基于湖泊完整性的查干湖健康评价

吴计生，梁团豪

（1.松辽水环境科学研究所，吉林长春 130021；2.松辽水利委员会流域规划与政策研究中心，吉林长春 130021）

湖泊是水资源的重要载体，是自然生态系统的重要组成部分，近年来，国内外一些专家和学者对湖泊健康理论、评价技术及不同水体应用开展了相关研究，Karr、赵臻彦、刘永、任黎等[1～4]研究了湖泊健康的内涵、评价体系、评价方法等，帅红、张峰、程南宁、汪阳、薛联青等[5～9]分别在洞庭湖、南四湖、太湖、洪泽湖等流域开展湖泊健康评价工作，从理论和实践方面进行了有益的探索。但目前国内外更多关注的是热带、亚热带地区的湖泊健康状况，对北方浅水湖泊的健康评价研究较少。

本文以吉林省查干湖为评价水域，基于水文水资源、物理结构、水质、生物和社会服务功能等5个准则层对湖泊健康状况进行评价，并分析其健康压力的主要表征，为进一步优化和提升湖泊系统功能、湖泊动态综合管理提供科学依据。

1 查干湖概况

查干湖位于松嫩平原中部，霍林河末端与嫩江的交汇处，是我国东北平原第一大淡水湖。湖面呈狭长状，湖岸线长128 km。蓄水高程130 m时，湖水面积420 km2，蓄水量5.89亿m3，平均水深2.5 m。查干湖湿地是由湖泊、沼泽、沼泽化草甸等不同生态系统复合而成的、以浅水型湖泊为核心的典型湿地生态系统，2007年列入国家级自然保护区，属半干旱温带大陆性季风气候。

20世纪80年代初，因霍林河断流，使查干湖生态恶化，濒于干涸[10]。当地政府动员民众挖渠引第二松花江及前郭灌区退水进行生态补水，使查干湖水生态系统逐渐恢复。广义的查干湖由查干湖、新庙泡、辛甸泡、库里泡组成，新庙泡经人工渠与查干湖贯通，查干湖泄水入库里泡后进入嫩江。

2 湖泊健康评价指标体系与评价方法

2.1 评价指标体系

湖泊健康主要体现在湖泊形态结构、生态环境功能和社会服务功能三方面。本文根据查干湖流域特征，构建了目标、准则、指标三级递进的湖泊健康评价指标体系。目标层——查干湖湖泊健康，准则层——水文水资源、水质状况、水生生物、湖滨带状况、社会服务功能等5个准则，指标层——最低生态水位满足状况、湖滨带状况等16项指标。通过逐层评价，揭示湖泊形态结构及生态、服务功能的健康状况。各指标标准建立方法及指标具体权重见表1。

表1 查干湖湖泊健康评价指标体系

2.2 评价方法

1）湖泊生态完整性评价

湖泊生态完整性评价是从湖泊生态系统属性考虑，对水文水资源、水质状况、水生生物、湖岸带准则层在湖泊尺度进行综合评价。其计算公式：

式中：LEI为评价湖泊赋分；HD为水文水资源准则层赋分；WQ为水质准则层赋分；AL为水生生物准则层赋分；PF为湖岸带准则层赋分；HDw，WQw，ALw，PFw分别为湖泊生态系统4个准则层的指标权重值。

2）社会服务功能准则层评价

考虑湖泊的社会属性，从水资源开发利用、防洪、水功能区达标率、公众满意程度加权评价湖泊社会服务功能。

3）湖泊健康评价标准

目前，国际上常采用参考点位法、专家判断法、历史状态法、模型推算法[11-13]建立湖泊健康指标标准。此次评价针对不同指标综合使用上述方法（表1）。在选择参考系时，采用流域内最小干扰状态作为参考点，对于与社会服务功能相关的指标，主要根据河湖管理预期目标确定评价基点。湖泊健康评价采用分级指标评分法，逐级加权，综合评分。湖泊健康共分为很健康（100～80）、健康（80～60）、亚健康（60～40）、不健康（40～20）、病态（20～）等5个等级。

3 评价结果与讨论

3.1 湖泊健康评价赋分

查干湖健康评价包括5个准则层，基于水文水资源、物理结构、水质和生物准则层评价湖泊生态完整性。根据湖泊生态完整性评价计算公式，计算出查干湖生态完整性赋分为57分，处于亚健康状态，见表2。

表2 查干湖生态完整性评估

综合考虑查干湖湖区水功能区达标率、流域水资源开发利用程度、防洪、公众满意程度等指标，查干湖社会服务功能准则层的整体得分为53分，处于亚健康状态，见表3。

表3 查干湖社会服务功能评估

经加权计算，查干湖健康评价指数最终赋分为56分。按照评价等级划分，查干湖属于亚健康状况。

3.2 湖泊健康整体特征

查干湖位于吉林省西部霍林河与嫩江交汇处，是东北亚草原区及三江平原国际珍稀鸟类迁徙的停歇地，主要保护对象是内陆湿地和水域生态系统。查干湖湿地是湖泊、沼泽、沼泽化草甸多种不同湿地生态系统复合体，也是我国东北地区重要湖群湿地之一。目前，该湖来水、泄水均无有效控制工程，经历了由濒于干涸－生态补水－生态系统逐渐回复的湖泊湿地演变过程。

查干湖环湖没有水文站，引松工程建成后，现状补水水源与天然条件下霍林河补水已形成新的水资源平衡状态，湖泊水位常年保持在129～130 m。从水文水资源准则层分析，根据历史监测最低水位和水生生物空间最小需求法推算出，查干湖最低生态水位为128.3 m。在多年平均情况下，查干湖水资源供需平衡，水位稳定，基本满足最低生态水位的要求。

从水质准则层分析，查干湖未引水前，原湖水矿化度达2.75‰，湖水枯竭期pH值达到12，其他盐类含量也很高，为劣V类水质，鱼类绝迹。引松干渠贯通后，查干湖水质得到明显改善，水体pH值下降到8.9。但受湖周农业退水影响，查干湖现状水质仍处于V类～劣V类，主要超标因子为COD、CODMn、总磷和总氮，湖泊水体呈中度富营养化，处于病态。从湿地湖泡水质差别来看，查干泡的水质明显劣于新庙泡水质。

从生物准则层分析：此次调查共采集鱼类43种，其中新增记录5种，除大银鱼外，其余池沼公鱼、贝氏（餐鱼）、光泽黄颡鱼、黄［鱼幼］4种鱼类属于本地鱼类。经多年经营，目前湖区渔业生产进入了良性发展阶段。评价湖泊底栖生物完整性指数赋分为79分，处于健康状态。

从湖岸带准则层分析：查干湖湖岸线长，湖型完整，部分湖岸为硬性砌护的堤坝，湖岸植被为堤坝上生长的少量沼生植物和沿湖公路的防护林，湖岸外围多耕地和草原。局部岸段存在农业耕作、渔业养殖、道桥建设、畜牧等人工干扰活动。由于引松渠建设，与20世纪50年代相比，查干湖湖面面积增加了72.65 km2。但查干湖位于闭流区内，湖泊河湖连通性较差，处于亚健康状态。

从社会服务功能准则层分析：受湖周农业退水等因素影响，查干湖水功能区达标率为0。目前，查干湖作为嫩江、霍林河、洮儿河流域分蓄滞洪区，现状蓄泄能力良好，分洪闸设施完好，现状可蓄水量为9.05亿m3。湖泊所在霍林河流域水资源开发利用程度偏高，已达49.1%。普通公众湖泊健康重要性的认识程度较高，查干湖冬捕文化得到不断的宣传和发展。普通公众对湖泊健康重要性的认知程度较高。

3.3 湖泊不健康的主要表征

目前，查干湖水体污染严重，水质为V类—劣V类，呈中度富营养化状态。查干湖及其周边地区地带性植被已大多被开垦为农田，湖周天然草甸植被退化，土地盐碱化问题突出。受农业开发、放牧、石油开采、旅游等人类活动影响，查干湖湖周湿地资源遭受一定破坏，加之冻融、冲刷等外力作用，局部湖滨带已形成塌岸。由于渔业生产时大规模地投放外来鱼种，对查干湖原有土著鱼类种群数量产生了一定不利影响，导致蒙古和唇［鱼骨］等鱼类种消失。

3.4 湖泊健康管理对策

1）水资源调控对策与措施

进一步加大引松入查水量，对现有引水渠道进行清淤和修复，保证洪水期最大流量；修建查干湖与嫩江渠系连通水系，保证枯水年补水路径畅通，增强河湖连通性。充分利用霍林河、洮儿河和嫩江及第二松花江的洪水资源，进行洪水资源优化配置，补充查干湖湿地水资源，实现水资源的有效利用。

2）湖滨带湿地修复与管理

对查干湖保护区湖滨带农业耕种、违章建筑等行为进行查处取缔，清除行洪障碍物，实行退耕还湿。在湖岸平缓、地势较低的地段，开展湖滨带间隔式植被缓冲带建设，恢复自然植被。通过水资源配置进行湿地补水，恢复湿地植被，开展湿地生态补偿相关研究。

3）水质修复

在湖周灌区开发建设过程中，应采用适宜的农作物技术和用水管理等综合节水技术措施，从源头上减少农田排水量。对灌区退水，应建立“灌溉－排水－人工湿地”生态净化系统，利用人工湿地中的植被吸收滞纳农田排水中的盐分、氮磷等污染物，加强生物排水作用。加强对农田排水的资源化利用，防治土壤次生盐渍化，减少水土流失，同时减少面源污染，维护湖泡水体健康。

4）鱼类资源保护

对查干湖每年投放鱼苗种类进行合理调整，既保证其对水体氮、磷元素的清除，又对本地土著鱼类不造成大的威胁，保障区域渔业生产持续稳定发展。

5）石油开发生态保护对策与措施

油田是查干湖保护区周边最大的潜在污染源。为保护查干湖生态环境，油田开发过程必须采取更加严格的生态环境保护和污染治理措施。如封闭核心区和缓冲区内现有油井，撤出全部的人员和设施，通过移植原有植被进行生态恢复，禁止在调整后的核心区和缓冲区再钻新井等。

6）制定旅游区合理承载量，严控旅游活动范围

查干湖开发旅游应遵循保护优先的原则，倡导生态旅游。旅游活动应严格限定在实验区周边，强化旅游活动管理，避免重点保护对象受到干扰。旅游资源的开发总量的设计应控制在环境容量的承载范围之内，避免重复建设，严格控制污染源。

［参 考 文 献］

［1］KARR J K.Assessments of biotic integrity using fish communities［J］.Fresheries(Bethesda)，1981（6）：21—27.

［2］赵臻彦，徐福留，詹巍，等.湖泊生态系统健康定量评价方法［J］.生态学报，2005，25（6）：1466—1474.

［3］刘永，郭怀成，戴永立，等.湖泊生态系统健康评价方法研究［J］.环境科学学报，2004，24（4）：723—729.

［4］任黎，杨金艳，相欣奕.湖泊生态系统健康评价体系［J］.河海大学学报，2012，40（1）：100—103.

［5］帅红，李景保.典型年洞庭湖系统健康综合评价［J］.地理科学，2014，34（2）：170-176.

［6］张峰，杨俊，席建超，等.基于DPSIRM健康距离法的南四湖湖泊生态系统健康评价［J］.资源科学，2014，36（4）：0831—0839.

［7］程南宁.健康太湖的概念和内涵分析［J］.水利发展研究，2011（10）：50—53.

［8］汪阳，钱汪洋，朱琳.基于GIS的洪泽湖湖泊生态系统健康分区评价［J］.水资源与水工程学报，2011，22（4）：124—127.

［9］薛联青，朱炜真，王思琪，等.基于投影寻踪的湖泊生态健康评价［J］.水资源保护，2016，32（2）：67—72.

［10］闫来锁.查干湖渔场志［M］.长春：吉林大学出版社，2010：20—35.

［11］徐志侠，陈敏建，董增川.湖泊最低生态水位计算方法［J］.生态学报，2004，24（10）：2324—2328.

［12］PETERSEN, R. C. The RCE: a riparian, channel, andenvironmental inventory for small streams in the agriculturelandscape［J］. Freshwater Biology，1992（27）：95—306.

［13］PARSONS M,THOMS M,NORRIS R.Australinan river assessment system:review of physical river assessment methods［M］.Canberra：Commonwealth of Australia and University of Canberra，2002.