基于快速生物评价协议（RBPs）的漓江上游区河流生境评价

刘 昊，黄 健，陈建林,，黄海博,，黄亮亮，吴志强，宋晓红，詹 诚

（1.桂林理工大学环境科学与工程学院，广西，桂林541004；2.广西环境污染控制理论与技术重点实验室，广西，桂林 541004；3.广西交科集团有限公司，广西，南宁530007）

河流生境是水生生物的生存空间及其中环境因子的总和，包括河道生境、河岸生境及缓冲带生境三部分[1-2]。河流生境作为河流生态系统的重要组成部分，为水生生物提供生存所需的环境空间与物质条件，其质量直接影响河流生物的组成、分布及物种多样性[3]。近几十年来，随着人类对河流的开发利用，筑坝、渠道化及河岸硬质化等工程措施对河流生境造成破坏，改变河流生境异质性，导致河流生态系统退化[4-5]。河流生态系统退化问题受到全世界的关注和重视，如何评价河流生态状况正在成为河流生态学领域的研究热点之一[6-7]。河流生境评价作为河流生态系统重要保护手段和河流整治与管理的有效依据，能揭示影响河流健康的主要胁迫因素和驱动机制，对指导河流生态管理与保护具有重要意义[8]。

国外诸多国家已经根据自身的实际情况相继开展了河流生境评价的研究与实践，代表性的评价方法有美国的快速生物评价协议（Rapid Bioassessment Protocols，RBPs）[9]、英国的河流生境调查（Rivier Habitat Survey，RHS)[10-11]、澳大利亚的国家河流健康计划（National River Health Program，NRHP)和河流状况指数（Index of Stream Condition，ISC)[12-13]、南非的栖息地完整性指数( Index of Habitat Integrity，I-HI）[14]等。相较于国外，我国虽然在水质评价方面已经形成了较为完善的技术标准，但河流健康研究起步较晚[8]。对于漓江上游区河流的研究多集中在水体、河岸植被和生物多样性，而少有河流生境评价方面的研究[15-19]。快速生物评价协议（RBPs）是1989年由美国环保署流域评价与保护分部旨在为全国水质管理提供基础水生生物数据而提出的河流健康评价方法，并于1999年发布了修订版[9,20]。该方法具有科学的评价指标，完整的评价程序，明确的评价标准，能够适用于中小型山溪性河流[21]。本研究引入RBPs的生境评价部分作为评价方法，通过河床稳定性、河岸植被保护、河岸带植被宽度等十个栖息地指标对漓江上游区河流生境进行评价，明确漓江上游区河流生境状况，为河流生态修复及河流健康管理提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 研究区域

漓江上游区域（110°17′24"E ～ 110°35′42"E，25°16′32"N ～ 26°02′42"N）位于桂林市北部，属亚热带季风气候区，雨量充沛，多年平均气温为16.5～20.2℃，水环境质量好，接近原生水质[22]。漓江自源头段至斧子口水库长约36 km，水流湍急，水力坡降大（31.7‰），属于典型的山溪型河流，两岸植被类型复杂，多为针叶林、阔叶林及竹林等[23]。漓江发源地河段名为集水河，在升坪村与华江河交汇后称为六洞河，河流底质多以卵石为主[19]。以漓江上游区的集水河、华江河以及六洞河为研究区域，于2016年9月至11 月，主要依据样点等距布设原则，结合实际情况选择了26个具有代表性的河段进行采样调查（图1）。调查过程中，使用GPS确定每个监测点的海拔和经纬度，对河流生境进行现场调查和评价并记录河流生境特征。

图1 漓江上游采样点分布图Fig. 1 Sampling sites in the upstreams of Lijiang River

1.2 指标及参数

RBPs 评价指标分为3 个10 分制指标和7 个20分制指标，3个10分制指标主要包括河岸稳定性、河岸植被保护、河岸带植被宽度，7 个20分制指标主要包括底栖动物底质/可利用植被、河流底质特征、流速与水深组合、河床稳定性、河道水流状况、河道变化、浅滩（弯道）频率。除这10项指标，另有8 项辅助指标被用于辅助说明被评价河流健康状况（见表1）。

表1 RBPs生境评价指标Table 1 Evaluation index of RBPs

1.3 评分标准

RBPs 评价指标中河岸稳定性、河岸植被保护、河岸带植被宽度这3个10分制指标按照优（9～10分）、良（6～8分）、中（3～5分）、差（0～2分）评分，需要将左右两岸分别评分后累加；底栖动物底质/可利用植被、河流底质特征、流速与水深组合、河床稳定性、河道水流状况、河道变化、浅滩（弯道）频率这7个20分制指标按照优（16～20分）、良（11～15 分）、中（6～10 分）、差（0～5 分）评分[9]。流域特征、河岸带植被组成、河道内特征、粗本质残体、水生植物、水质、无机底质、有机底质这8项辅助指标用于辅助说明被评价河流的健康状况，而不作为指示指标来使用[24]。具体评分细则参考EPA 于1999年发布的RBPs[9]及曹敏等[25]评分标准。将10个指标评分累计求和的方式计算生境质量综合得分，满分为200 分，得分大于150 分为“优”等级；介于120～150为“良”等级；介于90～120为“中”等级；介于60～90为“差”等级；小于60为“极差”等级。

1.4 工作程序

RBPs生境评价部分的具体工作程序为：①布置预调查河流的点位，记录河流名称及地理位置（经度/纬度），大致描述河流形态及走向；②根据指标参数测量所调查点的指标特性及水质评价，水质评价包括常规水质参数（如水温、溶解氧、浊度）；③依据生境指标评价标准对10个指标参数进行打分，其中河岸带植被宽度、河岸植被保护及河岸稳定性三个指标在进行评估时需要对左、右岸分别打分后累加；④将10个生境参数指标得分进行累加求和得出生境质量综合得分，从而确定被评价河流的生境质量状况[25-26]。

2 结果与分析

2.1 漓江上游区总体生境状况

漓江上游区26 个调查河段的生境质量综合得分在82～155 分之间，生境等级由“差”至“优”。按照评分分类标准，生境质量综合得分超过150分属于“优”等级的有3个河段，占调查河段总数的11.5%；得分在120～150分之间属于“良”等级的有12 个河段，占46.2%；得分在90～120分之间属于“中”等级的有9 个河段，占34.6%；得分在60～90分之间属于“差”等级的有2 个调查河段，占7.7%；研究区域无调查点属于“极差”等级（结果见图2）。

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图2 漓江上游区生境评价结果Fig. 2 Results of habitat assessment in the upstreams of Lijiang River

2.2 漓江上游区各指标得分状况

漓江上游区各评价指标得分状况如图3所示，研究区域的流速与水深组合、浅滩（弯道）频率和河岸植被保护三个指标的得分较高，平均得分均高于15分属于“优”等级。底栖动物底质/可利用植被、河流底质特征、流速于水深组合、河床稳定性和河岸带植被宽度五个指标次之，平均得分在10分至15分之间属于“良”等级。河道水流状况、河岸稳定性这两个指标得分较低，虽得分区间跨度大，但平均得分在10分至5分之间属于“中”等级。河道变化是研究区域中得分最低的指标，多数河段该指标的得分低于5 分属于“差”等级。

图3 漓江上游区各生境指标得分情况Fig. 3 Scores of habitat indicators in the upstreams of Lijiang River

3 讨论

3.1 漓江上游区总体生境状况

漓江上游区生境评价结果表明，漓江上游区生境质量状况总体良好，生境质量为“优”等级的占11.5%，“良”等级占46.2%，“中”等级占34.6%，“差”等级占7.7%。生境质量状况较好的S12、S18和S23，河段两岸自然植被茂密且远离人类村落和活动频繁地点，以亚热带常绿阔叶林为主的河岸植被群落阻挡人类活动对河流生境的进一步干扰，对河流生态系统保护有着重要的作用[27]。较高的森林覆盖率和较少的人类干扰使80.8%的河段生境质量评价属于“良”至“中”。有研究显示，漓江上游区林地面积在持续增加，截至2013年已高达88.61%，林地耕地为主的土地利用类型也在逐渐发生变化[29]。生境质量最差的S13与S26河段情况相似，河流生境均受到严重的人为干扰。两个河段的河道内存在垃圾倾倒和堆放现象，河水相较于其它河段更加浑浊，河流底质大部分长有青苔，河岸被不同程度的开发。

3.2 漓江上游区各指标得分状况

漓江上游区各评价指标评价结果显示多数指标得分高于10分（评价等级“良”），少数指标得分较低。生境评价中流速与水深组合、浅滩（弯道）频率和河岸植被保护三个指标得分较高，表明漓江上游区河流具有多种流速与水深组合、较多的浅滩，能为水生生物提供良好的生存空间和栖息地，有利于维护鱼类和底栖动物的多样性[30-32]。良好的河岸植被覆盖在维持多种生态系统功能方面起着至关重要的作用，包括防止河岸侵蚀、河岸温度调节、保持水土、维持水质，以及为水生生物提供栖息、生存环境[33-34]。雷呈等[35]对袁河生境评价研究发现生境质量状况与缓冲区林地呈正相关。在研究区中河道水流状况指标得分较低，可能是因为在调查期间（秋季）进入枯水期，河流水量不足[36-37]。河道变化指标得分最低，多数河段为“差”等级，具体表现为河道渠道化严重。河段因农业区灌溉或防洪需要对河道进行了整改和护岸，改变原有的河流形态使河流生境多样性受到极大影响。王强[38]等对东河生境进行评价发现生境质量状况较差的河段河岸结构受到人类活动严重破坏。茹彤[39]对沣河评价研究发现中下游河流生境受到严重的人为干扰，尤其是加固河岸、硬化河床和取石采砂。陈淼等[40]对三峡库区河流进行生境评价研究发现人为干扰也是主要驱动因子之一。因此，对受人为干扰的河流进行生境质量评价显得尤为重要。

3.3 漓江上游区河流生境质量提升建议

针对S13 与S26 存在的垃圾堆放和河岸开发等问题，需要从河流沿岸居民的河流保护教育入手，通过提示标语、宣传单和教育会等形式，提高居民的河流保护意识，增强河流保护责任感。在加强精神文明建设的同时，做好沿岸农村垃圾与污水的集中收集与处理工作，杜绝垃圾堆放破坏河流生境的现象。另外，减少对河岸的开发占用，恢复河岸带植被完整性，发挥河岸带植被的污染物消除能力[41]。与此同时，针对河道渠道化问题，需要在考虑安全性和生态性的基础上对河道渠道化进行生态修复，并进一步考虑生境和景观的异质性[13]。目前，国内已有对河流生境质量和景观质量同时提高的案例，可从自身情况出发进行借鉴[42-43]。

4 小结

（1）漓江上游区河流生境状况总体良好，属于“优”和“良”等级的河段占57.7%，属于“中”等级的河段占34.6%，属于“差”等级的河段占7.7%，无“极差”等级河段，仅少数河段受人类活动干扰严重。

（2）漓江上游区河流生境评价十个指标中，流速与水深组合、浅滩（弯道）频率和河岸植被保护三个指标最佳，河道水流状况指标得分较低，河道变化指标最差。其中，河道变化得分最低主要因河道渠化导致生境多样性降低。

（3）漓江上游区河流生境质量的提高需从当地居民的环境保护教育出发，从源头上减少对河流生境的干扰和破坏，并在考虑安全性和生态性基础上，因地制宜对渠道化进行生态修复。