河流健康评价指标体系初探_孙雪岚
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健康河流的评价指标和评价标准近年来,在可持续发展思想的推动下,生态系统健康研究已成为国际生态环境领域新的研究热点,并逐渐发展成为联系地球科学、环境科学、生态学、经济学及社会科学等学科的桥梁。
我国这方面研究工作十分薄弱,相关报道很少。
河流生态系统也受到了来自自然和人为因素的巨大压力。
人类活动对河流生态系统的胁迫主要来自以下几个方面:工农业及生活污染物质对河流造成污染;从河流水库中超量引水使得河流本身水量无法满足生态用水的最低需要;通过对湖泊、河流滩地的围垦挤占水域面积以及河流上游毁林造成水土流失,导致湖泊、河流的退化;在河流的水库中,不适当地引入外来物种造成生物入侵,使乡土物种消失和生态系统水平退化。
水利工程对于河流生态系统的胁迫主要表现在两方面:一是自然河流的渠道化,二是自然河流的非连续化。
因此,如何缓解自然和人为因素对河流生态系统的压力,保证河流生态系统的健康尤为重要。
1.河流生态系统河流生态系统指河流水体的生态系统,属流水生态系统的一种,是陆地和海洋联系的纽带,在生物圈的物质循环中起着主要作用。
河流生态系统包括陆地河岸生态系统、水生态系统、相关湿地及沼泽生态系统在内的一系列子系统,是一个复合生态系统,并具有栖息地功能、过滤作用、屏蔽作用、通道作用、源汇功能等多种功能。
河流生态系统水的持续流动性,使其中溶解氧比较充足,层次分化不明显。
河流生态系统主要具有以下特点:(1)具纵向成带现象,但物种的纵向替换并不是均匀的连续变化,特殊种群可以在整个河流中再现。
(2)生物大多具有适应急流生境的特殊形态结构。
表现在浮游生物较少,底栖生物多具有体形扁平、流线性等形态或吸盘结构,适应性广的鱼类和微生物丰富。
(3)与其它生态系统相互制约关系复杂。
一方面表现为气候、植被以及人为干扰强度等对河流生态系统都有较大影响;另一方面表现为河流生态系统明显影响沿海(尤其河口、海湾)生态系统的形成和演化。
(4)自净能力强,受干扰后恢复速度较快。
健康河流的评价指标和评价标准近年来,在可持续发展思想的推动下,生态系统健康研究已成为国际生态环境领域新的研究热点,并逐渐发展成为联系地球科学、环境科学、生态学、经济学及社会科学等学科的桥梁。
我国这方面研究工作十分薄弱,相关报道很少。
河流生态系统也受到了来自自然和人为因素的巨大压力。
人类活动对河流生态系统的胁迫主要来自以下几个方面:工农业及生活污染物质对河流造成污染;从河流水库中超量引水使得河流本身水量无法满足生态用水的最低需要;通过对湖泊、河流滩地的围垦挤占水域面积以及河流上游毁林造成水土流失,导致湖泊、河流的退化;在河流的水库中,不适当地引入外来物种造成生物入侵,使乡土物种消失和生态系统水平退化。
水利工程对于河流生态系统的胁迫主要表现在两方面:一是自然河流的渠道化,二是自然河流的非连续化。
因此,如何缓解自然和人为因素对河流生态系统的压力,保证河流生态系统的健康尤为重要。
1.河流生态系统河流生态系统指河流水体的生态系统,属流水生态系统的一种,是陆地和海洋联系的纽带,在生物圈的物质循环中起着主要作用。
河流生态系统包括陆地河岸生态系统、水生态系统、相关湿地及沼泽生态系统在内的一系列子系统,是一个复合生态系统,并具有栖息地功能、过滤作用、屏蔽作用、通道作用、源汇功能等多种功能。
河流生态系统水的持续流动性,使其中溶解氧比较充足,层次分化不明显。
河流生态系统主要具有以下特点:〔1〕具纵向成带现象,但物种的纵向替换并不是均匀的连续变化,特殊种群可以在整个河流中再现。
〔2〕生物大多具有适应急流生境的特殊形态结构。
表现在浮游生物较少,底栖生物多具有体形扁平、流线性等形态或吸盘结构,适应性广的鱼类和微生物丰富。
〔3〕与其它生态系统相互制约关系复杂。
一方面表现为气候、植被以及人为干扰强度等对河流生态系统都有较大影响;另一方面表现为河流生态系统明显影响沿海〔尤其河口、海湾〕生态系统的形成和演化。
〔4〕自净能力强,受干扰后恢复速度较快。
五河湖健康评估1调研背景概述河湖水系是地表水资源的主要载体,由河湖水系所支撑的河湖生态系统是地表最富生产力和生物多样性最为丰富的生态系统类型之一,具有巨大的生态服务功能,不仅承载着人类社会,也养育着众多的生物。
在经历了20世纪80年代以来长达30余年的我国经济社会的快速发展,全国各地河流不同程度地承受着过度排污、过度引水、河道结构破坏、过度捕捞等多重胁迫,相应地出现了水文情势显著变化、水质恶化、河流形态结构破坏、生境退化,以及重要或敏感水生生物消亡等问题,河流健康问题十分突出,河流生态完整性遭到严重破坏,严重影响河流对人类社会及生物多样性的支撑作用的发挥,影响着河流生态系统的生态服务功能的可持续利用。
在面临着“水多、水少、水浑”等传统水问题外,更日益面临着“水丑、水死”的严峻问题。
河湖健康的保持及恢复不仅关系到水资源的可持续利用,也关系到流域乃至全国生态安全和经济社会的可持续发展。
为此,河湖生态系统的保护及河湖健康的维持和恢复近年来日益成为全社会共同关注的重要问题,河湖生态修复的必要性和紧迫性也日益被全社会所认可。
作为水行政主管部门和流域健康的代言人,我国水利部门除了承担着防洪兴利的传统任务外,河湖生态恢复及河湖健康的守护重任也责无旁贷。
河湖健康评价是20世纪90年代以来在西方发达国家兴起的流域综合管理的技术手段,不仅可以对河湖生态系统的现状及存在的问题进行诊断评价,还可以为河湖生态修复的进程进行监测,从而不断地为河湖健康的适应性管理提供反馈信息,是河湖生态系统管理的重要内容,对实现水资源的综合管理和流域生态系统良性循环具有重要意义。
我国自21世纪初开始陆续引入河湖健康评价的理念,并在水利系统和其他部门迅速得到积极的回应。
国家和水利部门提出了树立科学发展观,以人-水和谐的理念,大力发展民生水利,实行最严格的水资源管理制度,促进水资源可持续利用的治水新思路。
环保部门在进行污染源总量控制治理的同时,也提出了“让河流休养生息”的河流保护行动。
河流健康评估指标体系构建方法总结河流是自然界中重要的水资源,对人类社会发展起着至关重要的作用。
然而,随着人类活动的不断增加,河流生态系统的健康状况逐渐受到损害。
为了增强对河流健康状况的评估和监测,构建一个科学合理的评估指标体系至关重要。
本文将总结河流健康评估指标体系构建的方法。
1. 选择合适的指标构建河流健康评估指标体系的第一步是选择合适的指标。
合适的指标应具备以下特点:与河流生态系统的健康状况密切相关、容易测量和监测、具备科学可行性和操作性。
常用的指标包括水质指标、生物指标、物理指标和化学指标等。
选择合适的指标需要综合考虑河流的地理环境、水文特征和生态特征等因素。
2. 确定指标间关系构建河流健康评估指标体系的第二步是确定指标间的关系。
指标间的关系可以用于反映河流生态系统的复杂性和相互作用。
常用的方法包括回归分析、相关分析和因子分析等。
通过确定指标间的关系,可以更全面地了解河流生态系统的健康状况。
3. 设定评价标准构建河流健康评估指标体系的第三步是设定评价标准。
评价标准可以用于评估河流生态系统的健康状况和进行综合评估。
评价标准的设定需要参考相关的法律法规、行业标准和科学研究成果等。
评价标准的设定应科学合理,既要兼顾保护环境和生态,又要考虑到经济可持续发展的需求。
4. 进行评估与监测构建河流健康评估指标体系的最后一步是进行评估与监测。
评估与监测是评估指标体系质量和有效性的关键环节。
评估与监测需要结合实际情况,采用合适的方法和技术手段。
常用的方法包括采样调查、实地观测、实验室分析和遥感技术等。
评估与监测的结果可以为河流生态环境保护和科学管理提供依据和参考。
总结起来,构建河流健康评估指标体系需要选择合适的指标、确定指标间的关系、设定评价标准以及进行评估与监测。
这些步骤相互关联、相互依赖,共同构建起一个科学合理的评估指标体系。
通过建立健全的河流健康评估指标体系,可以更好地了解和保护河流生态系统的健康状况,为生态环境保护和可持续发展提供科学依据和支持。
十一五作者简介山西运城人博士河流健康评价指标体系初探胡春宏太原理工大学水利科学与工程学院山西太原中国水利水电科学研究院北京摘要提出了河流健康的内涵包括三方面具体为河流自身结构完整功能完备满足人类社会发展在河流健康概念的基础上结合河流的功能和属性提出了构建河流健康评价指标体系的原则关键词河流健康内涵河流健康评价指标体系河流是自然界的一个开放系统水系或河系作用为人类长期以来不断以征服者的姿态胁迫河流随着可持续发展它也具有自身生存的权利河流健康的内涵河流健康是人类对河流生存状况的描述由于河流健康的概念诞生于认为河流生态系统保护是河流面临的主要挑战当长的时间内态系统健康在河流上的应用或者是针对河流生态系统并考虑人类社会而下的定义对绝大多数河流而言健康的河流是自然功能和社会功为河流的服务功能是其对流域具体来讲功能完备具有满足自身维持与更新的能力能发挥其正常的生态河流健康概念源于河流生态系统健康在科学意因此河流健康只能是相对意义上的健康构建河流健康评价指标体系的原则因此河流健康评价指标的筛选应该遵循以下原则征河流健康状况不仅要反通过分层分类的方法可以从不同角度直观地判断河流评价指标体系不仅要覆盖全面所选取的各项指标不能脱离指标相关资料信息条件的实际情河流健康评价指标体系框架建立河流健康评价指标体系属性和社会属性为基础三为流域社会经济价因即社会功能河流系统以及河流健康的内涵可将整个指目标层目标层准则层指标层图河流健康评价指标体系结构图目标层即为河流健康评价的总目标维持河流健康河流健康评价的目标在于综合评价河流的健康状况准则层准则层分三个方面河道的健康河道健康是从河流动力学和河床演变学的角度出发对河流健康状况的论述研究的是水沙两相流两者相互河流生态系统健康也具有两方面的内涵健康的生态系统一方面本身具有良好的自我维持与更新环境还要求水生生物物种的完整性和多样性服务功能也是生态系统不可缺少的组成之一人类是河流生态系统的一个组成部分其自然功能是河流对其自身的生存以及的河流生态系统的因此河流不仅仅要满足自身需要具体体现表述各个分类指标的不同要素通过定量或者指标体系表河流健康评价指标体系目标层准则层内容指标量化的指标河流健康河流自身健康河型状况河型河型稳定性河道断面形态宽深比宽深比指数主槽断面形态平滩流量平滩流量满足率河道比降纵横比降纵横比降比率水量最小环境需水量最小环境需水量满足率水文条件水沙搭配水沙搭配指数河流泥沙状况河道冲淤状况河道冲淤变化率输沙能力水流输沙能力水流输沙能力变化率生态系统健康水质状况水质水质达标率水生生物完整性鱼类生物完整性鱼类生物完整性指数珍稀生物指标珍稀生物存活状况珍稀生物变化率栖息地和鱼道状况栖息地状况栖息地保留率河岸带植被覆盖情况植被覆盖率植被覆盖率湿地状况湿地面积湿地保留率流域人口健康状况饮水安全保证率饮水安全保证率流域人口文化素质流域人均受教育年流域人均受教育水平流域人口物质生活状况流域人均收入流域人均收入水平社会经济价值调节径流能力调节径流能力调节径流能力指数水资源利用率水资源利用率水资源利用率供水保证率供水经济效益航运航运保证率航运保证率休闲娱乐休闲娱乐价值休闲娱乐价值指数教育文化价值教育文化价值教育文化价值指数量化指标的含义河型稳定性河型稳定性采用张红武等宽深比指数即为断面的实际宽深比与河道不淤时的临界宽深比和挟沙能力对两岸居民的生命财产安全和经倍以内才非汛期以生态需水为主最小环境采用最小环境需水量满足率来表示即河流枯水季的平均最小径流量与来沙系数反映的是单位流量时的输沙量流量来自流域的泥沙量越多水沙搭配指数是来沙系数的函当实际来沙系数为河道不淤时的临界来沙系数时水沙搭配指数为泥沙量均被输往下游河段采用河道冲淤变化率来表示河道的冲淤变形和水流输沙能力是河流输送泥沙能力的具体反映维持河流水质安全一般的类水质标准的一般用鱼类指数栖息地是野生动物的生存环境或生息繁衍的场所以及野生植物的生长环境可通过鱼类栖息繁以及提供娱保超过了一定的卫生标准安全饮水十一五可采用饮水安全人口占流域是由各层次受教育人口加权平均组合构造的一种统计指数人均受教育水平物质生活状况属于河流对人类健康的物质支持能力反映了流域人民群反映了人类改变水资源时空分布用河流上中下游现通航保证率是指河流一年中航道实际水深与换算水深达到航道水深天数之和占指标的评价标准和权重河流健康是一而由于河流健康只能是相对意义上的健不同背景下的河流健康标准实际上是一种社会选择具有明显的时代和地域在河流健康评价指标体系中对河流功能的价值取向对于不同的河流甚至在不同的时期重应当因河时而异总结健康的河流应该是河流自身生存发展和人类开发利用相对平衡的河流是人类利益和河流利益相平衡的个指标组成的评价指标体系以及各指标的量化计算方法并指明河流健康评价指标的标准和权重因河时而异河流健康评价还处于探参考文献张博庭关于河流生态伦理问题的探讨对水利发展研究等杨文慧杨宇张红武等胡一三等刘晓燕许炯心林木隆李向阳杨明海常本春耿雷华刘翠善叶平鲁春霞谢高地成升魁刘晓燕。
关于河流健康内涵与评价方法的综合评述
孙雪岚;胡春宏
【期刊名称】《泥沙研究》
【年(卷),期】2007()5
【摘要】在可持续发展观念的推动下,河流健康问题引起各界广泛的重视。
本文对河流健康的概念与内涵进行了剖析,分析了河流健康与河流生态系统健康的异同,提出了河流健康应包括三方面的内涵:河流自身结构功能完备,能发挥其正常的生态环境效益,并满足人类社会发展的合理需求。
系统地总结了河流健康评价方法、评价标准、评价指标及评价模型,指出了评价的主体应当是河流系统,评价的河流不同,评价指标的选取和权重的确定也随之不同,依其具体特征而定。
为我国河流健康评价的发展提供了一定的参考价值。
【总页数】8页(P74-80)
【关键词】河流健康;评价方法;指标体系;评价标准;评价模型
【作者】孙雪岚;胡春宏
【作者单位】中国水利水电科学研究院
【正文语种】中文
【中图分类】P343.1
【相关文献】
1.辽河流域河流健康综合评价方法研究 [J], 张远;赵瑞;渠晓东;孟伟
2.辽河流域河流健康综合评价 [J], 聂大鹏
3.河流健康评价:内涵、指标、方法与尺度问题探讨 [J], 冯文娟;李海英;徐力刚;潘继征
4.预测-综合指标评价模型在河流健康评价中的应用--以江苏省骨干河流健康评价为例 [J], 徐昕;陈青生;董壮;贾东远
5.3种河流健康综合性评价方法的比较 [J], 曾小瑱;车越;吴阿娜
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河流健康评价指标体系及权重模型研究的开题报告
1. 研究背景与意义
河流是自然界的重要水体,对于维护生态平衡、保障人类生存起着至关重要的作用。
目前,全球河流面临着严重的水资源污染与过度开发问题,对河流的健康评价显
得尤为迫切。
基于此,本研究旨在建立一套河流健康评价指标体系及权重模型,为河
流的健康评价提供科学依据,为保障生态环境和人类健康作出贡献。
2. 研究内容与方法
本研究将采用文献调研、问卷调查、实地考察等方法,首先通过文献调研建立河流健康评价指标体系,并根据实际情况进行适当调整和修改。
接着,通过问卷调查和
专家访谈等方式确定各个指标的权重。
最后,结合实地考察数据进行模型验证和优化。
3. 研究预期成果与创新点
通过本研究的建设,预计可以建立一套科学完整的河流健康评价指标体系及权重模型。
该体系具有较高的适用性和可操作性,可以为水利部门、研究机构、企事业单
位等提供可靠的决策支持。
该研究的创新点在于针对当前河流健康评价指标体系权重
模型不完善的瓶颈问题,采用多种数据来源,包括问卷调查、专家访谈和实地考察等,通过建立评价指标体系和制定权重模型的结合,为河流的健康评价提供更为科学的依据。
4. 研究的实施计划及预算
本研究计划在3年内完成,其中前两年主要进行文献调研、问卷调查、专家访谈和实地考察等工作,第三年主要进行数据整合和模型验证等工作。
研究预算主要包括
科研经费、实验室设备、实地考察费用等方面,总预算为80万元左右。
中国河流健康评价体系王宏伟;张伟;杨丽坤;董静;武变瑛【摘要】The article discusses some different concepts of health rivers and summarizes the current views of some scholars on how to apply the actual major tarpets orquotas and it indicator systems. It gives a comparison of indicator systems between Yangtze River's and Liaohe River's. A contrast of three different indicator systems of Yellow River's is also given. Try to make an overall summary to the current indicator system. The appraisal system of river health should be suitable for the developing of nature and society. Accord with natural law, it should be useful for rivers to sustainable utilization and development.%对河流健康的各种概念做了概述,综述了当前学者提出并应用于实际的主要指标,对这些指标体系做了论述.比较了长江和辽河健康评价的指标体系,也对不同学者对黄河作出的健康评价指标体系做了比较,力图对当前的指标体系作出总结.认为制定河流健康评价指标体系应当从实际情况出发,符合自然规律,有利于河流可持续利用和发展.【期刊名称】《河北大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2011(031)006【总页数】5页(P668-672)【关键词】评价体系;河流健康;指标【作者】王宏伟;张伟;杨丽坤;董静;武变瑛【作者单位】河北大学生命科学学院,河北保定071002;河北大学生命科学学院,河北保定071002;河北大学生命科学学院,河北保定071002;河北大学生命科学学院,河北保定071002;河北大学医学部,河北保定0710001【正文语种】中文【中图分类】Q89人类的生存和发展是与河流密不可分的.河流不但为人类提供食物、生活及工农业用水,还具有为人类提供观赏和娱乐的社会功能.然而,随着人类的发展,特别是工业革命以后,人类科技进入飞速发展时期,人类活动对河流的影响也越来越大.河流的水文、生态及社会功能正在逐步恶化,丧失.被国人誉为母亲河的黄河,在1999年被联合国环境计划署面向21世纪水资源委员会评为6条水质极差、最不卫生的河流之一[1].1.1 河流健康概念的提出当今世界,几乎所有河流都或多或少地为人类的生产和生活活动所影响,那么什么样的河流才是健康的呢?许多的专家学者都曾试图给出定义.在20世纪80年代初期,河流健康这一概念最早由Scrimgeour提出,而后学者们试图从不同角度对这一概念进行定义,直到现在仍然没有统一的定义.最早的河流健康的定义从生态系统的角度出发,强调了生态系统健康性.如Simpson等就把河流未受干扰前的原始状态当做健康状态[2].人类活动总是会影响到生态系统,所以,在此基础上Karr则认为只要不影响当前及未来的功能,即使生态系统的完整性遭受一定的破坏,也可认为是健康的生态系统[1-2].由于人类活动给河流生态系统造成了灾害,考虑到了河流的生态效应,为了实现保护和恢复河流生态系统的目标,奥地利发起了“健康河流运动”[3].随着研究的深入,人们也越来越多的注意到河流的社会功能,并将这一概念引入到河流健康的定义中.Meyer[2]认为河流健康涵盖了生态完整性与对人类的服务价值两方面.Rogers等[2-4]坚持河流健康管理目标的设定必须以社会期望为基础.澳大利亚新南威尔士州的河流健康委员会关于河流健康的定义为:能够支撑社会所希望的河流的生态系统、经济行为和社会功能的河流为健康河流[5].1.2 我国河流健康的相关研究我国的河流健康研究较晚,虽然2002年就有唐涛等发表的《河流生态系统健康评价》一文,但真正实质性的研究则是在2004年以后[6].不同的学者从不同的角度出发,对河流健康的定义给出不同解释.文伏波院士在长江宣言的研讨中认为,健康长江的内涵应该是:可持续地满足人类需求,不至对人类健康和经济社会发展的安全构成威胁或迫害.韩其为院士认为河流的不同阶段河流健康的含义不同,没有固定的、通用的指标.许炯心[7]对河流健康做了广义与狭义之分.所以河流健康这一概念应当包含自然属性的水文状况、河流生态系统和河流的社会功能这3个方面.1.2.1 水文状况水是构成河流的基本元素,因此河流的水文状况是评价河流健康的因素之一.健康河流的水,应该是充足的、清洁的、呈天然的河流的形状,河岸和河床的条件应当是稳定的和符合自然规律的.Ladson[6]1999年提出的“修订的年径流偏离比率法”(AAPFD)以月径流为基础,用实际状况与参照自然状况月径流之比表达水文变化程度.多瑙河流域委员会曾经采用地理学方法分析河流的演变与健康问题.通过分析历史与现实的图集,整理数值化资料,特别是水文系列变化过程,对比卫星影像资料等,进行定性和定量的分析[5].1.2.2 河流生态系统的生态特征人类活动对河流生态系统的影响很大,因此,河流健康的定义也离不开河流生态系统.作为生态系统,健康的河流应该是稳定可持续的、有一定抗压能力和自我恢复能力的河流.目前大多数的河流健康研究都集中在对河流生态系统的研究上.联合国教科文组织提出的衡量指标就是从生态学方面考虑,美国地质调查局在分析南密西根州河流健康状况时就曾经以区域内昆虫的多少和种类作为河流健康的指标[5].1.2.3 社会功能河流也具有社会属性.河流对人类社会的经济发展有着重大作用,为人类提供饮用水源及工农业用水,也为人类运输事业做出贡献,还为人类提供了丰富的水产品,丰富了人类的生活及生产资料,另外还具有丰富的休闲娱乐功能,为人类的观光旅游提供了去处,其防洪抗旱功能也为人类的生存发展做出贡献.2.1 指标体系的产生对于河流健康的评价,从原理上讲分为两大类,一类是预测模型,另一类是指标评价方法.前者假设无人为干扰情况下的河流是健康的,并把无人为干扰点或人为干扰最小点的环境特征及生物组成状况作为河流理想的健康状况,并把其他样点的生物组成状况的实际值与该点的模型推导值进行比较,以评价河流的健康状况.但该方法主要是通过单一物种对河流健康状况进行比较评价[1,8-9],而且忽略了河流的社会功能,主要是从生态角度对河流生态系统所作出的健康评价,这是其2个重要缺陷.所以,越来越多的研究采用指标评价方法,指标体系的建立方法也由此产生.指标评价方法也分为两类:一类是生态监测指标法,该方法也是从河流生态学角度出发,设置多个评价指标综合评价河流健康.其代表为美国环境保护署1999年出版的快速生物监测协议(RBPs).该协议利用了鱼类、底栖生物和附着生物来评价河流的健康状况,能够较好地反应被评价河流的生物状况[10].另一类是以澳大利亚溪流状况指数法(ISC)为代表的综合评价指标法.该方法强调了评估河流健康的主要环境特征的长期性[10]的同时,又引入水文状况作为另一个评价指标,从河流生态学和河流水文学2个方面对河流健康作出评价.中国学者在研究的同时,注意到了河流的社会功能[11-12],在考虑河流水文及生态学因素的同时,将防洪达标率、洪灾损失率、供水保证率、通航保证率和水电开发率等社会指标纳入评价体系中,实现了对河流健康的综合评价.2.2 我国的评价指标体系研究2004年以后,国内很多学者开始对中国的河流健康状况进行评价.评价对象包括长江、黄河、辽河、珠江和滦河等著名河流,建立了不同的评价指标体系.2.2.1 长江健康评价指标体系与辽河健康评价指标体系2005年,蔡其华[13]等根据健康长江的主要内涵,初步提出了健康长江的总目标层、系统层、状态层和要素层指标体系,设置了16个指标(表1),如灌溉保证率、水能资源利用率等,并在以后的实践过程中不断完善,丰富.这是中国首个系统化的河流健康评价体系,涵盖了河流的水文状况、生态系统健康状况和社会功能3个方面,为中国的河流健康评价起了良好的模范作用.辽河是中国七大河流之一,也是中国北方的代表河流.马铁民[14]在对辽河流域健康评价时从流域、河流廊道和栖息地3个尺度选取了单位GDP水耗和人均用水量等17个指标构成辽河流域健康评价指标体系(表2).从表1和表2可以看出,以不同的河流为研究目标,建立的指标体系也不相同,但总体上都是从河流本身的自然属性及其对人类的贡献2个方面选取评价指标.由于长江和辽河的地理位置及作用等原因,选取的具体指标不同.长江流域水资源丰富,人口众多,经济发达,所以防洪能力、水资源开发利用等指标必不可少.长江中下游血吸虫病流行,所以在建立长江健康评价体系时又将血吸虫病传播阻断率作为一项指标.而对辽河流域进行的健康评价则着重从河流生态系统本身选取指标.由此可见,河流健康评价指标的选取没有固定的标准,应当依据实际情况,从河流的自然属性及对人类的贡献2个方面选取适合的指标.2.2.2 不同学者建立的黄河健康评价指标体系的比较目前为止,黄河健康评价指标还没有一个详细系统的体系,但在治河方面已经形成了以维持黄河健康生命[15]为目标的1493的健康理论框架,即1项最终目标,4项主要标志,9条治理途径,3种基本手段[16].虽然黄河的健康评价指标系统体系还未出台,但已经有学者对黄河健康作出评价,并对健康指标体系的组成做了一定的探讨.刘晓燕[17]用低限流量等9个指示因子作为具体表达黄河健康的标志,并提出指示因子在不同阶段的量化指标(表3).赵彦伟[18]构建了5个要素的黄河健康表征指标体系(表4).赵锁志[19]在对黄河内蒙古段生态系统健康状况进行评价时从河流水文学、物理构造特征、河岸带状况、水体污染状况及水生生物等5大方面采取了河岸抗冲性和河岸植被覆盖率等14个健康评价指标,对黄河内蒙古段健康状态作出评价(表5).从表3-5中可以看出不同学者对黄河的健康评价指标体系的构建稍有不同,但总体上都是从河流本身的自然属性及其对人类的贡献2个方面选取评价指标.河流的水质,水流量,河岸状况,生物状况及社会功能等都是必不可少的指标,这是构建河流健康评价指标体系时达成的共识.但不同学者的研究方向及领域不同,选取的具体指标不同,侧重点也不同,这说明河流健康评价指标体系还没有一个具体的实施细则.即便是同一条河流,选取的指标体系也可能不同,在对同一河流的不同河段作评价时也应兼顾各河段健康的特征指示指标[18].中国学者对湖泊的评价也做了大量工作,孙彦华等[20]从藻类的种群组成及数量的变化中,以水质理化测定的数据为对照,并运用了生物多样性指数,对白洋淀4个水域进行了初步的评价划带.河流健康涉及的范畴广泛,具有时代地域特征,因此在对不同河流甚至是同一河流的不同地段和不同时间进行健康评价时,评价指标也可能不尽相同,所以,应当从实际情况出发,通过调查、论证,制定符合流域、地区、自然及社会经济发展的健康评价指标体系.【相关文献】[1]庞治国,王世岩,胡明罡.河流生态系统健康评价及展望[J].中国水利水电科学研究院学报,2006,4(2):151-155.[2]赵彦伟,杨志峰.河流健康概念、评价方法与方向[J].地理科学,2005,25(1):119-124.[3]陈霁巍,郝钊.奥地利维系河流健康生态的经验[J].中国水利,2006,16:52-53.[4]ROGERS K.Integrating indicators,endpoints and value systems in strategic management of the river of the Kruger National Park[J].Freshwater Biology,1999,41:254-263.[5]刘恒,涂敏.对国外河流健康问题的初步认识[J].中国水利,2005,4:19-22.[6]崔树彬,刘俊勇,陈军.对中国河流健康评价的探讨[J].水利发展研究,2006,12:7-11. [7]文伏波,韩其为,许炯心.河流健康的定义与内涵[J].水科学进展,2007,18(1):140-150.[8]孙雪岚,胡春宏.关于河流健康内涵与评价方法的综合评述[J].泥沙研究,2007,5:74-81. [9]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.[10]刘瑛,高甲荣,崔强,等.4种国外河溪健康评价方法述评[J].水土保持通报,2009,29(3):40-44.[11]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):349-355.[12]金占伟,李向阳,林木隆,等.健康珠江评价指标体系研究[J].人民珠江,2009,1:20-22.[13]蔡其华.维护健康长江促进人水和谐[J].中国水利,2005,8:7-9.[14]马铁民.辽河流域健康评价指标体系初探[J].东北水利水电,2008,26(12):1-4. [15]李国英.维持黄河健康生命——以黄河为例[J].中国水利,2005,21:24-27.[16]李国英.黄河治理的终极目标是“维持黄河健康生命”[J].人民黄河,2004,26(1):1-3.[17]刘晓燕.构建黄河健康生命的指标体系[J].中国水利,2005,21:28-32.[18]赵彦伟,杨志峰,姚长青.黄河健康评价与修复基本框架[J].水土保持学报,2005,19(5):131-134,173.[19]赵锁志,王沛东,孔凡吉,等.黄河内蒙古段生态系统健康状况评价[J].现代地质,2008,22(6):1022-1027.[20]孙彦华,陈青山.淡水藻类评价白洋淀几个水域的污染[J].河北大学学报:自然科学版,1982,2:3-7。
泥沙研究 2007年8月Journal of Sediment Research第4期河流健康评价指标体系初探孙雪岚1,2,胡春宏2(11太原理工大学水利科学与工程学院,山西太原 030024;21中国水利水电科学研究院,北京 100044)摘要:提出了河流健康的内涵包括三方面:河道健康、河流生态系统健康和流域社会经济价值,具体为河流自身结构完整,功能完备;具有满足自身维持与更新的能力,能发挥其正常的生态环境效益;满足人类社会发展的合理需求。
在河流健康概念的基础上,结合河流的功能和属性,提出了构建河流健康评价指标体系的5项原则,分目标层、准则层和指标层建立了包括河道健康、河流生态系统健康和流域社会经济价值三方面共24个指标的河流健康评价指标体系,并给出了相应指标的量化计算方法。
关键词:河流健康内涵;河流健康评价;指标体系中图分类号:T V147 文献标识码:A 文章编号:04682155X(2008)0420021207河流是自然界的一个开放系统,河流系统通常是指由河流源头、湿地、通河湖泊以及众多不同级别的支流和干流组成的流动的水网、水系或河系[1]。
河流对文明的起源、人类的生存发展都起着决定性的作用,从某种意义上讲,人类正是通过对河流的改造和利用,一步步踏上了发展的历程。
但是,也正是因为人类长期以来不断以征服者的姿态胁迫河流,建设水利工程、排放污染物,使得河流的自然状况受到了越来越严重的干扰,甚至威胁到了河流的生存,导致众多河流功能衰减,有些河段功能甚至基本消失,进而危及到了人类经济社会的持续发展。
近年来,随着“可持续发展”观念的深入,人们开始反思人类与河流的关系,开始认识到河流并非专门为人类而存在,它也具有自身生存的权利[2]。
河流的健康状况不仅决定着其自身的演变发育,还影响着人类社会的生存和发展。
可以说,河流健康问题不仅仅是河流自身的问题,也是人类社会所面临的问题,引起各界人士越来越广泛的关注,相应地,河流健康评价也逐渐成为热点。
1 河流健康的内涵河流健康是人类对河流生存状况的描述,其概念还处于探讨阶段,众说纷纭,至今仍未有定论。
由于河流健康的概念诞生于认为“河流生态系统保护是河流面临的主要挑战”的西方国家,因而在过去相当长的时间内,对河流健康的研究多是基于河流生态系统健康来进行的,河流健康的概念主要是河流生态系统健康在河流上的应用[3],或者是针对河流生态系统并考虑人类社会而下的定义[4],并不是真正意义上的河流健康。
对绝大多数河流而言,河流不仅是自然的河流,更是社会的河流。
健康的河流是自然功能和社会功能获得平衡的河流,是河流自身生存发展和人类开发利用相对平衡的河流,是人类利益和河流自身利益相平衡的河流。
收稿日期:2007206222基金项目:“十一五”国家科技支撑计划课题(2006BAB06B03);现代水利科技创新项目(X DS2007206);国家杰出青年科学基金(50725930)作者简介:孙雪岚(1978-),女,山西运城人,博士,主要从事河流健康研究。
E2mail:tysxlan@s 因此,河流健康应该包括三方面的内容:一是河道健康,主要是指河流结构形态和水循环的完整以及功能的完备,是河流生机和活力的基础;二是依赖河流径流丰枯而兴衰的河流生态系统健康,包括人类健康在内,是河流生机和活力的重要表征;三是河流的社会经济价值,为河流的服务功能,是其对流域社会经济的支撑和贡献,是人类开发利用保护河流以及维持河流健康的初衷和意义之所在。
具体来讲,河流健康的内涵包括:自身结构完整,功能完备;具有满足自身维持与更新的能力,能发挥其正常的生态环境效益;满足人类社会发展的合理需求,其中前两方面针对的是河流的自然属性,第三方面针对的是河流的社会属性。
河流健康概念源于河流生态系统健康[5,6],但又不局限于生态系统健康,是一个相对概念,在科学意义上是主观的、模糊的,包含着公众对河流的期望,反映了不同社会背景下的价值取向。
因而,其概念也带有一定的主观色彩,对于不同区域、不同规模、不同类型、不同时期的河流,其健康的判断标准是不同的,而且不同的人群有不同的理解,不同的研究视角也会导致不同的结论。
因此,河流健康只能是相对意义上的健康,是在河流自身生存需求和人类对河流的需求之间寻求平衡,谋求二者的利益最大化。
2 构建河流健康评价指标体系的原则构建河流健康评价指标体系是为进行河流健康评价以及维持河流健康的目标服务,为实现这一目的,要求河流健康评价指标体系必须能真实客观、完整准确地反映河流的健康状况,能够为政府决策、科学研究及公众要求等提供河流健康现状、变化趋势的分析,提供河流健康衰退的原因。
因此,河流健康评价指标的筛选应该遵循以下原则:(1)科学性原则。
从河流的功能和属性出发,指标概念必须明确,具有一定的科学内涵,能够客观反映健康河流的基本特征。
(2)系统性原则。
指标体系要系统而全面,能够从河道、河流生态系统、流域社会经济等不同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和状况。
(3)层次性原则。
河流的功能包括自然功能和社会功能,河流健康涵盖了三方面的内容,不仅要反映河道健康,还要反映河流生态系统健康、流域社会经济价值,因此,其健康评价指标体系是一个涉及自然、社会、经济等的复杂系统,具有一定的层次性,通过分层分类的方法可以从不同角度直观地判断河流健康状况。
(4)独立性原则。
评价指标体系不仅要覆盖全面,而且相互之间要求一定的独立性,以保证指标体系的完整及简洁。
(5)指标定量性与可操作性原则。
所选取的各项指标,不能脱离指标相关资料信息条件的实际情况,建立的指标体系不仅要简单明了,而且参数要易于获取,量化方便,便于计算和分析,要具有较强的可比性。
3 河流健康评价指标体系框架建立河流健康评价指标体系,首先应遵循评价指标体系的构建原则,以河流为主体,以河流的自然属性和社会属性为基础,以河流的功能和作用为依托,以维持河流健康为最终目标,从河流健康的内涵出发来进行。
河流健康的概念包括三方面的内容:一为河道健康;二为河流生态系统健康;三为流域社会经济价值。
说明河流健康是一个多目标的复合体,任何一方面严重不健康的河流都不能称之为健康的河流,因此,河流健康评价指标体系也应该从上述三个不同的方面来建立,各自用不同的指标对这三个方面的健康进行评价,再用三方面的健康状况来对河流整体的健康状况进行评价,从而形成整体系统而又层次分明的评价指标体系。
由于河流具有二元属性,既具备自然属性,又具备社会属性,因此,其不仅具有输水泄洪、输送泥沙、生态环境等自然属性的功能,还具有供水灌溉、航运发电、文化娱乐等服务功能,即社会功能。
河流系统是否健康,可通过其各项功能的发挥情况反映出来,各项功能完备的河流才是健康的河流,如若各项功能得不到发挥或者不能完全发挥出来,则说明河流的健康状况衰退。
因此,评价河流健康所必需的衡量指标可从河流的属性和功能出发来确定,河流各项功能的表征则可作为河流健康的评价指标。
因此,在构建河流健康评价指标体系时,根据河流的功能和属性,以及河流健康的内涵,可将整个指标体系分为三个层次,分别为:目标层,准则层和指标层。
目标层准则层指标层维持河流健康河道健康具体指标河流生态系统健康具体指标流域社会经济价值具体指标图1 河流健康评价指标体系结构图Fig.1 Frame of river health evaluation index system311 目标层即为河流健康评价的总目标:维持河流健康,促进人水和谐。
河流健康评价的目标在于综合评价河流的健康状况,评价河流在自然条件变化和人类活动扰动下表现出来的症状,判断河流的健康水平,最终指导河流的开发利用、管理以及保护和维持河流健康。
312 准则层准则层分三个方面:河道健康、河流生态系统健康和社会经济价值。
(1)河道健康方面河流健康评价的主体是河流,河流的具体形态表现为河道,因而评价时首先应该考虑的是河流自身———河道的健康,即河流自身结构形态的健康、水循环的完整以及泥沙输移的连续,是河流基本输水泄洪、输送泥沙功能健康的体现。
河道健康是从河流动力学和河床演变学的角度出发对河流健康状况的论述,研究的是水沙两相流的运动规律。
从这个角度来讲,河床形态影响着水流的结构,水流又反过来影响河床的变化,两者相互影响的纽带是泥沙的运动。
因此,考虑河道健康时,河道结构形态(包括河床、河岸)、水流和泥沙是有机联系、必不可少的三个方面。
(2)河流生态系统健康方面河流生态系统健康也具有两方面的内涵:健康的生态系统一方面本身具有良好的自我维持与更新的能力,另一方面具有满足人类社会合理要求的能力。
因而,河流生态系统健康不仅应该包括良好的水环境,还要求水生生物物种的完整性和多样性,以及栖息地结构完整性等。
服务功能也是生态系统不可缺少的组成之一,许多专家都认为人类健康也应该包括在生态系统健康里面。
人类是河流生态系统的一个组成部分,健康的河流系统必须能够维持健康的人类群体。
人类健康包括身心健康,即疾病较少,寿命较长,生活水平和文化水平较高等。
(3)社会经济价值方面河流的功能包括自然功能和社会功能。
其自然功能是河流对其自身的生存以及的河流生态系统的支持程度;其社会功能就是河流对人类社会经济系统的支撑程度。
显然,同时拥有正常的自然功能和社会功能是健康河流的基本标准。
因此,河流不仅仅要满足自身需要,还要产生一定的社会经济价值(即河流系统的服务能力),为人类社会的生存发展提供保障,为流域经济的持续发展提供动力。
具体体现为人类对水资源的利用,包括调节径流、灌溉供水、发电航运、休闲娱乐等。
313 指标层指标层是对应准则层三方面内容的具体的评价指标,表述各个分类指标的不同要素,通过定量或者定性指标直接反映河流健康状况。
4 河流健康评价指标体系411 指标体系根据上述的框架,具体构建河流健康评价指标体系如下:表1 河流健康评价指标体系T able1 River health evaluation index system目标层准则层内容指标量化的指标河流健康河流自身健康河型状况河型河型稳定性河道断面形态宽深比宽深比指数主槽断面形态平滩流量平滩流量满足率河道比降纵横比降纵横比降比率水量最小环境需水量最小环境需水量满足率水文条件水沙搭配水沙搭配指数河流泥沙状况河道冲淤状况河道冲淤变化率输沙能力水流输沙能力水流输沙能力变化率生态系统健康水质状况水质水质达标率水生生物完整性鱼类生物完整性鱼类生物完整性指数珍稀生物指标珍稀生物存活状况珍稀生物变化率栖息地和鱼道状况栖息地状况栖息地保留率河岸带植被覆盖情况植被覆盖率植被覆盖率湿地状况湿地面积湿地保留率流域人口健康状况饮水安全保证率饮水安全保证率流域人口文化素质流域人均受教育年流域人均受教育水平流域人口物质生活状况流域人均收入流域人均收入水平社会经济价值调节径流能力调节径流能力调节径流能力指数水资源利用率水资源利用率水资源利用率供水保证率城镇(灌溉)供水保证率城镇(灌溉)供水保证率供水经济效益单方水G DP单方水G DP航运航运保证率航运保证率休闲娱乐休闲娱乐价值休闲娱乐价值指数教育文化价值教育文化价值教育文化价值指数412 量化指标的含义(1)河型稳定性。