浑太流域生物完整性健康评估

陈禹衡

(辽宁省大伙房水库管理局有限责任公司，辽宁 抚顺 113006)

河湖健康评价是评价河湖健康状况、调查分析河湖存在的主要问题,制定具体目标、提出有效的任务措施，加强河湖长制长效体系实施的重要技术手段，是指导制定“一河(湖)一策”治理及管理保护方案的重要依据，也是河湖管理的重要参照[1- 5]。河湖生物完整性的相关指标能够充分反映河湖的健康状况，也是反映河流水污染和水环境状况的重要依据[6- 9]。浑太流域发源于抚顺市清原县湾甸子镇，流经抚顺市、沈阳市、辽阳市、鞍山市、盘锦市及营口市，河长495km，流域面积28260km2。由于人为因素，河流受到水污染、河道侵占、非法采砂、水资源过度开发等影响，河流生态系统遭到破坏。为了加强对河湖的管理和保护，开展浑太流域生物完整性健康评估，明确河流的生态健康状况与影响因素，提出有针对性的治理措施与对策，对河流永续健康发展具有巨大意义。

1 评价体系

1.1 评价指标

结合浑太流域实际与特点，综合考虑能够反映河流生物健康的关键性因素，确定河流生物完整性健康评价采用底栖动物完整性指数和鱼类生物损失指数2项指标。

1.2 评价标准

1.2.1底栖动物完整性指数

(1)参照点和受损点的筛选

根据当前河流干扰因素，依据选取的水质指标、半定量生境评价指标，筛选参照点和受损点。综合生境质量和水质标准，原始参考区为太子河和浑河的源头，涉及样点点位为TZ01—TZ05、H01—H06，经过生境质量评分，最终保留样点点位为TZ02、TZ03、TZ04、TZ0。原始受损点为太子河和浑河的下游段，涉及海城河下游的样点点位、太子河下游和浑河下游的样点点位，经过生境质量评分后，最终保留H11、H12、H16为受损点。详细信息如图1所示。

(2)指标体系构建

根据适用于EPA的大型底栖动物的B-IBI因子，选择28种大型底栖动物的生物学参数作为构建大型底栖动物评估的候选指标,筛选了28个候选指标的分布范围、判别能力和相关性分析。分配范围的筛选意味着如果在95%以上的样品点中指数的得分为0，该指数将被舍弃。最后筛选出10个核心指标，并在此基础上计算IBI值。表1显示了10个核心指标的分配范围和最佳预期值。

(3)IBI值赋分

将各评估参数的分值进行加和，得到IBI指数值。以参照系样点IBI值由高到低排序，选取25%分位值作为最佳期望值，对IBI指数进行赋分得到IBIr分值，范围为0～100。

表1 核心指标值分配范围和最佳预期值

图1 太子河和浑河监测前、评价中参照点与受损点筛选区域

1.2.2鱼类生物损失指数

通过历史背景调查方法，建立鱼类损失指数标准。选择20世纪80年代作为历史基点。 基于历史调查数据，对河流鱼类种数进行分析与统计评价。鱼生物损失指数的计算公式如下[10- 11]：

(1)

式中，FOE—鱼类生物损失指数；FO—评价河段的鱼类种类数量；FE—评价河段鱼类种类数量预期值。

鱼生物损失指数赋分标准见表2。

表2 鱼类生物损失指数赋分标准表

1.3 计算方法

河流健康评价生物完整性赋分计算公式如下：

ALr=BIBr×BIBw+FOEr×FOEw

(2)

式中，ALr—生物完整性赋分；BIBr—底栖动物完整性指数赋分；BIBw—底栖动物完整性指数权重，取0.4；FOEr—鱼类生物损失指数赋分；BIBw—鱼类生物损失指数权重，取0.6。

2 河流健康评价

2.1 调查监测

河流健康调查监测点位共计32个，每个点位调查监测3次，共计96个样品量。主要监测范围包括浑河、太子河、海城河、社河、牤牛河等河流，开展春季和秋季两期调查监测。

图2 浑太流域河流健康监测断面空间分布

2.2 评价结果

基于春季和秋季浑太流域河流32个样点调查数据，综合每个样点河流大型底栖动物完整性指数赋分和鱼类生物损失指数赋分，根据式2对每个样点生物完整性进行评价，进而计算每个河段生物完整性赋分。详见表3。

2.3 结果分析

2.3.1生物完整性赋分空间分布

根据评价结果，浑河流域生物完整性的平均得分为46分，整体情况较差。上游和下游之间的生物完整性得分存在显着差异。浑河流域上游生物完整性得分要高于下游的，并且下游生物完整性得分较低，健康状况较差。大型底栖动物完整性指数的平均得分为71分，表明整体情况相对较好。浑河流域沈阳段上游H1—H11的底栖完整性指数平均为77分，表明底栖完整性指数相对较好。浑河流域沈阳段下游H13—H16的底栖完整性指数为59分，表明底栖完整性指数相对较差。浑河支流牤牛河H12的生物完整性指数为35分，流域内生物完整性指数最差。鱼类损失指数的平均得分为29，整体情况很差，上游和下游之间的鱼类损失指数存在较大差异。大伙房水库上游鱼类完整性良好，但由于河流受损引起的严重扰动，一些点H02和H04的鱼类完整性相对较差。在大伙房水库下游，特别是在H10样本点位的下游，鱼类完整性相对较差。

太子河流域生物完整性的平均得分为50分，整体情况差。上游和下游之间的生物完整性得分有很大差异。在太子河和海城河的上游，生物完整性得分相对较好，但在下游相对较差。在海城河下游的TZ16点位生物完整性得分最低。其中，河流大型底栖动物完整性指数的平均得分为78分，表明整体情况很好。太子河的上游和下游之间的底栖完整性指数存在显著差异。太子河下游的TZ11和TZ12点位的生物完整性指数相对较好，而海城河下游TZ16的生物完整性指数是最差的。鱼类损失指数的平均得分为29分，鱼类完整性损失严重。在上游和下游之间的鱼类损失指数显著差异，由于天然河流和河岸地区的原生植被保存较好，鱼类损失指数得分在TZ01点位是最高的。沈阳段下游TZ07点位、太子河下游段TZ11点位与海城河下游段TZ15点位的鱼类完整性指数得分最少。

图3 浑太流域河流生物完整性赋分空间分布

图4不同河段的比较分析表明，太子河上游源头-观音阁水库出口的生物完整性得分最高，其次是海城河上游源头-海城河水文站、社河及浑河上游源头-大伙房水库出口，最后是浑河下游三岔河口-入河口和牤牛河。图5可知，太子河上游源头-观音阁水库出口和社河的大型底栖动物完整性得分最高，浑河下游三岔河口-入河口和牤牛河的得分最低，其他河段的得分相接近。图6可知，太子河上游源头-观音阁水库出口和社河的鱼类损失指数得分较高，其他河段得分较差。

表3 浑太流域生物完整性赋分结果表

图4 浑太河流域分河段生物完整性赋分

2.3.2生物完整性指数影响因素分析

河流生物完整性涵盖了鱼类损失指数和大型底栖动物完整性指数，由于生物对河流水生态的影响程度与重要性，会产生不同的完整性指数结果。由于水资源开发利用程度较高，鱼类种类下降严重，经过调查，河流鱼类损失程度较高，完整性指数得分较低。虽然鱼类损失指数赋予0.6的权重，但是得分较低，平均占比32%，同时有4个调查点位低于20%。鱼类损失指数得分在整个生物完整性所占分值较低，但是鱼类损失指数重要性程度要高于底栖动物完整性指数，说明在不同河流河段的生物完整性得分主要取决于鱼类损失指数得分，鱼类损失指数是生物健康评价的关键指标。

图5 浑太河流域分河段底栖动物完整性指数赋分

图6 浑太河流域分河段鱼类损失指数赋分

图7 浑太流域底栖动物完整性指数与鱼类损失指数的赋分比重

3 治理保护对策

3.1 流域排污控制

氨氮与化学需氧量是浑太流域主要污染物根源，对大伙房水库下游的水生生物影响较大，对生物群落的退化影响更为严重。因此，降低氨氮与化学需氧量的浓度量是浑太流域水环境综合整治的重点目标。加强点源污水达标排放管理，制定入河排污口“一口一策”方案，减少干支流排污口对河流的排入量。

3.2 重点河流段生态廊道建设

为更好发挥河流廊道水源涵养、点面源污染物控制与净化、生物栖息地功能恢复，应该从以下3个方面加强：①沿河两岸设定10m的缓冲区域，开展“林草交错”的生态廊道改造；②恢复沿河滩涂湿地、回水区等生态系统，使河流从上游到下游构建生态小系统，净化水环境；③尽量恢复河流自然状态，减少不必要的拦河闸坝阻隔，保障河道通畅，恢复沿岸动植物栖息地，增加生态系统功能多样性。

3.3 加强水生生物多样性的监测管理

定期开展浑太流域水生物调查，依托水文站、水质站，建设水生物监测站点，建立水生物物种、类别、科目的数据库，每年出版水生物调查监测公报，有效掌握浑太流域水生物系统状况，为河流生态系统变化及制定措施提供基础数据。

4 结论

与实际浑太流域现状相比较，本文通过开展浑太流域生物完整性健康评价，掌握河流水生态、水环境存在的问题，反映浑太流域水生态、水环境现状。本文只针对一年开展了调查监测与健康评价，反映的是当年的健康状况，对于河流生物完整性健康状况还需要开展长期的调查监测，同时与目前的“河长制”、“一河一策”相结合，才能更好地针对问题，制定有效的治理措施。