河流健康评价研究进展及青浦区建议

黄春霞，邹丽敏，赵慧慧

（1.上海市青浦区赵巷水务管理所，上海 201799；2.上海市排水管理处，上海 200001）

河流生态系统是物质循环的重要通道，具有调节气候、改善生态环境及维持生物多样性等多种功能。随着工业文明的迅速发展，河流生态系统不断受到人为干扰和损害，如何科学有效地评价、恢复和维持一个健康的河流生态系统已成为近年来河流管理的重要目标。

1 河流健康的内涵

河流健康理念最早于1972年在美国的《水污染控制修正法》中提出，其后20年，维持和保护河流生态健康已成为欧美国家河流流域管理的重要目标。然而，由于河流特性、国家地理、基本国情、价值观以及专业学者理解的差异性，至今，对于河流健康的真正内涵，人们仍未达成共识。学者Karr等人认为河流生态系统健康是指河流生态的平衡、完整及适应性[1]。Bormann等人认为，生态系统健康是一种“程度”，是生态可能性与当代人需要之间的重叠，强调健康河流生态系统不仅要维持系统自身的结构和功能，还应满足人类的社会需求[2]。但就根本差异而言，可将这些观点分为两类，一类侧重生态系统，强调河流自身生态系统的完整性，在时空的变化过程中是否能够保持其各项指标和功能；另一类是强调发展的可持续性，即河流的社会价值是否能够满足人类日益增长的物质需求。笔者认为，河流健康的涵义应该将二者有机结合起来，即在满足河流生态系统完整性的同时保障可持续发展，健康的河流不仅应保持生态学意义上的完整，还应强调其生态服务功能的发挥。

2 国内外研究现状及分析

20世纪中期，化学污染物对水质影响曾一度备受重视，河流理化指标的监测成为当时河流管理的主要手段之一。直到20世纪末，人们逐渐认识到河流生物群落具有整合不同时间尺度上各种化学、物理和生物影响的能力。从此，生物监测成为河流健康评价的主要手段。迄今为止，河流健康监测计划已在许多国家展开，如美国、英国、澳大利亚、南非等国家相继根据自身区域环境特点，提出RIVPACS、AUSRIVAS、IBI、ISC、RHP等一系列河流健康评价方法和框架，并开展相应的评价实践。

2.1 发达国家开展的河流健康评价

随着不同区域及不同尺度研究的持续深入，从综合系统的角度评判河流健康状况已成为河流保护与管理的国际趋势。20世纪中期以来，日本政府对国内河流、河岸缓冲带进行大规模改造，城市及经济发展使各种废水进入水体，导致河流水质及水生生物栖息地环境质量急剧下降，大量淡水鱼类濒临灭绝[3]。为拯救水生生物多样性，日本于20世纪90年代初开始实施“创造多自然河川计划”，并相继出版《多自然河流修复手册》[4]。美国是河流健康研究起步最早的国家，早在1972年就提出了河流健康理念，1989年其环保署流域评价与保护分部确定了旨在为全国水质管理提供基本水生生物数据的快速生物监测协议。目前，其河流健康评价仍然走在世界的前列。

2.2 河流生态系统健康的评价方法

虽然关于河流生态系统健康的评价已经研究多年，但其指标体系尚处于探索阶段，有待于进一步的研究和完善[5]。其评价方法从原理角度可分为两类[6]。一是预测模型法。该法主要通过物种相似性的比较来进行评价，即将同一地点的现状及无人为干扰时的生物组成情况进行对比，进而评价。该方法指标相对单一，如外界干扰发生在系统的较高层次上，而没有造成物种变化时，这种方法就会失效。二是多指标法。该法对观测点与参考点的系列生物特征指标的比较结果进行计分，通过最后的累加得分进行健康评价。该方法为不同生物群落层次上的多指标组合，能较客观地反映生态系统变化。

目前应用较多的为多指标法，其中生物指标评价在现今国内外水生生态系统健康研究中应用较多[7]。而综合指标体系评价是近年发展起来的一种新方法，已逐步成为河流健康评价的主流方法。综合指标体系评价法综合物理、化学、生物，甚至社会经济指标，评价河流甚至流域内生态系统的健康状况，反映河流、土地利用和人类社会三者之间的相互作用[8]。常见的指示物种有鱼类、底栖无脊椎动物和浮游植物。

选取的指示物种的群落结构和优势种等要素的变化与河流退化程度之间的联系，可以表征河流系统的健康程度。其中，鱼类指标能够在不同空间范围内对环境影响进行表征，并且分类、生态需求和生命周期都比其他综合指标更为明确，因此已被广泛运用[9]。此外，有学者开始研究将浮游藻类纳入指示生物指标体系中，但这种方法对技术要求较高，要在短时间内进行普遍应用存在一定难度。此外，浮游藻类的环境敏感性较强，生命周期较短，受环境影响较大。因此，人们需要充分了解浮游藻类和环境因子间的响应关系后，才能有效进行评价，其发展与普及受到制约。

2.3 我国河流健康评价方法发展现状

目前，美国、英国、德国等国在河流、湖泊生态系统健康评价、农业生态系统健康评价等方面已经开展大量工作，但我国在该领域的研究才刚刚起步，相关文献报道较少[10]。现阶段，我国的河流健康评价方法尚不成熟，尤其是我国幅员辽阔，情况复杂，缺乏统一的标准及评价体系。目前，很多研究往往采用生物指标、水质指标进行单一水质评价。由于水域环境的差异性和水体社会功能的区别，国外现有的一些综合评价方法难以直接应用于国内河流中，这在一定程度上也阻碍了我国河流管理的发展进程。

3 青浦区河流健康评价建议

青浦区位于太湖流域下游，属平原感潮河网地区，境内河网密集，为上海市水资源最丰沛的区域。目前，青浦区河流主要存在以下问题。

3.1 青浦区河流存在的问题

3.1.1 污染

青浦区境内共有河道1817条，总长度为2155.07 km，河网密度为3.19km/km2。1999年汛期，本区大部分河道的水体已严重污染，水质为劣Ⅴ类。而非汛期水质状况略好于汛期，但仍以劣Ⅴ类为主。其污染指标以COD（氧化需氧量）、NH3-N（氨氮）为主[11]。

3.1.2 淤积

青浦属于碟形低洼淀泖地区，周边市县径流会携带一定量的泥沙汇入本区，这是汛期本区水质较差及河道淤积、反淤积现象的主要因素之一。区内土质松软、水旱轮作、降雨丰富，水蚀性水土流失特征明显，加速了河道淤积速度。

3.1.3 闸泵控制

区内泵、坝、闸大量使用，水利工程的束水、阻水作用使得大量河流呈现“水库型”河道的状态。河流的水动力明显变缓、水力停留时间明显增加，加速了生态系统的恶化。

3.1.4 生态脆弱

区内河道硬质化、平直化、滨水带缩减现象较普遍，隔断了水土交换平衡，缩减了水生植被区系，阻断了水生食物链，河道生态系统功能脆弱化严重。

3.2 青浦区河流健康评价可采取的方法

青浦区属平原地区，对河流的人为干扰较为严重。而人类活动如水利工程、工农业开发、过度捕捞等都会导致河流的地貌形态、水质理化特征、水文特征及河流营养物质特征发生不同程度的变化。人类的干扰活动能否改变河流内的微生境，其对河流健康影响如何？另外，针对本区水资源现状，青浦区水务局采取了“千河整治行动”、黑臭河道专项整治和水系沟通等措施，这些措施是否会对河流健康起到正面效应？这些都是亟待探讨和研究的问题。

水是生命之源、生产之要、生态之基，2011年中央1号文件将水资源的重要性放在前所未有的高度。中央决定投入大量资金解决我国的水资源问题。青浦区应该把握这一契机，适时进行本区的河流健康评价，然后有针对性地开展治理活动，这或许是解决本区水资源危机的有效途径。

依据国内外研究文献，结合本区的水资源特性，笔者建议，青浦区的河流健康可采取生物完整性指数（Index of Biotic Integrity，IBI）进行评价。该体系是通过对生态系统中某一类群落（如鱼类、底栖无脊椎动物和浮游生物等）的物种组成、多样性及功能机构方面进行分析，将其和相应的标准体系比较，然后根据分类指标评定选定区域的优劣，属于生态系统健康评价指标中适宜程度指标，对于不同的生态系统具有一定的诊断能力和早期预警能力。此外，青浦区的河流健康可采取鱼类生物完整性指数的方法。鱼类生物完整性指数具有诸多优点，如野外鉴定相对简单、生活史较长、分布范围广、营养级别多、对环境变化响应敏感等，近年已被广泛应用到欧洲、非洲、亚洲及大洋洲[12-14]。

4 结语

河流健康评价体系能够明确河流的健康状态，为环境管理和生态修复提供理论基础，同时提高环境管理和生态修复的针对性和有效性。本文综述了河流健康评价的研究进展，并针对青浦区的具体特征提出相关建议。青浦区水务局要积极与渔业部门开展合作，建立长效河流健康评价机制，切实掌握本区河流健康情况，及时调整综合治理方案，为本区河流的可持续发展作出切实的贡献。

参考文献

1 Karr J R.Defining and measuring river health[J].Freshwater Biology，1996，（23）：21-34.

2 Bormann F H.Ecology：A personal history[J].Annual Review Energy and Environment，1996，21（1）：1-29.

3 片野修，森誠一.希少淡水魚の現在と未来-積極的保全のシナリオー[M].東京：信山社，2005.

4 多自然川づくり研究会.多自然川づくりポイントブッケⅡ川の営みを活かした川づくり[M].東京：西印刷株式会社，2008.

5 王 鹏.河流健康评价及修复研究[D].合肥：合肥工业大学，2007.

6 赵彦伟，杨志峰.河流健康：概念、评价方法与方向[J].地理科学，2005，（1）：119-124.

7 张 远，郑丙辉，刘鸿亮，等.深圳典型河流生态系统健康指标及评价[J].水资源保护，2006，22（5）：13-18.

8 Tony P.Multiple attributes decision analysis for ecosystem management[J].Ecological Economics，1999，30（2）：207-222.

9 Neumann D.Ecological rehabilitation of a degraded large river system- considerations based on case studies of macrozoobenthos and fish in the lower rhine and its catchment area[J].International Review of Hydrobiology，2002，87（2）：139-150.

10 黄 艺，文 航，蔡佳亮.基于环境管理的河流健康评价体系的研究进展[J].生态环境学报，2010，19（4）：967-973.

11 青浦区水务局.青浦区2003-2005年郊区水利三年行动计划[EB/OL]（.2004-04-30）[2018-01-09].http：//water.shqp.gov.cn/gb/content/2004-04/30/content_25395.htm.

12 Magalhaes M F，Ramalho C E，Collarespereira M J.Assessing biotic integrity in a Mediterranean watershed：development and evaluation of a fishbased index[J].Fisheries Management and Ecology，2008，15（4）：273-289.

13 Zhu D，Chang JB.Annual variations of biotic integrity in the upper Yangtze River using an adapted index of biotic integrity （IBI）[J].Ecological indicators，2008，（8）：564-572.

14 Liu Y，Zhou F，Guo HC，etal.Biotic condition assessment and the implication for lake fish conservation：a case study of Lake Qionghai，China[J].Water and Environment Journal，2009，23（3）：189-199.