乐鱼,河流健康评价研究与进展 王 超1，夏 军1,2，李凌程1 1武汉大学水资源与水电工程国家重点实验室，武汉 2水资源安全保障湖北省协同创新中心，武汉

1State Key Laboratory of Water Resources and Hydropower Engineering Science, Wuhan University, Wuhan

2Hubei Collaborative Innovation Center for Water Resources Security, Wuhan

Email: wangchao2013@whu.edu.cn

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Received: Mar. 5th, 2014; revised: Mar. 18th, 2014; accepted: Mar. 24th, 2014

ABSTRACT

The long-time inappropriate exploitation of river resources has led to the damages of river ecosystem and structural dysfunction, threatening the sustainable development of society as a whole. The river health issues have emerged as a result. How to carry out river health assessment and river management is vital to the development of harmonious relationship between nature and human being. This review has discussed the connotation of river heath and summarized various methods of evaluating river health at home and abroad. Meanwhile, in view of the status of river health assessment in our country, some suggestions have been put forward that river monitoring plan should be carried out and nationwide river health assessment guidelines should be established in the future.

Keywords:River Health, Assessment Method, Assessment Indicator

河道健康评价研究与进展

王 超1，夏 军1,2，李凌程1

1武汉年夜学水资本与水电项目国度重点尝试室，武汉

2水资本平安保障湖北省协同立异中间，武汉

Email:wangchao2013@whu.edu.cn

收稿日期：2014年3月5日；修回日期：2014年3月18日；录用日期：2014年3月24日

摘 要

人类对河道不公道的开辟操纵，可以或许致使河道生态情况和其布局功能的粉碎，进一步要挟到人类社会的可延续成长。河道健康问题成为人类保存与可延续成长面对的主要问题。若何有用对河道健康展开评价与治理，成为水资本可延续操纵和情况庇护与治理的主要课题，对人与天然的协调成长具有主要的意义。本文初步切磋了河道健康的概念、界说和内在，归纳综合了国表里河道健康的评价方式和国表里研究成长的状态。针对我国河道健康的成长近况，提出了一些评述和建议，认为河道健康触及的要素比力多，也十分主要，特别是生态情况监测与质量评价和其联系的生态水文学和水系统理论研究，此后应当展开持久的河道监控打算并成立全国性的河道健康评价的指南。

要害词

河道健康，评价方式，评价目标

1. 引言

河道对天然界和人类社会来讲都是极为主要的。河道作为水轮回地表水环节的主要载体，对全球天气和生态系统的构成有主要感化；河道生态系统为人类和其他生物供给了食品和保存成长的情况；河道的物资搬运和输送能够形成河道的水文地舆和天然地舆情况；河道储藏的丰硕的水资本能够为区域供给生态、出产、和人类糊口用水；河道的水流具有庞大的能量，能够为人类所开辟和操纵；河道还具有社会经济和文化成长的功能，是人类文明的摇篮。是以河道的这些功能一旦受损，会给天然界和人类社会带来不良影响。

但是跟着人类对河道不公道的开辟和操纵，致使了诸如河流断流、水质污染、河道生物多样性损失等严峻问题，强烈地干扰到了河道的天然健康状况，进而危和到人类本身的可延续成长。这些问题的具有促使了河道健康相干理论的成长和其实践研究。

欧美等国度在上世纪80年月最先存眷河道的健康问题，并采纳了一系列庇护和修复河道的办法[1] 。我国的河道健康研究是跟着我国经济扶植成长中面对的越来越严重的情况问题逐步正视和成长起来的。固然相对西方发财国度起步较晚，但我国的问题复杂，有遭到生齿多、水土资本不婚配、社会经济成长较快等多身分的影响与限制的特点，致使中国的河道健康状态越来越严重。例如，1994年淮河产生特洪流污染事务；七洪流系中，黄河、海河均有断流现象；长江流域具有生物量削减，防洪能力不足的危机等[2] 。从国度实行可延续成长计谋和生态文明扶植的角度看，河道健康评价势必成为河道治理的最焦点和首要的方针。是以，总结国表里对河道健康的熟悉和其研究的相干功效，对我国河道的治理和管理，建立协调河道生态系统有侧重要意义。

2. 河����APP流健康的根基概念

今朝国际上对河道健康的研究处在摸索阶段，相干理论其实不成熟，河道健康还没有肯定的概念。最早可追溯到1972年的美国《洁净水法》，在该法案中为河道健康设定了物理、化学和生物的完全性尺度，此中完全性指保持生态系统的天然布局和功能的状况[3] 。此时学者们多是从生态健康的角度斟酌，认为健康的河道同等在河道生态系统的完全性和不变可延续性，更多的是强调河道原始天然的健康状态[4] -[7] 。Frey认为河道健康指的是具有撑持和保持一个平衡的、完全的和顺应性强的生态系统的能力，使这个生态系统的成份和多样机能够与天然歇息地相媲美[4] 。Schofield认为河道健康是指河道在生物完全性和生态功能方面与天然未受干扰状况下的类似的水平[5] 。Simpson等把河道受扰前的原始状况看成健康状况，认为河道健康是指河道生态系统撑持与保持其首要生态进程，和具有与受扰前近似的具有必然品种构成、多样性和功能组织的生物群落的能力[6] 。Karr认为河道健康即河道生态完全性，提出IBI(Index of Bioassessment Integrity)方式[7] 。

不外跟着研究的前进，愈来愈多的学者认为河道健康还招考虑人类价值。Meyer认为河道健康指的是河道在保持其生态系统布局与功能的同时，可以或许为人类社会供给办事[8] 。Fairweather认为河道健康包括着活力、生命力和公家对其的情况期望[9] 。Vugteveen认为河道的健康包括着活力和恢复力，和知足社会经济需要的能力[10] 。Australia健康河道委员会认为健康的河道可以或许与其情况、社会和经济特点相顺应，可以或许支持社会所但愿的河道的生态系统、经济行动和社会功能[11] 。

因为国情的分歧，国内研究者在河道健康的熟悉上，强调的是保持河道本身生命和其功能的健康，以河道对人类社会的办事功能为焦点，同时包罗河道的生态情况和天然布局。刘昌明等认为健康河道就是河道在响应期间其社会功能与天然功能可以或许平衡阐扬，在这类环境下，河道具有杰出的水沙通道、水质和河道生态系统[12] 。董哲仁认为河道健康实际上是一种河道治理的评估东西[13] 。刘晓燕认为河道健康尺度是一种社会选择，是相对意义上的健康[14] 。李国英认为黄河的健康指的是能保持其生命功能，表现在水资本总量、洪水造床能力、水流挟沙能力等方面[15] 。文伏波认为健康长江指的是可以或许可延续地知足人类需求，不克不及对人类平安和社会的成长组成要挟[16] 。

是以河道健康的界说不但得基在它的天然属性，也离不开其社会属性。分析现有的关在河道健康的研究内容，健康的河道应当知足：一是河流和岸边带布局形态的不变；二是河道生态系统布局的完全性和功能的完整性都处在杰出状况；三是能为社会经济的成长供给杰出办事功能。

3. 河道健康评价方式

若何操纵河道健康的概念与理论研究指点现实利用，要害在在肯定一套公道的评价方式。有用的评价方式应当具有以下特点：1) 成立在科学理论系统的根本上；2) 可以或许简化并量化复杂的河道生态现象；3) 可以或许活络地响应河道生态系统的转变而免受分歧时候或空间的干扰；4) 可以或许顺应必然的空间标准；5) 能够知足河道治理的需要[16] 。近30年以来，跟着河道健康评价的不竭成长，构成了浩繁的各具特点的评价方式，从评价道理上来看首要能够分为两类：猜测模子法(Predictive Model)和多样性目标法(Multimetircs)。

猜测模子法基在以下道理：以无人类勾当干扰或干扰较小的河段为参考河段，成立经验模子，以此猜测被评价河段自然前提下的物种构成，并与现实的物种构成进行对照量化阐发[17] [18] 。评价步调以下：1) 模子的成立。拔取无人类勾当干扰或干扰较小的河段作为参照，搜集该河段的情况变量因子和生物构成材料，并成立他们之间的经验关系；2) 被评价河段生物构成(E)的摹拟。搜集被评价河道的情况因子数据并代入经验模子，获得被评价河道健康环境下的生物构成(E)；3) 健康指数(O/E)的计较。将被评价河段的现实生物构成(O)与猜测的生物构成(E)比拟。O/E值的规模为0~1，越接近1其健康状态越好，越接近0则健康状态越差。RIVPACS和AUSRIVAS就是这类方式的代表[16] 。

多目标评价法是根据评价尺度，经由过程把评价河段的生物化学和形态特点与参照河段进行对照并打分，将各项得分累计而进行健康评价。该方式在Australia和美国等国度获得了普遍利用，此中比力闻名的代表性方式有：IBI、RCE、ISC、RHS、RHP。

这两类方式都是基在跟参照河段的对照来进行评价，在评分前会按照河流的形态和生境对参考和被评价河流进行同一分类，最初经由过程计较得分来反应健康水平(固然评分体例分歧)[16] 。猜测模子法建模进程比力复杂，而且首要是经由过程单一物种进行比力评价，假如被评价河段的转变不克不及反应在这一物种的转变上时，就没法进行评估。多目标评价法相对简单，轻易被非专家人群所理解，而且斟酌的因子比力多，可是若何有用地将分歧的目标分析打分具有必然的客观性。表1给出了这两类方式中的代表性方式RIVPACS(属在猜测模子法)和IBI(属在多目标评价法)的对照阐发[19] 。

4. 河道健康评价的成长状态

4.1. 国外河道健康评价成长状态

国际上良多国度都展开了河道健康评价的实践研究，此中美国、Australia、南非、英国和欧盟的实践工作比力有代表性。

美国在1989年提出了快速生物监测和谈RBPs(Rapid Bioassessment Protocols)，并在1999年对和谈进行了修订，该和谈供给了河道藻类、水生附着动物、两栖动物、鱼类和歇息地的监测和评价方式和尺度[20] 。美国天然庇护协会提出淡水生态的全体性目标，包罗水文形式，水化学形式，歇息地前提，水的持续性和生物构成等)[21] 。美国还偏重在河道生态系统功能评估的《河道地貌指数方式》HGM (Hydrogeomorphic)，评估河道湿地的15种功能[1] 。

Australia在1992年展开国度河道健康打算)[22] ，首要东西是“Australia河道评价系统”AUSRIVAS (Australian River Assessment System)，AUSRIVAS是针对Australia河道的特点对RIVPACS方式的改良。另外一个方式是Australia的溪流状况指数(ISC)(Index of Stream Condition)，它在以河道原始天然状况为参照系统的根本上，建立了基在河道水文学、形态特点、河岸带状态、水质和水生生物5方面，共22项目标的评价目标系统，将参照系统与河道近况进行比力并打分，在计分的根本上分析评价河道健康状态 [23] -[27] 。

南非在1994年制订了河道健康打算，该打算选用河道无脊椎动物、鱼类、河岸植被、生境完全性、水质、水文、形态等作为河道健康的评价目标，特殊地，对河口地域提出了生物健康、水质和美学健康指数来分析评估其健康状态)[20] 。在这个打算中有针对换查河道形态和歇息地指数的方式，即河道地貌指数方式(ISG)(Index of Stream Geomorphology))[1] 。

英国在1998年提出“英国河道庇护评价系统”，该评价系统经由过程查询拜访评价六年夜恢复尺度即天然多样性、自然性、代表性、罕见性、物种丰硕度和非凡特点来肯定英国河道的健康状态[23] [28] 。英国情况署用制订针对河道歇息地的评估方式(RHS)(River Habit Survey)来查询拜访河道形态、地貌特点和横断面形态，合用在颠末年夜范围革新的河道[29] 。英国另外一个行动是对河道近况进行查询拜访，包罗布景消息、河流数据、堆积物特点、植被类型、河岸腐蚀、河岸带特点和地盘操纵几方面，经由过程这些目标来评价河道生

Table 1. The comparison of RIVPACS and IBI

表1. RIVPACS法和IBI法的对照阐发

态情况，并判定河道近况与无人类干扰状况之间的不同)[30] ；另外，英国还成立了以“河道无脊椎动物猜测和分类系统”RIVPACS(River Invertebrate Prediction and Classification System)为根本的河道生物监测系统[31] 。

2000年欧洲议会和欧盟理事会制订了《欧盟水框架指令》，并在12月22日正式实行[21] 。该指令是欧盟在河道修复工作中最主要的指令，其目标包罗改良水生态系统和间接依靠在水生态系统的陆地生态系统和湿地的状态，增进水的可延续操纵，强化水情况的庇护和改良等。并把到2015年所有河道到达杰出状况作为重要方针。水框架指令要求成立分类系统，经由过程测定特定生物、水形态、化学和物理化学的质量要素前提，来评估河道的生态健康状态。具体目标如表2所示[32] 。

在该指令的指点下，荷兰、奥地利、意年夜利、德国等都展开了河道健康的评估和进一步的修复工作。

4.2. 国内河道健康评价成长状态

国内是最近几年来才存眷河道健康的，唐涛等在2002年在《河道利用生态学报》上颁发了《河道生态系统健康和其评价》。继而，专家们在这一范畴进行深切研究，并进行了实践。随后健康黄河、健康长江、健康珠江等概念接踵被提出。

为了慢慢修复和保持黄河健康，黄河水利委员会提出“保持黄河健康生命”治河新理念。一些学者已对黄河健康做出了评价。刘晓燕用低限流量、河流最年夜排洪能力、平摊流量、滩地横比降、水质种别、湿地范围、水生生物、供水能力等目标评价黄河健康，并肯定了这些唆使因子的阈值[33] -[36] 。赵彦伟成立了包罗水质、水量、水生生物、物理布局与河岸等5个要素的黄河健康评价目标系统[37] 。张世杰把杰出的水体水质和平安畅达的水沙通道作为下流黄河健康的两个主要目标，并在此根本上给出了黄土高原泥土的答应流掉量[38] 。赵锁志对黄河内蒙古段的生态系统健康状态进行了评价，从水文、物理形态、水质、水生生物4个方面拔取了河岸抗冲性、河岸植被笼盖率等14个目标[39] 。

长江水利委员会提出了由1个方针层、3个系统层、5个状况层和14个目标层组成的健康长江评价目标系统。具体包罗河流需水量知足水平、防洪项目完美率等12个定量目标和水系连通性、珍稀水活泼物存活环境2个定性目标[40] -[43] 。这是中国首个系统化的河道健康目标系统。

珠江水利委员会提出的目标系统包罗河岸河床不变性、水面面积率、与四周天然生态连通性、鱼类歇息地和鱼道状态等26个目标[44] 。金占伟选择了河道形态、生态功能、社会办事、社会影响4个方面14个评价目标[45] 。林木隆从整体层、系统层、状况层、目标层四个层面成立了由20个目标构成的珠江评价目标系统[46] 。

值得存眷的还由中澳两边合作的中国河道健康与情况流量项目，该项目是中澳情况成长火伴项目(ACEDP)下的一个子项目。项目团队由国际水资本中间牵头，包罗中澳两边的专家，别离在黄河试点(黄河下流)、珠江试点(桂河)、辽河试点(太子河)展开河道健康评估工作。采纳的目标有水质和生物目标、水文目标、物理形态目标和社会经济目标[47] 。该项目能够为此后中国在实行河道健康监测打算方面供给宝

Table 2. Indicators of assessing river healthy by EU Water Framework Directive

表2. 欧盟水框架指令用在评估河道生态健康状态的目标

贵经验，特别是制订全国性打算时。

5. 机缘和挑战

综不雅河道健康内在和国表里健康河道评价方式和成长状态，国表里非论是在河道健康的内在仍是评价方式上都有所不同。中国粹者在界说河道健康时，不但斟酌其天然属性，同时强调其办事人类的社会属性，如防洪抗旱、浇灌航运等。国外学者多从生态、水文、物理形态、水质等方面评价河道健康，而中国在斟酌这些目标的同时，也将河道的社会功能纳入目标系统当中，所以会拔取防洪能力、水资本开辟操纵等目标。究其缘由是国外的河道健康研究起步较早，如欧美、Australia等国度，而我国今朝还处在水利水电扶植期间，水资本高度开辟，具体国情有别在西方国度，是以我国现阶段的河道健康评价系统是基在本身的社会经济成长状态而定的。

水是生命之源、出产之要、生态之基，2011年中心1号文件强调了水资本是支持人类保存与成长、生态情况庇护之底子[48] 。我国今朝面对水患害加重、水资本欠缺、水情况恶化、水生态掉衡和水治理轨制扶植亟待增强的五洪流问题，处理这些问题已成为迫在眉睫的主要使命。河道健康评价与治理研究为我国实行生态文明扶植供给了一个方面的支持。国度强调生态文明扶植，也给河道健康评价与治理研究供给了机缘与挑战。

瞻望将来，我国的河道健康评价工作可能需要进一步展开以下方面的研究与实践：

1) 评价尺度简直定：在对河道进行健康评价时，要先肯定参照系统，即选定无干扰或干扰较少时的河道系统。在河道近况与参照系统比力的根本上，进行河道健康状态的评估。可是没有人类干扰的状况是不是就是健康状况，这个问题值得思虑。

2) 成立完全的监测系统：不管选择哪一种评价方式，都触及年夜量目标，需要搜集年夜量的材料。而取样体例和数据处置的体例城市影响评价成果的可比性。另外一问题是因为河道健康的概念是比来几十年才鼓起，是以在这之前的生物要素等方面的材料有所缺掉。所以要对河道进行持久的监测和评估，以包管材料的完全性。另外还要培育河道健康评估专业手艺人员，特殊是水生生物监测人材。

3) 增强科技手艺利用根本的研究：生态文明扶植中的水资本平安保障常识系统，是指科学手艺立异和其在生态文明扶植中水平安保障的利用手艺成长。它涵盖了地球系统科学、水文学、生态学、情况学、消息学和社会科学等。跟着经济社会成长和全球情况转变，我国水欠缺、水污染、水生态、水患害、水治理5个问题复杂交叉，是一个复杂的水系统问题，并间接触及多方面的国度平安。处理上述水问题的焦点是水轮回研究，需要以流域为根基单位，说明以水轮回为纽带的流域水系统的物理、生物与生物地球化学、人文等三年夜进程的联系和其反馈机制，成长多要素、多进程、多标准流域水系统分析摹拟科学平台，成立水系统的调控模式和良性水轮回保持河道健康的有用路子。针对我国的生态文明扶植中的河道健康评价与水资本治理问题，特殊需要增强生态水文学和水系统理论利用根本的支持研究。

4) 成立全国性的指点文件：固然说每一个流域有其本身特点，但河道是个开放的系统，彼此之间是有联系的。所以各个流域治理机构的合作会加倍有益在各河道的健康成长。莱茵河、多瑙河等欧洲年夜型河道的成功管理经验，是《欧盟水框架指令》成立的布景和根本。我国应在鉴戒国外进步前辈经验的根本上，按照国内河道的特点，成立全国性的河道健康评估的框架，来指点各个流域的治理。诸如水量、水质和水生态系统的一体化治理政策，成立渡水当局部分的调和机制和增强流域治理中的公家介入等。

基金项目

国度天然科学基金(No. 51279140)，国度“十二五”水专项淮河课题(No. 2014ZX07204-006)。

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NOTES

作者简介：王超(1990-)，女(汉)，湖南，武汉年夜学水文和水资本系，硕士研究生，首要处置河道健康评估方面的研究。来历 ：https://image.hanspub.org/Html/2-2410159_13564.htm