基于水功能区划的河湖健康内涵与评估原则

王乙震,郭书英,崔文彦

(1.海河流域水环境监测中心,天津 300170; 2.海河流域水资源保护局,天津 300170)

河流、湖泊具有重要的生态功能、环境功能和社会服务功能,为人类生存和社会发展提供重要的物质基础和保障条件。我国河流数量多,全国大小河流总长达42万km,流域大于100 km2的河流约有5万多条,流域面积达1 000 km2的河流也有1 500多条,这些河流为国家社会经济发展和保障人民生活发挥着重要的作用[1]。随着水资源开发利用和污染物排放强度的增大,全国57%的河流水体受到严重污染,使河流水生态系统显著退化,河流的水生态环境问题已成为我国主要的环境问题之一[2]。我国湖泊问题也较为严重,其数量、面积和分布近几十年来发生了较为显著的变化,根据马荣华等[3]的研究,近30年来我国面积大于1.0 km2的湖泊消失243个,远远超过新生和新发现的湖泊数量。我国湖泊正面临着湖泊萎缩与调蓄能力减小、水质下降与富营养化加重、生物多样性减少与生态退化、河湖水力和生态联系阻隔以及湖岸线和环湖地带过度开发等问题[4]。我国河流和湖泊水环境、水生态等受到破坏,严重影响人类日常生活和社会经济可持续发展,其水资源开发利用、饮用水安全保障等社会服务功能逐渐得不到有效保障,对人类的长远利益构成严重威胁。

自20世纪80年代起,人们对河流、湖泊的健康问题越来越重视,河流、湖泊管理的目标从单一的水资源功能管理扩展到对生态系统的管理[5]。河湖健康评估作为一种管理制度,用以评估河流、湖泊生态系统在自然条件与人类活动共同作用下长期演化过程中的完整性和可持续性,以期在生态系统保护与水资源开发利用间取得平衡[6]。河湖健康评估的实质是对河流、湖泊在某一时间的生态、环境和社会服务状态进行诊断。本文结合重要江河、湖泊水功能区划管理制度,以及河湖健康评估已有相关概念、原则、方法[2,5-9],探讨基于水功能区划的河湖健康内涵及评估原则,以期促进重要江河、湖泊水功能区划与河湖健康评估两种管理制度的有机结合,为流域重要河流、湖泊管理、规划与保护提供技术支撑。

1 河湖健康内涵

健康是指系统在受到各种不良环境影响下,其结构和功能保持相对稳定状态,并具有可持续发展和不断完善的特性[10]。河流、湖泊即是在相应的地理、气候、水文条件下长期演变过程中形成的完整、和谐的生态系统[11],河流、湖泊与健康的结合是社会可持续发展和价值进步的必然结果,其健康内涵从本质上可以反映出人类对河流、湖泊管理的目标与方向,这成为河流、湖泊管理的导向。由于河流、湖泊在不同区域的基本特征(如规模、类型、时空差异等)、地理条件、基本国情、人类活动以及人们对河流、湖泊的价值判断等存在差异,目前河湖健康评估相关研究尚不成熟,国内外专家和学者对河湖健康内涵的理解不完全一致,仍未达成统一的认识。

河湖健康概念始于1972 年的美国《清洁水法令》,该法令对河流健康的定义是物理、化学和生物的完整性,其中完整性指维持生态系统自然结构和功能的状态[12]。Karr[13]在河流健康评估中引入生态学的基本概念,提出只要河流生态系统当前的使用价值不退化且不影响其他系统,其完整性即使有所破坏,但仍然可认为是健康的;Schofield等[14]提出河流健康是与同一类型河流未受破坏的相似程度,尤其是在生物多样性和生态功能方面。这些研究强调的是河流生态系统自然属性内容的健康,认为河流、湖泊仅具有自然属性,河湖健康基本等同于生态系统自然属性的健康。但是河流、湖泊往往不是孤立存在的,它与人类社会紧密联系形成一个自然-社会经济复合系统[15],河流、湖泊的健康问题往往是源于人类活动的影响,人类对河湖健康问题的研究是为了维护河流、湖泊的可持续性,以满足人类社会发展的合理需求。因此Meyer等[16-17]随后将河流对人类社会的服务价值纳入河流健康内涵之中,认为健康的河流除了能够维持其生态系统结构和功能正常的同时,还需要满足人类与社会的需要和期望;Fairweather等[18-19]也认为探讨河流健康内涵时应考虑河流健康的社会、经济和政治等方面,在此基础上提出河流健康的判断应包括生态标准和人类由该系统获得的价值、用途和适宜性。澳大利亚的河流健康委员会认为健康的河流是与其环境、社会和经济特征相适应,能够支撑满足社会需求的生态系统、经济行为和社会功能的河流[20]。Liu等[21]立足于我国的河流现状,提出河流健康是在相应时期河流的社会功能与自然功能相和谐并能够均衡发挥,其标志则是良好的水质、畅通的河床以及能维系的河流生态系统。

由此可见,随着人类对河湖健康内涵的研究和认识逐渐深入,虽然在其定义上存在一定差异,但始终还是围绕河流、湖泊自身生态系统完整性和社会服务价值两方面来探讨。生态系统完整性反映的是河流、湖泊水文、形态结构、水质、生物等层面功能的完整,生态系统完整性健康与否是河流、湖泊发挥生态和环境功能的体现,属于自然属性范畴;河流、湖泊社会服务层面反映的是对人类经济社会发展的支撑和贡献,是人类开发、利用、保护河流、湖泊并维持其健康的重要目的,社会服务功能健康与否是河流、湖泊发挥社会服务功能的反映,属于社会属性范畴。因此,河湖健康的内涵是河流、湖泊生态系统保持其水文、形态结构、水质、生物等层面功能的完整性并能维持社会服务价值,具有生态、环境和社会服务功能,满足人类社会可持续发展的需求。

2 水功能区划

水功能区,是指为满足和平衡河流、湖泊水资源合理开发利用和有效保护的需求,根据其水资源的自然条件、功能要求、开发利用现状,按照流域综合规划、水资源保护规划和经济社会发展要求,在相应水域根据其主导功能划定并执行相应质量标准的特定区域。

为加强水资源管理与保护,2012年国务院批复了水利部会同国家发展和改革委员会、环境保护部拟定的《全国重要江河湖泊水功能区划(2011—2030年)》,为全面落实最严格水资源管理制度,做好水资源开发利用与保护、水污染防治和水环境综合治理工作提供了重要依据。全国重要江河湖泊水功能区划分为水功能一级区和水功能二级区,一二级水功能区合计4 493个。其中,一级水功能区划分为保护区、缓冲区、开发利用区和保留区4类,共2 888个,区划河长177 977 km,区划湖库面积43 333 km2;在水功能一级区划的基础上,根据二级区划分类与指标体系,在开发利用区进一步划分饮用水源区、工业用水区、农业用水区、渔业用水区、景观娱乐用水区、过渡区和排污控制区共7类水功能二级区,二级水功能区共2 738个,区划长度72 018 km。全国重要江河湖泊水功能区划中水功能区划分及各功能区的描述如表1所示。

表1 全国重要江河湖泊水功能区划

全国水功能区划将我国主要河流、湖泊、水库划分了不同的水功能区并根据各自水体功能规定了不同水功能区水质目标,以保证水资源开发利用发挥最大的社会、经济和环境效益,但是区划还未建立水体功能与生态健康状况之间的联系。唐涛等[22]认为水功能区管理制度可以满足一定的河流管理需求,但对河流的生态状况关注不够,在实际应用中难以遏制河道系统功能继续退化的态势。因此亟须发展基于水功能区划的河湖健康评估研究,促进水功能区划与河湖健康评估两种管理制度有机结合,为维护河流、湖泊健康,加强流域重要河流、湖泊管理、规划与保护提供基础支撑。

3 基于水功能区划的河湖健康内涵与评估原则

3.1 河湖健康与水功能区划的关系

耿雷华等[23]认为,健康的河流应能在水循环的基础上满足正常的物质和能量循环以及合理的结构和健全的功能要求,对自然干扰的长期效应具有抵抗力和恢复力,并发挥其正常的各项功能和效益。依据全国重要江河湖泊水功能区划,特定河流、湖泊被划分为具有不同功能和作用的区域,一条河流可由多种水功能区组成,用以控制和引导河流、湖泊的使用方向。水功能区划实质是要求河流、湖泊在维护其生态功能和环境功能的基础上,最大限度地发挥其社会服务功能。

水功能区划管理制度的设置满足河湖健康内涵要求,划分水体功能是为了更好地保护河流、湖泊,维护河湖生态健康并使河湖实现满足人类经济社会可持续发展的价值;河湖健康评估的目的是促进河流、湖泊水生态与水环境保护和水资源可持续利用,通过评估河流、湖泊健康状态,了解河流、湖泊自然属性和社会属性现状,协调水体功能的有效发挥与水资源保护之间的关系,实质也是为水功能区管理服务。

由此可见,水功能区划与河湖健康评估两种管理制度通过实现河湖的生态、环境和社会服务功能协调发展的目的而达到紧密结合,两者是有机统一的关系,共同为维护河流、湖泊健康状态,实现水资源有效管理与保护提供科学支撑。

3.2 基于水功能区划的河湖健康内涵

根据河湖健康内涵分析,健康的河流、湖泊应该是其生态系统水文、形态结构、水质、生物等层面功能的完整性得到保持并且社会服务价值能得到充分发挥,具有生态、环境和社会服务功能,满足人类社会可持续发展的需求。其中,社会服务功能主要侧重河流、湖泊对人类经济社会发展的支撑和贡献,是人类开发、利用、保护河流、湖泊并维持其健康的关键所在。

水功能区划要求根据不同水域的功能定位,实行分类保护和管理,比如对保护区水体,禁止进行不利于功能保护的活动,实施重点保护;对协调用水矛盾突出的省界缓冲区,实行重点监管,促进经济社会发展与水资源承载能力相协调;对保留区水体,实施现状保护,该水域为今后开发利用预留;饮用水源区、工业用水区、农业用水区、渔业用水区、景观娱乐用水区、过渡区、排污控制区等水体,实施功能保护,人类活动不得影响各自水体功能,并要求执行相应的水质标准。

由此可见,基于水功能区划的河湖健康内涵,就是河流、湖泊应保持其水文、形态结构、水质、生物等自然属性层面功能的完整,不同水功能区的主导水体功能得到维护并可持续发挥,水资源得到合理使用、有效管理与保护,生态、环境和社会服务功能协调统一,为人类社会可持续发展服务。

3.3 基于水功能区划的河湖健康评估原则

通过建立系统科学的河湖健康评估指标体系反映河流、湖泊健康状况是河流、湖泊环境质量管理和生态系统保护的重要环节。近年来,国内外关于河湖健康评估指标体系研究多有报道并付诸实践,构建了一系列各具特色的指标体系和评估方法,支撑了河流、湖泊环境质量管理和生态系统保护,如澳大利亚溪流状况指数(ISC)[24]和河流评估系统(AUSRIVAS)[25]、美国快速生物评估协议(RBPs)[26]、英国河流栖息地调查(RHS)方法[27]及河流无脊椎动物预测和分类系统(RIVPACS)[28]、南非栖息地完整性指数(IHI)[29]、欧盟水框架指令(WFD)[30]等。近年来,我国在建立河湖健康评估指标体系,以及实现河流、湖泊的可持续管理等方面开展了大量研究[5,31],但由于我国幅员辽阔,全国七大流域的河流、湖泊因地理位置、气候等自然条件的不同,使其水文、水质、生态系统差异较大,因而评估河湖健康的指标也不同。目前,虽然各大流域已经逐步开展河湖健康评估工作,开始从河湖健康角度管理与保护河流、湖泊,但是全国标准的河湖健康评估指标体系尚未建立,因此并不利于指导流域层面的河流、湖泊管理与保护工作。在国务院批复的《全国重要江河湖泊水功能区划(2011—2030年)》基础上,建立基于水功能区划的河湖健康评估指标体系,有助于从水功能区管理角度,推动全国河湖健康评估指标体系的发展与不断完善。

基于水功能区划的河湖健康评估指标体系中,河流、湖泊自然属性包含水文、形态结构、水质、生物等准则层,社会属性主要包含反映社会服务功能的经济和社会等准则层,该指标体系的健康河流、湖泊特征如表2所示。

根据以上分析,要建立基于水功能区划的河湖健康评估指标体系,需要在特定河流、湖泊所处的水功能区中,根据不同水功能区的自然属性和主导水体功能类型,确定评估的重点,由此设置不同水功能区评估体指标系中各属性权重及评估指标,体现不同河流、湖泊水功能区特征。基于水功能区划的河湖健康评估重点确定原则如表3所示。同时,评估指标的设置原则应该体现上述基于水功能区划的健康河流、湖泊特征,才能够全面反映河流、湖泊的健康状态。

表2 基于水功能区划的河湖健康评估指标体系的健康河流、湖泊特征

4 结 论

基于水功能区划的河湖健康,其内涵就是河流、湖泊应保持其水文、形态结构、水质、生物等自然属性准则层功能的完整,不同水功能区的主导水体功能得到维护并可持续发挥,水资源得到合理使用、有效管理与保护,生态、环境和社会服务功能协调统一,为人类社会可持续发展服务。基于水功能区划的河湖健康评估,应根据不同水功能区的自然属性和主导水体功能类型,确定评估的重点,由此设置不同水功能区评估体系种各属性权重及评估指标,同时评估指标的设置应该体现基于水功能区划的健康河流、湖泊特征,才能够全面反映河流、湖泊的健康状态。

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