辽宁省农村中小河流治理的生态环境效益评估

孙 英

(辽宁省盘山县农业水利事务服务中心，辽宁 盘锦 124010)

0 引 言

农村河道承担着景观、灌溉、排涝和防洪等多种功能，通常为末端河道和支流。长期以来，由于河道管护不善和有效治理的缺乏，农村河道功能退化和水环境恶化问题十分突出。《试点规划》提出，拟通过采取景观建设、水质净化、生态护坡、河道清淤、生态修复及水系沟通等工程措施，解决河流功能衰退、水环境恶化和水流阻塞等问题，实现景美、岸绿、水清、河畅等目标。经过长期的努力，辽宁省部分地区河道治理项目已投入运行，并逐渐发挥生态功能效应[1]。

将河道治理生态效益运用科学的评估体系分析，针对整治过程中存在的问题及时采取有效的解决措施，可为提高农村河道管护能力、改善农村人居环境和农村河道下一步集中连片整治等提供经验借鉴[2]。大型水利工程为当前水利项目后评价的主要对象，而涉及河道生态环境效益尤其是农村中小河流治理的评价还鲜有报道，且评估标准和系统的评价体系较为缺乏[3]。鉴于此，结合农村河道治理存在的问题、河道功能特征以及国内外河流评估体系，参考现有标准和常用的理论方法，从治理措施和生态目标的角度构建环境效益评估体系。

1 生态效益评估框架

根据《试点规划》相关内容和农村河道的功能特点，基于SRB状态-响应-效益模式构建农村中小河流的生态效益评估体系，见图1。其中，河道现存的水环境问题主要通过状态系统来表述，而实施的工程治理措施位于响应系统内，不同治理措施所发生的生态效益则依据效益系统来描述。

图1 农村中小河流的生态效益评价框架

供水输水、防洪排涝等为河流治理的最基本功能，然后考虑人类活动、生态景观及环境保护等需求，所以在生态效益评价过程中不考虑防洪排涝相关参数。将河道治理生态效益划分为多各层次，见图2和图3。

图2 河道治理准则层-状态、效益指标

图3 河道治理准则层-响应指标

其中，农村中小河道治理生态效益为评估体系的最终评价目标，而准则层为具体化、量化和概括的效益、响应、状态。通过具体化和概括河道景观和河岸带状况反映护坡工程，生态效益评价为能够定量计算的参数，它属于评价体系的因素层。

2 构建评估体系

2.1 评估模型

对河道治理前、后的生态环境状况运用构建的评估体系来分析，从而构建河道治理后的生态效益评估模型，如下：

E=WB-ES

(1)

(2)

(3)

式中：ES、EB、E为河道生态治理前、后的评估得分及其生态效益改善分值；m、n为准则层、因素层的指标个数；λi,状态、λi,效益为准则层i关于状态和效益系统的权重；λi,状态、λi,效益为评价指标j在某准则层中关于状态和效益系统所占权重；Mij,状态、Mij,效益为评价指标j在准则层i中关于状态和效益系统的评分制。

依据河道治理实际情况对各项评价因子赋分，将工程治理前、后的各评价指标利用层次分析法逐级加权计算，从而确定河流生态治理前、后的评分ES和EB，改善分值E即为二者差值，此参数值的大小反映了治理工程的生态效益水平。

2.2 评估指标

河道治理生态效益评估的关键内容是选取合适的评估指标，这也是保证评价结果合理有效的基本条件。宋晓兰等[4]将河道健康评估体系划分为一级和二级指标，从河流生物、形态、水质、河岸带状况和水文等子系统选择了溶解氧、护岸形式、河岸稳定性等16项评判因子，并以江阴市河道治理工程为例，验证了该评估体系的科学有效性；陈平等[5]依据南方河道的管理水平、水量、水质、功能、生物量和稳定性等内容，构建了包含管理措施、耗氧量和边坡稳定性等14项代表性指标的河道生态评估体系；冯彦等[6]结合文献资料和相关研究成果，提出河流健康评价的主要指标有植被覆盖率、用水效率、水质达标率、径流量变化率以及湿地保留率等。本文结合现有研究成果和已构建的评估体系，根据河道治理工程措施及其表现形式，从河道管理、景观、水质、水生生物、河岸带状况和河道连通性等方面选择18项典型指标，在遵循层次性、系统性、独立性和有效性原则的基础上构建综合评价体系，见表1。其中，A2-A1为河道断面中堆积物或淤积体的占比、每5km断头数量；B4-B1为植被覆盖率、植被结构完整性、河道护岸类型和岸坡稳定性；C4-C1为氨氮浓度、外来物种及覆盖度、水面清洁度、色嗅；D1、D2、E1、E2-分别为鱼类生物损失指数、挺水植物覆盖度以及河道整洁程度、亲水景观设施完善程度；F4-F1为管护经费、管理标识、考核制度、管护制度指标。O1-O6分别代表河道连通性、河岸带状况、水质状况、水生生物、河道景观、管理状况

表1 农村中小河流治理工程及其评估指标

构建的评估指标体系考虑了数据获取的可行性和指标监测技术等因素，最大程度的反映了农村河道生态治理的改善程度，且选择的评价指标满足可操作性和代表性等要求，具体如下：

1) 河道连通性。河道连通性是反映水流畅通性和河流连通程度的重要参数，在空间结构上体现了水系统生态元素的关联特性，本文选择A1-A2两项指标评估河道连通状况。

2) 河岸带状况。河岸带和水体交界线以上的水体为实现水陆系统能量物质交换的重要媒介，为了反映河岸带状况选用B1-B4指标进行评价分析。其中，植被结构完整性反映了草木层、灌木层、乔木层在河岸带的覆盖程度；植被覆盖率反映了河流水陆交接处灌丛、林地、草地的覆盖状况，通过计算河岸带植被面积占比确定其值大小；河道护坡类型是从景观建设与河流生态系统建设2个层面，综合反映河道的生态环境[7]。

3) 水质状况。综合考虑城市黑臭水体整治工作指南和水午饭防治行动计划，按照景观环境用水水质要求，对水质状况评估选择氨氮、化学需氧量指标。考虑农村中小河流基本没有开展常规水质监测和河道规模较小的情况，对水质评价选择外来物种及其覆盖度面积、水面清洁程度、色嗅和氨氮指标来描述，随着农村河道水质监测工作的不断开展将选择更多的定量指标参与评价[8]。

4) 水生生物。生态系统中水生生物占据着重要地位，它是衡量水系统生命特征的重要参数。对水生生物状况的评价选用挺水植物覆盖度和鱼类生物损失指数来分析，从而反映水质状况的优劣程度和水系统中顶级物种的受损状况。

5) 河道景观。河道整洁和河流的景观功能是实现人与自然和谐相处的基本要求，通过修建休闲娱乐、亲水设施为人们提供感受自然和亲近自然的空间，可从这2个方面分析河道景观状况。

6) 管理状况。对于农村中小河流存在的考核制度不健全、管理责任不明晰和管护主体不明确的现状，从管护经费、管理标志、考核制度和管护制度4个方面反映以上问题的解决程度。

综上分析，从多个不同方面选择18项典型指标，从而构建3层级生态效益评估体系。依据河道治理目标要求和各指标状态，将效益评价等级划分5个等级，所对应的评分依次为0-20、20-40、40-60、60-80、80-100，不同等级下各指标判别依据见表2。

表2 农村中小河道治理生态效益评价体系

备注：仅考虑河道治理后的鱼类生物损失指数和氨氮浓度，初始数据值不做加权运算；河道治理后的氨氮质量浓度≤1.5、1.5-2.0、2.0-5.0、>5.0mg/L时，准则层中水质状况得分分别为1、1.0-0.5、0-0.5和不加分；河道治理后鱼类生物损失指数≥1、1-0.75、0.75-0.5、0.5-0.25、0.25-0时，准则层水生生物得分分别为加1、减0-1、减1-2、减2-3、减3-4分。

2.3 指标权重

为了提高权重计算的准确性与客观性，最大限度的降低主观随意性对权重计算的影响，对各项评价指标权重考虑选用公众打分和专家咨询相结合的方法确定，向当地公众、环保、生态、水利等不同领域人员各发放调查问卷20-30份。判断矩阵最终的指标分值按照80%及以上人员的意见确定，然后基于模糊数学法和AHP法构建生态效益评价模型。通过判别比较各因素间的层次结构关系构造判断矩阵，为权重计算的合理性需要检验矩阵的一致性，从而获取准则层各参数权重，见表3。判断矩阵中各项参数按照极为重要、非常重要、重要、较重要和一般重要的五级定量法进行赋值，相应的值为5、4、3、2、1，重要性相反则取1/5、1/4、1/3、1/2、1，即以上数值的倒数。

表3 判断矩阵及其权重

确定各项指标权重后，为保证权重计算的合理性需要检验矩阵一致性，其流程为：对矩阵最大特征根λmax进行计算，引入判断矩阵的一致性指标(CI,IC)和一致性比率(CR,RC)，计算方法为IC=(λmax-m)/(m-1)、RC=IC/IR，其中RI为计算得到的平均一致性指标值IR。

以区间[0,10.5]为基准分析特征值是否落入为范围，判断矩阵的λmax利用Excel软件的“单变量求解命令”确定为6.12，查x2分布表确定矩阵阶数m=6时的RI值为2.206，所以矩阵通过检验的判别依据为CR值<0.1。河道治理生态效益评价判断矩阵CI值、CR值利用以上一致性检验公式计算，结果为0.08、0.03，满足CR值<0.1的检验要求。所以，计各指标权重具有科学合理性，可用于生态效益的评价分析。

表4 生态效益评价指标权重

2.4 等级划分

罗莎[9]、毛雪慧[10]等诸多研究学者和河湖健康评估相关机构，将河湖健康划分为病态、不健康、压紧块、健康和理想5个等级，所对应的评分依次为0-20、20-40、40-60、60-8、80-100。根据辽宁省河流实际情况，健康指数为100分或0分的极端情况基本不会发生。农村中小河道生态华金状况贫家依据以上河流健康评估实际情况，设定最小和最大分值为5、95分，由此确定生态效益改善取值区间大致为0-90分，均值为45分。根据河道治理实际情况和工程项目要求，将生态效益评价等级划分为优、良、一般3个等级，所对应的改善分值依次为>45、45-35、<35，生态效益评语为较大、中等和较小。

以辽宁省盘锦市境内的旧绕阳河、西沙河、张家沟、沙子河、月牙河、东鸭子河、西鸭子河、大羊河、锦盘河以及丰屯河等10条中小河道治理工程为例，运用所构建的评价体系和等级标准进行综合评价(见表5)。通过加权求和，确定河道生态环境改善分值在45分以上的有4条河流，处于35-45分的有3条河流，<35分的有3条河流，该评价结果与治理效果及河道实际情况保持较高的一致性[1]。

表5 中小河流治理生态环境效益评分

3 结 论

1) 生态环境效益评价属于农村中小河道综合治理工程的重要组成部分，现有研究较少涉及。本文结合河道治理措施、目标要求和农村河道特点，从多个不同方面建立较为系统、完善的评估体系和模型，依据相关资料确定的评估等级、指标权重和评级分析，取得了理想的成效。

2) 依据相关标准和文献资料构建的评价体系还不够精准和科学，随着人们对河道景观、文化及生态自然的要求不断提升，河道生态治理成为改善河流水生态系统和新农村建设的必然选择，未来仍需要进一步研究评估标准化、规范化评估体系的构建，并用于农村河道治理的评价研究。