河湖水体生态健康评价方法研究

文_陈涛 生态环境部环境工程评估中心

1 收集资料以及野外调研

基于完整收集流域水生态系统健康文献以及相关资料，借助具体的采样以及调研方案而进一步调研了河湖水体流域的环境状况，并收集采样河流的健康状况的表征项目。

2 构建评价指标体系

根据划分研究区域的相关特点，遵守相关的构建原则，可以确定影响河湖水体水生态系统健康状况的关键指标，从而得出适合评价的指标体系（表1）。河岸带状态、河流形态、营养盐等方面是这个评价指标体系主要内容，其中共有19项影响指标。

表1 河湖水体生态系统健康评价指标体系

3 指标的计算及其标准化

依据评价指标体系，进一步计算评价指标；根据目前为止相关研究区域的污染情况，划分好每一个指标的阈值和期望值，做到指标标准化的切实可行。尽量减少不同指标的量化差别，让其能够进行量化比较，且结果直观。

3.1 计算评价指标

（1）河岸带状态（表2）

表2 河岸带状态指标评价标准

（2）河湖流形态（表3）

表3 河湖形态结构指标评价标准

（3）营养盐、氧平衡

现场采样测量营养盐、氧平衡中的总氮(TN)、总磷(TP)、溶解氧浓度(DO)、氨氮(NH3-N)、化学需氧量(COD)等数值。

（4）大型底栖无脊椎动物和着生藻类

大型底栖无脊椎动物与着生藻类的分类单元数(S)可以根据实验室分类来进行计数；Berger-Parker优势度指数(D)、大型底栖无脊椎动物BMWP指数与着生藻类生物多样性指数(H)之间存在关系，具体计算公式如下：

式中，Nmax指的是优势种的个体数；H指的是着生藻类香农-威纳指数；N指的是功能团全部物种的个体数；ni指的是第i种物种的个数；S指的是物种的总数；t指的是底栖动物科级分类的计分，所得的数值在1～10；x指的是科级水平分类数。

3.2 评价指标标准化

以减少指标和指标间的量纲误差，且得到有可量化比较的相关数值为目的，可以根据相关公式对每一个指标进行标准化。

TN、TP、NH3-N与COD的标准化公式：大型底栖无脊椎动物BMWP与DO的标准化公式：；分类单元数(S)的标准化：生物多样性指数(H)的标准化：

上述公式中，Vmax指的是国家地表水环境质量标准中I-Ⅳ类水最大临界值；Vmin指的是国家地表水环境质量标准中I-Ⅳ类水最小临界值。河湖水体的临界值以地表Ⅳ类水作为参照标准，而具体的参照值则参考地表I类水。式中Q95和Q5分别指的是所有样点数据的95%和5%分位数，M指的是样点实际测量值，“3”指的是水体大型底栖无脊椎动物生物多样性指数的期望值。也就是说当生物多样性指数值＞3的时候，此时水体是比较清洁的；当生物多样性指数值＝0的时候，水体受污染的情况较为严重。经过标准化后的所有数值均得调整，数值为负数的时候调为0，＞1的时候调为1。

3.3 综合指标计算以及评价标准的确定

将调查数据进行详细分析之后对得到的结果先标准化，然后再量化得到量化值，综合考虑权重，就能够得到健康综合指数。因为指标层各因素均会影响到流域水生态健康，综合考虑到本文研究的应用价值，所有对指标层各因素做了等权处理。

计算健康综合指数(RHI)的相关公式如下：

式中，Ix指的是准则层指标得分。

计算各准则层及因素层指标的公式如下：

式中，各项参数的具体意义可参照表1。

3.4 河湖水体生态系统健康评价标准

河流健康综合指数的分数介于0～1，分别把河流的健康情况量化成0～0.2、0.2～0.4、0.4～0.6、0.6～0.8、0.8～1层次，对应河流健康情况中的极差、差、一般、良、优秀。

4 结语

河湖水体水生态健康状况评价方法，首先依据采样和调研方案对河湖水体的整体生态情况做详细的野外调研，得到表征河流健康状况的相关影响因子，从而整体构建出河湖水体的评价指标体系。根据计算评价指标的结果确定流域水生态健康综合指数的得分情况，最后对河湖水体水生态健康状况做等级划分。