浑河沈阳段生态健康评价指标体系的研究

维普资讯 http://www.cqvip.com 环境保护科学第３３卷第３期２００７年６月　浑河沈阳段生态健康评价指标体系的研究　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｏｎ　Ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｈｅａｌｔｈ　Ｅｖａｌｕａｔｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ　ｏｆ　Ｈｕｎｈｅ　Ｒｉｖｅｒ　Ｓｈｅｎｙａｎｇ　Ｓｅｃｔｉｃ￣　侯景艳张玉龙　（沈阳农业大学土地与环境学院沈阳　１１０１６１）　摘要健康的河流生态系统已经成为公认的河流管理目标，采用河流生态系统健康理论来研究城市河流具有较强的　理论和现实意义．本文以浑河沈阳段为例，将根据整体性原则、层次性原则、可操作性原则和定性与定量结合的原则，参考　国内外河流生态系统健康评价的指标体系，结合浑河具体情况对河流生态系统健康的评价指标体系进行了探讨。　关键词浑河生态系统健康评价指标体系　Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｔｈｅ　ｈｅａｌｔｈｙ　ｒｉｖｅｒ　ｅｃｏ—ｓｙｓｔｅｍ　ｈａｓ　ａｌｒｅａｄｙ　ｂｅｃｏｍｅ　ｔｈｅ　ａｃｃｅｐｔｅｄ　ｒｉｖｅｒ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ｔａｒｇｅｔ．Ｉｔ　ｈａｓ　ａ　ｓｔｒｏｎｇ　ａｃａ－　ｄｅｍｉｃ　ａｎｄ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ　ｔｈｒｏｕｇｈ　ａｄｏｐｔｉｎｇ　ｔｈｅ　ｆｉｖｅｒ　ｅｃｏ—ｓｙｓｔｅｍ　ｈｅａｌｔｈ　ｔｈｅｏｒｉｅｓ　ｔＯ　ｓｔｕｄｙ　ｔｈｅ　ｃｉｔｙ　ｒｉｖｅｒ，　Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔＯ　ｔｈｅ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ　ｏｆ　ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ－ｇｒａｄａｔｉｏｎ．ｍａｎｅｕｖｅｒａｂｉｌｉｔｙ　ａｎｄ　ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｗｉｔｈ　ｑｕａｎｔｉｔｙ　ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ－ｔａｋｉｎｇ　Ｈｕｎｈｅ　ｒｉｖｅｒ　Ｓｈｅｎｙａｎｇ　ｓｅｃｔｉｏｎ　ａｓ　ａｎ　ｅｘａｍｐｌｅ－ｃｏｎｓｕｌｔｉｎｇ　ｄｏｍｅｓｔｉｃ　ａｎｄ　ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　ｒｉｖｅｒ　ｅｃｏ—ｓｙｓｔｅｍ　ｈｅａｌｔｈ　ｅｖａｌｕａｔｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ－ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ　ｔｈｅ　ｒｉｖｅｒ　ｅｃｏ－ｓｙｓｔｅｍ　ｈｅａｌｔｈ　ｅｖａｌｕａｔｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ　ｏｆ　Ｈｕｎｈｅ　Ｒｉｖｅｒ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ　Ｈｕｎｈｅ　Ｒｉｖｅｒ　Ｅｃｏ－－Ｓｙｓｔｅｍ　Ｈｅａｌｔｈ　Ｅｖａｌｕａｔｉｎｇ　Ｉｎｄｅｘ　Ｓｙｓｔｍｅ　质持续改善，水体污染程度呈减轻趋势，由“九五”　１　研究背景　时期的重污染级转变为污染级。水质超标项目由　１．１浑河的基本现状　２００１年的化学需氧量、生化需氧量、氨氮、总磷、石　浑河发源于辽宁省青原县长白山支脉的的滚　油类、总氮６项指标减少到２００５年氨氮、总磷２项　马岭，流经抚顺市、沈阳市、鞍山市、海城市后与太　指标：主要污染物浓度值明显降低，化学需氧量下　子河汇合后进人大辽河，在营口人渤海辽东湾，河　降幅度达４８．５　，氨氮下降幅度达５６．５　。其中：　流全长４１５ｋｍ。浑河在东陵区高坎乡小仁境村进　氨氮为９．７２ｍｇ／Ｉ…　磷为０．９７ｍｇ／Ｉ　。　入沈阳市境内，由东北流向西南，在辽中县韭菜台　１．２．２　水生物状况　２００５年浑河沈阳段共鉴　附近出境，浑河沈阳段长１７２．６ｋｍ。浑河水系主　定出浮游藻类１８属优势种为小环藻，占１８．１　，　要由浑河及其支流满堂河、扬官河、白塔堡河、蒲河　生物量为４．３２万个／Ｉ　，生物多样性指数评价结果　等天然河流和细河、新开河、南运河、卫工河等人工　显示，浑河沈阳段全河段浮游藻类生物多样性指数　河渠构成。对沈阳市城市生态环境、城市形象和经　为２．５，属中污染，２００４年和２００５年在浑河沈阳段　济发展及城市建设直接产生影响。　共鉴定出底栖动物２属，罗卜螺属和颤蚓属，分别　浑河沈阳段河宽３０￣２００ｍ，平均水深０．１５～　隶属软体动物门和环节动物门，优势属为颤蚓属，　４．８ｍ。受大伙房水库控制枯水期流量为７　ｍ３／ｓ左　主要分布在七台子桥和于家房桥断面。　右，而丰水期流量曾达到２２００ｍｓ／ｓ。灌溉季节平　１．２．３水系及防洪　十五期间在稳定运行浑河　均流量为６５　ｍ３／ｓ。　沿线３座污水处理厂基础上，启动建设Ｅｌ处理　１．２浑河生态系统状况　３万ｔ辉山明渠污水处理厂，Ｅｌ处理污水能力达到　１．２．１水体水质　“十五”期间，浑河沈阳段水　３６万ｔ；全面整理浑河两岸护岸，建设完成长４００ｍ　收稿日期：２ＯＯ６一Ｏ８—１６　作者简介：侯景艳（１９８２－－），女，辽宁沈阳人，硕士研究生。　一７４一　维普资讯 http://www.cqvip.com 浑河沈阳段生态健康评价指标体系的研究王家湾橡胶坝和长２２．３ｋｍ５０年一遇浑河南岸防　侯景艳　于社会系统的判断，应考虑人类福利要求。Ｍｅｙｅｒ　对此阐述最为全面，认为健康的河流生态系统不　但要维持生态系统的结构与功能，且应包括其人类　洪堤坝；综合整治满堂河流域生态环境，初步形成　城市“一水六带”生态景观。　１．２．４生态景观　“十五”期间共投资４．２５亿　元，实施浑河北岸滩地综合整治工程，整理滩地３０　多ｋｍ。；进行全线绿化，绿化总面积２．８５ｋｉｎ。，滩地　绿化覆盖率已达到９５　以上，树种主要为云杉、黄　檗、山皂角、家榆、杨、杞柳、糖槭、花曲柳、桃叶卫　与社会价值，在健康的概念中涵盖了生态完整性与　人类价值。目前，这种理解得到较多学者认可。　２．２国内外研究情况　上个世纪末以来，河流健康问题越来越引起人　们的重视。据初步了解，国内已经开始关注从河流　矛、南蛇藤和接骨木等滩地景观得到明显改善，生　态内河功能已经显现。　健康状况视角保护河流，在河流健康评价指标体　系、河流健康状况评价方法学、河流的可持续管理　等方面开展了一定的工作。各大流域机构同时也　开展了相关工作，国际上对河流健康状况的指标体　系及评价方法进行了广泛的研究，形成了一系列各　具特色的指标体系和评价方法。例如英国的河流　无脊椎动物预测和分类系统（河在一脊椎动物预言　和分类Ｓｙｓｔｅｍｓ　２１，简称ＲＩＶＰＡＣＳ）、澳大利亚河　２国内外研究进展　２．１　河流生态系统健康的内涵　河流生态系统健康的涵义尚不十分明确，许多　学者们理解不一。Ｋａｒｒ将河流生态完整性当作健　康，Ｓｉｍｐｓｏｎ等认为河流生态系统健康是指河流生　态系统支持与维持主要生态过程，以及具有一定种　类组成、多样性和功能组织的生物群落尽可能接近　未受干扰前状态的能力，把河流原始状态当作健　康状态。Ｎｏｒｒｉｓ等则认为，河流生态系统健康依赖　流评价（澳洲的河估价系统，简称ＡＵＳＲＩＶＡＳ）、　生物完整性指数（生物学的的索引Ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ＿４Ｊ，简　称ＩＢＩ）、溪流状态指数（溪条件的索引，简称ＩＳＣ）　等。其内容简介及特点见表１。　表１　国际上主要的河流健康评价方法　针对澳大利亚河流特点，在评价数据的采集　能预测河流理论上应该存在的生物量，结果　Ｓｉｍ　ｐ　ｓ　ｏｎＡＵＳＲＩＶＡＳ　Ｎ。ｍ。。　状况的评价　篌耋霆　箍２　２　冕　耧豸　凳　檠　案　耋囊　生物条件相联系　国外在该领域已经开展广泛研究，形成了很多　评价河流健康状况的指标和方法。由于河流健康　状况评价在一定程度上取决于区域特点、人类活动　方式和强度、以及河流功能等因素，因此不同的管　一７５—　维普资讯 http://www.cqvip.com 环境保护科学第３３卷第３期２００７年６月　理和恢复角度、不同的区域在评价指标和评价标准　方面应当存在差异。近年来我国已经开始关注从　河流健康状况重视保护河流，在河流健康评价指标　体系、河流健康状况评价方法学、河流的可持续管　理方面开展了一定工作。但总体而言，国内河流尤　其是城市河流健康状况领域的研究，仍主要侧重于　借助物理、化学手段以及少量生物监测评估河流水　质状况，从系统健康的角度认识河流状态尚待进一　步深入。２００２年唐涛、蔡庆华等研究了以着生藻　类、无脊椎动物、鱼类为主要指示生物的河流生态　系统健康的评价方法．并就其评价原理将这些方法　分为预测模型法（预言性的模型）和多指标法　（ｍｕｈｍｅｔｒｉｃｓ）两大类，提出了我国研究评价方法　及标准的缺陷及发展方向。２００３年，胡会峰、徐福　留等利用苏等（１９９９）提出的指标体系对青海湖　１９８８－－－１９８９年的生态系统健康状况进行评价。　２００４年，刘永、郭怀成等，在国内外已有的研究基　础上，提出了评价湖泊生态系统健康的方法体系、　指标和综合健康指数，评价指标包含外部指标、环　境要素状态指标和生态指标，并以滇池为例进行评　价。２００５年，赵彦伟、杨志峰在城市河流生态系统　健康概念内涵剖析的基础上，提出了包含水量、水　质、水生生物、物理结构与河岸带５大要素的指标　体系及其“很健康、健康、亚健康、不健康、病态”５　级评价标准，建立了模糊层次综合评价程序与模　型。并以宁波市河流为例进行实证研究，明确各河　流的健康状况及限制因子，为其保护、维育与修复　提供了决策依据。２００６年，林木隆、李向阳根据珠　江的社会、经济、生态环境现状，通过建立综合层、　属性层、分类层和指标层等４层结构２６个评价指　标组成珠江评价指标体系通过定性定量等表述，对　珠江河流进行了生态系统健康评价。　３浑河生态系统健康的内涵　对生态系统而言，一个健康的生态系统应该是　稳定、有活力、且可持续的，随着时间的推移和外界　的变化，能维持其组织性和自主性，对外界的干扰、　胁迫具有恢复能力。因此浑河作为一条北方季节　性城市景观内河，其生态系统健康内涵包括；①当　系统受到外界的影响破坏后能否自我恢复和修复、　受季节性降水影响水质情况是否达标、水底生物多　样性是否丰富；②河岸两边景观带的绿化覆盖率是　否达到标准，生态绿化长廊是否具有连通性，河岸　一７６一　两边的生物多样性的丰郁度；③水利管理水平以及　相关法律是否健全，水环境监测及环境执法情况是　否完善等。　４浑河河流健康指标体系初探　４．１评价指标体系建立的基本原则　浑河评价指标体系的设置力求较全面地考虑　河流健康状况有关的各类要素，并能反映浑河的实　际和特点，为今后的开发、治理和保护提供科学依　据。指标体系的建立应遵循以下原则：　４．１．１　整体性原则　指标体系设置要系统而全　面，能够从河流生态系统结构、功能以及人类价值　等各个角度表征河流健康状况，并组成一个完整的　体系，综合地反映河流健康的内涵、特征及水平。　４．１．２层次性原则　河流健康状况涵盖河流自　然状况，人类干预活动，其健康评价指标体系是一　个涉及社会、经济、环境、资源等的复杂系统，采用　分层方法可以极大地降低系统的复杂程度，同时通　过分层分类的方法可以从各角度直观地判断河流　健康状况。通常情况下，分层不宜太多。　４．１．３可操作性原则　与管理目标紧密联系，　从众多的生态因子中提取不受特定地域限制、易于　比较的，既能客观反映生态系统状况，又便于度量　的综合参数（该参数应该囊括生态系统中各类最重　要的生态因子及功能指标。）　４．１．４定性与定量结合的原则　尽量将复杂的　生态现象简单化并定量化，该项如不能定量化的指　标采用征求专家意见定性地确定指标，将两者有机　结合起来有利于更好地确定其评价的客观性及准　确性。　４．１．５主成分与独立性原则　从众多的变量中　依其重要性和对系统行为贡献率的大小，筛选出数　目足够少的、但却能表征该系统本质行为的最主要　成分变量，这为主成分性原则。但所选指标变量如　果过少，就有可能不足以或不能充分表征系统的真　实行为或真实的行为轨迹：如过多，资料难以获取，　综合分析过程也很困难，同时不能很好地兼顾到决　策者应用上的方便，且增加了复杂性和冗余度，这　就是独立性原则。二者的有效结合，有助于增加评　价的科学性、准确性及可操作性。　根据以上评价指标建立的基本原则，根据浑河　沈阳段近几年的水生态变化规律，以及浑河本身具　有的地方性特征，初步确定浑河（沈阳段）健康评价　维普资讯 http://www.cqvip.com 浑河沈阳段生态健康评价指标体系的研究侯景艳　指标结构共分属性层、分类层、指标层等三层结构　组成，具体通过对１６个指标进行定性、定量分析评　作用过程完成的功能要求。　（５）底泥平均污染指数：底泥中的污染物在一　价，健康评价指标结构见表２。　表２浑河（沈阳段）健康评价指标结构　４．２各评价指标的含义　（１）水量：水量综合反映流域气候特征、地表覆　盖特征及河流地形地貌与受城市开发建设与人工　设施干扰的程度，是流态变更的重要表现载体。以　水利工程建设导致的流速与水位变化、开发利用率　两个指标来描述水量受人类社会经济活动的干扰　状况。　（２）河岸、河床稳定性：指河岸和河床的淤积及　冲刷稳定性（淤积、退化、侵蚀），反映河流维持其形　态结构的能力。河岸稳定性可从河床是否冲淤平　衡、河岸是否稳固、河势是否稳定、湿地能否保留完　好等进行判别，具体可通过河道主要控制断面面积　及安全泄量的变化、滑坡坍岸、险工险段、堤基堤身　渗漏情况、湿地面积变化等要素确定。　（３）河流鱼道的连通性：指水利工程建设及人　为障碍物对鱼类栖息、迁徙、繁殖等的影响程度。　该指标可通过水利工程过鱼设施完善度表示，其计　算公式为：　水利工程过鱼设施完善度一干流及重要支流　上有专门过鱼设施的大型水利工程数量／相应水利　工程总数量数×１００　。　（４）水质平均污染指数：水体各种物理过程与　生物化学反应得以完成的基本要求，也是社会经济　发展的重要物质保障。流体水质表征水环境质量　状态，是水生物生存、水体各种物理化学反应、生态　定的条件下，有可能释放出来污染水体，其污染状　况则预示着潜在的水环境污染压力，采用底泥污染　指数表示。　（６）水生物状况包括浮游藻类状况、底栖动物　状况、微生物状况，通过水里水生物状况反映水生　态系统的健康状况，浮游藻类状况由生物多样性指　数反映，微生物状况由水中粪大肠菌群几何均值反　映。　（７）河流两岸植被覆盖率：指流域或河岸带植　被（草被、林地、疏林、果园、灌丛等）面积占总面积　的比例，反映分区的绿化状况。其计算公式为：植　被覆盖率（　）一植被面积（ｋｍ２）／总面积（ｋｍ２）×　１００　。　（８）水土流失治理率：指水土流失综合治理面　积占水土流失总面积的比例，是用来衡量水土保持　状况的环境指标，反映水土流失治理程度，其计算　公式为：水土流失治理率（　）一水土流失治理面积　（ｋｍ２）／水土流失总面积（ｋｉｎ。）×１００　。　（９）亲水景观舒适度：指河岸带的植被带、观赏　带、休闲文体场所等给人视觉等感观上的舒适程　度，该指标以定性描述，通过调查取得。　（１０）生态通道的连通性：生态通道的连通性主　要用来反映两岸植被的连续性、整体性，为生物多　样性是否提供一完整的通道，主要考虑植被是否为　斑块、支解状，以现场调查为主。　（１１）管理部门行政执法能力：指水利部门、环　境保护管理部门对相关的水利、环境法规的执行情　况及实施效果，反映水利管理机构的行政执法能　力。　（１２）相关法规建设情况：按照不同管理分级，　分国家、流域、地方三个层次，制定、完善、出台反映　水土保持、水资源保护、取水、水量分配、节水以及　环境突发事件应急措施等相关的涉水法律及相应　配套的管理条例、实施办法等法律法规、制度建设　的完善程度。　（１３）灌溉保证率：指灌区多年期间灌溉用水量　全部得到满足的频率。　（１４）公众对河流保护自觉度：指社会公众接受　河流生态文明教育程度以及河流保护的自觉意识，　反映公众素质以及参与维护河流健康的文明基础。　（下转第８Ｏ页）　～７７—　维普资讯 http://www.cqvip.com 环境保护科学第３３卷第３期２００７年６月　结果及各因子值见表７。　表７土地退化评价结果及各因子值　３生态环境分析　（１）辽宁省各县生态环境质量评价中质量优秀　的有１２个，质量良好的有２０个，质量一般的有２４　个，质量较差的１个［２］，辽中县生态环境质量处于　全省平均水平以下，影响辽中地区生态环境质量的　２．２．５污染负荷指数评价结果　评价结果及各因子值见表８。　污染负荷指数　主要分指数是生物丰度指数和植被覆盖指数。　（２）生物丰度指数偏重于天然自然和人工自然　环境。辽中地区人工自然环境５１９．０７ｋｍｚ，占总面　积的３１．６　；人工环境１１００．７７ｋｉｎ２，占总面积的　６６．９　；天然自然环境较少，约占总面积的ｌ－５　。　表８污染负荷指数评价结果及各因子值　从生物丰度指数各因子分权重来看，本地区分权重　最低的其它区域（人工环境为主）占的比例较大，是　２．２．６评价区域生态环境质量（ＥＱＩ）　将计算　影响生物丰度指数得分低的主要原因。　（３）植被覆盖指数偏重于植被高大、浓密。辽　中地区受地理环境和社会历史因素共同影响，土地　利用率较高，以农田为主，居住、工业交通次之，两　项合计９５０．７７ｋｍ２，占总面积的５７．８　，扣除分权　得出的生物丰度指数、植被覆盖指数、水网密度指　数、土地退化指数、污染负荷指数代人公式：ＥＱＩ一　０．３×生物丰度指数＋０．２×植被覆盖指数＋０．２５　×水网密度指数＋０．１５×（１００一土地退化指数）＋　０．１×（１００一污染负荷指数），计算得出生态环境质　量指数（ＥＱＩ）一４２．６６，根据生态环境质量分级判　断属“一般”。植被覆盖度处于中等水平，生物多样　性一般水平，较适合人类生存，但偶尔有不适人类　生存的制约性因子出现。　重较高的水田面积，仍占总面积的４２．４　，是辽中　地区植被覆盖指数偏低的主要原因。　参考文献　Ｉ．中国环境监测总站．生态环境质量评价技术规定．　（上接第７７页）　参考文献　５结论　河流健康是一个河流自然生态价值与人类价　１．林木隆，李向阳，杨明海．珠江流域河流健康评价指标体系初探　［刀．人民珠江，２００６。１２（４）ｚ１～４．　２．水利部长江水利委员会．维护健康长江．促进人水和谐实施意见　［Ｒ］，２００５．　３．ｗｒｉｓｈｔ　Ｊ　Ｆ，Ｓｕｔｃｌｉｆｅ　Ｄ　ｗ．Ｆｕｒｓｅ　Ｍ　估定生物学的质量ｙｏｆ－　值相统一的整合性的概念，健康的河流系统服务于　社会经济发展与生态保护的协调。本文结合国内　外河流健康评价指标体系的研究，主要从自然属性　和社会属性两个角度建立浑河（沈阳段）健康评价　ｆｒｅｓｈ水：Ｒ１ＶＰＡＣＳ和其他的ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ［Ｍ］．Ａｍｈｌｅｓｉｄｅ：Ｔｈｅ－　Ｆｒｅｓｈｗａｔｅｒ生物学的协会，２０００，１２４．　指标结构，由于河流健康评价指标体系涉及的研究　领域较宽，内容较多，制约河流生态系统维持和发　展的因素以及相互之间的关系也较为复杂，因此其　健康评价还处于试验和摸索阶段，其评价标准和评　价方法有待于进一步研究。　４．吴阿娜．杨凯。车越等．河流健康状况的表征及其评价［Ｊ］．水科　学进展，２００５。１６（４）：６０２￣６０８．　５．赵彦伟。杨志峰．城市河流生态系统健康评价初探［Ｊ］．水科学进　展。２００５。１６（３）；３４９￣３５４．　６．唐涛，蔡庆华，刘建康．河流生态系统健康及其评价［Ｊ］．应用生　态学报。２００２。１３（９）：１９１～１９４．　一８０一