甘肃省流域生态健康评估模式研究

赵培强

摘要：指出了流域生态健康评估是流域生态环境规划和管理的依据，是协调流域社会经济发展与生态环境保护、促进流域可持续发展的重要措施。参考国内外流域生态健康评估的方法和模式。结合甘肃省实际情况，提出了甘肃省流域生态健康评估模式：甘肃省管理部门和技术部门科学合理地开展流域生态健康评估工作，必须要选择先进的评估技术，合理评估方式，科学划分评估单元、选择正确评估对象、评估指标、开展综合评估、对评估结果进行分级，根据评估结果给出建议与对策。

关键词：流域;生态健康;生态健康评估

中图分类号：X826

文献标识码：A

文章编号：1674-9944（2018）8-0019-03

1 引言

流域生态系统是一个社会——经济——自然复合生态系统[1]，具有牛态完整性[2]。当生态系统受各种自然或人为因素干扰，超过本身的适应能力时，必然在某些方面出现不可逆转的损伤或者退化，具体表现在牛产力下降、生物多样性减少、对环境的调节能力下降等，具有脆弱性[3～7]。流域生态系统的健康发展对人类社会稳定发展起到了重要保障[8]。为促进流域生态健康稳定发展，党巾央、国务院提出了“让江河湖泊休养生息”的要求，加强流域生态环境保护，维护流失生态系统的健康，自2012年，国家环保部高度重视流域生态健康问题，要求全国各省、自治区、直辖市逐步开展流域生态健康评估工作。

甘肃地处中国西部地区，省境内河流水系较多，四季水文形势复杂多变，流域生态健康评估工作难度很大。本研究参考国内外流域生态健康评估的方法和模式，结合甘肃省河水系、黑河水系、石羊河水系;黄河流域包括黄河干流水系、洮河水系、湟水水系、渭河水系、泾河水系;长江流域包括嘉陵江水系等。全省河流年径流量为603亿m3。年径流量大于1亿m3以上的河流有78条，全省多年平均自产水资源总量289.4亿m3，其中地表水资源282.1亿m3，地下水资源7.302亿m3。入境水资源量287.3亿m3，出境水资源482.3亿m3。

2 甘肃省流域生态健康评估模式

甘肃省流域生态健康的评估要选择先进的评估技术，结合全省实际情况，选择合理评估方式，科学划分评估单元，选择评估对象、评估指标，开展综合评估，提出建议与对策。

2.1 选择先进的评估技术

先进的评估技术可以更加准确的反映评估对象，技术部门对于甘肃省流域生态健康评估工作要参考国内外先进的评估方法进行评估。目前国内外流域生态健康评估较为先进的方法主要有生物监测法和指标体系法[9]。

2.1.1 生物监测法

生物监测法是指对水域生物如细菌、藻类、原生动物、海绵动物、浮游动物、环节动物、软体动物、轮虫、苔藓动物、贝类、昆虫甚至水草等进行系统的调查、鉴定，根据物种的有无来评价生态系统的健康状况[10]。生物监测法又可以进一步分为指示生物法和简单指数法。

2.1.1.1 指示生物法

指示主要是对水域生物如细菌、藻类、原生动物、海绵动物、浮游动物、环节动物、软体动物、轮虫、苔藓动物、贝类、昆虫甚至水草等进行系统的调查、鉴定，根据物种的有无来评估生态系统的健康状况[11]。

2.1.1.2 简单指数法

简单指数法包括生物指数与物种多样性指数。生物指数法多以鱼类、着生藻类（多为硅藻）及无脊椎动物为监测与研究对象。物种多样性指数包括马格列夫多样性指数、申农一威弗多样性指数、PFU微生物群落等。在我国，改进后的PFU微型生物群落法成为我国水环境生物监测的国家标准方法，得到了大量的应用[12]。

2.1.2 指标体系法

指标体系法是指综合物理、化学、生物，甚至社会经济指标，能够反映不同尺度信息的指标体系，指标体系法成为目前生态系统健康评估的重要手段[13]。

2.2 选择合理的评估方式

甘肃省由于河流较多，四季水文形势复杂多变，加之比较薄弱的资金、技术和人员配备，全面开展全省流域生态健康评估工作难度很大，因此，应切实结合自身情况，逐步开展全省的流域生态健康评估工作，具体步骤如下。

首先，合理划定评估单元。对于全省的流域要根据全省地理位置、行政区划、水系分布、水功能区划，将全省的河流水系划分戒若干单元，对不同单元的流域开展健康评估工作。

其次，优化评估程序。甘肃省的流域生态健康评估工作受诸多因素限制，不可能全面开展流域健康调查和评估，耍根据评估团队的技术力量、经济实力、评估单元功能的的重要性，优化评估次序。评估工作可分前期、中期、后期三个评估时段，对重要单元优先开展健康调查和评估工作，非重点单元后期开展健康调查和评估工作。

最后，循环评估。流域生态系统是一个多变的生态系统，流域生态的健康评估工作不能定格在一个固定的时间段，流域生态健康评估工作应该持久性开展，流域生态健康的评估必须循环进行。对于评估单元、评估对象应该循环开展评估，一个阶段的工作工作结束后，应该重新优化评估次序，重新开展评估，只有持续不断循环开展流域生态健康评估，才能更加准确的掌握甘肃省境内的流域生态健康情况，为境内流域环境保护及综合治理提供准确的基础数据。

2.3 合理划分评估单元

甘肃省境内有长江、黄河、内陆河三大流域，九大水系，400多条河流。流域评估单元的划分必须依据境内流域水功能的重要性、结合自然地理单元、行政管理单元对境内的流域进行单元划分。划分技术方法主要以甘肃省水功能区划和地理信息系统的水文空间分析方法为基础进行流域的自动分割，结合行政区划（如县、乡镇、村边界），对流域自动分割单元边界修改和完善，最终确定评估单元，以便于流域综合管理。

2.4 确定评估对象

傳统的评估工作者受狭义的流域生态健康定义，只是对水域生态系统，或单一的选择水质、水生生物开展评估，因此，评估结果不能准确的反映流域健康状况。目前国内外比较权威的研究学者及国家管理部门对流域生态的健康定义为水域生态系统、陆域生态系统和岸带生态系统。水域的评估对象应包括水文、水质、水资源、河流环境容量等，陆域生态系统评估对象包括动植物分布、土地利用、水土流域因子等。甘肃省流域健康评估技术部门应该参考国内外先进的评估技术，在进行流域生态健康评估时要充分理解流域生态健康评估的定义，正确选择评估对象，从生态结构、服务功能和压力状况3个方面构建流域生态健康评估的基本框架。评估内容要包含如下3个方面。

第一，流域生态系统空间组分构成以及格局状况，包括自然和人为景观的组分构成、河流生境以及陆地生态格局等。

第二，流域的生态系统服务功能状况，包括水源涵养、土壤保持、生物多样性维护等。

第三，自然因素及人类活动对水域和陆域生态系统所构成的压力状况。

2.5 合理选择指标体系

目前流域生态健康的评估指标共计6类17项，其中，水域生态健康评估指标主要包括生境结构、水生生物和生态压力三类，共8项指标;陆域生态健康评估主要包括生态格局、生态功能和生态压力三类，共9项指标。评估指标权重确定采用层次分析法，分评估对象、指标类型和评估指标共3个层次，流域生态健康评估指标体系见表1。

对于评估对象中水域面积大于50 km2以上的湖泊、水库型流域时，应对湖泊、水库的消落带单独评估。评估指标体系见表2，共9类22项指标。

2.6综合评估

甘肃省流域生态健康调查结束后，要进行综合评估，综合评估分两个步骤：首先，分别评估流域生态健康的状态和压力，其次后，进行流域生态健康综合评估。

2.6.1 流域生态健康状态评估

根据流域健康评估指标体系要求，评估流域内各指标所处的健康装填，并对健康状态形成原因进行分析。水域生态健康状态指标包括：水质状态指数、枯水期径流量占同期平均径流量比例和河道连通性等生境结构指标;大型底栖动物多样性综合指数、鱼类物种多样性综合指数和特有性（或指示性）物种保持率等水生生物指标。陆域牛态健康状态指标包括：森林覆盖率、景观破碎度和重要生境保持率等生态格局指标;水源涵养功能指数、土壤保持功能指数和受保护地区面积占国土面积比例等生态功能指标。当评估对象包括消落带时，应单独评估消落带的自然植被比例、自然岸堤比例等生态结构指标，以及污染阻滞功能指数、生物多样性保护功能指数等生态功能指标。

2.6.2 流域生态健康压力评估

通过对流域生态压力指标进行评估，得出流域的水域、陆域所承受的生态压力状况。评估指标包括：水域的水资源开发利用强度和水生生境干扰指数，陆域的建设用地比例、点源污染负荷排放指数和面源污染排放指数等指标。当评估试点为水域面积大于5O km2以上的湖泊、水库型流域时，增加消落带的认为干扰指数和湿地退化指数等压力指标。

2.6.3 流域生态健康状况综合评估

利用综合指数法进行流域生态健康综合评估，通过水域和陆域健康指数加权平均求和，构建综合评估指数WHI，以该指数表示各评估单元和流域整体的健康状况[14，15]。

综合指数WHI计算如下：WHI=IW·WW+IL·WL

其中：IW为水域健康指数值，WW为水域健康指数权重;IL为陆域健康指数值，WL为陆域健康指数权重。IW和IL分别由各自的二级指标加权获得。

水域健康指数值：

陆域健康指数值：

其中：ωi为水域和陆域的二级指标权重，x'i为二级指标值。当评估含消落带指标是，增加消落带健康指数，计算方法与水域、陆域相似，采用指标加权求和获得。

2.7 标准与分级

目前国内外根据流域生态健康评估综合指数（WHI）分值大小，将流域生态健康等级分为五级，分别为优秀、良好、一般、较差和差，具体指数分值和健康状况分级见表3。甘肃省流域健康评估得出结果后，要对全省流域健康进行分级，以便后期的管理。

3 对策建议

甘肃省流域生态的健康与保护不能只停留在评估阶段，流域生态健康评估结束后，管理部门要根据评估结果，结合流域社会经济发展状况，制定流域生态系统保护和管理制度，规划具体的保护工程和治理措施，使甘肃省境内的地表河流发挥高效的生态功能。

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