張哲，潘英姿* ，陳晨，2，王維，劉軍會，劉孝富，趙興征，3

1.中國環(huán)境科學(xué)研究院，北京 100012

2.湖南科技大學(xué)，湖南湘潭 411201

3.中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心，北京 100085

生態(tài)系統(tǒng)健康是生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能和恢復(fù)力等特征的綜合反映，體現(xiàn)了其穩(wěn)定性和可持續(xù)性。1941年，Aldo Leopold首次提出了土地健康(land health)的定義，其所說的“l(fā)and”指的就是整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)［1］。20世紀(jì)80年代，Rapport論述了生態(tài)系統(tǒng)健康(ecosystem health)的內(nèi)涵［2］，并指出生態(tài)系統(tǒng)健康與生態(tài)服務(wù)功能、人類自身健康、人類活動之間的相互關(guān)系［3］。隨著生態(tài)系統(tǒng)健康研究的不斷深入，許多學(xué)者針對森林、草地、農(nóng)田、河湖濕地等不同類型的生態(tài)系統(tǒng)開展了健康評價(jià)研究［4-10］。由于生態(tài)系統(tǒng)類型復(fù)雜多樣，影響因素眾多，不同區(qū)域或類型的生態(tài)系統(tǒng)具有差異性和動態(tài)變化特征，因此，生態(tài)系統(tǒng)健康評價(jià)的方法及指標(biāo)體系沒有統(tǒng)一，評價(jià)結(jié)果可比性較差［11］。

流域是生態(tài)水文過程以及物質(zhì)循環(huán)和能量、信息流動相對完整的地域單元，以流域單元開展生態(tài)系統(tǒng)健康評價(jià)越來越得到相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜液蛯W(xué)者的認(rèn)可。GIS技術(shù)的日趨成熟與實(shí)用化，也為海量數(shù)據(jù)的空間處理提供了有力的工具，成為生態(tài)系統(tǒng)健康評價(jià)研究的重要技術(shù)支撐。Marcia等［12］基于遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)利用GIS技術(shù)分析了土地覆蓋與小流域健康等級的關(guān)系;Frimpong等［13］利用回歸分析與模型擬合分析了流域尺度的土地利用、岸邊帶地形地貌、水文特征以及河段底質(zhì)等生境因子與河流健康的重要影響關(guān)系。目前，大多數(shù)以流域?yàn)閱卧纳鷳B(tài)系統(tǒng)健康評價(jià)鮮有考慮不同空間范圍生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的差異，以及人類活動產(chǎn)生的污染物從陸源到岸帶傳輸并最終在河湖匯集的生態(tài)過程。

洞庭湖區(qū)以湖泊濕地生態(tài)系統(tǒng)為主，在調(diào)節(jié)徑流、凈化水質(zhì)、調(diào)節(jié)小氣候、提供動植物棲息地和維持區(qū)域的生態(tài)平衡等方面發(fā)揮著不可替代的作用［14］。近年來，由于自然以及人類活動影響，洞庭湖區(qū)水體污染加重，濕地面積逐年萎縮，生態(tài)功能退化，威脅洞庭湖區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)健康。筆者利用遙感影像、實(shí)地調(diào)研和社會統(tǒng)計(jì)等多源數(shù)據(jù)，將洞庭湖區(qū)劃分為陸域、岸邊帶和水域三部分，以子流域?yàn)樵u價(jià)單元，構(gòu)建指標(biāo)體系，采用多指標(biāo)的綜合指數(shù)模型法，開展生態(tài)系統(tǒng)健康評價(jià)，探討以流域單元開展生態(tài)系統(tǒng)健康評價(jià)研究的技術(shù)方法和指標(biāo)體系，以期為洞庭湖區(qū)生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)和恢復(fù)治理提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)概況

選取的洞庭湖區(qū)包括湖南省境內(nèi)被洞庭湖周邊200 km以內(nèi)低山丘陵包圍所形成相對完整的流域單元。地理位置為 28°13'N ～29°51'N，111°13'E ～113°45'E，涉及岳陽、益陽、常德、長沙和大庸五市的25個(gè)縣級區(qū)劃單元，總面積25597.21 km2(圖1)。研究區(qū)屬亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候，氣候溫和，降水充沛。地形中部低，東、西、南面高，呈淺碟狀盆地，地貌類型豐富多樣。河網(wǎng)密集，河湖濕地約占總面積的19.2%。

圖1 研究區(qū)的地理范圍示意圖Fig.1 Study region

1.2 數(shù)據(jù)來源

遙感影像，Landsat-5衛(wèi)星的TM遙感影像五幅(2008年);數(shù)字高程，比例尺為1∶25萬的 DEM數(shù)據(jù);河流水系矢量數(shù)據(jù)，1∶25萬;居民點(diǎn)及縣級區(qū)劃基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)，1∶400萬;土壤侵蝕類型及分布矢量數(shù)據(jù);水文監(jiān)測數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)資料。

2 研究方法

2.1 評價(jià)單元與評價(jià)對象劃分

2.1.1 陸域－岸邊帶－水域的劃分依據(jù)

流域通常是指由分水嶺所包圍的地表水集水區(qū)域，是具有明確邊界的水文單元，其在降水與地表徑流的生態(tài)過程是相對封閉的［15-16］。以流域作為基本單元開展生態(tài)系統(tǒng)健康評價(jià)，是對流域單元內(nèi)部的生態(tài)系統(tǒng)整體的活力、組織結(jié)構(gòu)以及恢復(fù)力等特征進(jìn)行健康狀況的綜合分析。與其他評價(jià)單元的不同之處在于流域是由河網(wǎng)水系作為廊道，將陸域、岸邊帶和水域相連接而構(gòu)成的相對獨(dú)立和完整的集水區(qū)域，其生態(tài)系統(tǒng)健康受到陸域、岸邊帶和水域健康狀況的不同程度影響。

以洞庭湖區(qū)的集水盆或支流(即子流域)為基本評價(jià)單元，依據(jù)生態(tài)系統(tǒng)的物理結(jié)構(gòu)、群落組成以及主導(dǎo)生態(tài)服務(wù)功能和影響因素的不同，將評價(jià)對象劃分為陸域、岸邊帶和水域三部分，采用不同指標(biāo)進(jìn)行生態(tài)系統(tǒng)健康評價(jià)。陸域-岸邊帶-水域是源與匯的生態(tài)過程，陸域的人類活動產(chǎn)生大量污染物，污染物經(jīng)過岸邊帶的阻納和凈化后進(jìn)入河湖等水域，在此過程中三部分的生態(tài)系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)、主要功能和驅(qū)動因素各有不同。陸域部分的健康狀況很大程度取決于土地利用方式;岸邊帶的健康狀況主要受植被類型和植被覆蓋度及連續(xù)性等影響;水域健康狀況則需考慮河道物理環(huán)境、水質(zhì)、水量和水生生物等因素。進(jìn)行評價(jià)對象劃分的優(yōu)點(diǎn):1)能夠突出陸域、岸邊帶和水域不同組分結(jié)構(gòu)、功能和變化過程的差異，反映流域單元生態(tài)系統(tǒng)在受到污染脅迫，污染物從陸源到岸邊帶運(yùn)移最終在水域匯集的自凈和降解生態(tài)過程;2)能夠展示研究區(qū)內(nèi)部生態(tài)系統(tǒng)健康優(yōu)劣的空間分布差異規(guī)律，有針對性地診斷洞庭湖區(qū)“健康”或“不健康”的主導(dǎo)因子或限制性因子，從而確定優(yōu)先治理和預(yù)防的區(qū)域及對象，比單純整體評價(jià)更具有針對性和實(shí)用性。

2.1.2 陸域－岸邊帶－水域的劃分過程

根據(jù)洞庭湖自身的演變過程和多主干支流的特點(diǎn)，利用數(shù)字高程DEM數(shù)據(jù)結(jié)合河流水系數(shù)據(jù)，通過ArcGIS 9.3的Hydrology模塊進(jìn)行流域的自動提取及歸并，劃分子流域基本評價(jià)單元。進(jìn)行TM遙感影像的幾何校正和圖像拼接、鑲嵌等預(yù)處理過程，之后采用最大似然法(maximum likelihood classification，MLC)進(jìn)行研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的監(jiān)督分類［17］。參考生態(tài)系統(tǒng)分類結(jié)果結(jié)合水文監(jiān)測資料以及實(shí)地調(diào)研進(jìn)行陸域、岸邊帶和水域的劃分，技術(shù)流程見圖2。

圖2 陸域－岸邊帶－水域劃分的技術(shù)流程Fig.2 Technology process of dividing terrestrial-riparian-aquatic

水域的劃分是根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)遙感分類結(jié)果進(jìn)行河流水域的提取獲得。其中，研究區(qū)的所有水體均被包括在內(nèi)，部分遠(yuǎn)離湖體且面積較小的水體歸入岸邊帶或陸域生態(tài)系統(tǒng)，因此，對水體提取的結(jié)果進(jìn)行調(diào)整，將遠(yuǎn)離湖體且面積小于2 km2的水體去除，從而得到水域生態(tài)系統(tǒng)的研究范圍;洞庭湖湖體周邊人工堤壩明顯，因此，結(jié)合堤壩的范圍確定岸邊帶界線。首先運(yùn)用研究區(qū)常年平均水位、最高洪水位等水文監(jiān)測數(shù)據(jù)，以及洪枯兩期遙感影像數(shù)據(jù)，疊加分析，初步獲取岸邊帶的范圍，然后提取除水體以外的濕地生態(tài)系統(tǒng)，結(jié)合初步獲取的岸邊帶范圍和人工堤壩邊界，界定岸邊帶生態(tài)系統(tǒng)的范圍;除水域和岸邊帶之外的研究區(qū)域?yàn)殛懹蚍秶?/p>

2.2 評價(jià)指標(biāo)選取及權(quán)重賦值

依據(jù)洞庭湖區(qū)陸域、岸邊帶和水域三部分生態(tài)結(jié)構(gòu)、功能和驅(qū)動因子的差異，從生態(tài)系統(tǒng)的物理、化學(xué)和生物完整性出發(fā)，構(gòu)建指標(biāo)體系進(jìn)行生態(tài)系統(tǒng)健康評價(jià)。

陸域生態(tài)系統(tǒng)健康狀況從土地因子、生物因子和污染脅迫因子三方面進(jìn)行評價(jià)。土地因子采用土地利用強(qiáng)度和土壤侵蝕強(qiáng)度評價(jià)，土地利用強(qiáng)度表示人類活動對流域生態(tài)系統(tǒng)的干擾程度，土壤侵蝕強(qiáng)度說明水土流失的狀況，反映了陸域生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性;生物因子反映陸域生物多樣性以及生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力狀況，利用生物豐度指數(shù)和植被平均覆蓋度表示;污染脅迫因子利用反映農(nóng)業(yè)面源污染程度的單位面積化肥施用量來表示，以反映人類活動對陸域范圍造成的污染脅迫狀況。

岸邊帶是一個(gè)具有陸域和水域雙重屬性的復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)，在空間區(qū)域上具有橫向和縱向的連接功能［18-20］。來自陸域的污染源隨地表徑流穿過岸邊帶匯入河流水域，岸邊帶對其起到過濾和降解的作用，是河流水域的一道天然保護(hù)屏障。對岸邊帶生態(tài)系統(tǒng)的健康狀況從其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和功能完整性兩方面進(jìn)行診斷，主要利用岸邊帶類型、景觀破碎度、面積比例和植被覆蓋度等對岸邊帶結(jié)構(gòu)和功能具有重要作用的指標(biāo)來評價(jià)。

水域生態(tài)系統(tǒng)中，水質(zhì)狀況提供了第一手的河流環(huán)境信息，是水域健康評價(jià)的重要指標(biāo)之一。河流邊緣的自然植被阻滯污染物的能力較強(qiáng)，具有調(diào)節(jié)水溫，影響生物生長和新陳代謝的作用，自然植被河段的比例高，則水域生態(tài)系統(tǒng)更健康［16］。除此之外，水域健康也包括水生生物的完整性，但我國僅在少數(shù)的河流進(jìn)行過水生生物調(diào)查，通常難以獲取該指標(biāo)的相關(guān)資料。葉綠素a是水域綠色植物葉綠體的重要組成，標(biāo)志著藻類的生長狀況，是浮游植物分布的指示劑，表示初級生產(chǎn)力水平［21］。因此，以葉綠素a濃度來反映水域的生物狀況。水域生態(tài)系統(tǒng)健康狀況利用表征物理結(jié)構(gòu)的自然植被河段比率、反映水域化學(xué)組分的水環(huán)境質(zhì)量指數(shù)和反映水域生物狀況的葉綠素a濃度作為評價(jià)指標(biāo)。

指標(biāo)權(quán)重的合理與否直接關(guān)系到評估結(jié)果的科學(xué)性。利用層次分析法(analytic hierarchy process，AHP)結(jié)合專家打分完成指標(biāo)權(quán)重的確定。層次分析法是基于系統(tǒng)層次性原理建立起來的。由于層次分析法將指標(biāo)定量化，客觀地反映地理現(xiàn)象，應(yīng)用比較廣泛［22-23］。首先，通過利用各因素間的相互關(guān)系分解成若干層，分別將兩兩因子逐個(gè)比較，確定不同層次各元素重要性的優(yōu)先順序并給予定量表示。就流域生態(tài)健康而言，水域健康狀況最為重要，陸域其次。參考相關(guān)文獻(xiàn)，并邀請十多位生態(tài)、水環(huán)境與遙感等相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜疫M(jìn)行會議咨詢，進(jìn)行權(quán)重咨詢與修訂，最終，三者的權(quán)重賦值為水域(0.5)＞陸域(0.35)＞岸邊帶(0.15)。按相同方法依次確定各級因素的權(quán)重，之后進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，CR=0.004，通過檢驗(yàn)。洞庭湖區(qū)生態(tài)系統(tǒng)健康評價(jià)指標(biāo)體系及其權(quán)重見圖3。

圖3 洞庭湖區(qū)生態(tài)系統(tǒng)健康評價(jià)的指標(biāo)體系及權(quán)重Fig.3 The index of ecosystem health in Dongting Lake area

2.3 評價(jià)方法

采用被廣泛應(yīng)用且層次性比較清晰的多指標(biāo)綜合指數(shù)評價(jià)模型，將各評價(jià)指標(biāo)進(jìn)行權(quán)重疊加求和分析，得到洞庭湖區(qū)生態(tài)系統(tǒng)健康綜合指數(shù)(HI)。計(jì)算公式:

式中，Hi為第i項(xiàng)指標(biāo)健康分值;ωi為第i項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重。

2.4 評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)及分級

由于指標(biāo)體系中評價(jià)指標(biāo)類型多樣，量綱也有差異，評價(jià)指標(biāo)數(shù)值的高低往往是一個(gè)籠統(tǒng)或模糊的概念，很難對它們的實(shí)際數(shù)值直接進(jìn)行加權(quán)求和以比較分析。因此，采用極差標(biāo)準(zhǔn)化法，對各指標(biāo)進(jìn)行量綱統(tǒng)一，取值設(shè)定在0～10。

根據(jù)洞庭湖區(qū)健康綜合指數(shù)分值大小，按健康綜合指數(shù)分值0～2，2～4，4～6，6～8，8～10將評價(jià)結(jié)果劃分為差、較差、一般、良好和優(yōu)秀五級。

3 結(jié)果分析

3.1 洞庭湖區(qū)基本評價(jià)單元特征

將洞庭湖區(qū)共劃分為12個(gè)子流域，即基本評價(jià)單元。中心的主體部分劃分為東、南、西洞庭湖以及大通湖四個(gè)子流域，周邊按照入湖水系的支流名稱，依次劃分為新墻河、汨羅江、湘江、資水、沅水、澧水子流域。除此以外，還包括北部的三口水系和長江南岸子流域(表1)。其中沅水子流域面積最大，為4558.53 km2，占總面積的17.81%;西洞庭湖子流域面積最小，為755.59 km2，占總面積的2.95%。

沅水和澧水子流域農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)面積較大，分別為2353.9和1983.3 km2，約占農(nóng)田總面積的19%和16%;林草地生態(tài)系統(tǒng)在澧水和新墻河子流域分布較廣，面積分別為1398.8和1328.3 km2，占林草地總面積的20%和19%;濕地生態(tài)系統(tǒng)主要分布于東洞庭湖和南洞庭湖子流域，面積分別為1410.8和742.6 km2，二者面積之和占濕地總面積的44%;城鎮(zhèn)人工生態(tài)系統(tǒng)則主要分布在沅水和資水子流域，面積分別為257.3和126.5 km2。

表1 洞庭湖區(qū)的子流域評價(jià)單元及其生態(tài)系統(tǒng)類型Table 1 Area of the ecosystem types in each sub-watershed

3.2 洞庭湖區(qū)陸域－岸邊帶－水域的特征

各子流域陸域面積相差較大，沅水子流域的陸域面積是西洞庭湖子流域的10倍左右。大部分子流域的陸域以農(nóng)田為主要生態(tài)系統(tǒng)，僅有新墻河和資水子流域以林草生態(tài)系統(tǒng)為主。陸域生態(tài)系統(tǒng)類型總面積從大到小依次排序?yàn)樗?、森林和旱地生態(tài)系統(tǒng)，面積分別為9057.60，6440.05和3627.79 km2。

各子流域岸邊帶面積均較小，面積大于500 km2的僅有東洞庭湖子流域，生態(tài)系統(tǒng)以蘆葦濕地為主，面積為1056.28 km2，約占總面積的47%。蘆葦濕地被人為建立的運(yùn)輸河道所分割，破碎化明顯，對岸邊帶健康造成威脅。此外，岸邊帶還包括草灘、泥灘濕地以及護(hù)岸林等，護(hù)岸林以人為種植的楊樹為主。

水域面積相差較小，平均面積為196.90 km2，沅水子流域水域面積最大，為418.84 km2，面積最小的是新墻河子流域，為50.75 km2。水域主要由東洞庭湖、南洞庭湖和西洞庭湖湖體及其支流水系構(gòu)成，各支流由四周匯入中北部的湖泊，使得水域呈向心狀分布，中北部的南洞庭湖和東洞庭湖子流域水域占總面積的30%左右。

洞庭湖區(qū)的陸域面積為20966.96 km2，占總面積的82%，岸邊帶和水域面積相差不大，分別為2362.86和2267.38 km2，均約占研究區(qū)的9%。各子流域的陸域、岸邊帶和水域相比較，除南洞庭湖子流域外，其他子流域陸域面積均大于岸邊帶。岸邊帶與水域相比，除東洞庭湖、南洞庭湖和西洞庭湖子流域外，其他子流域的岸邊帶面積均小于水域(圖4)。

圖4 洞庭湖區(qū)各子流域陸域－岸邊帶－水域?qū)Ρ菷ig.4 Area chart of terrestrial-riparian-aquatic in Dongting Lake area

3.3 洞庭湖區(qū)生態(tài)系統(tǒng)健康評價(jià)

3.3.1 洞庭湖區(qū)綜合健康狀況

總體來看，各子流域生態(tài)系統(tǒng)健康綜合指數(shù)為3～8，健康狀況多屬一般或良好。健康等級良好的占總面積17.1%，等級一般的占79.4%，等級較差的占3.5%。健康等級良好的包括南洞庭湖、西洞庭湖和新墻河，健康綜合指數(shù)大于6。等級為較差的僅有大通湖子流域(表2和圖5)。

表2 洞庭湖區(qū)生態(tài)系統(tǒng)健康等級統(tǒng)計(jì)Table 2 Level of health conditions statistics in Dongting Lake area

圖5 生態(tài)系統(tǒng)健康評價(jià)結(jié)果Fig.5 Result of ecosystem health assessment

從空間區(qū)域分析，中心的洞庭湖主湖區(qū)、東北部的新墻河和南部資水子流域健康狀況相對較好，西北和東南區(qū)域健康狀況較差。陸域、岸邊帶和水域三部分健康狀況比較而言，洞庭湖區(qū)的陸域平均健康狀況好于岸邊帶和水域，岸邊帶的總體健康狀況最差。

3.3.2 陸域健康狀況

陸域健康指數(shù)大部分為4～6，健康狀況屬一般。城鎮(zhèn)和工礦交通用地占陸域面積的4.12%，農(nóng)田約占陸域面積的50%，農(nóng)業(yè)化肥農(nóng)藥施用造成的面源污染較嚴(yán)重，人類農(nóng)業(yè)活動以及城市化發(fā)展是威脅陸域健康狀況的主要因素。土壤侵蝕強(qiáng)度為中度及以上程度的面積占6.40%，以周邊的丘陵山地為主要分布區(qū)域。

健康狀況較差的是三口水系子流域(圖6)，其植被覆蓋度相對較差，生態(tài)系統(tǒng)以農(nóng)田為主，約占其陸域面積的71%，人為干擾劇烈，土地利用強(qiáng)度大。因此，三口水系子流域需積極開展陸域生態(tài)系統(tǒng)的植被恢復(fù)，進(jìn)行植樹造林，增加植被覆蓋面積，減少人為干擾強(qiáng)度。嚴(yán)格控制農(nóng)業(yè)化肥施用量以及河湖周邊畜禽養(yǎng)殖的規(guī)模，防止面源污染對河湖生態(tài)系統(tǒng)帶來威脅。新墻河、資水和南洞庭湖子流域自然植被覆蓋度高，城鎮(zhèn)居民用地面積比例小，人類活動干擾較小，陸域健康狀況相對較好，然而，新墻河子流域坡度大于15°的區(qū)域占其陸域面積的32.86%，中度及以上程度土壤侵蝕面積占其陸域總面積的17%，土壤侵蝕強(qiáng)度最大，水土流失主要發(fā)生在海拔500 m以下植被稀疏的丘陵和山地，重點(diǎn)要防止水土流失，積極開展生物多樣性的保護(hù)工作。

圖6 陸域生態(tài)系統(tǒng)健康評價(jià)結(jié)果Fig.6 Result of terrestrial ecosystem health assessment

3.3.3 岸邊帶健康狀況

各子流域岸邊帶的健康指數(shù)為1～8，健康狀況差異較大。健康狀態(tài)良好的有東洞庭湖、南洞庭湖和澧水子流域(圖7)，約為總面積的30%，健康狀態(tài)最差的為大通湖子流域，健康指數(shù)僅為1.04。

岸邊帶健康指數(shù)的差異主要是由于岸邊帶的面積比例以及類型不同所引起。大通湖子流域生態(tài)系統(tǒng)主體為湖泊，岸邊帶的面積比例很小且植被覆蓋度較差，景觀破碎度較大，岸邊帶健康狀況差;東洞庭湖子流域岸邊帶的分布面積較大，約為總面積的44%，生態(tài)系統(tǒng)類型以蘆葦和草灘地為主，岸邊帶的健康指數(shù)分值較高，岸邊帶的健康狀況較好。針對大通湖的岸邊帶健康狀況，需進(jìn)一步加快大通湖子流域退田還湖進(jìn)度，減少人為干擾強(qiáng)度，積極開展岸邊帶草灘或護(hù)岸林的恢復(fù)，加大其岸邊帶的建設(shè)與治理。

圖7 岸邊帶生態(tài)系統(tǒng)健康評價(jià)結(jié)果Fig.7 Result of riparian ecosystem health assessment

3.3.4 水域健康狀況

水域健康狀況總體良好，健康指數(shù)多數(shù)高于4。其中，新墻河和資水子流域水域生態(tài)系統(tǒng)健康狀況相對較好，大通湖子流域健康狀況最差，其他子流域的水域健康狀況居中(圖8)。大通湖自然河段面積比例僅為2%，新墻河子流域自然河段面積比例為58%，約為大通湖的30倍。有關(guān)部門需開展大通湖湖岸整治工程，恢復(fù)沿湖的水生植被，增加沿湖植被連續(xù)性，提高截污自凈能力。水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果顯示，湘江子流域南部受到重金屬污染，水質(zhì)較差，長沙市的瀏陽河段出現(xiàn)劣Ⅴ類水質(zhì)，研究區(qū)的湘江子流域位于瀏陽河段下游，因此嚴(yán)重影響其水域健康狀況。需加大對湘江水系的水質(zhì)監(jiān)測，對湘江水系附近的造紙業(yè)、化工廠以及重金屬行業(yè)的污水處理進(jìn)行監(jiān)督，保障湘江子流域沿岸居民的飲用水安全。

圖8 水域生態(tài)系統(tǒng)健康評價(jià)結(jié)果Fig.8 Result of aquatic ecosystem health assessment

4 結(jié)論與討論

(1)以流域?yàn)閱卧_展生態(tài)系統(tǒng)健康評價(jià)已得到了專家和學(xué)者的認(rèn)可，流域單元劃分陸域、岸邊帶和水域三部分，突出了流域單元的生態(tài)系統(tǒng)差異性，并體現(xiàn)了陸源到岸邊帶傳輸水域匯集的生態(tài)過程。按照陸域、岸邊帶和水域三部分，依據(jù)生態(tài)特征的差異分別選取不同的評價(jià)指標(biāo):陸域評價(jià)指標(biāo)依據(jù)土地因子、生物因子和污染脅迫因子三方面選取;岸邊帶從結(jié)構(gòu)和功能兩方面構(gòu)建評價(jià)指標(biāo);水域生態(tài)系統(tǒng)健康指標(biāo)主要從物理結(jié)構(gòu)、化學(xué)組分及生物狀況三方面選取。指標(biāo)體系的選取較客觀地體現(xiàn)了洞庭湖區(qū)生態(tài)系統(tǒng)健康狀況，突出反映了洞庭湖區(qū)生態(tài)系統(tǒng)健康狀況的空間分布差異規(guī)律。

(2)評估結(jié)果表明，洞庭湖區(qū)各子流域的綜合健康狀況多屬于良好或一般。位于中心的大通湖和東南部的湘江子流域健康狀況較差，需加強(qiáng)大通湖子流域退田還湖的力度，積極開展其岸邊帶草灘或護(hù)岸林的恢復(fù)，加大植被稀疏的丘陵、山地的植被恢復(fù);湘江子流域應(yīng)開展自然植被河段的恢復(fù)，加大對湘江水系的水質(zhì)監(jiān)測力度，對湘江水系附近的造紙業(yè)以及化工廠污水處理進(jìn)行監(jiān)督，加大對有色金屬采礦、冶煉及壓延等涉及重金屬排放的行業(yè)整治與重金屬污染防治工作，保障湘江子流域居民的飲用水安全。生態(tài)健康狀況屬于良好的是南洞庭湖和新墻河子流域，健康指數(shù)分別為6.44和7.26，生物多樣性監(jiān)測與保護(hù)以及水土流失的預(yù)防和治理(尤其是坡度大于15°的區(qū)域)是今后需要重點(diǎn)關(guān)注的內(nèi)容。

(3)流域單元的生態(tài)系統(tǒng)健康影響因素眾多，關(guān)系復(fù)雜多變，指標(biāo)選取難度大，還需開展不同類型的典型案例應(yīng)用研究，進(jìn)一步完善評價(jià)指標(biāo)體系。由于長期的流域開發(fā)，破壞了原始的流域自然本底，仍然保持自然狀態(tài)的流域已基本不存在，健康水平的衡量標(biāo)準(zhǔn)難以確定。

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