王乙震,郭書英,崔文彥
(1.海河流域水環(huán)境監(jiān)測中心,天津300170;2.海河流域水資源保護(hù)局,天津300170)
海河流域河湖健康評(píng)估的實(shí)踐與發(fā)展
王乙震1,郭書英2,崔文彥1
(1.海河流域水環(huán)境監(jiān)測中心,天津300170;2.海河流域水資源保護(hù)局,天津300170)
河湖健康評(píng)估是一種河流、湖泊生態(tài)系統(tǒng)評(píng)估工具和技術(shù)手段,也是河流、湖泊管理的重要組成部分。通過梳理國內(nèi)關(guān)于河湖健康評(píng)估理論、指標(biāo)體系、評(píng)估方法構(gòu)建以及實(shí)踐等方面的研究現(xiàn)狀,提出海河流域開展河湖健康評(píng)估工作存在的主要問題,并總結(jié)了河湖健康評(píng)估在海河流域的發(fā)展情況,以期進(jìn)一步促進(jìn)海河流域重要河湖管理與生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)工作。
海河流域;河湖健康評(píng)估;指標(biāo)體系;實(shí)踐;發(fā)展
河流、湖泊具有重要的生態(tài)功能、環(huán)境功能和社會(huì)服務(wù)功能,為人類生存和社會(huì)發(fā)展提供了重要的物質(zhì)基礎(chǔ)和保障條件。但伴隨著工業(yè)化和城市化進(jìn)程,我國大量河流、湖泊等水體正經(jīng)受著不同程度的干擾和破壞,造成水質(zhì)惡化以及生態(tài)功能退化甚至喪失[1],社會(huì)服務(wù)功能也逐漸不能得到有效保障,進(jìn)而對(duì)人類的長遠(yuǎn)利益構(gòu)成威脅。自20世紀(jì)80年代起,河湖健康問題越來越引起人們的重視。隨著人們對(duì)河湖自然屬性及面臨挑戰(zhàn)的認(rèn)識(shí)逐步深化,河湖管理的目標(biāo)從單一的水資源功能管理擴(kuò)展到對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的管理[2]??茖W(xué)有效地評(píng)價(jià)、恢復(fù)和維持一個(gè)健康的河流、湖泊生態(tài)系統(tǒng)已經(jīng)成為近年來流域河流、湖泊管理的重要目標(biāo)。
河湖健康評(píng)估作為嶄新的河流、湖泊系統(tǒng)評(píng)估工具和技術(shù)手段,在河流、湖泊管理中已經(jīng)得到越來越多的認(rèn)可和重視,成為河流、湖泊生態(tài)學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。河湖健康是指河湖自然生態(tài)狀況良好,同時(shí)具有可持續(xù)的社會(huì)服務(wù)功能。河湖健康評(píng)估作為一種管理工具,評(píng)估河流、湖泊生態(tài)系統(tǒng)在自然條件與人類活動(dòng)共同作用下在長期演化過程中的完整性和可持續(xù)性,以期在生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)與水資源利用之間取得平衡[3]。河湖健康評(píng)估從河流、湖泊生態(tài)系統(tǒng)整體出發(fā),對(duì)河流和湖泊水文、物理結(jié)構(gòu)、水質(zhì)、生物等狀況進(jìn)行充分理解和綜合評(píng)估,識(shí)別人類活動(dòng)對(duì)河流、湖泊系統(tǒng)功能的影響,同時(shí)能確定河流、湖泊區(qū)段內(nèi)的環(huán)境管理和生態(tài)修復(fù)的目標(biāo)。開展河湖健康評(píng)估是掌握水資源動(dòng)態(tài)變化、開展河流湖泊系統(tǒng)保護(hù)與生態(tài)修復(fù)的基礎(chǔ),是河流湖泊生態(tài)文明建設(shè)的重要組成部分。通過開展河湖健康評(píng)估,維護(hù)其特有的生態(tài)、環(huán)境和社會(huì)服務(wù)功能并促進(jìn)三者之間協(xié)調(diào)有序,達(dá)到更好為人類社會(huì)發(fā)展服務(wù)的最終目的。
2.1 研究現(xiàn)狀
國內(nèi)關(guān)于河湖健康評(píng)估研究起步較晚,近十幾年來才逐漸從河流、湖泊健康視角關(guān)注河流、湖泊生態(tài)系統(tǒng),逐步在河湖健康評(píng)估指標(biāo)體系、河湖健康狀況評(píng)估方法學(xué)、河流和湖泊的可持續(xù)管理等方面開展了一定的工作。繼唐濤等[4]在《應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)》上發(fā)表了《河流生態(tài)系統(tǒng)健康及其評(píng)價(jià)》,發(fā)表在各類學(xué)術(shù)期刊上的論文已達(dá)300余篇,于不同階段在河湖健康概念辨析、河湖健康評(píng)估方法及其應(yīng)用等理論探討方面開展了較多工作,研究了不同類型、流域的河湖健康評(píng)估指標(biāo)體系,并對(duì)國內(nèi)較多河流、湖泊開展了健康評(píng)估[2-19]。
初期階段,國內(nèi)將關(guān)注點(diǎn)更多放在河湖健康內(nèi)涵與評(píng)估方法上,如董哲仁[3]初步探討了河流健康的內(nèi)涵、評(píng)估方法和原則,并比較了國外河流健康評(píng)估技術(shù);唐濤等[4]概括了河流生態(tài)系統(tǒng)健康概念的涵義,詳細(xì)介紹了以著生藻類、無脊椎動(dòng)物、魚類為主要指示生物的河流生態(tài)系統(tǒng)健康的評(píng)估方法,并提出河流健康評(píng)估方法的發(fā)展方向;耿雷華[9]也從河流的健康內(nèi)涵出發(fā),立足于河流特性,考慮到河流的服務(wù)功能、環(huán)境功能、防洪功能、開發(fā)利用功能和生態(tài)功能,探求了健康河流的評(píng)估指標(biāo)和評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)。
第二階段,國內(nèi)學(xué)者在河湖健康內(nèi)涵的基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展了河湖健康評(píng)估指標(biāo)體系及評(píng)估方法,如張楠等[12]建立遼河流域河流生態(tài)系統(tǒng)健康的多指標(biāo)評(píng)價(jià)方法、張方方等[13]建立基于底棲生物完整性指數(shù)的贛江流域河流健康評(píng)價(jià)方法并應(yīng)用。
到第三階段,也即近幾年來,河湖健康評(píng)估研究發(fā)展到研究不同類型河流、湖泊健康評(píng)估方法的實(shí)際應(yīng)用以及不同類型區(qū)域河流、湖泊健康評(píng)估方法研究等方面,如王勤花等[17]提出干旱半干旱地區(qū)河流健康評(píng)價(jià)指標(biāo)方法、王蔚等[19]建立基于投影尋蹤-可拓集合理論的河流健康評(píng)價(jià)方法。與此同時(shí),湖泊健康評(píng)估的理論、評(píng)價(jià)方法也隨河流健康評(píng)估在不同階段的研究應(yīng)運(yùn)而生。
2.2 工作實(shí)踐
近年來,面對(duì)河湖健康問題,隨著河湖健康評(píng)估方法的不斷更新發(fā)展,這些方法不斷地應(yīng)用于實(shí)際河湖健康評(píng)估實(shí)踐中。南京大學(xué)于志慧等[16]基于熵權(quán)物元模型,對(duì)太湖流域若干城市化地區(qū)河流進(jìn)行健康評(píng)估;華南師范大學(xué)盛蕭等[20]基于東江流域底棲無脊椎動(dòng)物監(jiān)測數(shù)據(jù),使用生物完整性方法(BIBI)用于東江河流健康評(píng)估。環(huán)境保護(hù)部衛(wèi)星環(huán)境應(yīng)用中心殷守敬等[18]結(jié)合高分辨率遙感影像在岸邊帶范圍提取、生態(tài)系統(tǒng)高精度分類、生態(tài)結(jié)構(gòu)特征提取方面的優(yōu)勢,將景觀結(jié)構(gòu)指數(shù)納入岸邊帶生態(tài)健康評(píng)估指標(biāo)體系,從生態(tài)功能、生態(tài)結(jié)構(gòu)和生態(tài)脅迫3個(gè)方面對(duì)淮河干流岸邊帶生態(tài)健康狀況進(jìn)行全面調(diào)查評(píng)估。
我國政府部門也開展了大量實(shí)踐工作。從流域管理機(jī)構(gòu)層面,自2005年起到2009年,水利部各大流域機(jī)構(gòu)逐步開展了河湖健康評(píng)估相關(guān)研究工作,長江水利委員會(huì)提出維護(hù)健康長江、促進(jìn)人水和諧實(shí)施意見,從生態(tài)環(huán)境功能和服務(wù)功能2個(gè)角度對(duì)長江健康評(píng)估指標(biāo)體系進(jìn)行研究;黃河水利委員會(huì)從理論體系、生產(chǎn)體系、倫理體系等角度研究如何維持黃河健康生命;海河水利委員會(huì)在河流生態(tài)修復(fù)和保護(hù)方面進(jìn)行了系統(tǒng)的調(diào)查和研究;松遼水利委員會(huì)在濕地補(bǔ)水、改善生態(tài)系統(tǒng)方面進(jìn)行了調(diào)查研究??傮w而言,該時(shí)間段國內(nèi)河湖健康評(píng)估指標(biāo)體系研究領(lǐng)域的實(shí)踐主要側(cè)重于借助物理、化學(xué)手段評(píng)估河流、湖泊狀況。
在上述研究基礎(chǔ)上,根據(jù)水利部《關(guān)于做好全國重要河湖健康評(píng)估有關(guān)準(zhǔn)備工作的通知》(資源保函〔2010〕7號(hào))和《關(guān)于做好全國重要河湖健康評(píng)估(試點(diǎn))工作的函》(資源保函〔2011〕1號(hào))的要求,自2010年6月起,水利部在全國范圍內(nèi)全面開展河湖健康評(píng)估,根據(jù)水利部《河流健康評(píng)估指標(biāo)、標(biāo)準(zhǔn)與方法(試點(diǎn)工作用)》和《湖泊健康評(píng)估指標(biāo)、標(biāo)準(zhǔn)與方法(試點(diǎn)工作用)》等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),從水文水資源、物理、水質(zhì)、生物、社會(huì)服務(wù)功能5個(gè)方面對(duì)試點(diǎn)河流、湖泊進(jìn)行健康診斷,每個(gè)試點(diǎn)河流、湖泊評(píng)估周期為3 a。其中,長江水利委員會(huì)先后完成丹江口水庫、漢江中下游、鄱陽湖、洞庭湖等河流、湖泊的健康評(píng)估工作;黃河水利委員會(huì)先后完成黃河下游、黃河河口等河流的健康評(píng)估工作;淮河水利委員會(huì)先后完成淮河干流上中游、沙潁河干流等河流的健康評(píng)估工作;珠江水利委員會(huì)先后完成桂江、清水河等河流的健康評(píng)估工作;松遼水利委員會(huì)先后完成嫩江下游、松花江干流等河流的健康評(píng)估工作;太湖流域管理局先后完成虞河、太浦河和新安江等河流的健康評(píng)估工作。
在地方各省市政府機(jī)構(gòu)層面,結(jié)合水利部建立的河湖健康評(píng)估制度,近幾年來與流域管理機(jī)構(gòu)同步全面開展河湖健康評(píng)估的省市主要有北京市、天津市、廣東省、江蘇省、云南省等。北京市主要開展了北京市境內(nèi)全部山區(qū)河流和城市河流的健康評(píng)估工作;天津市主要開展了北運(yùn)河、薊運(yùn)河、七里海等河流、湖泊的健康評(píng)估工作;廣東省主要開展了珠江三角洲主要河流、惠州市河流、惠陽區(qū)河流、木強(qiáng)水庫等河流、湖泊的健康評(píng)估工作;江蘇省主要開展了省內(nèi)主要河流、太湖、洪澤湖、高郵湖、駱馬湖等河流、湖泊的健康評(píng)估工作;云南省主要開展了清水河、五郎河、程海湖等河流、湖泊的健康評(píng)估工作。
海河流域作為我國七大流域之一,水資源、水環(huán)境和水災(zāi)害問題交織,治水任務(wù)繁重,流域經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展帶來河流、湖泊水生態(tài)環(huán)境不斷惡化,出現(xiàn)了河道斷流、水污染嚴(yán)重、湖泊干涸、濕地萎縮和減少、生物多樣性減少、地下水超采等一系列嚴(yán)重問題,并造成了生態(tài)環(huán)境的退化,削弱了流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能[21-22]。根據(jù)水利部海河水利委員會(huì)發(fā)布的《2014年海河流域水資源公報(bào)》,2014年海河流域水資源總量為216.23億m3,比多年平均值偏少41.6%;流域14 468.2 km河流中Ⅰ—Ⅲ類水占35.4%,Ⅳ—劣Ⅴ類水占64.6%。從行政區(qū)看,北京的水質(zhì)較好,Ⅰ—Ⅲ類水占其評(píng)價(jià)河長的80%左右;內(nèi)蒙古自治區(qū)次之,Ⅰ—Ⅲ類水占其評(píng)價(jià)河長的70%左右;天津市、河南省劣Ⅴ類水河長超過70%。另外據(jù)調(diào)查,海河流域平原區(qū)20條主要河流3 336 km河段中,完全干涸的長度達(dá)到2 026 km,高達(dá)60%以上,全年干涸天數(shù)近200 d。平原區(qū)12個(gè)主要濕地的面積不足20世紀(jì)60年代的17%,造成大量生物滅絕[23]。生態(tài)系統(tǒng)受損必然會(huì)對(duì)流域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)文明構(gòu)成嚴(yán)重威脅。
面對(duì)海河流域河流、湖泊生態(tài)惡化的嚴(yán)峻形勢,圍繞落實(shí)最嚴(yán)格水資源管理制度中河湖健康保護(hù)目標(biāo),為實(shí)現(xiàn)水利機(jī)構(gòu)“成為河流代言人”的職責(zé)提供技術(shù)支撐,并為2011年中央1號(hào)文件提出的“基本建成河湖健康保障體系”和黨的十八大報(bào)告中提出的“生態(tài)文明建設(shè)”目標(biāo)提供強(qiáng)有力支持,根據(jù)水利部《關(guān)于做好全國重要河湖健康評(píng)估有關(guān)準(zhǔn)備工作的通知》(資源保函〔2010〕7號(hào))和《關(guān)于做好全國重要河湖健康評(píng)估(試點(diǎn))工作的函》(資源保函〔2011〕1號(hào))的要求,自2010年6月起,水利部海河水利委員會(huì)依據(jù)水利部《河流健康評(píng)估指標(biāo)、標(biāo)準(zhǔn)與方法(試點(diǎn)工作用)》和《湖泊健康評(píng)估指標(biāo)、標(biāo)準(zhǔn)與方法(試點(diǎn)工作用)》等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),從水文水資源、物理、水質(zhì)、生物、社會(huì)服務(wù)功能5個(gè)方面先后開展灤河、漳河、白洋淀、于橋水庫、岳城水庫等河流、湖泊的健康評(píng)估工作。其中,第一期選擇灤河和白洋淀作為前期試點(diǎn)河湖分別開展健康評(píng)估,第二期選擇漳河、于橋水庫和岳城水庫開展健康評(píng)估工作,第三期選擇永定河水系開展健康評(píng)估工作,每個(gè)評(píng)估周期為3 a,每年均編制評(píng)估年河湖(庫)健康評(píng)估報(bào)告。
通過這幾年海河流域河湖健康評(píng)估工作實(shí)踐,海委積累了大量翔實(shí)可靠的重要河湖水文水資源、物理、水質(zhì)、生物、社會(huì)服務(wù)功能等方面監(jiān)測和調(diào)查原始資料,逐步建立起能夠開展海河流域河湖健康評(píng)估人才隊(duì)伍,具備獨(dú)立開展河湖健康評(píng)估工作的經(jīng)驗(yàn)和能力。同時(shí),在水利部水資源司《河流健康評(píng)估指標(biāo)、標(biāo)準(zhǔn)與方法(試點(diǎn)工作用)》《湖泊健康評(píng)估指標(biāo)、標(biāo)準(zhǔn)與方法(試點(diǎn)工作用)》基礎(chǔ)上,學(xué)習(xí)國內(nèi)外河湖健康評(píng)估已有的評(píng)估體系,結(jié)合海河流域河流、湖泊自身特點(diǎn)和實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn),構(gòu)建了適合海河流域的河湖健康評(píng)估體系和評(píng)估方法,為制定全國河流、湖泊有效保護(hù)和合理開發(fā)決策提供了技術(shù)支撐,促進(jìn)了河流、湖泊的可持續(xù)發(fā)展。
4.1 需要進(jìn)一步加強(qiáng)海河流域河湖健康評(píng)估指標(biāo)體系研究
水利部水資源司《河流健康評(píng)估指標(biāo)、標(biāo)準(zhǔn)與方法(試點(diǎn)工作用)》《湖泊健康評(píng)估指標(biāo)、標(biāo)準(zhǔn)與方法(試點(diǎn)工作用)》2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)方法站在全國河流、湖泊角度,提出一套指導(dǎo)性的河湖健康評(píng)估方法,該方法評(píng)估指標(biāo)符合全國河流、湖泊的基本特征,但各流域河流、湖泊特征各異,在具體開展河湖健康評(píng)估時(shí)應(yīng)根據(jù)流域?qū)嶋H河流、湖泊實(shí)際特征科學(xué)篩選評(píng)估指標(biāo)。同時(shí),評(píng)估指標(biāo)的選擇會(huì)受多種因素限制,具有一定的主觀性,并且各指標(biāo)的量化和分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的制定還有待于實(shí)踐的檢驗(yàn)和修正,以滿足不同地區(qū)、不同類型河流、湖泊的健康評(píng)估與管理需要。因此,在海河流域河湖健康評(píng)估實(shí)踐過程中,需要在獨(dú)立性和互補(bǔ)性的基礎(chǔ)上全面選擇反映海河流域河流、湖泊特征的健康評(píng)估指標(biāo),建立科學(xué)的健康評(píng)估指標(biāo)體系,以此展開海河流域河流、湖泊健康評(píng)估。
4.2 需要進(jìn)一步探索利用國內(nèi)外不同河湖健康評(píng)估
方法
需要從多重角度對(duì)河流、湖泊開展健康評(píng)估工作,并比較評(píng)估差異所在。引進(jìn)并比較國外河湖健康評(píng)估、生態(tài)保護(hù)與管理方面的先進(jìn)理念和實(shí)踐,以便為我國的河湖健康評(píng)估提供參考。特別是結(jié)合目前開展的中法海河流域水資源管理項(xiàng)目,學(xué)習(xí)和參考法方等歐盟國家具體開展河湖健康評(píng)估實(shí)例,促進(jìn)中方海河流域河湖健康評(píng)估的發(fā)展。
4.3 需要進(jìn)一步建立基于新技術(shù)的河湖健康評(píng)價(jià)指標(biāo)評(píng)估方法
河湖健康評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)涉及物理、化學(xué)、生物等許多方面,目前一般采用現(xiàn)場監(jiān)測、歷史調(diào)查等傳統(tǒng)手段獲取,數(shù)據(jù)量較少、種類較單一,因此需要進(jìn)一步利用新技術(shù)手段開展海河流域河湖健康評(píng)估實(shí)踐,通過GIS、GPS等新技術(shù)手段,可以從流域尺度上及時(shí)獲取所研究河流、湖泊及其周圍環(huán)境的動(dòng)態(tài)變化情況,提高基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的多樣性和連續(xù)性,對(duì)河湖健康評(píng)估指標(biāo)體系的建立具有一定的參考意義。
4.4 需要進(jìn)一步加強(qiáng)流域機(jī)構(gòu)與地方部門的溝通與合作
河湖健康評(píng)估涉及水文水資源、物理結(jié)構(gòu)、水質(zhì)、生物、社會(huì)服務(wù)功能等多個(gè)方面,因此需充分發(fā)揮各省市水文部門、高校、科研院所等單位的優(yōu)勢,共同協(xié)作參與。另外,積極與開展健康評(píng)估的河流、湖泊所在省市保持溝通與合作,對(duì)具有開展河湖健康評(píng)估工作能力的省市,由其具體承擔(dān)所在行政區(qū)域內(nèi)河流、湖庫的健康評(píng)估工作,流域機(jī)構(gòu)配合指導(dǎo)開展相關(guān)工作;對(duì)不具備開展河湖健康評(píng)估工作能力的省市,以流域機(jī)構(gòu)為主導(dǎo),省市配合開展或參與河湖健康評(píng)估工作,逐步形成流域、省、市多層級(jí)工作格局,推動(dòng)海河流域重要河湖健康評(píng)估工作常態(tài)化。
5.1 海河流域河湖健康評(píng)估指標(biāo)體系的完善
根據(jù)海河流域2010—2017年連續(xù)7 a的河湖健康評(píng)估工作實(shí)踐,到開展海河流域河湖健康理論研究,從探索河湖健康對(duì)生態(tài)與人類的影響到考慮河流、湖泊具體功能與其健康的關(guān)系,實(shí)現(xiàn)河流、湖泊管理與保護(hù)的評(píng)價(jià)主體目標(biāo)與河流、湖泊自然狀況與功能有效發(fā)揮的評(píng)價(jià)客體相結(jié)合,在《河流健康評(píng)估指標(biāo)、標(biāo)準(zhǔn)與方法(試點(diǎn)工作用)》和《湖泊健康評(píng)估指標(biāo)、標(biāo)準(zhǔn)與方法(試點(diǎn)工作用)》2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)方法基礎(chǔ)上構(gòu)建了海河流域河湖健康評(píng)估體系。指標(biāo)體系分生態(tài)完整性和社會(huì)服務(wù)功能2個(gè)亞層,包含水文水資源、物理結(jié)構(gòu)、水質(zhì)、生物和社會(huì)服務(wù)功能5個(gè)準(zhǔn)則層共25個(gè)評(píng)估指標(biāo)。由于海河流域不同河流、湖泊的基本特征各異,25個(gè)評(píng)估指標(biāo)中包含20個(gè)必選指標(biāo)和5個(gè)備選指標(biāo),針對(duì)特定河流、湖泊開展健康評(píng)估時(shí)再從中篩選合適的指標(biāo)并開展資料搜集、野外調(diào)查與監(jiān)測等工作。
在評(píng)估指標(biāo)篩選方面,針對(duì)海河流域河流、湖泊的實(shí)際特點(diǎn),根據(jù)搜集資料的情況,結(jié)合河湖水文形態(tài)特征、水化學(xué)特征、形態(tài)特征、生物特征及社會(huì)服務(wù)功能等方面的健康評(píng)估指標(biāo)選擇標(biāo)準(zhǔn),主要考慮四點(diǎn):①根據(jù)海河流域基本特征選取指標(biāo);②一些難以獲取的生態(tài)指標(biāo)暫不選??;③選取指標(biāo)之間是相對(duì)獨(dú)立的,相關(guān)性較大的不選?。虎茉u(píng)估指標(biāo)的科學(xué)性,能夠反映驅(qū)動(dòng)河流、湖泊狀況變化的指標(biāo)。在海河流域河湖健康評(píng)估體系指標(biāo)層權(quán)重設(shè)置方面,針對(duì)海河流域不同河流、湖泊所處的生態(tài)環(huán)境以及河流、湖泊功能價(jià)值,其具體評(píng)估體系和評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)不同,根據(jù)所選指標(biāo)建立基于投影尋蹤方法的河流、湖泊生態(tài)完整性和社會(huì)服務(wù)功能屬性各準(zhǔn)則層及其指標(biāo)權(quán)重。
5.2 基于水功能區(qū)劃的河湖健康評(píng)估理論與評(píng)估體系
從水功能區(qū)劃管理和河湖健康評(píng)估的關(guān)系來看,水功能區(qū)劃管理和河湖健康評(píng)估是兩種不同的水資源管理制度。水功能區(qū)劃是根據(jù)流域或區(qū)域的水資源自然屬性和社會(huì)屬性,依據(jù)其水域具有某種應(yīng)用功能和作用而劃分的區(qū)域。劃分水體功能是為了更好地保護(hù)河流、湖泊,維護(hù)河湖生態(tài)健康并使河湖實(shí)現(xiàn)滿足人類經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的價(jià)值,因此水功能區(qū)劃管理制度的設(shè)置滿足河湖健康內(nèi)涵要求;而河湖健康評(píng)估是通過評(píng)估河流、湖泊的健康狀態(tài),了解河流、湖泊自然屬性和社會(huì)屬性現(xiàn)狀,協(xié)調(diào)水體功能的有效發(fā)揮與水資源保護(hù)之間的關(guān)系,促進(jìn)河流、湖泊水生態(tài)與水環(huán)境保護(hù)和水資源可持續(xù)利用,實(shí)質(zhì)也是為水功能區(qū)管理服務(wù)。
結(jié)合水功能區(qū)劃管理制度和河湖健康評(píng)估相關(guān)概念、原則、方法,提出基于水功能區(qū)劃的河湖健康內(nèi)涵及評(píng)估原則[24],一定程度上促進(jìn)了重要江河、湖泊水功能區(qū)劃與河湖健康評(píng)估兩種管理制度的有機(jī)結(jié)合。其主要理論觀點(diǎn)是:根據(jù)水功能區(qū)劃,特定河流、湖泊被劃分為具有不同功能和作用的區(qū)域,基于水功能區(qū)劃的河湖健康評(píng)估應(yīng)該主要圍繞區(qū)劃確定的河湖水體功能開展。在河湖自然屬性保持完整的條件下,河湖健康與否與其水體功能是否得到有效發(fā)揮密切相關(guān)。因此,基于水功能區(qū)劃的河湖健康內(nèi)涵是河流、湖泊應(yīng)保持其形態(tài)結(jié)構(gòu)、水文、水質(zhì)、生物等自然屬性功能的完整,不同水功能區(qū)的主導(dǎo)水體功能得到維護(hù)并可持續(xù)發(fā)揮,水資源得到合理使用、有效管理與保護(hù),生態(tài)、環(huán)境和社會(huì)服務(wù)功能協(xié)調(diào)統(tǒng)一,為人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展服務(wù);基于水功能區(qū)劃的河湖健康評(píng)估原則是根據(jù)不同水功能區(qū)的自然屬性和主導(dǎo)水體功能類型,確定評(píng)估的重點(diǎn),由此設(shè)置不同水功能區(qū)評(píng)估體系中各屬性權(quán)重及評(píng)估指標(biāo),同時(shí)評(píng)估指標(biāo)的設(shè)置應(yīng)該體現(xiàn)基于水功能區(qū)劃的健康河流、湖泊特點(diǎn),才能夠全面反映河流、湖泊的健康狀態(tài)。
基于水功能區(qū)劃的河湖健康內(nèi)涵及評(píng)估原則,在上述研究工作基礎(chǔ)上,進(jìn)一步構(gòu)建了適于海河流域特征的河湖健康評(píng)估體系,提出基于水功能區(qū)劃的河湖健康評(píng)估方法,以期進(jìn)一步為海河流域重要河湖管理與生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)提供支撐。
5.3 社會(huì)協(xié)調(diào)發(fā)展度理論在海河流域河流健康評(píng)估中的應(yīng)用
目前,現(xiàn)有的河湖健康評(píng)估方法一般都通過評(píng)分加權(quán)或者歸一化加權(quán)的方式綜合生態(tài)完整性與社會(huì)服務(wù)功能各影響因子的信息,由此得到的河流健康狀況指數(shù)可以較好地反映河流總體健康狀況,卻難以直觀體現(xiàn)生態(tài)完整性和社會(huì)服務(wù)功能兩者間相互作用的對(duì)比關(guān)系?;谏鐣?huì)經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域中的協(xié)調(diào)發(fā)展度具備既可體現(xiàn)系統(tǒng)發(fā)展過程中內(nèi)部序參量之間協(xié)同作用的強(qiáng)弱程度、又可反映整體效應(yīng)的優(yōu)劣和綜合發(fā)展水平、同時(shí)還能應(yīng)用于不同地區(qū)之間或同一地區(qū)不同時(shí)期間經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展?fàn)顩r的評(píng)價(jià)與比較等方面優(yōu)點(diǎn),將協(xié)調(diào)發(fā)展度概念引入河流健康評(píng)估中,將河流健康狀況指數(shù)代替協(xié)調(diào)發(fā)展度模型中的發(fā)展指數(shù),建立基于生態(tài)完整性和社會(huì)服務(wù)功能的河流協(xié)調(diào)發(fā)展度評(píng)價(jià)模型,研究河流生態(tài)完整性和社會(huì)服務(wù)功能之間的協(xié)調(diào)發(fā)展?fàn)顩r。以2011年灤河各監(jiān)測點(diǎn)為分析樣本對(duì)協(xié)調(diào)發(fā)展度模型進(jìn)行了實(shí)證研究[25],結(jié)果表明:灤河總體處于亞健康狀態(tài),且協(xié)調(diào)發(fā)展?fàn)顩r屬于中度協(xié)調(diào)發(fā)展類;從生態(tài)完整性與社會(huì)服務(wù)功能健康狀況指數(shù)的比較來看,灤河周邊社會(huì)服務(wù)功能的發(fā)展已經(jīng)超越了其生態(tài)承載力。
5.4 基于熵理論的海河流域湖泊健康評(píng)估
湖泊生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)不斷與外界交流的開放系統(tǒng),各水域指標(biāo)的不同狀況不僅體現(xiàn)著系統(tǒng)的健康程度,還預(yù)示著系統(tǒng)健康性的演化方向。目前的河湖健康評(píng)估方法雖然都能從不同角度對(duì)生態(tài)系統(tǒng)健康給予評(píng)價(jià),但沒有以動(dòng)態(tài)發(fā)展的角度對(duì)生態(tài)系統(tǒng)健康做出評(píng)價(jià)。熵理論可從系統(tǒng)熵變的角度將系統(tǒng)的發(fā)展脈絡(luò)化,結(jié)合健康指標(biāo)推動(dòng)系統(tǒng)健康的動(dòng)態(tài)發(fā)展,故嘗試將熵理論引入湖泊生態(tài)系統(tǒng)。
根據(jù)薛定諤關(guān)于熵變與生命體系統(tǒng)關(guān)系的理論,以熵流的視角將湖泊生態(tài)系統(tǒng)的健康及其發(fā)展形象化、定量化,為研究湖泊生態(tài)系統(tǒng)健康發(fā)展提供一種新思路?;陟乩碚摻⒃u(píng)估湖泊生態(tài)系統(tǒng)健康發(fā)展的量化模型,以2012年白洋淀各水域的監(jiān)測資料為基礎(chǔ)進(jìn)行了實(shí)例應(yīng)用[26],評(píng)估結(jié)果顯示白洋淀生態(tài)系統(tǒng)整體處于亞健康狀態(tài)。
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TV213.4;X821
A
1004-7328(2017)04-0007-05
10.3969/j.issn.1004-7328.2017.04.003
2017—05—22
中央分成水資源費(fèi)項(xiàng)目(1261520411635);國家國際科技合作專項(xiàng)(2013DFA71340)
王乙震(1986—),男,碩士,工程師,主要從事水環(huán)境監(jiān)測和河湖健康評(píng)估相關(guān)研究工作。