地面積，為0.90，隸屬于健康狀態(tài)，其他健康狀態(tài)較好的指標(biāo)以資源利用與環(huán)境保護(hù)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)與發(fā)展下屬的指標(biāo)居多；得分最低的是人均建設(shè)用地面積和森林覆蓋率，評(píng)分值分別為0.20，0.23，隸屬于病態(tài)。

表4 2001-2014年荊南三口河網(wǎng)地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)健康狀況得分

荊南三口河網(wǎng)地區(qū)以客水為水資源的主要補(bǔ)給，但水資源年內(nèi)分配不均，降水量的60%～70%以及長(zhǎng)江三口入湖水量幾乎全部集中在汛期(4—9月)，豐水期洪澇災(zāi)害頻繁，枯水期干旱缺水，特別是三峽水庫(kù)蓄水運(yùn)行后，長(zhǎng)江來(lái)水減少而湖水流出加快，加劇了夏秋連旱或冬春連旱的發(fā)生。水文的變化對(duì)輸沙量減少也造成了一定影響，而水沙環(huán)境是流域的重要組成部分以及污染物的主要載體，三口河網(wǎng)地區(qū)自然條件較弱與水沙情況不佳有很大關(guān)系。2014年長(zhǎng)江三口入境水量553.6億m3，比多年平均偏少40.0%。當(dāng)年水旱災(zāi)害成災(zāi)率為23%，評(píng)分為0.37；年輸沙量406.94萬(wàn)t，評(píng)分為0.51；河流斷流幾率為48.55%，評(píng)分為0.46，均處于亞病態(tài)。

2014年該地區(qū)在環(huán)保投資、節(jié)約資源以及降低環(huán)境污染方面基本表現(xiàn)較好(圖2)，但水資源開(kāi)發(fā)利用率得分較低(0.4)。國(guó)際上一般認(rèn)為對(duì)一條河流的開(kāi)發(fā)利用不能超過(guò)其水資源量的40%，而2014年三口河網(wǎng)地區(qū)水資源開(kāi)發(fā)率高達(dá)47.5%，遠(yuǎn)超這一閾值，說(shuō)明過(guò)高的水資源開(kāi)發(fā)利用率制約了該地區(qū)資源利用與環(huán)境保護(hù)方面的健康發(fā)展。

此外，盡管荊南三口河網(wǎng)地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r相對(duì)較好，已經(jīng)形成了食品、紡織、機(jī)械等支柱產(chǎn)業(yè)，規(guī)模工業(yè)產(chǎn)值不斷增加，并積極推動(dòng)工業(yè)園區(qū)體制機(jī)制改革，經(jīng)濟(jì)穩(wěn)步發(fā)展，社會(huì)基礎(chǔ)服務(wù)體系逐步完善。但是，該地區(qū)城鎮(zhèn)居民收入偏低，2014年人均收入20 298元，相較于湖南省26 570元的平均水平低23.6%。

2.3 生態(tài)系統(tǒng)健康水平年際變化特征

(1) 生態(tài)系統(tǒng)健康水平波動(dòng)提升。2001—2014年荊南三口河網(wǎng)地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)健康狀態(tài)在亞病態(tài)與一般健康之間波動(dòng)變化，但整體狀況趨好，這主要得益于該地區(qū)資源利用、環(huán)境保護(hù)及社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的不斷提高。其中自然生態(tài)健康指數(shù)與生態(tài)系統(tǒng)健康綜合指數(shù)波動(dòng)態(tài)勢(shì)基本吻合(圖3)，由此可知引起荊南三口河網(wǎng)地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)健康狀況出現(xiàn)波動(dòng)的主要原因?yàn)樽匀簧鷳B(tài)環(huán)境的變化。因此，協(xié)調(diào)好該地區(qū)自然生態(tài)環(huán)境與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的關(guān)系，在保護(hù)好生態(tài)環(huán)境的同時(shí)合理高效利用自然資源，是提升該地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)健康水平的根本途徑。

圖2 2014年生態(tài)系統(tǒng)各指標(biāo)隸屬度及分值

圖3 2001-2014年各標(biāo)準(zhǔn)層及生態(tài)系統(tǒng)綜合健康隸屬狀況及指數(shù)值變化

(2) 自然生態(tài)條件長(zhǎng)期處于波動(dòng)狀態(tài)，降水和水文的變化是關(guān)鍵影響因素。該地區(qū)產(chǎn)水系數(shù)歷年來(lái)均在0.45～0.5左右，區(qū)域降水和分泄長(zhǎng)江來(lái)水是該地區(qū)水資源的重要補(bǔ)給來(lái)源，也是影響河流斷流、輸沙量減少的關(guān)鍵因素(2001—2014年三口河網(wǎng)地區(qū)產(chǎn)水系數(shù)、長(zhǎng)江來(lái)水量及年輸沙量見(jiàn)表5)。三峽工程建成以來(lái)，三口分流分沙呈減少趨勢(shì)，1959—2000年長(zhǎng)江三口入境水量平均值為922.67億m3，工程運(yùn)行后歷年均值僅為482.8億m3。河流斷流幾率增加、輸沙量減少，這些因素的綜合作用在一定程度上制約了該地區(qū)自然生態(tài)系統(tǒng)健康發(fā)展。數(shù)據(jù)顯示2007年自然生態(tài)指數(shù)得分為0.472，處于亞病態(tài)，是2001—2010年10年間的最低值。與自然生態(tài)條件同樣處于亞病態(tài)的2006年相比當(dāng)年河流斷流幾率、年輸沙量以及建成區(qū)綠化覆蓋率略?xún)?yōu)(2007年這三項(xiàng)數(shù)值分別為45.37%，1 329.90萬(wàn)t，31.1%；2006年分別為55.61%，162.03萬(wàn)t，30.9%)，但降水量較少(2007年為1 035 mm；2006年為1 250 mm)，水旱災(zāi)成災(zāi)率較高(2007年為27%；2006年為16%)，可見(jiàn)降水和水文對(duì)于自然生態(tài)健康影響作用之大。同樣，2011年三口河網(wǎng)地區(qū)年均降水量?jī)H為893.33 mm(病態(tài))，比2010年減少了44%，遠(yuǎn)低于2001—2014年的平均值1 353.54 mm，人均水資源占有量為667.65 m3/a(亞病態(tài))，比2010年減少45%，水旱災(zāi)成災(zāi)率高達(dá)31.1%(病態(tài))，輸沙量也僅為148.402萬(wàn)t，處于亞病態(tài)，遠(yuǎn)低于2001—2014年的平均值1 463.53萬(wàn)t，當(dāng)年自然生態(tài)指數(shù)得分為0.405，處于病態(tài)和亞病態(tài)的臨界點(diǎn)處，是2010年以后分值最低的一年。

(3) 資源利用與環(huán)境保護(hù)發(fā)展勢(shì)頭較好，但水資源開(kāi)發(fā)利用率過(guò)高。近14 a來(lái)荊南三口河網(wǎng)地區(qū)在環(huán)保投資、節(jié)能降耗等方面穩(wěn)步提升，污水處理率2001年僅為31.88%，到2014年達(dá)到87.43%；水田實(shí)灌平均用水量由2001年為9 664.1 m3/hm2減少到2014年的6 289.8 m3/hm2；水利、環(huán)境和公共設(shè)施管理業(yè)投資占GDP比也由2001年的0.48%增長(zhǎng)到2014年的9.43%；單位GDP能耗由2001年的1.638降低到2014年的0.637(根據(jù)《節(jié)能減排“十二五”規(guī)劃》，到2015年全國(guó)萬(wàn)元國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值能耗應(yīng)下降到0.869 t標(biāo)準(zhǔn)煤，以此為標(biāo)準(zhǔn)，荊南三口河網(wǎng)地區(qū)已經(jīng)達(dá)到要求)。同時(shí)，公共生態(tài)用水占比情況從病態(tài)提升到健康狀態(tài)，其他3項(xiàng)指標(biāo)均從病態(tài)提升到一般健康與亞健康臨界處，資源利用與環(huán)境保護(hù)狀況逐步改善。

表5 2001-2014年三口河網(wǎng)地區(qū)產(chǎn)水系數(shù)、長(zhǎng)江來(lái)水量及年輸沙量

雖然近年來(lái)相關(guān)部門(mén)對(duì)該地區(qū)生態(tài)環(huán)境建設(shè)非常重視，但仍存在一些問(wèn)題。一直以來(lái)該地區(qū)總用水量穩(wěn)定在10億m3左右，其中2001—2014年用水量均值為9.87億m3，人均用水量481.39 m3，高于湖南省均值471.21 m3，可見(jiàn)水資源開(kāi)發(fā)利用率較高且開(kāi)發(fā)利用率與該地區(qū)水資源量大小密切相關(guān)。該地區(qū)雖河網(wǎng)密布，但近年來(lái)三口河道淤積與三峽水利樞紐的運(yùn)行使得三口分流銳減，然而該地區(qū)長(zhǎng)期以來(lái)水資源開(kāi)發(fā)利用率偏高，資源性缺水日益突出，加之區(qū)內(nèi)血吸蟲(chóng)有死灰復(fù)燃的趨勢(shì)，這些因素共同作用下造成資源性、水質(zhì)性、工程性等復(fù)合型缺水。荊南三口河網(wǎng)地區(qū)長(zhǎng)期以來(lái)都是湖南省重要的農(nóng)產(chǎn)品基地，人均耕地資源相對(duì)充裕雖然對(duì)區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)整體而言具有突出的正面效應(yīng)，但耕地面積范圍廣必然提出較高的用水要求，而該區(qū)域極低的森林覆蓋率，對(duì)水源涵養(yǎng)及水土保持帶來(lái)的負(fù)面影響，疊加三峽工程運(yùn)行后水資源補(bǔ)給銳減、河流淤積斷流等問(wèn)題，必然使得區(qū)域水資源供給面臨巨大壓力。因此，應(yīng)進(jìn)一步做好水資源開(kāi)發(fā)利用和優(yōu)化配置工作，優(yōu)先保護(hù)飲用水源，加強(qiáng)植樹(shù)造林，減少水土流失；充分挖掘現(xiàn)有工程潛力，針對(duì)區(qū)域內(nèi)部實(shí)際情況對(duì)原提灌泵站機(jī)電設(shè)備進(jìn)行改造，提高水泵揚(yáng)程；建設(shè)平原水庫(kù)，提高區(qū)域蓄水能力；增建引水工程，通過(guò)疏挖進(jìn)口河段，降低通流水位，從而增加枯水季節(jié)長(zhǎng)江來(lái)水；推動(dòng)各行業(yè)、部門(mén)結(jié)合技術(shù)改造和產(chǎn)品更新?lián)Q代提高節(jié)水水平，工程措施、生態(tài)措施及管理措施并舉，不斷提高區(qū)域水資源保障能力和用水效益。

(4) 社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平穩(wěn)步提升，城鄉(xiāng)收入差距依然偏大。2001年該地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展指數(shù)得分為0.357，處于病態(tài)；2005年得分為0.411，提升到亞病態(tài)；2009年進(jìn)一步提高到0.651，步入一般健康水平；2014年得分為0.812，隸屬于亞健康狀態(tài)。14年來(lái)，該地區(qū)不斷推進(jìn)產(chǎn)業(yè)優(yōu)化和轉(zhuǎn)型，二三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值占比從2001年的54.2%增長(zhǎng)到2014年的76.2%；華容、南縣、安鄉(xiāng)3縣平均生產(chǎn)總值和人均GDP分別從2001年的29.44億元和4 476.9元增長(zhǎng)到2014年的197.67億元和29 617元。近年來(lái)荊南三口河網(wǎng)地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展成果顯著，社會(huì)基礎(chǔ)服務(wù)體系不斷完善，城鄉(xiāng)居民收入逐年增長(zhǎng)，但城鎮(zhèn)居民人均可支配收入明顯低于湖南省平均水平，城鄉(xiāng)居民收入比總體處于輕微的波動(dòng)遞減狀態(tài)，但其比值仍然高達(dá)1.89，城鄉(xiāng)二元化結(jié)構(gòu)依然存在，城鎮(zhèn)建設(shè)用地粗放，人均建設(shè)用地面積遠(yuǎn)高于湖南省平均水平。因此荊南三口河網(wǎng)地區(qū)城市化質(zhì)量還有待提升，政府相關(guān)部門(mén)應(yīng)該妥善處理好城鄉(xiāng)生產(chǎn)要素的流動(dòng)關(guān)系，提高人民生活質(zhì)量，縮小城鄉(xiāng)差距，使生態(tài)系統(tǒng)整體健康可持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。

3 結(jié)論與討論

基于生態(tài)系統(tǒng)健康的內(nèi)涵，運(yùn)用模糊綜合評(píng)判法對(duì)2001—2014年長(zhǎng)江中游荊南三口河網(wǎng)地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)健康狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)分析，研究發(fā)現(xiàn)：2001年以來(lái)荊南三口河網(wǎng)地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)健康水平呈波動(dòng)上升趨勢(shì)，指數(shù)值由2001年的0.423提高到2014年的0.684，健康狀態(tài)由亞病態(tài)發(fā)展到一般健康狀態(tài)。但各要素發(fā)展不均衡，資源利用與環(huán)境保護(hù)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平顯著提升，健康指數(shù)分別由2001年的0.284，0.357提高到2014年的0.737，0.812，由病態(tài)分別發(fā)展到一般健康和亞健康狀態(tài)；受區(qū)域降水和長(zhǎng)江來(lái)水雙重影響，荊南三口河網(wǎng)地區(qū)水文水資源情勢(shì)復(fù)雜，其年均降水量、人均水資源占有量、河流斷流幾率均有較大起伏波動(dòng)，三峽水庫(kù)運(yùn)行后(2003—2014年)水旱災(zāi)害成災(zāi)率有所下降，但年輸沙量大幅銳減，這些因素綜合作用下自然生態(tài)健康指數(shù)長(zhǎng)期在0.6上下波動(dòng)，健康狀態(tài)在亞病態(tài)和一般健康之間交替變化，較弱的自然生態(tài)條件，尤其是水資源條件是關(guān)鍵性制約因素，應(yīng)從科學(xué)合理開(kāi)發(fā)及優(yōu)化配置水資源、增強(qiáng)水資源保障能力著手，提高地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)健康水平。

生態(tài)系統(tǒng)整體的健康狀況受諸多因素影響，且各因素之間關(guān)系錯(cuò)綜復(fù)雜，本文從自然生態(tài)、資源利用與環(huán)境保護(hù)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)與發(fā)展三方面對(duì)構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，實(shí)證研究結(jié)構(gòu)能夠較好地切合荊南三口河網(wǎng)地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展的實(shí)際狀況，從而為地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)與自然生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展提供有效依據(jù)。需要指出的是，由于部分統(tǒng)計(jì)資料難以獲得，本文建立的指標(biāo)體系還有待完善，特別是水域面積、水系結(jié)構(gòu)、水質(zhì)以及生物多樣性方面的數(shù)據(jù)有待補(bǔ)充。此外，模糊綜合評(píng)判的結(jié)論的正確與否很大程度上取決于標(biāo)準(zhǔn)值確定的科學(xué)性，在合理界定標(biāo)準(zhǔn)值這個(gè)問(wèn)題上還有待進(jìn)一步探討。