河湖生態健康評價研究現狀與思考

席懷平

（河北省張家口水文勘測研究中心，河北 張家口 075000）

河流湖泊是人類獲取淡水資源的最主要來源，我國河湖總面積9 萬km2以上，資源儲量豐富，面積在1 km2以上的天然湖泊，有2 700 多個。但隨著城市化和工業化的加劇，排入河流湖泊的生活用水和工業廢水造成的水源污染日益加劇。因此評估我國河湖生態健康狀況，并做好河湖生態修復和保護工作刻不容緩[1]。

20 世紀70 年代，國內外陸續開始重視生態系統健康（包括河湖生態健康）的研究，各國開始結合本土實際情況，制定多項河湖生態健康評價指南，頒布相關法律法規。我國在《水污染防治行動計劃》中提出：“到2030 年全國水環境質量總體改善，水生態系統功能初步恢復，到本世紀中葉生態環境質量全面改善，生態系統實現良性循環”的目標。

湖泊的形成演化過程復雜，受自然因素、人類活動及其影響程度，以及地域性變化等因素影響，所呈現的河湖生態健康破壞方式和破壞程度也不同。從水溫垂向分層的角度將湖泊分為深水型和淺水型，其中，淺水湖極易受到風浪和人類活動的影響，導致污染物在水底的水-泥界面頻繁運移，治理難度增加。盡管近些年來相關部門對湖泊生態健康問題高度重視，并進行了大力整治，但實際效果與預期治理效果差距仍然較大，例如在“九五”期間，政府重點對太湖、滇池和巢湖進行了綜合治理，但近幾年仍頻繁發生嚴重的水華事件。隨著對湖泊生態環境治理經驗不斷積累，研究不斷深入，人們逐漸認識到：對河湖生態環境問題的產生機理認識不清晰，無法采取合理的、有針對性的的科學措施，是治理效果的不理想主要原因。因此，在治理和保護河湖生態健康之前，開展湖泊生態環境健康評價工作十分必要[2]。

1 河湖生態健康評價體系及其重要性

1.1 河湖生態健康及其評價體系

健康的生態系統具有穩定性、可持續性，且具有一定環境容納量。生態學上對河湖生態系統健康的界定分為狹義和廣義，其中狹義的河湖生態系統健康更關注河湖本身，而廣義的河湖生態系統健康還考慮了人的因素，如河湖對人類生活的服務功能，促進經濟社會發展的功能。

1.2 河湖生態健康評價體系的重要性

河流和湖泊是陸地水圈的重要組成部分，具有提供水源、發展灌溉、繁衍生物和河流運輸等功能，同時還具有調節區域氣候、提高生態系統穩定性、改善生態環境的作用。因此促進和完善河湖生態健康評價，對保障河湖生態系統穩定性和可持續性具有積極意義。

1.2.1 保障河湖生態系統穩定

人類生產生活與河湖生態系統密不可分，也是影響其健康和穩定性的最主要因素。通過長期對河湖生態系統進行健康評價，可以監測其是否存在異常，以便對存在問題的區域進行排查，制定和實施解決方案，進行區域整治工作，從而將負面情況降到最低。同時,也通過積累資料和數據、進行總結分析，為今后的河湖生態系統評價工作提供經驗。

1.2.2 保障經濟和自然環境的綠色協調發展

發展經濟需要源源不斷的從自然環境中獲取資源，并有可能排放污染物，因此健康的自然環境是經濟穩定發展的基礎。健康的生態系統具備完整的結構和功能，能夠源源不斷的為系統內部的生物提供物質和能源。因此經濟和自然環境綠色協調發展，能夠保障資源能夠源源不斷供給人類使用。只有秉持可持續發展的理念，合理利用自然資源，保證生態系統的多樣性，才能確保人類與自然和諧共生、社會健康發展[3]。

2 河湖生態健康體系評價方法

河流和湖泊的生態健康在原理上具有一定的相似性，因此在評價體系和評價方法上也具有一定的相似性，而湖泊生態系統評價方法也是在河流等生態系統的相關研究基礎上改進的，評價方法、評價體系和參考基系是可以相互借鑒的。但二者也存在區別：（1）根據湖泊的結構特征可分為橫向、垂向和時間的三位系統，而河流由于具有從上游向下游的流動性，因此還具有縱向的第四維系統；（2）湖泊不具有流動性，更容易受到外界因素的擾動，尤其是淺水區的穩定性更容易產生波動。因此在進行河湖生態系統監測時需要根據具體情況布置監測點，選擇評價方法和評價體系。

2.1 指示物種法

常用到的指示物種法主要有生物完整性指數（IBI）、無脊椎動物預測和分類系統（RIVPACS），其中指示物種主要包括魚類、底棲動物和著生藻類（以硅藻為主）等。其中著生藻類具有生長周期短、生存環境固定和對污染物反映靈敏等特點，是河湖生態健康評價最主要的指示物種之一。河流底棲動物生活周期長，對河流水體變化反應靈敏，是河湖水質評價常用的監測指標，其中,中大型底棲無脊椎動物評價是國內外進行河湖生態系統健康研究的主流[1，4]。

2.2 指標體系法

指標體系法（即綜合評價法）區別于指示物種法，它是采用水質、水生態及水生生物棲息地等系統性指標，整體分析河湖生態系統健康狀況。研究人員根據研究的目標對象以及研究的具體內容提出了許多方法，或是借鑒水環境領域的認可度較高的生態系統健康評價方法，如綜合指數法和生態系統健康指數法等。指標權重是否符合實際情況，是決定指標體系法評價結果的關鍵，而熵值法因為能避免主觀賦權的影響，使評價結果更加合理，被廣泛應用[6]。

國外的指標體系法主要包括：美國、瑞士、意大利采用的河岸帶、河道、環境目錄（RCE），澳大利亞的水生生物環境質量指數（IAEQ）等。而國內的河湖生態健康評價體系及其相關研究主要是參考國外，然后結合國內實際情況進行改進，目前還處于發展階段[5～6]。

3 河湖生態健康評價體系的主要問題

3.1 評價對象

河流、湖泊因所處自然環境和人文環境的不同而具有區域性特征。因此對不同區域的河湖生態系統進行健康評價時，需要具體分析，選擇合適的評價指標、評價方法和評價系統，從而提高評價結果的準確性。

3.2 評價指標

評價指標的選擇直接影響評價結果的準確性。國內的河湖生態健康評價體系發展較晚，相關研究較為落后。在選擇評價指標時，有時過于全面，從而導致工作量較大，雖然結果比較可靠，但資源浪費也較嚴重；有時所選評價指標的主觀性較強，無法保證評價結果的科學性和準確性[5，6]。

3.3 評價方法

3.3.1 指示物種法

（1）許多指示物種遷移能力很強，在其生活環境受到干擾后，指示物種遷移會對監測數據造成影響，從而降低評價指標的準確性，可能造成評價結果與實際不符的情況。（2）不同指示物種對生態系統變化的響應也不同，指示物種的變化不一定是受系統影響，也不一定會對生態系統產生重要影響，因此其復雜性導致指示物種法不能完全反映生態系統的健康狀況[1，5～7]。

3.3.2 指標體系法

國內外對指標體系法的研究很多，但方法并不統一。指標體系法存在的問題主要有：（1）選擇評價指標和參照系時具有較強的主觀性，從而導致評價結果缺乏科學性和可靠性。（2）指標權重的選擇不一定符合實際情況，但其又與計算方法和檢測數據關系密切，因此在選擇評價方法的過程中具有主觀性[1，5～7]。

3.4 評價結果

根據存在主觀性的評價指標和評價方法分析計算，所得到的評價結果存在科學性和準確性不足的問題，因此需要根據實際情況對評價結果進行嚴謹認真的驗證，從而進一步提高評價結果的可信度。

4 結論與展望

4.1 結論

完善河湖生態健康評價體系，是保證河湖生態系統健康的重要舉措。只有分析生態系統的形成和演化過程，掌握生態系統內部變化規律，及其與環境因子的作用機制；從不同角度選擇合適的、可靠的評價指標和評價方法；并對評價結果進行科學嚴謹的分析驗證，從而提高評價結果的正確性和可信度，進而維護河湖生態系統的健康和可持續發展。

4.2 展望

河湖生態健康狀況直接關乎民生民計和社會經濟發展，因此必須加快完善河湖生態健康評價體系，促進評價指標和評價方法的相關研究。

4.2.1 完善河湖生態健康評價體系

我國的河湖資源保護意識較差，河湖健康評價工作進行的也較晚，因此需要進行大量工作以完善河湖生態健康評價體系。（1）借鑒國外評價體系的案例和數據，同時結合國內情況，明確區域性差異對河湖健康評價工作的影響，進而提高我國河湖健康評價工作的效率。（2）要注意積累和整理國內河湖健康評價工作案例，為以后進行相關工作提供借鑒，并在實踐中不斷完善、總結和創新，河湖生態健康評價體系。（3）從時間—空間、局部—整體—局部，以及自然因素主導—人為因素主導等不同角度，綜合分析和制定河湖生態健康評價體系。（4）完善河湖生態健康評價體系，需要結合大數據、“3S”技術等先進的科學技術，從而提高評價體系的合理性和準確性。

4.2.2 促進河湖生態健康評價相關研究

進行河湖健康評價工作，需要科學研究的支持。（1）指示物種法：不同水生生物與環境因素的關系、受環境變化的影響程度，從而提高選擇指示物種的科學性和有效性。（2）指標體系法：選擇指標、分析不同指標的關系、權重等，需要借助數據分析擬合的手段進行模擬和預測，并根據實際案例進行實驗，驗證模擬和預測結果的準確性。