ENVIRONMENTAL PROTECTION 2006 / 2B66环境评价ENVIRONMENTAL ASSESSMENT
近年来，我国在社会经济高速发展、城市化进程加快的同时，城市河流的水质遭到恶化，水生态系统受到严重破坏，从而导致城市水体功能的退化和降低。城市河流生态系统受到了来自自然和人为因素的巨大压力，在各类直接或间接、潜在或显在、独立作用与累积干扰的作用下，城市河流生态系统整体状况及生态过程受到严重影响，但是，以往的针对水质、河岸带、河道等单要素的研究无法全面的反映城市河流生态系统的状况，需要以一种综合的、生态系统层次上的方式对其进行研究。在这一背景下，研究城市河流生态系统健康的理论体系和评价方法，系统地诊断城市河流生态系统健康存在的问题和相互关联，为城市水环境质量改善提供理论依据和理论支持。１ 城市河流生态系统及其健康的内涵１．１ 河流生态系统河流生态系统是指在河流内生物群落和河流环境相互作用的统一体，河流生态系统是动态的、开放的、连续的系统，具有典型的结构特征和独特的服务功能［１］，它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。河流生态系统的结构是指系统内各组成因素（生物组分与非生物环境）在时空连续及空间上的排列组合方式、相互作用形式以及相互联系规则，是生态系统构成要素的组织形式和秩序。河流生态系统同其他水域生态系统一样，具有一定的营养结构、生物多样性、时空结构等基本结构。河流生态系统服务功能是指人类直接或间接从河流生态系统中获取的利益。按照服务功能性质分类，河流生态系统服务功能主要可分为淡水供应、水能提供、物质生产、生物多样性的维持、生态支持、环境净化、灾害调节、休闲娱乐和文化孕育等。１．２ 概念和内涵城市河流包括自然形成和人工开挖的流经城市区域的运河、河流、渠道，是城市的资源和环境载体，关系到城市的生存、发展，是影响城市风格和美化城市环境的重要因素。“健康”即指系统在各种不良环境影响中，结构城市河流生态系统健康及其评价Urban River Ecosystem Health and Its Evaluation■ 边 博（河海大学环境科学与工程学院，南京 ２１００９８）■ 程小娟（扬州环境资源职业学院，江苏 ２２５００９）摘 要 介绍了城市河流生态系统健康的概念、内涵、特征以及研究尺度，阐述了河流生态系统健康评价的方法和评价指标体系，并指出了河流健康评价方法的发展方向，以及对我国河流管理的现实意义。关键词 城市河流 生态系统健康 评价方法 指标体系67 2006 /
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** 河流生态系统健康评价及展望
1 引言
人类社会的可持续发展归根结底是生态系统的可持续发展问题，而生态系统管理是合理利用和保护资源、实现可持续发展的有效途径[1]。河流对人类的发展非常重要,不仅可提供食物、工农业及生活用水,还具商业、交通、休闲娱乐等诸多服务功能。作为重要的生态系统类型，河流生态系统还是生物圈物质循环的主要通道之一，很多营养盐及污染物在河流中得以迁移和降解[2]。但在过去的几十年中，河流生态系统不断受到人类活动的干扰和损害。随着工业文明的迅速发展，人类对水资源的需求大量增加，很多河流因用水过度而面临断流或枯竭；此外，大量污染物的排入和森林及河岸缓冲带的乱砍乱伐严重影响了河流水环境状况，其结构受到极大破坏，诸多生态功能也因人类活动的干扰而逐渐丧失。在1999年联合国环境计划署组织的“面向21世纪水资源委员会”对流域面积最大的25条世界大河进行调查后的总结报告中指出，世界的大江大河水质欠佳，多数河流水量日益减少，而污染程度则日渐加重。
在被调查的河流中，中国的黄河，流入中亚咸海的前苏联锡尔河、阿姆河，美国科罗拉多河，印度的恒河和墨西哥的莱尔马河6条河水质极差，被评为最不卫生的河流；只有南美的亚马逊河、印度支那半岛的湄公河和北美的圣劳伦斯河水质较好。由此可见，如何维持现有河流生态系统的服务功能，修复受损系统，促进河流及其流域的经济、社会和环境的可持续发展已经成为一个全球性的问题。作为可持续发展概念的一个重要目标，恢复和维持健康的生态系统迅速成为科学家的共识，用健康来描述一个环境的状况是科学发展和社会价值观进步的必然结果，维持和恢复一个健康的生态系统已成为近年来环境管理的重要目标[3-5]。生态系统健康评价在森林、河流、农田、湿地等不同类型生态系统领域迅速展开[6-8]。而如何评价河流生态状况正成为水利科学、环境科学和生态学领域研究的热点之一。研究河流健康状况的评价不仅可应用于对河流现状的客观描述和评估，而且有助于管理决策者确定河流管理活动，对于河流的可持续管理及区域生态环境建设都具有非常重要的意义。
第ｌ９卷第９期
２０１３年９月 水利科技与经济
Ｗａｔｅｒ Ｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｅｃｏｎｏｍｙ Ｖ０１．１９ Ｎｏ．９
Ｓｅｐ．，２０１３
河流一流域生态系统健康评价研究进展
李浩宇，颜宏亮，孟令超，郭亚萍
（山东农业大学水利土木工程学院，山东泰安２７１０１８）
［摘要］河流与流域生态健康研究是目前生态系统健康研究领域的研究热点之一。首先介
绍生态系统健康、河流健康和流域生态系统健康相关概念的产生与发展及各自不同的内涵，分
析河流与其流域生态系统的相互关系，认为从流域的层次进行河流生态的研究有着重要的意
义。在分析河流及流域生态健康内涵的基础上，回顾国内外河流与流域健康评价的研究与实
践情况，并指出目前河流与流域健康研究存在的问题和研究趋势。
［关键词］河流；流域；生态系统健康；评价；研究进展
［中图分类号］Ｘ８２６ ［文献标识码］ Ａ ［文章编号】 １００６—７１７５（２０１３）０９—０００１—０４
Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｎ Ｒｉｖｅｒ ａｎｄ Ｗａｔｅｒｓｈｅｄ Ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ Ｈｅａｌｔｈ Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ
ＬＩ Ｈａｏ—ｙｕ，ＹＡＮ Ｈｏｎｇ—ｌｉａｎｇ，ＭＥＮＧ Ｌｉｎｇ—ｃｈａｏ，ＧＵＯ Ｙａ—ｐｉｎｇ
（Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｗａｔｅｒ Ｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ ａｎｄ Ｃｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｔａｉ ａｎ
２７１０１８，Ｓｈａｎｄｏｎｇ，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｒｉｖｅｒｓ ａｎｄ Ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ Ｈｅａｌｔｈ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｉｓ ｏｎｅ ｏｆ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｈｏｔｓｐｏｔｓ ｉｎ ｔｈｅ ｆｉｅｌｄ ｏｆ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ
ｈｅａｌｔｈ ｒｅｓｅａｒｃｈ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｆｉｒｓｔ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｒｅｌａｔｅｄ ｃｏｎｃｅｐｔｓ ａｎｄ
２００８年第６期・ＰＥＡＲＬ ＲＩＶＥＲ人民珠江
南渡江下游河流生态系统健康评价研究
刘 保 （海南宏生勘测设计有限公司，海南 海口 ５７０２０３） 摘要：构建了包括目标层、准则层和指标层的南渡江下游河流生态系统健康评价模型，其中，准则层包括环境功 能、生态功能、防洪功能、利用功能和服务功能等共计１５个评价指标。根据国内外研究成果和南渡江下游河流的实 际情况，划分评价指标的评价标准及其刻度值，利用层次分析法得到综合评价指数为０．７５１，说明南渡江下游河流 处于良好健康状态。 关键词：南渡江下游；层次分析法；河流生态系统健康评价；评价指标 中图分类号：ＴＶ２１１．１ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００１－９２３５（２００８）０６－００４３－０４ 尽管河流生态系统健康概念近几年才明确提出，但有关 监测与研究已有较长的历史，尤其以鱼类、硅藻与大型无脊 椎动物为对象的指示物种方法仍是河流生态系统健康的主 要研究方法。但选择不同的研究对象及监测参数会导致不同 的评价结果，难以确定用不同生物类群进行评价时的取样尺 度与频度，无法综合评价水生态系统状况。因此，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综 合指标法发展起来。本文建立海南南渡江下游河流生态系统 健康评价指标体系及其评价模型，利用层次分析法求解该模 型，得到河流生态系统健康综合评价指数，为南渡江下游河 流的合理开发利用提供决策依据。 １ 层次分析法的基本原理 层次分析法（ＡＨＰ）是美国运筹学家Ｓａａｔｙ教授于２０世 纪７０年代提出的一种能将定性分析和定量计算相结合的系 统评价方法。它的特点是将复杂问题中的各种因素划分成相 互联系的有序层次，由人们通过两两比较的方式去确定层次 结构中的各因素的相对重要性，然后综合比较判断结果，以 确定各个因素相对重要性的总排序。其分析步骤如下。 ａ）层次模型分析。分析系统中各因素之间的关系，建立 系统的递阶层次结构体系模型。这些模型一般分为３层次模 型，从上到下依次为目标层、准则层和指标层。 ｂ）构造两两成对比较的判断矩阵。在某一层次中，当比 较两个可能有不同性质的目标Ａ。（ｉ＝１，２，…，ｍ）和Ａ。（ ＝ １，２，…，ｍ）对上一层因素的影响差别时，Ｓａａｔｙ提出可以用１ —９来划分比较的相对尺度ｏ 把由所有目标Ａ 相对于目标 Ａ 的判断数ｏ 作为元素组成１７ｔ Ｘ ｍ阶方阵Ａ，建立成对比较 矩阵 ，Ａ具有如下性质： ＞０，ｏ ＝１／ａ ，ｏ ＝１。 ｃ）确定权重。本文采用特征根法确定权重。若得到的成 收稿日期．２００８－０８－２８ 作者简介：刘保，男，海南琼山人，主要从事水资源规划与管理工作。 对比较矩阵为一致阵，则可以取对应于特征根的，且已经归 一化的特征向量作为各因素对上层因素的权重。如果成对比 较矩阵不是一致阵，但其在一定容许范围内，Ｓａａｔｙ建议采用 对应于矩阵Ａ的最大特征根（Ａ ）的特征向量作为权向量。 可以采用较为简单的方根法计算判断矩阵的特征向量 及最大特征值 』。首先计算判断矩阵Ａ每行所有元素的几何 平均值 ＝（兀口 ） （ｉ＝１，２，…，ｍ），得到向量 ＝（ 。， １－ 面 ，…，面 ） ，将面归一化后得到的向量即为判断矩阵Ａ的特 征向量的近似值，将其作为各因素的相对权重。计算判别矩 阵Ａ的最大特征值Ａ ＝∑（Ａ历）／（，面 ），其中（Ａ ） 为向 量Ａｔｏ的第ｉ个元素。 ｄ）一致性检验。为了能用矩阵Ａ的最大特征根（ 一） 所对应的特征向量作为被比较因素的权向量，一般要求不一 致的 只要在容许的范围内即可。通常情况下，一致性检 验的指 为ＣＲ＝ＣＩ／Ｒ１，其中ＣＩ：（Ａ～一ｍ）／（ｍ一１），ｍ 为指标数同， ，为随机一致性指标 。当ＣＲ＝０时，矩阵Ａ具 有完全一致性。通常情况下，规定如果ＣＲ＜０．１，则认为所求 判断矩阵Ａ具有满意的一致性，相应地所确定出的一组权重 系数是可以接受的；否则认为判断矩阵Ａ偏离一致性过大， 必须重新评估两两目标间的相对重要程度，即调整判断矩 阵，直至满足为止。 ２ 基于ＡＨＰ的南渡江下游河流生态系统健康评价 ２．１ 评价指标的选取 在具体设计时，根据河流生态系统健康的内涵，将河流 生态系统的健康评价指标体系分为３个层次，分别为目标 层、准则层和指标层。目标层为单一目标即总目标，总目标是
