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河流健康内涵和评价体系初探

2013-10-22居晓青

环境影响评价 2013年1期
关键词:重庆市河流指标体系

居晓青,陈 虎

(1.重庆市环境科学研究院,重庆 401147;2.重庆市水利电力建筑勘测设计研究院,重庆 400020)

河流水系是地表水资源的主要载体,是维系生态系统健康的重要因子,有效保护、合理利用水资源,不仅关系到水资源的可持续利用,也关系城市整体生态安全和经济社会的可持续发展。近年来,由于人类过度开发利用,河流生态系统退化日益严重。河流具有自然和社会双重属性。河流与健康相结合是可持续发展和社会价值进步的必然结果。健康的河流要维持生态系统的结构与功能,还要体现生态系统的社会价值,涵盖了系统完整性与对人类的服务价值。通过建立河流健康的评估体系,评估在自然力与人类活动双重作用下,其长期演化过程中的健康状态的变化,进而通过管理工作,促进其生态系统向良性方向发展。在规模经济开发及社会高度发展等因素作用下,一些河流出现了不同程度的水质恶化、水文条件变化、生境退化以及重要或敏感水生生物受到影响等问题。因此,开展河流健康评价工作是十分必要的。

1 河流健康内涵

河流健康是伴随生态系统健康概念出现的一个新概念。它是在河流生命存在的前提下,人类对其生命存在状态的描述,是一个极具社会属性的概念[1]。河流健康是指河流自然生态状况良好,同时具有可持续的社会服务功能。自然生态状况包括河流的物理、化学和生态三个方面,我们用完整性来表述其良好状况;可持续的社会服务功能是指河流不仅具有良好的自然生态状况,而且具有可以持续为人类社会提供服务的能力。河流健康评估是指对河流系统物理完整性(水文完整性和物理结构完整性)、化学完整性、生物完整性和服务功能完整性以及他们的相互协调性的评价。

2 河流健康评价研究进展

2.1 国外研究进展

随着国际上对河流健康状况日趋重视,旨在关注河流健康状况的监测及评价工作也随之不断深入,近10多年来河流健康评价已在很多国家先后开展。北美和欧洲于20世纪80年代开始了河流保护行动。通过修改、制定水法和环境保护法等一系列手段和措施加强对于河流湖泊的环境质量评估。随着社会的快速发展,河流污染问题也越来越突出,河流健康的概念也逐渐被提及,不少国家也对河流健康问题逐渐重视起来,投入精力对河流健康的问题进行深入研究,也取得了不少成果。澳大利亚政府在1992年实施了国家河流健康计划(NRHP),主要针对境内的河流的生态健康状况进行监测和评价[2-3],构建了健康评价指标体系,共计19项指标,主要分为河流水文特征、物理构造特征、河岸带状况、水质参数、水生生物等5个方面,并在境内维多利亚流域进行了评价研究[4]。20世纪90年代,英国建立了河流保护评价系统(SERCON),对河流的自然保护价值进行评价[5]。1994年,南非政府发起了“河流健康计划”,将河流无脊椎动物、鱼类、河岸植被、生境完整性、水质、水文、形态等河流生境状况作为河流健康的评价指标[6]。

2.2 国内研究进展

河流健康概念的提出是在20个世纪80年代,经过几十年的发展,国内关于这方面的研究已有很多,国内对河流健康的内涵也有过很多讨论,其侧重点也不一样,但是其核心都是围绕河流的生命健康为研究对象,内容主要包括河流的自然状况以及其社会服务功能等[7]。自20世纪90年代以来,河流管理中开始重视生态的恢复和保护,关注河流的健康问题[8]。2002年2月,黄河水利委员会主任李国英在全球水伙伴中国地区高级圆桌会议上提出“河流生命”的概念,鉴于黄河生命健康状况的严重恶化,黄河水利委员会明确提出了“维持黄河健康生命”的新理念,把维持黄河健康生命作为黄河治理的终极目标[9]。2005年,蔡其华在首届“长江论坛”主题发言中指出,根据健康河流的一般特性和长江的基本特点,健康长江内涵主要包括:水土资源与水环境状况,河流完整性与稳定性,水生生物多样性,蓄泄能力和服务能力,从生态环境功能和服务功能角度提出了健康长江指标体系[10]。2006年,林木隆等从自然属性和社会属性两个角度结合珠江流域的特点,评价分析珠江流域健康状况[11]。

对于河流健康评价指标体系的构建,也有不少研究。单媛媛[12]等人分析了长江下游东部河网水系的特点及影响河网健康的因素,明确了评价指标体系构建的原则与理论依据,构建了包含总目标层,分目标层,准则层和指标层四个层次的平原河网地区的河流健康评价指标体系。张晶等人[13]从影响河流生态系统的生物,生境要素出发,构建了包括水文特性、水质特性、河流地貌特征等五个方面,一共36项指标的全国河流健康评价全指标体系,提出了基于主导生态功能的二级水生态区划方法。耿雷华等人[14]基于河流的特征,从河流的服务功能、环境功能、防洪功能、开发利用功能和生态功能出发,构建了单一指标层,5个准则层和25个具体指标的健康河流评价体系,并以澜沧江为例进行了研究。杨馥等[15]以湘江长沙段为例说明了城市河流健康评价指标的不确定性,并用多层次分析法建立了城市河流生态系统健康评价指标系统,对湘江长沙段做出综合性的健康评价。吴阿娜等[16]对上海市的河流健康状况进行了评价,建立了包括河流水文、形态、河岸带状况、水质、生物五个类别的城市河流健康评价指标体系。张远等[17]建立了以水化学和水生物指标为基础的河流生态系统健康评价指标体系,并确定评价指标的等级标准,并对深圳市3条河流进行了评价。

总体来看,在我国河流管理工作中提出河流健康的概念是具有前瞻性的。但是,有关河流健康的研究还处于起步阶段,还有许多工作要做,从系统健康的角度认识河流状态尚待进一步深入。如何结合我国国情准确把握这个概念,促进河流生态建设,仍是一个需要探讨地问题。

3 重庆市河流健康评价体系初探

河流健康评价指标体系是进行河流健康评价的重要技术支撑。评估体系依托现状调查数据库资源,围绕河流自然属性和社会属性,以水环境系统稳定和可持续开发利用为最终管理目标,针对水资源状态、水环境状况、水生态状况、形态结构和河(湖)岸带情况的评估,在此基础上,构建河流健康评估指标体系,明确河流健康评估方法,制定健康评估规范。

3.1 河流健康评价指标选择原则

建立该指标体系的根本目的在于通过选择适当指标,为进行河流健康评价以及维持河流健康的目标服务,用以客观科学地反映和衡量河流所处的状态。建立流域层面的河流健康评估指体系首先要突出针对性,反映河流健康受损的主要影响因子;其次,评估指标要有发展性,能够反映河流健康随时间演变的趋势,尤其要反映流域管理的有效性;第三,要体现指标体系的发展性,不能追求指标的多而全,要随着人们对河湖健康认识的深入不断调整,最终建立适合流域水生态分区的健康评估指标体系;第四,要保证河流健康指数的确定性,这就要求评估河段划分要有确定性、指标计算和赋分要有确定性;第五,要依托试点总结的成果,使不同河流和流域间有一定的可比性。

3.2 评价指标体系

本次河流健康评价指标体系研究将借鉴国内外已有的研究成果,建立符合重庆市实情的河流健康状况理论及评估方法体系。根据指标选取的基本原则,以及评价标准制定的原则,综合重庆市河流的特点,选取了河床稳定性,河流连通阻隔、流量过程变异程度等21个指标作为重庆市河流健康评估的指标体系,包含12个通用指标和9个可选指标。在评价具体河流时,可以根据河流的实际情况,评价的便捷性等,对指标适当取舍,以突出评价河流的特点。将河流健康评估指标体系设计为递阶层次结构,分为目标层、准则层和指标层。河流健康评价体系框架见表1。

(1)目标层:目标层是河流健康评价指标体系的最高层,用以反映河流健康状况的总体水平,用“健康综合指数(HI)”表示。河流健康评价的目标在于综合评价水域的健康状况,反映出河流目前出现的问题,因此,针对重庆市山区流域的特点,将这次健康评价的目标层定为:河流健康指数及人水和谐。

(2)准则层:准则层是连接目标层和具体指标层的桥梁,从不同侧面反映河流健康状况的属性和水平,准则层分为:河流形态结构、水资源状况、水质状况、水生生物状况、社会服务功能等5个方面。

(3)指标层:指标层是构成河流健康评价指标体系的最基本单元,评价指标由定量和定性两部分组成,综合反映河流健康状况,定量指标为主,定性指标为辅,通用指标对绝大多数河流都是适用的,可选指标则根据河流的实际情况灵活选择,这就要求在对一条河流进行指标选取时,参考该河流的实际功能区需求,适当取舍。

表1 重庆市河流健康评价指标体系

3.3 河流健康评估标准

河流健康标准划分为理想状况、健康、亚健康、不健康、病态5个等级。“理想状况”是河流健康标准的最高等级,河流所有评价指标均处于最优状态。“健康”是指系统结构协调、恢复力强、服务功能完善、有较强的活力和稳定性。“病态”是系统结构已经失调、服务功能差、系统稳定性与恢复力差。“亚健康”就是系统并无明确的疾病,却呈现活力下降,适应能力呈不同程度的减退,是介于健康和病态二者之间的一种临界状态。具体描述见表2。

表2 河流健康分类标准及特征描述

续表2

河湖健康的评价标准具有相对性与动态性的特征,各河流湖泊水体,由于处于不同区域,规模不同、生态演替不同、社会背景不同,因此评价标准各不相同,各流域根据流域水体实际情况,制定相应的指标标准。重庆市位于中国内陆西南部,境内多山,长江从境内穿过,河流众多,水系复杂,境内的三峡库区又是全国的敏感水域,很多河流兼有航运、发电、旅游的需要,选择指标要能突出重庆市水系复杂、水库众多等特点,尽量客观、全面反映重庆的特色,充分考虑各地区的差异性和动态性。河流健康评估分级见表3。

表3 河流健康评估分级

4 结 语

河流健康概念的提出和对河流健康评价方法的研究对加强河流管理、保证河流生态系统的良性循环具有重要意义。重庆市河流水库较多,面临的水生态环境问题较为严重,三峡库区是重庆市及全国的敏感水域,重庆市对这个领域的研究还刚刚起步,面对发展经济和保护环境的双重巨大压力,应尽快开展对主要河流的健康评价及其基础研究。

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