城市河流健康评价指标体系构建及其应用_邓晓军
河流健康评估指标体系构建方法总结
河流健康评估指标体系构建方法总结河流是自然界中重要的水资源，对人类社会发展起着至关重要的作用。
然而，随着人类活动的不断增加，河流生态系统的健康状况逐渐受到损害。
为了增强对河流健康状况的评估和监测，构建一个科学合理的评估指标体系至关重要。
本文将总结河流健康评估指标体系构建的方法。
1. 选择合适的指标构建河流健康评估指标体系的第一步是选择合适的指标。
合适的指标应具备以下特点：与河流生态系统的健康状况密切相关、容易测量和监测、具备科学可行性和操作性。
常用的指标包括水质指标、生物指标、物理指标和化学指标等。
选择合适的指标需要综合考虑河流的地理环境、水文特征和生态特征等因素。
2. 确定指标间关系构建河流健康评估指标体系的第二步是确定指标间的关系。
指标间的关系可以用于反映河流生态系统的复杂性和相互作用。
常用的方法包括回归分析、相关分析和因子分析等。
通过确定指标间的关系，可以更全面地了解河流生态系统的健康状况。
3. 设定评价标准构建河流健康评估指标体系的第三步是设定评价标准。
评价标准可以用于评估河流生态系统的健康状况和进行综合评估。
评价标准的设定需要参考相关的法律法规、行业标准和科学研究成果等。
评价标准的设定应科学合理，既要兼顾保护环境和生态，又要考虑到经济可持续发展的需求。
4. 进行评估与监测构建河流健康评估指标体系的最后一步是进行评估与监测。
评估与监测是评估指标体系质量和有效性的关键环节。
评估与监测需要结合实际情况，采用合适的方法和技术手段。
常用的方法包括采样调查、实地观测、实验室分析和遥感技术等。
评估与监测的结果可以为河流生态环境保护和科学管理提供依据和参考。
总结起来，构建河流健康评估指标体系需要选择合适的指标、确定指标间的关系、设定评价标准以及进行评估与监测。
这些步骤相互关联、相互依赖，共同构建起一个科学合理的评估指标体系。
通过建立健全的河流健康评估指标体系，可以更好地了解和保护河流生态系统的健康状况，为生态环境保护和可持续发展提供科学依据和支持。
城市河流生态系统健康评价初探
城市河流生态系统健康评价初探赵彦伟,杨志峰(北京师范大学环境学院,水环境模拟国家重点实验室,水沙科学教育部重点实验室,北京 100875)摘要:健康的河流生态系统已经成为公认的河流管理目标,采用河流生态系统健康理论来研究城市河流问题,具有较强的理论与现实意义。
在城市河流生态系统健康概念内涵剖析的基础上,提出了包含水量、水质、水生生物、物理结构与河岸带5大要素的指标体系及其“很健康、健康、亚健康、不健康、病态”5级评价标准,建立了模糊层次综合评价程序与模型。
并以宁波市河流为例进行实证研究,明确各河流的健康状况及限制因子,为其保护、维育与修复提供了决策依据。
关 键 词:河流生态系统健康;模糊层次综合评价;指标体系;宁波市中图分类号:Q17815;X 522 文献标识码:A 文章编号:100126791(2005)0320349207收稿日期:2004203209;修订日期:2004205230基金项目:国家重点基础研究发展计划资助项目(2003C B415104);国家高新技术研究发展计划资助项目(2003AA6C1120)作者简介:赵彦伟(1974-),男,河南上蔡人,北京师范大学环境学院博士后,主要从事河流生态系统健康与修复研究。
通讯作者:杨志峰,E 2mail :z fyang @bnu 1edu 1cn河流为城市提供了供水、生物保护与景观等多种生态服务功能,以其自然、社会、经济与环境价值推动了城市的发展。
但随着城市规模扩大,对河流的干扰日渐增加,筑坝、取水、分流、裁弯取直、堵塞汊流及河岸(道)的固化、河岸植被带破坏等扰乱了河流流态与水文循环过程,与水质污染、水生物过度利用等协同作用,引起河流生态系统的退化[1～3]。
有关河流生态系统健康问题,引起各国政府与学术界的重视,健康的河流生态系统,成为重要的管理目标[4]。
尽管河流生态系统健康概念近几年才明确提出,但有关监测与研究已有较长的历史。
一个世纪前,人们注意到水生态系统的任何变化都会影响水生生物的生理功能、种类丰度、种群密度、群落结构与功能等,开始尝试使用生物监测手段来评价河流生态系统健康状况。
河流健康评价指标体系构建及其应用
河流健康评价指标体系构建及其应用作者：徐宗学李艳利来源：《南水北调与水利科技》2016年第01期摘要：依据土地利用指数（land use index）、栖息地质量指数（QHEI）和水质参数构建一个综合指数（ILWHQ），用于浑太河流域参照点的定量筛选。
结果表明，太子河流域支流小汤河上游、太子河南支的5个采样点为参照点（ILWHQ≤2；T13，T15，T16，T17，T18）。
根据2012年浑太河流域68个采样点的鱼类数据，对35个候选参数进行主成分分析、判别能力、逐步回归分析和Pearson相关性分析，确定了鲤科鱼类种类数（F5）、底栖鱼类个体比例（F12）、杂食性鱼类比例（F14）、耐受性鱼类个体比例（F22）可以作为基本要素构建FIBI指标体系，即采用比值法统一各生物参数量纲，将各个生物参数分值加和得到FIBI指数值。
利用构建的FIBI指数开展浑太河流域河流健康状况评价。
发现太子河流域41个点位中，5个为健康，11个为亚健康，8个为一般，9个为较差，8个为极差。
浑河的23个点位中，5个为亚健康，6个点位为一般，6个为较差，6个为极差。
太子河流域较差和极差的点位共占415%，浑河流域较差和极差点位共占522%，说明相比于太子河流域，浑河流域的健康状况较差。
关键词：鱼类完整性指数；河流健康评价；土地利用指数；栖息地质量指数；浑太河中图分类号：X82 文献标志码：A 文章编号：16721683（2016）01000109Establishment and application of assessment index system for river health：A case study in the Huntai River basinXU Zongxue1，LI Yanli2（1.Key Laboratory of Water and Sediment Sciences，Ministry of Education，College ofWater Sciences，Beijing Normal University，Beijing 100875，China；2.Institute of Resources & Environment，Henan Polytechnic University，Jiaozuo 454000，China）Abstract：An index of land use，water and habitat quality （ILWHQ） was proposed and applied to evaluate the environmental quality in the study area.The least deteriorated sites（ILWHQ≤2；T13，T15，T16，T17 and T18） were selected as the reference sites.Five of the initial 35 candidate metrics were selected using a stepwise procedure （principal component analysis，the analysis of the range of index value distribution，stepwise regression analysis，Pearson correlation） to evaluate metric stability，responsiveness to environmental variables andredundancy.The selected metrics included the number of Cyprinidae species （F5），the proportion of individuals as benthic species （F12），the proportion of omnivore species （F14），the proportion of individuals as tolerant species （F22），and the proportion of demersal eggs species （F23）.Ration scoring method was employed to score the five metrics，and the ecosystem health of the Huntai River basin defined into five classes.The results showed that five sites were in excellent condition，eleven were in good condition，eight in normal condition，nine in poor condition，and eight in very poor condition in the Taizi River basin.There was no site in excellent condition，five in good condition，six in normal condition，six in poor condition，and six in very poor condition in the Hun River basin.The sites in poor and very poor conditions accounted for 52.2% of the total sites in the Hun River basin，and 41.5% of the total sites in the Taizi River basin.These findings indicated that ecosystem health was worse in the Hun River than that in the Taizi River.Key words：FIBI；river health assessment；land use index；QHEI；Huntai River河流目前已成为受人类活动影响最为严重的生态系统之一[1]。
基于层次分析法的城市河流健康综合评价
《河南水利与南水北调》2023年第9期饮水安全基于层次分析法的城市河流健康综合评价赵丽子，石林，乔祺，李代军，胡娟（湖南省水利水电科学研究院，湖南长沙410007）摘要：长株潭城市群是湖南省经济发展的核心增长极，维护城区内河流健康对于推进区域社会经济持续发展具有重要意义。
文献调研筛选出16篇代表性文献进行指标频次统计分析，并结合长株潭区域实际，从“水”“盆”、生物及功能4个方面，选取12个指标构成城市河流健康评价指标体系，基于层次分析法计算指标权重，对长株潭城市群内河流渌水、涟水、浏阳河开展健康综合评价。
结果表明：长株潭区域渌水、涟水、浏阳河均处于健康状态，河流纵向连通差、底泥重金属污染等是河流健康核心影响因素。
关键词：城市河流；层次分析法；健康评价中图分类号：TV211；X824文献标识码：A文章编号：1673-8853（2023）09-0006-031研究区域及河流概况长株潭都市圈是长株潭城市群生态绿心规划所在，区域地处湘江中下游，区域内水网密布，流域面积50km2以上的河流共计193条，河流长度共计5977km，主要河流包括湘江及其支流渌水、涟水、浏阳河、沩水等。
截至2021年末，长株潭都市圈常住人口达到1484万，城镇化率达到80.90%，地区生产总值1.80万亿元，占全省地区生产总值38.80%，是湖南省政治、经济、文化发展中心。
渌水发源于江西省萍乡市千拉岭南麓，干流全长166km，株洲市境内81.50km，株洲市境内流域面积2753km2，占流域总面积的49%。
涟水发源于湖南省新邵县，干流全长234km，湘潭境内河长133km，境内流域面积2652km2，占流域总面积37%。
浏阳河水系发源于罗霄山脉的大围山北麓，全长224 km，流域面积4244km2。
2指标体系筛选与构建2.1指标初选文章采用频次统计分析法，选择2005-2021年以来针对国内城市河流健康评价进行过深入探讨的学者观点作为国内文献样本，根据文献的下载次数、被引次数以及刊登期刊的质量进行了初步筛选，总共摘出16篇具参考意义的典型案例，并结合苏州市、天津市城市河流健康评价标准，采用同类并项方法，对所采用文献的评价指标体系进行归纳与整理。
河流健康评价指标体系的建立与应用
河流健康评价指标体系的建立与应用自然资源的合理利用与生态环境的保护是人类社会的永恒课题。
作为重要的自然资源，河流与生物多样性密不可分，但人类的活动对河流造成了严重的污染，导致生物群落的破坏、水质恶化等问题。
因此，建立一个科学的河流健康评价指标体系，对于有效保护河流环境、保持生态平衡具有重要的意义，本文将阐述关于河流健康评价指标体系的建立与应用。
一、河流健康评价指标体系的建立1. 根据实际情况确定评价指标在建立健康评价指标体系时，需要根据实际情况确定评价指标。
首先是要根据河道水质、河流底质、生物多样性等方面的指标来选择合适的评价指标。
然后根据这些指标所反映的情况，设计出合理的评价标准。
评价指标体系应当简洁明了，易于操作，并且包括水质、底质和生态环境三个方面的内容。
2. 构建评价指标体系河流健康评价指标体系由三个层次构成：一是基础层，二是中间层，三是高级层。
基础层包括水质、底质、生物多样性这三个方面的评价指标；中间层包括河流环境容量评价指标、河流基础生态条件评价指标、河流影响评价指标；高级层包括社会经济因素评价指标、河流污染源管理水平评价指标、河流管理体系评价指标。
3. 按阶段划分建立评价标准河流健康评价指标体系可以按不同阶段进行建立评价标准，分为适应性、基本水平和较高水平。
适应性指标是指一定时间段内，河流环境与社会经济活动的适应程度；基本水平指标是指河流环境保持一定水平的能力，生态环境不出现明显恶化；较高水平指标是要求河流环境在自然状态下达到较好水平，即不受人为干扰和污染。
二、河流健康评价指标体系的应用1. 监测河流污染后果和状况河流健康评价指标体系可以用于监测河流污染后果和状况。
评价指标的选择应该以最短的时间内获取最多的有关信息为首要目标。
通过对河流环境指标的数据归纳分析，可以有效评估河流健康状况和污染程度。
2. 河流环境治理规划河流健康评价指标体系还可以用于河流环境治理规划中。
通过对不同河流环境因素进行系统分析和综合评估，可以有效制定河流环境的治理方案。
汉江中下游生态系统健康评价指标体系构建及其应用
第３９卷第１１期２０１９年６月生态学报ＡＣＴＡＥＣＯＬＯＧＩＣＡＳＩＮＩＣＡＶｏｌ．３９，Ｎｏ．１１Ｊｕｎ．，２０１９基金项目：国家自然科学基金青年科学基金项目（５１３０９１３９）收稿日期：２０１８⁃０７⁃０８；㊀㊀修订日期：２０１９⁃０４⁃０１∗通讯作者Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｕｔｈｏｒ．Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｌｗｍ０００００１＠１２６．ｃｏｍＤＯＩ：１０．５８４６／ｓｔｘｂ２０１８０７０８１４８４粟一帆，李卫明，艾志强，刘德富，朱澄浩，李金京，孙徐阳．汉江中下游生态系统健康评价指标体系构建及其应用．生态学报，２０１９，３９（１１）：３８９５⁃３９０７．ＳｕＹＦ，ＬｉＷＭ，ＡｉＺＱ，ＬｉｕＤＦ，ＺｈｕＣＨ，ＬｉＪＪ，ＳｕｎＸＹ．ＥｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｉｎｄｅｘｓｙｓｔｅｍｆｏｒｈｅａｌｔｈａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｏｆｔｈｅｍｉｄｄｌｅａｎｄｌｏｗｅｒｒｅａｃｈｅｓｏｆｔｈｅＨａｎｊｉａｎｇＲｉｖｅｒ．ＡｃｔａＥｃｏｌｏｇｉｃａＳｉｎｉｃａ，２０１９，３９（１１）：３８９５⁃３９０７．汉江中下游生态系统健康评价指标体系构建及其应用粟一帆，李卫明∗，艾志强，刘德富，朱澄浩，李金京，孙徐阳三峡大学水利与环境学院，宜昌㊀４４３００２摘要：水利工程建设影响了河流生态系统健康㊂为探究梯级水库㊁跨流域调水等水利工程建设对长江流域河流生态系统健康的影响，以汉江中下游为例，采用频次分析法和相关性分析法对评价指标进行筛选，用最小二乘法和熵系数法相结合的综合权重模型确定各评价指标权重，从整体性㊁稳定性及可持续性３个方面构建了河流生态系统健康评价指标体系，并利用赋分法进行河流健康评价㊂结果表明，汉江中下游河流健康评价指标体系包含流量过程变异程度㊁输沙量变化㊁河流连通性㊁富营养化状况㊁鱼类物种数等１１个指标㊂评价结果显示汉江中下游河流生态健康状况表现出较强的空间异质性，且健康状况逐年降低㊂靠近丹江口水库的区域较好，越往下游越差㊂关键词：汉江；河流生态系统；健康评价；指标体系；梯级水库；调水工程ＥｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｉｎｄｅｘｓｙｓｔｅｍｆｏｒｈｅａｌｔｈａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｏｆｔｈｅｍｉｄｄｌｅａｎｄｌｏｗｅｒｒｅａｃｈｅｓｏｆｔｈｅＨａｎｊｉａｎｇＲｉｖｅｒＳＵＹｉｆａｎ，ＬＩＷｅｉｍｉｎｇ∗，ＡＩＺｈｉｑｉａｎｇ，ＬＩＵＤｅｆｕ，ＺＨＵＣｈｅｎｇｈａｏ，ＬＩＪｉｎｊｉｎｇ，ＳＵＮＸｕｙａｎｇＣｏｌｌｅｇｅｏｆＨｙｄｒｏｐｏｗｅｒａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈｉｎａＴｈｒｅｅＧｏｒｇｅｓＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｙｉｃｈａｎｇ４４３００２，ＣｈｉｎａＡｂｓｔｒａｃｔ：Ｒｉｖｅｒｅｃｏｓｙｓｔｅｍｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｍｏｓｔｉｍｐｏｒｔａｎｔｎａｔｕｒａｌｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓ．Ｉｔｐｌａｙｓａｖｉｔａｌｒｏｌｅｉｎｔｈｅｅｘｃｈａｎｇｅｏｆｍａｔｅｒｉａｌ，ｅｎｅｒｇｙａｎｄｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ．Ｈｕｍａｎｓｈａｖｅｂｅｅｎａｌｔｅｒｉｎｇｎａｔｕｒａｌｒｉｖｅｒｓｆｏｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｐｕｒｐｏｓｅｓｓｕｃｈａｓｎａｖｉｇａｔｉｏｎ，ｉｒｒｉｇａｔｉｏｎ，ｆｌｏｏｄｃｏｎｔｒｏｌ，ａｎｄｐｏｗｅｒｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ．Ｗｈｉｌｅｇｒｅａｔｓｏｃｉａｌａｎｄｅｃｏｎｏｍｉｃｂｅｎｅｆｉｔｓａｒｅａｃｈｉｅｖｅｄ，ｔｈｅｓｅｐｒｏｊｅｃｔｓｃａｎｃａｕｓｅｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｐｒｏｂｌｅｍｓｓｕｃｈａｓｅｕｔｒｏｐｈｉｃａｔｉｏｎ，ｂｌａｃｋａｎｄｏｄｏｒｏｕｓｗａｔｅｒ，ａｎｄｉｎｓｕｆｆｉｃｉｅｎｔｅｃｏ⁃ｆｌｏｗ．Ｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓｏｆｒｉｖｅｒｅｃｏｓｙｓｔｅｍｈｅａｌｔｈａｓａｒｅｓｕｌｔｏｆｈｕｍａｎａｃｔｉｖｉｔｉｅｓｈａｖｅｄｒａｗｎｇｒｅａｔａｔｔｅｎｔｉｏｎ．Ｑｕｅｓｔｉｏｎｓｒｅｍａｉｎｅｄｕｎｃｌｅａｒｒｅｇａｒｄｉｎｇｒｉｖｅｒｍａｎａｇｅｍｅｎｔ．Ｏｎｅｉｓｔｈｅｍｅｔｈｏｄｔｏｅｖａｌｕａｔｅｒｉｖｅｒｈｅａｌｔｈｃｏｎｄｉｔｉｏｎａｆｆｅｃｔｅｄｂｙｈｕｍａｎｓ．Ｔｈｅｏｔｈｅｒｉｓｔｏｍｉｎｉｍｉｚｅｔｈｅａｄｖｅｒｓｅｉｍｐａｃｔｏｆｗａｔｅｒｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙａｎｄｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒｐｒｏｊｅｃｔｓｏｎｒｉｖｅｒｅｃｏｓｙｓｔｅｍ．Ｉｎｔｈｉｓｓｔｕｄｙ，ａｒｉｖｅｒｈｅａｌｔｈｅｖａｌｕａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄｆｒｏｍｔｈｅｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｏｆｅｃｏｓｙｓｔｅｍｉｎｔｅｇｒｉｔｙ，ｓｔａｂｉｌｉｔｙ，ａｎｄｓｕｓｔａｉｎａｂｉｌｉｔｙ．Ｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｍｅｔｈｏｄｉｓｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｈａｒｍｏｎｙｔｈｅｏｒｙ，ｔｈｅｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｗｅｉｇｈｔｍｏｄｅｌｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｔｈｅｌｅａｓｔｓｑｕａｒｅｓｍｅｔｈｏｄ，ａｎｄｔｈｅｅｎｔｒｏｐｙｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｍｅｔｈｏｄ．Ａｎｅｗｆｒａｍｅｗｏｒｋｆｏｒａｓｓｅｓｓｉｎｇｒｉｖｅｒｈｅａｌｔｈｗａｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｆｒｏｍｔｈｅｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｏｆｈａｒｍｏｎｙａｎｄｈｅａｌｔｈｂｅｔｗｅｅｎｈｙｄｒａｕｌｉｃｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄｔｈｅｒｉｖｅｒｅｃｏｓｙｓｔｅｍ．Ａｓａｃａｓｅｓｔｕｄｙ，ｔｈｅｍｅｔｈｏｄａｎｄｆｒａｍｅｗｏｒｋｗｅｒｅａｐｐｌｉｅｄｔｏｔｈｅｍｉｄｄｌｅａｎｄｌｏｗｅｒｒｅａｃｈｅｓｏｆｔｈｅＨａｎｊｉａｎｇＲｉｖｅｒ，ａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｔｒｉｂｕｔａｒｙｏｆＹａｎｇｔｚｅＲｉｖｅｒ，Ｃｈｉｎａ．Ｔｈｅｈｅａｌｔｈｓｔａｔｕｓｏｆｔｈｅｒｉｖｅｒｅｃｏｓｙｓｔｅｍａｎｄｃｒｕｃｉａｌｄｒｉｖｅｒｓｗｅｒｅｅｖａｌｕａｔｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔ：（１）ａｔｏｔａｌｏｆ１１ｉｎｄｉｃａｔｏｒｓｉｎｃｌｕｄｉｎｇｓｅｄｉｍｅｎｔｔｒａｎｓｐｏｒｔ，ｒｉｖｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｖｉｔｙ，ｅｕｔｒｏｐｈｉｃａｔｉｏｎｓｔａｔｕｓ，ｆｉｓｈｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｉｎｔｅｇｒｉｔｙｉｎｄｅｘ，ｅｔｃ．ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｅｄｔｏｔｈｅｉｎｄｅｘｓｙｓｔｅｍｆｏｒｈｅａｌｔｈａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｏｆｔｈｅｓｔｕｄｉｅｄｓｉｔｅ；（２）ｔｈｅｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｏｆＨａｎｊｉａｎｇｗａｔｅｒｗａｓｇｅｎｅｒａｌｌｙｐｏｏｒａｎｄｃｈａｎｇｅｇｒａｄｕａｌｌｙａｌｏｎｇｔｈｅ６９８３㊀生㊀态㊀学㊀报㊀㊀㊀３９卷㊀ｒｉｖｅｒ．Ｒｉｖｅｒｈｅａｌｔｈｌｅｖｅｌｓｗｅｒｅｇｅｎｅｒａｌｌｙ ｈｅａｌｔｈｙ ｉｎｔｈｅｕｐｓｔｒｅａｍ，ｍｏｓｔｌｙ ｓｕｂ⁃ｈｅａｌｔｈｙ ｉｎｔｈｅｍｉｄｓｔｒｅａｍ，ａｎｄ ｕｎｈｅａｌｔｈｙ ｉｎｔｈｅｄｏｗｎｓｔｒｅａｍ．ＴｈｉｓｉｎｄｉｃａｔｅｓｔｈａｔｐｏｌｌｕｔｉｏｎｉｎＨａｎｊｉａｎｇＲｉｖｅｒｗａｓｍｏｒｅｓｅｒｉｏｕｓｉｎｔｈｅｄｏｗｎｓｔｒｅａｍ；（３）ｔｈｅｐｈｙｓｉｃａｌａｔｔｒｉｂｕｔｅｓｏｆｔｈｅｒｉｖｅｒｗｅｒｅａｌｔｅｒｉｎｇｔｏｔｈａｔｏｆａｌａｋｅｄｕｅｔｏａｎｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｎｕｍｂｅｒｏｆｃａｓｃａｄｅｄｄａｍｓａｎｄｉｎｔｅｒ⁃ｂａｓｉｎｗａｔｅｒｔｒａｎｓｆｅｒｐｒｏｊｅｃｔｓ．Ｔｈｅｓｐｅｅｄｏｆｓｕｃｈａｃｈａｎｇｅｓｃａｌｅｓｗｉｔｈｔｈｅｅｘｔｅｎｔｏｆｈｙｄｒａｕｌｉｃｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｉｎｔｅｒｖｅｎｔｉｏｎ．ＴｈｉｓｓｔｕｄｙｗｉｌｌｓｅｒｖｅａｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｂａｓｉｎｍａｎａｇｅｍｅｎｔｉｎＨａｎｊｉａｎｇＲｉｖｅｒ．ＫｅｙＷｏｒｄｓ：ＨａｎｊｉａｎｇＲｉｖｅｒ；ｓｔｒｅａｍｅｃｏｓｙｓｔｅｍ；ｈｅａｌｔｈａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ；ｉｎｄｅｘｓｙｓｔｅｍ；ｃａｓｃａｄｅｐｒｏｊｅｃｔｓ；ｗａｔｅｒｄｉｖｅｒｓｉｏｎｐｒｏｊｅｃｔ河流生态系统是最重要的自然生态系统之一，作为陆地生态系统和水生态系统的枢纽，在物质㊁能量和信息的交换过程中，发挥着重要的作用［１⁃２］㊂水利水电工程在取得巨大社会和经济效益的同时，对河流生态系统产生了一系列生态环境问题，水华㊁黑臭水体㊁生态流量不足等问题日益突出［３⁃４］㊂水利水电工程开发等人为影响下的河流生态系统健康问题一直受到学术界的高度关注，但目前尚未得到很好解决㊂如何合理评估受人类影响的河流健康状况，尽可能减小水利水电工程开发对河流生态系统的不利影响，是河流管理的重要内容之一㊂河流生态系统健康评价过程中，指标评价体系的构建至关重要㊂国外在２０世纪后期建立了不同的指标评价体系用于河流健康评价㊂如英国在１９８４年提出了河流无脊椎动物预测和分类计划［５］，瑞典在１９９２年提出了岸边与河道环境细则［６］，澳大利亚在１９９９年根据河流水文㊁形态㊁河岸带等特征提出了溪流健康指数［７］等㊂我国在研究初期较多的借鉴国外评价体系进行河流健康评价，如杨莲芳［８］应用生物多样性指数评价了安徽九华河水系的健康状况㊂近年来部分学者依据不同的指标归类标准，建立了各自的河流指标评价体系进行河流健康评价，如邓小军［９］构建出包含自然生态㊁社会经济和景观环境等３个方面２４个指标的城市河流健康评价指标体系，对漓江市区段进行健康评价；顾晓昀［１０］选取涵盖水生生物㊁水文㊁水质和栖息地的２２个评价指标，构建了北运河河流生态系统健康评价指标体系进行健康评价；李卫明等［１１］构建了包含水文㊁物理结构㊁化学㊁生物㊁服务等指标的评价体系对水电开发下的雅砻江下游进行了健康评价㊂综上所述，虽然国内外已经构建了很多评价指标体系，但存在评价指标归类标准不明确，指标归类错综复杂的问题；缺乏对水利工程造成的非连续性河流进行健康评价研究以及指标权重分配过于主观或客观的问题，导致评价体系不能广泛应用㊂因此，亟待建立一套评价指标分类合理㊁适用于非连续性河流和指标权重分配合理的评价体系㊂汉江是长江最大的支流，流域内建有丹江口㊁崔家营等梯级水库［１２］，是南水北调中线工程取水源地㊂近年来汉江出现了水质恶化现象，下游水华频发㊂为此，本文选取汉江污染较严重的中下游为研究对象，通过探讨河流生态系统健康的内涵，尝试从生态系统的整体性㊁稳定性㊁可持续性３方面构建汉江水域生态健康指标评价体系，采用频次分析和相关分析筛选河流生态系统健康评价指标，基于最小二乘法和熵系数法建立综合指标权重体系进行评价分析，以期为汉江生态系统的管理和恢复提供科学依据㊂１㊀材料与方法１．１㊀研究区域概况汉江是长江最大的支流，干流全长１５７７ｋｍ，流域面积为１７．４３万ｋｍ２，位居长江水系各流域之首㊂流经陕西㊁湖北两省，在武汉汇入长江㊂湖北省丹江口以上为汉江流域上游，河谷狭窄，长约９２５ｋｍ；丹江口至钟祥为中游，河谷较宽，沙滩多，长约２７０ｋｍ；钟祥至汉口为下游，长约３８２ｋｍ㊂流域内规划建设多个电站，自上至下依次为丹江口 王甫洲 新集 崔家营 雅口 碾盘山 兴隆７个梯级枢纽，王甫洲水电站㊁崔家营水电站和兴隆水电站分别于２０００年㊁２０１０年和２０１４年建成投入使用；丹江口水库作为南水北调中线工程水源地，于２０１４年正式开始供水㊂为探明水利工程对汉江中下游（图１）生态健康的影响，本文选取湖北省水网例行监测断面和沿河水文站共１２个代表监测断面的数据进行分析，断面布置情况及名称见图１㊂图１㊀汉江中下游研究区域图Ｆｉｇ．１㊀ＲｅｓｅａｒｃｈＡｒｅａｏｆｔｈｅｍｉｄｄｌｅａｎｄｌｏｗｅｒｒｅａｃｈｅｓｏｆｔｈｅＨａｎｊｉａｎｇＲｉｖｅｒ＃１为黄家岗水文站；＃２为襄阳白家湾；＃３为襄阳余家湖；＃４为钟祥斗转；＃５为钟祥皇庄；＃６为皇庄水文站；＃７为沙洋水文站；＃８为天门罗汉闸；＃９为天门岳口；＃１０为潜江泽口：＃１１为仙桃水文站；＃１２为汉口水文站１．２㊀河流生态系统健康评价指标体系构建１．２．１㊀生态健康河流内涵由于汉江中下游同时受梯级水库和南水北调工程的影响，常用的以水文情势㊁河岸带结构㊁水质㊁水生生物等为分类标准的指标体系［１３⁃１４］不能很好的适用，有必要将河流生态系统当作一个整体［１５⁃１６］，从生态系统的整体性㊁稳定性㊁可持续性３个固有特性出发，定义合理的要素层，并统一指标层和要素层隶属标准，以便建立适合情势复杂河流的健康评价指标体系㊂健康的河流生态系统应该是具备良好的整体性，能够维持较高的稳定性，并能实现良好的可持续性［１６⁃１８］㊂然而，随着经济社会的发展，人类在自然河流上进行梯级水电开发和进行调水工程，已成为水资源获取的重要途径㊂水利工程建设后，首先是水生态系统的整体性受到影响，大坝的建设对洄游鱼类产生阻隔影响，水文情势的改变导致生物栖息地面积减少；其次，河流的稳定性也受到影响，生态系统变得脆弱，受到外界干扰后的抵抗能力和恢复能力明显减弱；同时生物多样性的减少也会影响生态系统的可持续性㊂因此，健康的河流生态系统应从整体性㊁稳定性及可持续性三个方面表征生态系统健康状况㊂（１）整体性生态系统的整体性具有完整的结构㊁行为和功能，它由生态系统组分的多样性㊁差异性和相关性三个要素构成［１９⁃２０］㊂健康的水生态系统并非原始未经扰动的生态系统，但它必须是相对完整的［２１］㊁仍具有与原生态系统类似结构和功能，其生境具备繁杂的异质性㊂董哲仁［２２］提出了河流生态系统结构和功能整体性模型，并将水文情势㊁水力条件和地貌景观格局作为生态系统整体性的基本特征要素㊂（２）稳定性生态系统稳定性存在两个方面：一是系统保持现行状态的抵抗干扰能力，二是系统受扰动后恢复至扰动前状态的恢复能力［２０⁃２３］㊂即用生物群落㊁物种个体及其生境恢复速度与恢复程度衡量［２３⁃２４］㊂柳新伟等［２５］认７９８３㊀１１期㊀㊀㊀粟一帆㊀等：汉江中下游生态系统健康评价指标体系构建及其应用㊀为生态系统的稳定性是处于生态阈值内的生态系统的敏感性及恢复能力，其中敏感性与上述抵抗干扰能力的意思相近，反映的是同一特征㊂（３）可持续性生态系统的可持续性即生态系统长时间维持其内在组成成分㊁组织结构㊁功能的动态健康及发展进化的潜在（和显在）的能动性的总和［２１］㊂可持续性是生态系统健康的充分条件，也是生态系统的内在特征［２６］㊂生态系统的可持续性可用生态整合性㊁活力及组织力３个特征要素表征㊂根据上述关于河流生态系统整体性㊁稳定性及可持续性的定义，具体的指标分类标准见表１㊂表１㊀河流生态系统健康指标分类标准Ｔａｂｌｅ１㊀Ｒｉｖｅｒｅｃｏｓｙｓｔｅｍｈｅａｌｔｈｉｎｄｉｃａｔｏｒｓｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｃｒｉｔｅｒｉａ特征Ｔｒａｉｔ要素Ｅｌｅｍｅｎｔ涵义Ｍｅａｎｉｎｇ衡量指标Ｉｎｄｅｘ整体性Ｉｎｔｅｇｒａｌｉｔｙ水文情势水文状况的变化对河流生态系统具有驱动作用，该变化对生态过程具有动态响应㊂流量㊁水文频率㊁持续时间㊁水文条件变化水力条件水力条件描述了水力因子与生物生活史特征的适宜性关系流态㊁流速㊁水位㊁水温㊁底质地貌空间格局河流地貌格局反映了河流形态及栖息地结构的完整性河流形态㊁景观格局㊁栖息地㊁蜿蜒性㊁连通性稳定性Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ抵抗力系统保持现行状态的能力生物存活状况㊁纳污能力㊁富营养化状况恢复力系统受扰动后回归原始状态的能力生物群落㊁生境恢复速度与恢复程度可持续性Ｓｕｓｔａｉｎａｂｉｌｉｔｙ生态整合性生态系统内在的组份㊁功能㊁结构及其生物物理环境的完整性组份的多样性格局㊁组份间的结构关联性㊁生态系统功能过程（基因遗传㊁生境（景观）多样性㊁理化环境变异性㊁营养联结性㊁种间亲缘关系㊁种间相互作用强度㊁物质循环㊁能量流动）自维持活力生态系统可通过内在机制利用或转化系统内外可利用的物质㊁能量，以支持其生存㊁演替或进化代谢水平㊁代谢效率㊁涵养能力，初级生产力自组织力生态系统充分利用太阳能等环境能量，并通过适应外界扰动以改进㊁重组并发展系统的组织结构和功能，从而使系统相对发展或进化㊂组织成熟度㊁能源资源耗散的有效性㊁进化㊁演替的有序性（营养结构㊁生物化学㊁物种多样性㊁资源利用㊁能量循环㊁能量及养分再生能力㊁能流数量与质量㊁种间相互作用格局）１．２．２㊀评价指标的选择与筛选查阅并分析了１９７０ ２０１７年以来国内外关于河流健康㊁生态河流㊁河流生态系统相关的２３７篇期刊论文，按照表１的指标分类标准进行分类，共获得３类７１个指标㊂其中整体性指标有３４个，包括水深㊁岸坡坡度㊁输沙量等；稳定性指标有１８个，包括ＢＯＤ㊁ｐＨ㊁经济鱼类存活状况㊁大型底栖动物存活状况等；可持续性指标有１９个，包括ＤＯ㊁底栖动物Ｓｈａｎｎｏｎ⁃Ｗｉｅｎｅｒ多样性指数㊁浮游植物Ｓｈａｎｎｏｎ⁃Ｗｉｅｎｅｒ多样性指数等㊂对７１个指标进行筛选，筛选原则：１）能全面反映河流生态系统的各种属性；２）指标能及时反映生态系统的各种变化；３）指标间的独立性㊂筛选的步骤包括频次分析和独立性分析㊂频次分析是通过频次分析法筛选指标体系，将所有文献中的指标体系进行统计分析，得出每个指标的使用频率，设置合适的筛选频次，将超过该频次的指标作为筛选结果，采用Ｅｘｃｅｌ２０１６进行频次分析；独立性分析是通过设置相关系数｜ｒ｜＞０．７５为阙值，以Ｐｅａｒｓｏｎ相关性分析法筛选出相互独立的指标㊂采用ＳＰＳＳ２２进行Ｐｅａｒｓｏｎ相关性分析㊂１．２．３㊀评价指标权重的计算为了避免评价指标权重过于主观或客观的问题，建立了将最小二乘法主观权重模型和熵系数客观权重模型集成的综合权重求解模型［２７］㊂首先定义一个折衷系数β（１ȡβȡ０），通过最小二乘法主观决策矩阵Ｆ和熵系数客观决策矩阵Ｃ构建综合决策矩阵Ｑ，Ｑ＝βＦ＋（１－β）Ｃ，其中８９８３㊀生㊀态㊀学㊀报㊀㊀㊀３９卷㊀ｑｉｉ＝βｆｉｉ＋（１－β）ｃｉｉ㊀㊀ｉɪ［１，ｎ］（１）ｑｉｊ＝βｆｉｊ，ｉʂｊ且ｉ，ｊɪ［１，ｎ］，（２）则综合权重模型可表示为ｍｉｎｚ２＝ｗＴＱｗ，ｓ．ｔ．ｅＴｗ＝１，ｗȡ０ìîíïïïï（３）求解得ｗ＝Ｑ－１ｅ／ｅＴＱ－１ｅ（４）１．２．４㊀评价标准与评价方法本文选用赋分法中的四分法进行河流健康评价［２８］，四分法评价标准见表２㊂具体方法是，利用ＳＰＳＳ２２软件对各指标数据集的均值㊁标准差㊁最小值㊁最大值及５％㊁２５％㊁５０％㊁７５％㊁９５％五个分位数进行统计，对比四分法的评价标准对指标进行赋分㊂将指标总分五等分，构建出河流健康评价标准，分值从大到小依次分别代表河流生态系统健康等级为自然状态㊁健康㊁亚健康㊁不健康和病态㊂表２㊀四分法评价标准Ｔａｂｌｅ２㊀Ｑｕａｒｔｉｌｅｅｖａｌｕａｔｉｏｎｃｒｉｔｅｒｉａ分位数Ｑｕａｎｔｉｌｅ＜５％５％ ２４．５％２５％ ４９．９％５０％ ７４．９％＞７５％评分Ｓｔａｎｄａｒｄ６ ８４ ６２ ４０ ２０健康等级Ｈｅａｌｔｈｌｅｖｅｒ自然状态健康亚健康不健康病态根据构建的汉江中下游生态系统健康评价指标体系，计算河流生态健康综合指数：Ｈ＝ðｎｉ＝１ＷｉˑＩｉ()（５）式中，Ｈ为河流生态健康综合指数，Ｗｉ为评价指标权重指标，Ｉｉ为评价指标标准化值㊂２㊀结果２．１㊀评价指标的筛选依据１．２中的相关规定，选择１０％作为筛选频次，对候选评价指标进行初步筛选，指标中的鱼类生物多样性指数㊁底栖动物多样性指数等均指的是Ｓｈａｎｎｏｎ⁃Ｗｉｅｎｅｒ指数，下文均简称为多样性指数，结果如图２㊂对于整体性指标，输沙量变化和悬移质变化均反映河流的水力条件，但考虑到汉江中下游水流较平缓，选取输沙量作为水力评价指标㊂对于稳定性评价指标，大型底栖无脊椎动物存活状况㊁经济鱼类存活状况㊁纳污性能指数㊁珍稀鱼类存活状况都可以用来表征河流生态系统的抵抗力，但大型无脊椎动物存活状况因采样方法或调查方式的不同而差异较大，属于不稳定指标，因此不予考虑；纳污性能指数是一个定义不够明确的指标，难以定量考量，因此不作为评价指标；珍稀特有鱼类存活状况和经济鱼类存活状况均可反映一个区域的干扰程度，考虑到数据的可得性，选择经济鱼类存活状况作为评价指标；富营养化状况㊁ｐＨ㊁水功能区水质达标率３个指标可以反映河流水生态系统的恢复状况，ｐＨ的变化虽可以反映水质的恢复状况，但不够全面，予以剔除㊂对于可持续性指标，鱼类数据㊁底栖动物数据㊁浮游藻类数据均可表征河流的可持续性，但对于大型流域，底栖动物和浮游藻类存在采样较繁琐㊁分类鉴定复杂㊁历史数据系列不完整等缺陷，故选择鱼类物种数和鱼类生物多样性指数作为评价指标；自维持活力是水生态系统中生物保持生态系统活跃㊁物质交换过程的因素，一般考虑生物的生存状态，因而选择ＤＯ和生态流量保障程度作为评价指标㊂最终筛选出１３个初选指标，初选指标见表３㊂指标计算方法见表４㊂采用ｂａｒｂｏｕｒ［２９］提出的以相关系数｜ｒ｜＞０．７５表示２个指标具有高度的相关性原则，对余下的１３个指标进行Ｐｅａｒｓｏｎ相关性分析，分析结果如表５所示㊂９９８３㊀１１期㊀㊀㊀粟一帆㊀等：汉江中下游生态系统健康评价指标体系构建及其应用㊀００９３㊀生㊀态㊀学㊀报㊀㊀㊀３９卷㊀图２㊀指标分类及引用频率Ｆｉｇ．２㊀Ｉｎｄｅｘｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎａｎｄｃｉｔａｔｉｏｎｆｒｅｑｕｅｎｃｙ表３㊀汉江中下游生态系统健康评价指标初选体系Ｔａｂｌｅ３㊀ＰｒｉｍａｒｙｅｃｏｓｙｓｔｅｍｈｅａｌｔｈｅｖａｌｕａｔｉｏｎｉｎｄｅｘｓｙｓｔｅｍｏｆＨａｎｊｉａｎｇＲｉｖｅｒ目标层ＩｎｄｅｘｌａｙｅｒＤｅｓｔｉｎａｔｉｏｎｌａｙｅｒ分类层Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｌａｙｅｒ要素层Ｅｌｅｍｅｎｔｌａｙｅｒ指标层汉江中下游水域生态系统健康整体性水文情势流量过程变异程度（Ｌ１）Ｔｈｅｈｅａｌｔｈｙｏｆｔｈｅｍｉｄｄｌｅａｎｄ水位变化（Ｌ２）ｌｏｗｅｒｒｅａｃｈｅｓｏｆＨａｎｊｉａｎｇｒｉｖｅｒ水力条件水温变异程度（Ｌ３）输沙量变化（Ｌ４）地貌空间格局河岸植被带覆盖率（Ｌ５）河流连通性（Ｌ６）稳定性抵抗力富营养化状况（Ｌ７）水功能区水质达标率（Ｌ８）恢复力经济鱼类存活状况（Ｌ９）可持续性生态整合性鱼类物种数（Ｌ１０）自维持活力溶解氧（ＤｉｓｓｏｌｖｅｄＯｘｙｇｅｎ，ＤＯ）（Ｌ１１）生态流量保障程度（Ｌ１２）自组织力鱼类生物多样性指数（Ｌ１３）Ｐｅａｒｓｏｎ相关性分析结果表明，水位变化与生态流量保障程度㊁水位变化与鱼类Ｓｈａｎｎｏｎ⁃Ｗｉｅｎｅｒ多样性指数㊁富营养化状况与水功能区水质达标条件的相关系数均大于０．７５，存在较高的相关性（表３）㊂生态流量保障程度是河流健康的重要影响因子之一，同时鱼类Ｓｈａｎｎｏｎ⁃Ｗｉｅｎｅｒ多样性指数在河流健康评价中应用更广，因此剔除水位变化指标；富营养化状况和水功能区水质达标率均能反映河流的稳定性，但鉴于水体富营养化状况更能揭示河流水华爆发的原因，因此剔除水功能区水质达标条件指标㊂根据上述分析，汉江中下游生态系统健康评价指标体系见表６㊂表４㊀汉江中下游生态系统健康评价指标计算方法Ｔａｂｌｅ４㊀ＥｃｏｓｙｓｔｅｍＨｅａｌｔｈＥｖａｌｕａｔｉｏｎＩｎｄｅｘｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｏｆＨａｎｊｉａｎｇＲｉｖｅｒ指标Ｉｎｄｅｘ计算方法Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄ计算说明Ｓｔａｔｅｍｅｎｔｏｆｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ流量过程变异程度ＶａｒｉａｔｉｏｎｄｅｇｒｅｅｏｆｆｌｏｗｐｒｏｃｅｓｓＰ＝１１２ð１２ｉ＝１ＱｉＱｂˑ１００％Ｑｉ为ｉ月实测值，Ｑｂ为ｉ月基准值水位变化ＶａｒｉａｔｉｏｎｏｆｗａｔｅｒｌｅｖｅｌＨ＝１１２ð１２ｉ＝１Ｚｉ－Ｚｏ[]／ＺｏＺｉ为评估年月均值，Ｚｏ为基准年月均值水温变异程度ＤｅｇｒｅｅｏｆｗａｔｅｒｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｖａｒｉａｔｉｏｎＴ＝Ｔｉ－ＴｂＴｉ为实测值，Ｔｂ为多年平均值输沙量变化ＣｈａｎｇｅｉｎｓｅｄｉｍｅｎｔｔｒａｎｓｐｏｒｔＳ＝ＳｉＳｂˑ１００％Ｓｉ为实测值，Ｓｂ为多年平均值河岸植被带覆盖程度ＤｅｇｒｅｅｏｆｂａｎｋｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｃｏｖｅｒａｇｅＮＤＶＩ指数法－河流连通性Ｒｉｖｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｖｉｔｙ断点或节点闸㊁坝数量／河流长度－富营养化状况ＥｕｔｒｏｐｈｉｃａｔｉｏｎＴＳＩＭ＝１０ˑ２．４６＋ｌｎＡ()／ｌｎ（２．５）()Ａ为叶绿素ａ的浓度值水功能区水质达标率Ｗａｔｅｒｑｕａｌｉｆｉｃａｔｉｏｎｒａｔｅｐ＝ðＳｉ－Ｓˑ１００％Ｓｉ为达标面积，Ｓ为总面积经济鱼类存活状况Ｅｃｏｎｏｍｉｃｆｉｓｈｓｕｒｖｉｖａｌｄ＝Ｓ－１()／ｌｎＮ()Ｓ为经济鱼类物种数，Ｎ为中物种数鱼类物种数Ｓｐｅｃｉｅｓｏｆｆｉｓｈ图鉴对比－溶解氧ＤＯＤｉｓｓｏｌｖｅｄＯｘｙｇｅｎ碘量法－生态流量保障程度Ｄｅｇｒｅｅｏｆｅｃｏ⁃ｆｌｏｗｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎＤ＝１１２ð１２ｉ＝１，ｊ＝１Ｑｉ／Ｑｊ()Ｑｉ为评估年月均值，Ｑｊ为基准年月均值鱼类生物多样性ＦｉｓｈｂｉｏｄｉｖｅｒｓｉｔｙＨ＝ðＷｉ／ｌｎＷｉ()Ｓｈａｎｎｏｎ⁃Ｗｉｅｎｅｒ多样性指数法表５㊀相关分析结果Ｔａｂｌｅ５㊀ＲｅｓｕｌｔｓｏｆＳｐｅａｒｍａｎａｎｄＰｅａｒｓｏｎｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓ㊀Ｌ１Ｌ２Ｌ３Ｌ４Ｌ５Ｌ６Ｌ７Ｌ８Ｌ９Ｌ１０Ｌ１１Ｌ１２Ｌ１３Ｌ１１㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀Ｌ２０．１２５１㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀Ｌ３０．４５８０．０２２１㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀Ｌ４－０．６６６０．３５５－０．６００１㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀Ｌ５－０．６７５－０．１５２０．６９１０．６５８１㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀Ｌ６０．５６７－０．１９６０．６２１－０．２８７－０．４３０１㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀Ｌ７－０．０２２０．５４７０．０２１０．４５６－０．１８６－０．２９８１㊀㊀㊀㊀㊀㊀Ｌ８－０．３０１－０．２５５－０．６３４－０．１７２０．５３９－０．２９１０．７７８∗∗１㊀㊀㊀㊀㊀Ｌ９－０．０９７０．５０１０．１５４０．２８６－０．２７１－０．２６７－０．５５２－０．６０２１㊀㊀㊀㊀Ｌ１００．４４３０．１７４０．６２８－０．３８６０．２９８－０．０９８０．５５１０．６３６－０．６１３１㊀㊀㊀Ｌ１１０．５１９０．０８９０．５６３０．０６４－０．６４４０．０６９０．６２００．６４５－０．７０００．５９１１㊀㊀Ｌ１２－０．４３３－０．７６６∗∗－０．４１１－０．１７２０．３００－０．５９３－０．２７７０．０１５０．５２０－０．０２２－０．２９５１㊀Ｌ１３０．３５９０．７８３∗∗０．３１２０．３２９－０．３１２０．４０４０．４８００．３６７－０．４８７０．０８８－０．６９４－０．４１４１㊀㊀∗∗Ｐ＜０．０１２．２㊀评价指标的权重利用Ｍａｔｌａｂ２０１４ａ计算出最小二乘法和熵系数法权重模型的决策矩阵，依据建立的综合权重模型，设折中系数为０．５，进行评价指标权重计算，计算结果见表７㊂１０９３㊀１１期㊀㊀㊀粟一帆㊀等：汉江中下游生态系统健康评价指标体系构建及其应用㊀２０９３㊀生㊀态㊀学㊀报㊀㊀㊀３９卷㊀表６㊀汉江中下游生态系统健康评价指标体系Ｔａｂｌｅ６㊀ＥｃｏｓｙｓｔｅｍＨｅａｌｔｈＥｖａｌｕａｔｉｏｎＩｎｄｅｘＳｙｓｔｅｍｏｆＨａｎｊｉａｎｇＲｉｖｅｒ目标层Ｅｌｅｍｅｎｔｌａｙｅｒ指标层ＩｎｄｅｘｌａｙｅｒＤｅｓｔｉｎａｔｉｏｎｌａｙｅｒ分类层Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｌａｙｅｒ要素层汉江中下游水域生态系统健康整体性水文情势流量过程变异程度（Ｌ１）Ｔｈｅｈｅａｌｔｈｙｏｆｔｈｅｍｉｄｄｌｅａｎｄ水利条件水温变异程度（Ｌ３）ｌｏｗｅｒｒｅａｃｈｅｓｏｆＨａｎｊｉａｎｇｒｉｖｅｒ输沙量变化（Ｌ４）地貌空间格局河岸植被带覆盖率（Ｌ５）河岸稳定性（Ｌ６）稳定性抵抗力富营养化状况（Ｌ７）恢复力经济鱼类存活状况（Ｌ９）可持续性生态整合性鱼类物种数（Ｌ１０）自维持活力ＤＯ（Ｌ１１）生态流量保障程度（Ｌ１２）自组织力鱼类生物多样性指数（Ｌ１３）表７㊀指标权重计算结果Ｔａｂｌｅ７㊀ＴｈｅＲｅｓｕｌｔｏｆＩｎｄｅｘＷｅｉｇｈｔ指标及权重值Ｉｎｄｉｃａｔｏｒｓａｎｄｗｅｉｇｈｔｖａｌｕｅｓ指标编号ＮｕｍｂｅｒＬ１Ｌ３Ｌ４Ｌ５Ｌ６Ｌ７Ｌ９Ｌ１０Ｌ１１Ｌ１２Ｌ１３权重值Ｖａｌｕｅ０．０９８０．０６３０．０５３０．０７００．０６７０．１８３０．１１７０．０８４０．０７００．１０５０．０９１２．３㊀评价方法与评价标准根据统计的各指标数据集的均值㊁标准差㊁最小值㊁最大值及５％㊁２５％㊁５０％㊁７５％㊁９５％五个分位数与四分法的评价标准进行对比，得到四分法评价标准表见表８㊂表８㊀指标评价标准Ｔａｂｌｅ８㊀Ｉｎｄｅｘｅｖａｌｕａｔｉｏｎｃｒｉｔｅｒｉａ指标Ｉｎｄｅｘ分位数Ｑｕａｎｔｉｌｅ分值标准Ｓｃｏｒｅｓｔａｎｄａｒｄ５％９５％㊀㊀８㊀㊀６㊀㊀４㊀㊀２㊀㊀０Ｌ１１．０％３４．５％＜１．０％１．０％ ２．２％２．２％ ５．２％５．３％ ２１．２％＞２１．３％Ｌ３１０．０％９５．６％＜１０．０％１１．０％ ３０．０％３１．０％ ５０．０％５１．０％ ９０．０％＞９０．０％Ｌ４０．１７０．８６＞０．７１０．６４ ０．７００．３６ ０．６３０．１８ ０．３６＜０．１７Ｌ５０．１２２０．４８０＞０．４７００．４００ ０．４７００．３０１ ０．３９９０．２０１ ０．３００＜０．２００Ｌ６５％９５％＞９５％７５％ ９５％５０％ ７５％２５％ ５０％＜２５％Ｌ７５８．５％９６．４％＞９６．４％８７．８％ ９６．３％７０．８％ ８７．７％６２．７％ ７０．７％＜６２．７％Ｌ９５５７＞５７４５ ５７３０ ４５１５ ３０＜１５Ｌ１０６．１９７．５０＞７．５０７．２１ ７．５０７．０８ ７．２０６．６３ ７．０７＜６．６２Ｌ１１５％９５％＞９５％７５％ ９５％５０％ ７５％２５％ ５０％＜２５％Ｌ１２０．１５３．２４＞３．２４２．２７ ３．２３１．９７ ２．２６１．７６ １．９６＜１．７５Ｌ１３１．２２３．５５＞３．５５２．７８ ３．５４２．４３ ２．７７２．１５ ２．４２＜２．１４评价指标共有１１项指标，每项指标最高得８分，因此总分为８８分，将总分五等分构建出河流健康评价标准，汉江中下游生态系统健康评分等级划分见表９㊂表９㊀汉江生态系统健康评价等级划分Ｔａｂｌｅ９㊀ＲｉｖｅｒＨｅａｌｔｈＡｓｓｅｓｓｍｅｎｔＥｖａｌｕａｔｉｏｎＣｒｉｔｅｒｉａｌｏｆＨａｎｊｉａｎｇＲｉｖｅｒ健康度Ｕｎｈｅａｌｔｈ病态ＩｌｌＨｅａｌｔｈｄｅｇｒｅｅ自然状态Ｓｕｂ－ｈｅａｌｔｈ不健康Ｎａｔｕｒｅ健康Ｈｅａｌｔｈ亚健康分值Ｖａｌｕｅ７２．１ ８８．０５４．１ ７２．０３６．１ ５４．０１８．１ ３６．００ １８．０２．４㊀河流生态系统健康评价结果２．４．１㊀数据来源汉江中下游健康评价所需数据主要来源于水利部长江水利委员会的‘长江流域及西南诸河水资源公报“（１９９８ ２０１６年）㊁襄阳市环境保护局的‘汉江水质月报“（１９９８ ２０１７年）㊁湖北省多年的‘重点城市集中式饮用水源地水质月报“（１９９８ ２０１７年）㊁‘湖北省水资源公报“（１９９８ ２０１７年）㊁‘湖北省环境健康公报“（１９９８ ２０１７年）㊁‘湖北省统计年鉴“（１９９８ ２０１７年）和沿河的１２个监测断面的多年站点数据㊂２．４．２㊀评价结果本文以丹江口大坝蓄水前（１９６９ １９７２年）的多年月平均数据为历史状态参照，选择１９９８年（历史参照年）㊁２０１２年（崔家营水库使用后两年）及２０１７年（南水北调中线工程通水后３年）３个典型年份作为评估年，依据上述建立的河流生态系统评价体系对汉江中下游进行河流健康评价㊂根据建立的评价体系，汉江中下游河流生态系统健康评价结果如图３㊂１９９８年汉江中下游１２个监测断面中，３个断面处于健康等级，占２５％；５个断面处于亚健康等级，占４１．７％；４个断面处于不健康等级，占３３．３％，健康状况呈沿程降低的趋势㊂２０１２年２个断面处于健康等级，占１６．７％；４个断面处于亚健康等级，占３３．３％，６个断面处于不健康等级，占５０％，不健康断面数相对于１９９８年有所增加，河流健康状况有所下降㊂２０１７年１个断面处于健康等级，占８．３％；３个断面处于亚健康等级，占２５％；８个断面处于不健康等级，占６６．７％，不健康等级断面数持续增加，汉江中下游健康状况有进一步恶化的趋势㊂为探明汉江中下游健康状况在流域上的表现，利用ＡｒｃＧＩＳ１０．２的反距离插值工具（ＩｎｖｅｒｓｅＤｉｓｔａｎｃｅＷｅｉｇｈｔｅｄ，ＩＤＷ）对汉江中下游河流生态系统健康指数进行插值计算，得到该结果在汉江中下游的分布状况如图４所示㊂从整个流域来看，汉江中下游河流生态系统健康状况具有明显的空间异质性，健康等级较高的地区主要分布在丹江口及以上地区，河流健康状况沿程降低㊂１９９８年不健康的区域大致分布在潜江及以下地区，２０１２年不健康的区域有所增加，接近钟祥地区，至２０１７年，不健康的区域持续增加㊂３㊀讨论总体来说，汉江中下游流域的健康状况呈现出明显的空间异质性，且健康状况逐年降低㊂汉江中下游河流健康状况沿程降低，中游健康状况普遍好于下游㊂由于汉江中游两岸高山耸立㊁峡谷多，河流河道曲折多变，水流急，水量大［３０］，污染物随水流运动，不易聚集，大多向下游传播，或被沿岸植被固定，以致出现河流健康状况沿程降低的状况；另一方面，自丹江口大坝加高后，丹江口水库水域面积达１０２２．７５ｋｍ２，蓄水量达２９０．５亿ｍ３，为坝后区域提供了丰富的水资源［１２］，因此中游区域健康状况相对较好；而下游地区靠近长江入河口，河面宽，河流流速降低［３１］，沿河污染物大量聚集加剧了水华爆发的可能性；同时周边城市如武汉㊁襄阳等近年来发展迅速，加快的城市化进程严重影响河流健康状况；并且随着南水北调㊁梯级水库的修建运行［３２⁃３３］，河流水资源量较少，河流连通性遭到破坏，汉江中下游健康状况逐年降低㊂从评价结果可以看出，１９９８年汉江中下游的整体健康状况相对于其他年份较好，不健康等级的断面占３３．３％，且多集中于长江入河口的区域，这与１９９８年汉江水华从武汉逆流而上，至襄阳趋于正常的现象相一致［３０］㊂分析发现出现这种状况可能与长江的顶托作用有关［３１］㊂丹江口水库建库后对汉江的洪峰起了调蓄作用，改变了汉江和长江的两江的洪峰遭遇情况，两江洪峰错开，加大了长江顶托作用的时间和范围，下游地区流速变缓，河流趋近静态，营养物质淤积，河流呈现不健康状态；近期有学者研究表明，长江干流对支流的 倒灌 作用形成的倒灌异重流［３４⁃３５］，亦是引起支流水华的重要因素之一㊂２０１２年汉江的河流健康状况相较于１９９８年有所下降，襄阳范围已处于亚健康状态，不健康区域已由潜江上移至钟祥附近㊂分析发现，汉江中游地区健康状况下降的原因主要与丹江口水库加高工程的实施和王甫洲及崔家营水库的建成运行相关［３６］㊂丹江口水库加高后，水库正常蓄水位从１５７ｍ提高至１７０ｍ，高速的下泄水流带来气体过饱和的问题［３７］，下游鱼类由于气泡病的影响大量死亡，鱼类物种和存活率下降；同时下泄３０９３㊀１１期㊀㊀㊀粟一帆㊀等：汉江中下游生态系统健康评价指标体系构建及其应用㊀图３㊀汉江中下游河流生态系统健康评价结果Ｆｉｇ．３㊀ＥｃｏｓｙｓｔｅｍＨｅａｌｔｈＡｓｓｅｓｓｍｅｎｔＲｅｓｕｌｔｓｏｆＨａｎｊｉａｎｇＲｉｖｅｒ的低温水导致鱼类产卵场向下游水温高的区域迁移，繁殖量减小，破坏了坝下底栖动物㊁浮游生物的适宜生态环境；另一方面，随着王甫洲和崔家营水电站投入使用，几十公里的回水区将汉江分隔成湖泊型河流，水流变成静态水［３８］，大量研究表明，水华的爆发是充足的阳光㊁充足的营养盐㊁适宜的水温㊁缓慢的水流综合作用的结果［３９］，梯级水库的运行利于污染物的淤积和藻类的生长［４０⁃４１］㊂汉江下游不健康区域增进的原因，可能是由于梯级水库建成后，拦蓄了大量的水流，下游水资源量减少，河流健康状况下降；同时沿河流经湖北钟祥市㊁天门市㊁武汉市等人口聚集地，是湖北境内经济发展最快的区域㊂沿河工业废水和生活污水的无序排放㊁农业过度施肥等，造成大量污染物汇集入河流，水体富营养化严重，水华现象频发㊂２０１７年汉江的河流健康状况相对其他两个评估年进一步下降，不健康区域持续上移，接近襄阳地区，潜江以下区域健康程度持续下降，但下降趋势有所减缓㊂分析发现，汉江中下游不健康区域上移的现象可能主要与南水北调中线工程和兴隆水库建成运行相关㊂大量研究表明，引水工程会对流域的地下水位㊁生物多样性以及生物生境造成影响［４２⁃４３］，丹江口水库为南水北调中线水源地和渠首所在地，汉江干流也是南水北调的备用水源地㊂工程的运行调用了丹江口水库部分蓄水，导致下泄流量减少，下游水环境容量降低，平均水位下降，多年平均流量减少，对灌溉和取水有利的中水历时大幅下降；兴隆水电站正常蓄水位３６．２ｍ，水库总库容４．８５亿ｍ３，回水区段近７０多公里㊂兴隆水电站的修建，形成了汉江中下游丹江口⁃王甫洲⁃崔家营⁃兴隆为主的四级水库，河流连通性大幅降低，生态流量无法保障，水生生物栖息地遭到破坏，河流富营养化现象严重㊂潜江以下区域相对于兴隆坝上区域健康状况下降趋势减缓，可能与引江济汉工程［４４］的实施相关㊂引江济汉工程自２０１０年开工到２０１４年通水以来，极大缓解了南水北调后汉江中下游水量减少的矛盾，潜江以下河段水资源量得到补充，河流活性恢复，打破了以往的静水状态，破坏了水华爆发的必要条件，河流的自净能力得到有效恢复，减少了Ｎ㊁Ｐ等营养盐的富集㊂且近年来的一系列诸如 一河一策 ㊁ 长江大保护 等相关政策４０９３㊀生㊀态㊀学㊀报㊀㊀㊀３９卷㊀。
西南山区城市河流健康评价
0.3089
D8
0.6
0.1297
2
0.4
0.0865
5
D9
0.5
0.0326
9
C4
0.0931
D10
0.5
0.0326
9
D11
0.7
0.0294
10
A
C5
0.1399
D12
0.3
0.0126
15
D13
0.2808 0.0134
14
C6
0.159
D14
0.135
0.0064
17
B2
0.3
D15
0.5842 0.0279
3．结果对比 对比一下综合指数评价和模糊综合评价。可以看出思茅 河健康状况在这两种评价结果中接近一致，所以本文所建立 的西南山区城市河流健康评价体系适用于在思茅河健康评 价。可以看出，思茅河从上游到下游，河流健康状况是越来 越差的。 4．思茅河整体健康状况分析 根据表 3 可知，8 个次准则层中，有 1 个次准则层符合 理想状态等级；有 1 个次准则层处于健康等级；有 4 个次准 则层处于亚健康等级；有 1 个次准则层处于不健康等级；仅 仅有 1 个次准则层处于病态等级。综上所述，处于亚健康等 级的次准则层占比 50%，与思茅河健康状况结果基本符合。 五、结论 对研究区域的基本情况进行总结分析，并提出问题，为
2.2
2.2
2.2
2.2
2.2
2.20
物理结构 C2
3.45
2.73
2.05
3.32
4
3.51
水质状况 C3
1.8
1.2
0
1.2
0
河流健康评价在城市河流管理中的应用
中国环境科学 2006,26(3)：359~363 China Environmental Science 河流健康评价在城市河流管理中的应用吴阿娜,杨凯*,车越,袁雯(华东师范大学环境科学系,上海市城市化生态过程和生态恢复重点实验室,上海 200062)摘要：建立具有河流水文、河流形态、河岸带状况、水质理化参数、河流生物5类一级指标及17个二级指标的城市河流健康评价指标体系.基于上海市2001~2005年间完成的53份河道整治工程可行性研究报告、丽娃河及张家浜河流监测数据,从河流管理的现状评估、规划、后评估3个阶段,探讨城市河流健康评价方法的应用.现状评估显示,整治前丽娃河流速、河床稳定性、河道护岸形式、大型无脊椎动物、氨氮等指标有待于进一步改善;规划评估表明,当前河流管理规划案例中,对河岸带状况、河流生物群落缺乏足够重视,河流廊道连续性及可达性等尚未得到充分关注;后评估表明,张家浜综合整治在河流水文、河流形态、河岸带状况、水质理化指标、河流生物等方面成效显著,但河道改变、河道护岸形式等个别指标有所降低.在此基础上,从河流健康视角审视河流管理现状,提出河流健康与河流管理的集成框架. 关键词：河流健康；评价；河流管理；上海中图分类号：X820.3 文献标识码：A 文章编号：1000-6923(2006)03-0359-05Application of river health assessment for urban river management. WU E-nuo, YANG Kai*, CHE Yue, YUAN Wen (Key Laboratory of Urbanization and Ecological Restoration, Department of Environmental Science, East China Normal University, Shanghai 200062, China). China Environmental Science, 2006,26(3)：359~363Abstract：An index system of urban river health assessment possessing 5 first grade indexes (river hydrology, physical form, streamside zone, water quality phoysicochemical parameter and aquatic life) and 17 second grade indexes was established. Based on 53 river regulation engineering feasibility study report, Liwa Stream and Zhangjiabang Creek monitoring data completed in the year 2001~2005, the application of urban river health assessment technique in 3 stages (present situation appraisal, planning and post-project appraisal) of river management was explored. The present situation appraisal showed that before regulation the indexes of flow velocity, bed stability, river course bank protective form, macroinvertebrates and ammonium nitrogen required further amelioration. The planning appraisal results showed that in present more attention should be paid to streamside zone state and river organism population, and the continuity and reach ability of river corridor did not get ample attention. Post-project appraisal indicated that the effect of zhangjiabang comprehensive regulation was marked in respect of river hydrology, physical from, streamside zone, water quality physicochemical indexes and aquatic life. Alteration and bank protective form were reduced somewhat. On this basis, looking closely the present situation of river management from the visual angle of river health, an framework between river health and river management was posed preliminarily.Key words：river health；assessment；river management；Shanghai河流健康概念源于人类对河流环境退化的关注,是人们要求从水质、生物、生态等众多角度科学评估河流生态系统状况、改进河流管理而提出的一种崭新的评估工具和技术手段[1-4].美国、澳大利亚、英国、南非等国家相继开展了河流健康评价的研究与实践,形成了RIVPACS、AUSRIV AS、IBI、RCE、ISC、RHP等一系列评价方法[5-9].我国多年前就引入了河流生态系统健康概念,但近几年才开始将河流健康评价作为审视河流生态系统的有效手段[10-12],河流健康的表征框架、评价方法仍有待于进一步完善.本研究以上海为研究区域,以河流健康为视角,从现状评估、收稿日期：2005-08-16基金项目：国家自然科学基金资助项目(40471019);上海市科学技术委员会重大科技攻关项目(05dz12009);上海市教育委员会曙光计划项目(03SG22)* 责任作者, 教授, kyang@360 中 国 环 境 科 学 26卷规划、后评估3个阶段审视城市河流管理现状,以期为国内的城市河流管理及河流恢复提供参考. 1 区域概况上海地处长江入海口、太湖流域东缘,为典型的平原感潮河网地区,各类河流约 2.38万条,河网密度高达3.41km/km 2,河流资源非常丰富.目前上海正处于高度城市化进程中,人类活动对城市河网的干涉影响较为深刻,河流水系主干化、平直化和人工化的趋势较为明显. 2 数据来源及研究方法 2.1 数据来源将河流管理分为现状评估、规划、后评估3个阶段,数据来源分为以下3类.现状评估阶段,选取上海市具代表性的相对封闭式景观河道——丽娃河(整治时间2005年,取整治前数据)为案例,数据来源于丽娃河综合整治工程可行性研究报告;华东师范大学环境科学系2003年10月丽娃河水质理化参数及生物指标监测数据;作者2004年4月丽娃河河流水文、河流形态结构及河岸带状况实地调查数据.规划阶段,采用上海市2001~2005年间完成的53份河道整治工程可行性研究报告,覆盖8个区、县近200条河流.后评估阶段,选取上海市浦东张家浜(整治时间1998~2002年)为案例,数据来源于张家浜综合整治项目设计及施工文本,浦东新区环境质量报告书(1997~2003年)*;华东师范大学环境科学系2003年10月张家浜各断面河流水质指标及生物群落监测数据;作者2004年4月对张家浜河流水文、形态结构以及河岸带状况实地调查数据. 2.2 评价方法构建城市河流健康评价指标体系,最高级(0级)综合指标为河流健康综合指数(RH),反映河流健康的总体特征,下设5个一级指标,并细化为17个二级指标(图1).根据一级指标类别将其二* 上海市浦东新区环境保护监测站.浦东新区环境质量报告书(1997~2003年)级指标值等权处理,使得各一级指标值介于0~10之间;将5个一级指标加和,计算RH,分为41~50、31~40、21~30、11~20、0~10这5个等级,从而初步确定河流所处健康状况.评价标准制定主要借鉴RCE 、ISC 、RBP 、USHA 等国外标准[1,2,13,14],并结合我国《地表水环境质量标准》[15]等.图1 城市河流健康评价指标体系Fig.1 Urban river health assessment indicator system以丽娃河为案例,对河流健康状况进行定量化,并为上海类似河道的问题诊断及管理措施制定提供参考.基于上海市53份河道整治工程可行性研究报告,分别就河流现状调查及整治目标设置2个环节,分析河流健康指标在广度和深度上受到的重视程度,明确河流管理在规划层面对河流健康的关注.以上海浦东张家浜为案例,深入河流管理后评估阶段,通过整治前后河流健康状况的对比,评价整治项目的成效. 3 结果与讨论3.1 河流健康评价的应用3.1.1 河流现状评估阶段 河流健康各一级指3期 吴阿娜等：河流健康评价在城市河流管理中的应用 361标评价结果显示,丽娃河水质理化参数以及河流生物指标得分较低;而河流水文特征、河岸带状况指标得分相对较高.河流健康综合指数相对较低(16.9),即总体而言,丽娃河受人类活动影响较为明显,与自然健康状况存在一定差距(表1).表1 上海丽娃河河流健康评价Table 1 River health assessment in Liwa Stream,Shanghai一级指标 二级指标指标 得分 指标 评价5.0 流速状况 河流水文 特征 水量状况 水量较为丰富,但河道相对封闭,流速状况相对较差3.0 河道改变弯曲程度 河岸稳定性 河床稳定性 河流形态 结构河道护岸形式 多为水泥护岸,河岸稳定性较佳;但河道渠道化使得河道改变较大,护岸形式硬质化;河床淤积、底泥污染导致河床稳定性降低6.1 河岸带宽度结构完整性 河岸带 状况纵向连续性河岸带植被宽度维持在4~12m 之间;且结构完整性及纵向连续性得到较好体现1.5 总磷BOD COD 氨氮 水质理化 参数溶解氧 内外源污染较为突出,河道出现季节性黑臭;BOD 及DO 污染较轻,而总磷、COD 、氨氮均劣于地表水Ｖ类标准1.3 大型无脊椎动物河流生物 指标 浮游藻类河道底栖动物相对缺乏,浮游藻类生物多样性有所欠缺河流健康各二级指标评价结果显示,丽娃河在水量维持以及河岸带保护等方面具有较好的成效,但其在水动力条件、河床稳定性、河道护岸形式、水质理化参数以及生物群落组成等方面仍存在较为突出的问题.基于此,今后丽娃河及类似河道的综合整治应针对健康评价所反映的主要问题,集中于沟通水系改善河流水文条件,转变工程理念修复河流形态结构、控制污染提高河流水质以及改善生境恢复生物群落多样性等. 3.1.2 河流规划阶段 上海市53份河道整治工程可行性研究报告反映,当前河流管理的规划阶段,河流水文、河流形态、河流水质指标已经得到一定程度的体现,但对于河岸带状况、河流生物群落仍缺乏足够重视(表2).表2 上海河道整治规划的河流健康评价 Table 2 River health assessment in river regulationplans of Shanghai现状调查设计目标 河流健康指标 出现份数百分比(%) 出现 份数 百分比 (%) 河流水文特征流速状况 27 50.9 15 28.3 水量状况 14 26.4 49 92.5河流形态结构河岸稳定性 26 49.1 53 100 河床稳定性 45 84.9 50 94.3河道弯曲程度 0 0 4 7.5 护岸形式 38 71.7 51 96.2河岸带状况河岸带宽度 0 0 45 84.9河岸群落结构完整性0 0 27 50.9 纵向连续性 0 0 0 0水质理化参数 水质指标 45 84.9 33 62.3河流生物指标浮游植物 1 1.9 0 0底栖大型无脊椎动物1 1.9 0 0由表2可见,河流水文参数,28.3%的报告提出通过加快内部循环、提高水体复氧功能来改变河流水动力条件,92.5%的报告对河流常水位、最低水位和最高水位等作了初步规划.河流形态结构,100%的报告就护岸条件较差的问题专门设置章节规划护岸改造,多采用混凝土或浆砌块石材料作为衬砌或防护材料,将提高河岸稳定性、增加防洪能力作为首要目标,94.3%的报告规划进行疏浚清淤.河道弯曲程度仍存在一定欠缺,未有工程进行该项调查和评估,且整治目标中仅有3份要求对河道自然弯曲进行保护,另有1份规划进行截弯取直. 河岸带状况,河岸带仅在整治目标中以河岸绿化形式提及,所有报告均未对河岸带宽度及植被组成等现状信息进行调查.虽有84.9%的报告对河岸绿化宽度进行了规划,但仅50.9%的报告提及河岸带群落结构完整性,规划对河岸带进行乔灌草结合的绿化配置.此外,河岸带的纵向连续性等问题仍较少涉及,河流廊道连续性及可达性等并未得到广泛重视.362 中国环境科学26卷水质理化参数,84.9%的报告反映了水质现状,62.3%的报告对整治后河流水质提出要求.从监测指标来看,虽然各个报告略有差异,但多采用BOD、DO、COD等常规项目.河流生物指标,仅1份报告对河道内浮游生物、底栖大型无脊椎动物进行了调查评估,指出生境条件退化、生物多样性下降等问题,此外,该报告也未在整治目标中对生物指标提出明确要求,即现有报告仍未全面关注河流生物群落的调查和评估.3.1.3河流整治后评估阶段由表3可见,河流水文方面,整治工程疏浚拓宽等措施使得张家浜水动力条件得到明显改善.河流形态方面,整治工程疏浚拓建、护底护坡等措施在很大程度上影响了河流形态,河岸和河床稳定性得到明显提高,但河床、河岸的固化引发河道改变、河道护岸形式等指标出现不同程度下降.河岸带方面,整治前张家浜两岸违法搭建现象严重,而整治工程在护岸重建的同时,选择乔灌草进行河岸带恢复,形成较好的沿岸绿化带体系,河岸带绿化最宽可达40~ 60m.水质理化参数方面,整治前各断面多项指标均劣于V类水质标准,整治后各水质参数均得到一定程度好转.河流生物方面,整治前张家浜黑臭严重,生物群落较为单一,整治后各断面实测共鉴别到浮游动物16种(其中轮虫纲10种),其中全河段分布的属及种有角突臂尾轮虫和针簇多肢轮虫;浮游藻类7个门共22种,浮游藻类数在40~50万个/L,优势属多为空星藻、黄丝藻、颗粒直链藻以及啮蚀隐藻,Chl-a 9.7~14.8mg/m3,生物群落组成初步呈现恢复迹象.3.2河流健康评价与河流管理的集成3.2.1河流健康视角下的河流管理现状河流资料收集有所欠缺.现有的河流状况调查与评估仅限于河流水文及水质理化指标,而河流形态、河岸带、河流生物受到不同程度的忽视.此外,河道综合整治项目往往在工程实施前未对河道进行全面的监测与评价,这一方面使得河道整治缺乏对河道现状的准确认识,另一方面也直接导致后评估缺乏明确的、可以定量比较的基线数据.表3上海张家浜河道综合整治项目的河流健康评价Table 3 River health assessment in ZhangjiabangCreek regulation project, Shanghai一级指标二级指标评估结论河流水文特征流速状况↑水量状况↑河道清淤、与长江连通等措施,强化了河流水动力条件,河流水文指标有所改善河流形态结构河道改变↓弯曲程度—河岸稳定性↑河床稳定性↑河道护岸形式↓水泥护岸及渠化河床改善了河床及河岸稳定性,但使得河流形态受到较大程度改造,影响水生生境河岸带状况河岸带宽度↑结构完整性↑纵向连续性↑河岸带绿化、护岸垂直绿化显著改善河岸景观,绿廊效应得到发挥,河岸带状况有所好转水质理化参数总磷↑;BOD↑COD↑;氨氮↑溶解氧↑水质明显改善,多数水质指标达到整治目标及水功能要求,但距健康目标仍有一定距离河流生物指标大型无脊椎动物↑浮游藻类↑浮游生物与底栖生物种类较丰富,生物组成初步呈现恢复迹象,但物种仍以耐污种为主注: ↑整治后指标改善,↓整治后指标恶化;—整治后指标未变化管理目标过于简单片面.当前河流管理目标设置存在片面化与单一化倾向,河岸稳定性、河床稳定性、河道护岸形式等易于工程考核的指标成为目标设置的重点,而水质理化参数由于担心目标可达性,并未作设置;纵向连续性、浮游植物、底栖大型无脊椎动物等指标则未能在管理目标设置中得到体现.管理策略工程倾向较为突出.当前以水利工程设计单位为主的城市河流规划及河流恢复项目反映出较强的工程倾向,如混凝土硬质护岸使得护岸人工化和均一化趋势明显,对河流生物群落的忽视导致现状调查及管理目标不全面等. 3.2.2河流健康与河流管理的集成框架 河流健康是河流管理的目的和目标,应从程序和功能两方面纳入河流管理全过程[14](图2).河流健康与河流管理的程序集成.通过收集河流健康的数据资料,评估河流健康状况,给出RH和相应级别,在此基础上,制定全面、科学的河流管理目标,通过可行性分析制定并实施相应的管理策略,并基于河流健康评价方法,进行后期3期吴阿娜等：河流健康评价在城市河流管理中的应用 363 监测及河流管理行为的有效性评估.后期监测 进入下一个河流管理规划过程图2 河流健康评价与河流管理的集成框架Fig.2 The framework of river health assessmentintegrated with river management河流健康与河流管理的功能集成.河流健康有助于提高河流管理的广度和深度,描述和反映某一时段内河流的整体状况和健康水平,获取河流健康的综合评判.河流健康有助于提高河流管理的有效性,河流健康状况改善与否可作为综合评判河流管理决策、行为、活动等是否成功的标准.河流健康有助于提高河流管理的适应性,通过分析河流环境状况的变化,收集河流管理过程中的反馈信息并识别存在问题,及时提出改进策略.4 结论4.1现状评估结果显示,整治前丽娃河流速、河床稳定性、河道护岸形式、大型无脊椎动物、氨氮等指标有待进一步改善.4.2规划阶段,河流水文、河流形态、水质理化指标等已经得到一定关注,但对河岸带状况、河流生物仍缺乏足够重视.4.3张家浜综合整治在河流水文、河流形态、河岸带状况、水质指标、河流生物等方面成效显著,但河道改变、河道护岸形式等个别指标有所降低,表明城市河流整治尚需全面引入河流健康理念.4.4 针对当前河流管理存在资料收集有所欠缺、整治目标简单片面、管理策略工程倾向突出等现象,尝试将河流健康与河流管理进行集成.参考文献：[1] Meyer J L. 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第34卷第4期2014年2月生态学报ACTA ECOLOGICA SINICAVol．34，No．4Feb．，2014基金项目：国家自然科学基金资助项目（41261005）；水利部公益资助项目（201201072）；广西哲学社会科学规划课题资助项目（13CJY005）；广西教育厅科研课题资助项目（201010LX061）；广西文科中心一般资助项目（YB2012017）收稿日期：2012-09-22；修订日期：2013-05-13*通讯作者Corresponding author．E-mail ：mijun45@163．comDOI ：10．5846/stxb201209221339邓晓军，许有鹏，翟禄新，刘娅，李艺．城市河流健康评价指标体系构建及其应用．生态学报，2014，34（4）：993-1001．Deng X J ，Xu Y P ，Zhai L X ，Liu Y ，Li Y．Establishment and application of the index system for urban river health assessment．Acta Ecologica Sinica ，2014，34（4）：993-1001．城市河流健康评价指标体系构建及其应用邓晓军1，2，*，许有鹏1，翟禄新2，刘娅1，李艺2（1．南京大学地理与海洋科学学院，南京210023；2．广西师范大学环境与资源学院，桂林541004）摘要：健康的城市河流既能够维持其生态系统的自然运转，又能够满足城市社会经济的正常需求，还能够为人类提供休闲娱乐的场所。
基于城市河流健康的内涵，构建出包含自然生态、社会经济和景观环境等3个方面24个指标的城市河流健康评价指标体系。
以漓江市区段为例，通过建立基于层次分析法的模糊综合评价模型对其进行健康评价。
结果表明：漓江市区段复合生态系统的评价结果为（0．2193，0．3004，0．3261，0．1137，0．0405），处于中健康状态；其自然生态子系统、社会经济子系统和景观环境子系统的健康状态分别为中、优和良；水量、防洪能力、鱼类多样性指数和底栖动物多样性是漓江市区段健康的主要影响因素。
该评价指标体系可为其它城市河流的健康评价提供参考。
关键词：城市河流；河流健康评价；指标体系；漓江Establishment and application of the index system for urban river healthassessmentDENG Xiaojun 1，2，*，XU Youpeng 1，ZHAI Luxin 2，LIU Ya 1，LI Yi 21School of Geographic and Oceanographic Sciences ，Nanjing University ，Nanjing 210023，China 2School of Environmental Science and Ｒesources ，Guangxi Normal University ，Guilin 541004，ChinaAbstract ：With the rapid expansion of the urban area and the constant intervention of human activities ，there have been some serious problems in urban rivers such as channel shrinkage ，frequent flood disasters ，deterioration of water quality ，landscape destruction ，decline in biodiversity ，and so on．The research of urban river health is one of the hotspots in the current field of river ecology research．Ｒestoration and maintenance of the urban river health is a common goal of urban river management in countries all over the world．Urban rivers are those originate from urban areas or who meet with city rivers /river sections ，some of which have a history of artificial excavation and evolution with characteristics of natural rivers and canals．In the process of formation and development of cities ，river as the key carrier of resources in the natural environment ，is an important factor influencing the style and beautify of the city environment ，and restricting the city development．In terms of characteristics of urban rivers ，it is obvious that urban rivers have lots of functions in varying aspects ，not only functions of natural river system ，but also social and economic service such as providing places for recreation and tourism．Therefore ，urban river system is a complex system which is composed of natural ecology subsystem ，social economy subsystem and landscape environment subsystem．A healthy urban river is significant for maintaining the balance of the local ecological system ，meeting the needs of social economy development ，and providing entertainment for local residents．In this paper ，the concept of the urban river health was discussed firstly ，and then the evaluation index system wasconstructed based on the connotation of urban river health，including24indexes in natural ecology，social economy and landscape environment．The index system consists of sub-target layer，criteria layer and index layer，considering the natural ecology，social economy and landscape environment of the urban river．Taking the urban reach of the LijiangＲiver as a case，the river health status was evaluated using fuzzy comprehensive evaluation model and analytic hierarchy process （AHP）by determining the weights of the criteria layer and index layer．The results show that the ecosystem health scores of the urban reach of the LijiangＲiver is0．2193，0．3004，0．3261，0．1137，and0．0405respectively，which indicating that the urban reach of LijiangＲiver was in the medium state of health．The health level of the natural ecological subsystem，social and economic subsystem and landscape environment subsystem was medium，excellent and good respectively．It can be concluded that the management of the LijiangＲiver has made certain achievements in recent years，but more further studies and investment were needed to reach complete river governance．On the other hand，water volume，flood control capacity，fish diversity index and benthic animal diversity were also the main factors which affect the health of urban reach of the LijiangＲiver．Therefore，key measures of ecological restoration of the urban reach of the LijiangＲiver include water supplement in dry season，flood control，biodiversity conservation，as well as data collection and human factor research in the future．The evaluation index system and evaluation method in this paper was effective in the case of evaluating the health of LijiangＲiver，and could provide decision-making reference for basin planning，managing，protecting and health assessment of the urban river in other region．Key Words：urban river；river health evaluation；index system；LijiangＲiver城市河流多指发源于城区或流经城区的河流或河流段，包括一些历史上人工开挖且经多年演化已具有自然河流特点的运河和渠系［1］。