河湖生态健康评价研究现状与思考

席怀平

（河北省张家口水文勘测研究中心，河北 张家口 075000）

河流湖泊是人类获取淡水资源的最主要来源，我国河湖总面积9 万km2以上，资源储量丰富，面积在1 km2以上的天然湖泊，有2 700 多个。但随着城市化和工业化的加剧，排入河流湖泊的生活用水和工业废水造成的水源污染日益加剧。因此评估我国河湖生态健康状况，并做好河湖生态修复和保护工作刻不容缓[1]。

20 世纪70 年代，国内外陆续开始重视生态系统健康（包括河湖生态健康）的研究，各国开始结合本土实际情况，制定多项河湖生态健康评价指南，颁布相关法律法规。我国在《水污染防治行动计划》中提出：“到2030 年全国水环境质量总体改善，水生态系统功能初步恢复，到本世纪中叶生态环境质量全面改善，生态系统实现良性循环”的目标。

湖泊的形成演化过程复杂，受自然因素、人类活动及其影响程度，以及地域性变化等因素影响，所呈现的河湖生态健康破坏方式和破坏程度也不同。从水温垂向分层的角度将湖泊分为深水型和浅水型，其中，浅水湖极易受到风浪和人类活动的影响，导致污染物在水底的水-泥界面频繁运移，治理难度增加。尽管近些年来相关部门对湖泊生态健康问题高度重视，并进行了大力整治，但实际效果与预期治理效果差距仍然较大，例如在“九五”期间，政府重点对太湖、滇池和巢湖进行了综合治理，但近几年仍频繁发生严重的水华事件。随着对湖泊生态环境治理经验不断积累，研究不断深入，人们逐渐认识到：对河湖生态环境问题的产生机理认识不清晰，无法采取合理的、有针对性的的科学措施，是治理效果的不理想主要原因。因此，在治理和保护河湖生态健康之前，开展湖泊生态环境健康评价工作十分必要[2]。

1 河湖生态健康评价体系及其重要性

1.1 河湖生态健康及其评价体系

健康的生态系统具有稳定性、可持续性，且具有一定环境容纳量。生态学上对河湖生态系统健康的界定分为狭义和广义，其中狭义的河湖生态系统健康更关注河湖本身，而广义的河湖生态系统健康还考虑了人的因素，如河湖对人类生活的服务功能，促进经济社会发展的功能。

1.2 河湖生态健康评价体系的重要性

河流和湖泊是陆地水圈的重要组成部分，具有提供水源、发展灌溉、繁衍生物和河流运输等功能，同时还具有调节区域气候、提高生态系统稳定性、改善生态环境的作用。因此促进和完善河湖生态健康评价，对保障河湖生态系统稳定性和可持续性具有积极意义。

1.2.1 保障河湖生态系统稳定

人类生产生活与河湖生态系统密不可分，也是影响其健康和稳定性的最主要因素。通过长期对河湖生态系统进行健康评价，可以监测其是否存在异常，以便对存在问题的区域进行排查，制定和实施解决方案，进行区域整治工作，从而将负面情况降到最低。同时,也通过积累资料和数据、进行总结分析，为今后的河湖生态系统评价工作提供经验。

1.2.2 保障经济和自然环境的绿色协调发展

发展经济需要源源不断的从自然环境中获取资源，并有可能排放污染物，因此健康的自然环境是经济稳定发展的基础。健康的生态系统具备完整的结构和功能，能够源源不断的为系统内部的生物提供物质和能源。因此经济和自然环境绿色协调发展，能够保障资源能够源源不断供给人类使用。只有秉持可持续发展的理念，合理利用自然资源，保证生态系统的多样性，才能确保人类与自然和谐共生、社会健康发展[3]。

2 河湖生态健康体系评价方法

河流和湖泊的生态健康在原理上具有一定的相似性，因此在评价体系和评价方法上也具有一定的相似性，而湖泊生态系统评价方法也是在河流等生态系统的相关研究基础上改进的，评价方法、评价体系和参考基系是可以相互借鉴的。但二者也存在区别：（1）根据湖泊的结构特征可分为横向、垂向和时间的三位系统，而河流由于具有从上游向下游的流动性，因此还具有纵向的第四维系统；（2）湖泊不具有流动性，更容易受到外界因素的扰动，尤其是浅水区的稳定性更容易产生波动。因此在进行河湖生态系统监测时需要根据具体情况布置监测点，选择评价方法和评价体系。

2.1 指示物种法

常用到的指示物种法主要有生物完整性指数（IBI）、无脊椎动物预测和分类系统（RIVPACS），其中指示物种主要包括鱼类、底栖动物和着生藻类（以硅藻为主）等。其中着生藻类具有生长周期短、生存环境固定和对污染物反映灵敏等特点，是河湖生态健康评价最主要的指示物种之一。河流底栖动物生活周期长，对河流水体变化反应灵敏，是河湖水质评价常用的监测指标，其中,中大型底栖无脊椎动物评价是国内外进行河湖生态系统健康研究的主流[1，4]。

2.2 指标体系法

指标体系法（即综合评价法）区别于指示物种法，它是采用水质、水生态及水生生物栖息地等系统性指标，整体分析河湖生态系统健康状况。研究人员根据研究的目标对象以及研究的具体内容提出了许多方法，或是借鉴水环境领域的认可度较高的生态系统健康评价方法，如综合指数法和生态系统健康指数法等。指标权重是否符合实际情况，是决定指标体系法评价结果的关键，而熵值法因为能避免主观赋权的影响，使评价结果更加合理，被广泛应用[6]。

国外的指标体系法主要包括：美国、瑞士、意大利采用的河岸带、河道、环境目录（RCE），澳大利亚的水生生物环境质量指数（IAEQ）等。而国内的河湖生态健康评价体系及其相关研究主要是参考国外，然后结合国内实际情况进行改进，目前还处于发展阶段[5～6]。

3 河湖生态健康评价体系的主要问题

3.1 评价对象

河流、湖泊因所处自然环境和人文环境的不同而具有区域性特征。因此对不同区域的河湖生态系统进行健康评价时，需要具体分析，选择合适的评价指标、评价方法和评价系统，从而提高评价结果的准确性。

3.2 评价指标

评价指标的选择直接影响评价结果的准确性。国内的河湖生态健康评价体系发展较晚，相关研究较为落后。在选择评价指标时，有时过于全面，从而导致工作量较大，虽然结果比较可靠，但资源浪费也较严重；有时所选评价指标的主观性较强，无法保证评价结果的科学性和准确性[5，6]。

3.3 评价方法

3.3.1 指示物种法

（1）许多指示物种迁移能力很强，在其生活环境受到干扰后，指示物种迁移会对监测数据造成影响，从而降低评价指标的准确性，可能造成评价结果与实际不符的情况。（2）不同指示物种对生态系统变化的响应也不同，指示物种的变化不一定是受系统影响，也不一定会对生态系统产生重要影响，因此其复杂性导致指示物种法不能完全反映生态系统的健康状况[1，5～7]。

3.3.2 指标体系法

国内外对指标体系法的研究很多，但方法并不统一。指标体系法存在的问题主要有：（1）选择评价指标和参照系时具有较强的主观性，从而导致评价结果缺乏科学性和可靠性。（2）指标权重的选择不一定符合实际情况，但其又与计算方法和检测数据关系密切，因此在选择评价方法的过程中具有主观性[1，5～7]。

3.4 评价结果

根据存在主观性的评价指标和评价方法分析计算，所得到的评价结果存在科学性和准确性不足的问题，因此需要根据实际情况对评价结果进行严谨认真的验证，从而进一步提高评价结果的可信度。

4 结论与展望

4.1 结论

完善河湖生态健康评价体系，是保证河湖生态系统健康的重要举措。只有分析生态系统的形成和演化过程，掌握生态系统内部变化规律，及其与环境因子的作用机制；从不同角度选择合适的、可靠的评价指标和评价方法；并对评价结果进行科学严谨的分析验证，从而提高评价结果的正确性和可信度，进而维护河湖生态系统的健康和可持续发展。

4.2 展望

河湖生态健康状况直接关乎民生民计和社会经济发展，因此必须加快完善河湖生态健康评价体系，促进评价指标和评价方法的相关研究。

4.2.1 完善河湖生态健康评价体系

我国的河湖资源保护意识较差，河湖健康评价工作进行的也较晚，因此需要进行大量工作以完善河湖生态健康评价体系。（1）借鉴国外评价体系的案例和数据，同时结合国内情况，明确区域性差异对河湖健康评价工作的影响，进而提高我国河湖健康评价工作的效率。（2）要注意积累和整理国内河湖健康评价工作案例，为以后进行相关工作提供借鉴，并在实践中不断完善、总结和创新，河湖生态健康评价体系。（3）从时间—空间、局部—整体—局部，以及自然因素主导—人为因素主导等不同角度，综合分析和制定河湖生态健康评价体系。（4）完善河湖生态健康评价体系，需要结合大数据、“3S”技术等先进的科学技术，从而提高评价体系的合理性和准确性。

4.2.2 促进河湖生态健康评价相关研究

进行河湖健康评价工作，需要科学研究的支持。（1）指示物种法：不同水生生物与环境因素的关系、受环境变化的影响程度，从而提高选择指示物种的科学性和有效性。（2）指标体系法：选择指标、分析不同指标的关系、权重等，需要借助数据分析拟合的手段进行模拟和预测，并根据实际案例进行实验，验证模拟和预测结果的准确性。