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论中国河流健康评价的误区及修正

崔树彬[1]  刘俊勇  陈军

(珠江水利科学研究院  广州  510611)

摘要  本文从中国河流健康评价的缘起和国内外评价指标体系的对比,分析了中国河流健康评价目前存在的问题和认识上的误区,提出了结合中国情况的河流健康评价指标体系的调整目标和方向,以及需要及时开展的工作。

关键词  中国河流  健康评价  误区  修正

1          缘起

2003年10月,黄河水利委员会主任李国英在首届黄河国际论坛上说:“河流像人一样,也是有生命的。……作为河流的管理者,我们应大声疾呼:要给河流留下维持其自身生态平衡的基本水量。此次会议宣布:将“维持河流健康生命”作为第二届黄河国际论坛的主题。应该说,是这次会议引发了对中国“河流健康”的讨论。此前,唐涛等在《应用生态学报》上发表了《河流生态系统健康及其评价》[i],但并未引起重视。

2004年9月,水利部长汪恕诚在珠江水利委员会干部大会上讲:在经济社会不断向前发展的新时期和新形势下,流域机构要理清思路,根据新时期水利工作的任务和要求,从以水资源的可持续利用支持经济社会可持续发展这个总体目标出发,进行正确定位,按照维护河流健康生命的理念,当好河流代言人,这是时代赋予流域机构的重要历史使命。此后,又不断强调:流域机构要义不容辞地担负起河流生态代言人的重任,扛起生态保护的大旗……。

在学者和学术会议方面,2004年9月,黄河水利委员会召开了“河流伦理”学术研讨会,一些学者提出了“河流伦理观”。2005年10月,以“维持河流健康生命”为主题的第二届黄河国际论坛会议召开,与会代表800多名,来自60多个国家和地区,收到论文400多篇。之后,发表在有关学术期刊上的论文有30多篇,董哲仁《河流健康的内涵》[ii]、《国外河流健康评估技术》[iii],赵颜伟等的《河流健康:概念、评价方法与方向》[iv]、《城市河流生态系统健康评价初探》[v],刘恒等的《对国外河流健康问题的初步认识》[vi]等,从不同角度阐述了国外河流健康概念、发展、缘起和评估的指标体系及技术方法。

2005年4月16日,长江水利委员会主任蔡其华在首届长江论坛上表示:“健康”长江有了指标体系[vii]。认为:早期的河流健康评价主要采取指示物种法,但这种方法不足以反映河流生态系统的复杂性,特别是不能反映人水之间的互动关系。长江委提出了由总目标层、系统层、状态层和要素(指标)层4级构成的健康长江评价指标体系。2006年4月,珠江水利委员会有了“珠江河流健康评价指标体系” [viii]。与此同时,黄河水利委员也在研究“黄河健康生命指标体系”;赵彦伟、杨志峰以宁波城市河流为例,提出了“城市河流生态系统健康评价指标体系”

 

2          国外河流评价方法及指标

2.1    河流健康的概念

上世纪80年代,在欧洲和北美,开始了河流保护行动。人们认识到河流不仅是可供开发的资源,更是地球生命系统的载体;不仅要关注河流的资源功能,还要关注河流的生态功能。许多国家通过修改、制定法规,加强对河流环境和生态评估。传统意义上的河流环境评估主要是基于水质的物理、化学测试方法,依据某些技术指标体系进行的评估,其不足是忽略了对生物栖息地质量的评估,包括水流条件对于鱼类、两栖动物以及岸边植被的影响,以及河流水文、水质条件变化对于河流生态系统的影响。在新的生态环境理念的引导下,提出了包括水文、水质、生物栖息地质量、生物指标等在内的综合评估方法,相应出现了“河流健康”的概念②。

2.2    水文评估方法

Ladson ( 1999 )提出的《修订的年径流偏离比率方法》AAPFD (Amended Annual Proportion Flow Deviation)被各国学者和河流管理组织所普遍接受。该方法以月径流为基础, 用实际状况与参照自然状况月平均径流之比表达水文变化程度,并建立径流变动指数与描述鱼类多样性相关关系。澳大利亚在执行ISC(河流状况指数)中使用这种方法时, 又增加了2个二级指数:(1)即考虑城市化造成流域渗透性变化引起的日径流改变; (2)由于水电站发电峰值引起的日径流变动。

2.3    水质评估方法

世界各国都有较为成熟的技术和方法,所不同的是:由于被评价的河流水环境情况不同而选用的指标参数往往有比较大的差异。一般的河流水质参数包括:温度、总悬物、pH值、电导率、溶解氧、化需氧量、氨态氮+硝态氮、总磷、大肠杆菌、金属和有机化合物等,评价时可根据各河流或河段的水环境、水生态及水质监测资料情况确定增减。水质评价方法有单因子评价法和多因子指数法等。

2.4    栖息地评估方法

研究成果表明, 假设水量与水质条件不变, 生物群落多样性与生境的空间异质性存在线性关系。生物栖息地评估的内容主要是评估河流的水质条件、水文条件和河流地貌学特征对于生物群落的适宜程度。在去除水质和水文评估之后,河流生物栖息地评估主要侧重于河流地貌学特征的评估。生物栖息地质量的表述方式, 可以适宜的栖息地的数量表示, 或者用适宜栖息地所占百分数表示,也可以用适宜栖息地的存在或缺失表示。河道栖息地质量评估指标主要包括:河流的形态结构及岸坡稳定性与渗透性、河床基质及形态结构和淤积与退化,以及人工构筑物影响、淤积带的树木枝叶影响等;岸边带栖息地质量评估指标包括:岸边区植被宽度、顺河向植被连续性、结构完整性、乡土种覆盖比例、乡土种再生性状况、湿地和洼地状况等③④

2.5    生物评估方法

生物评估的目的是确认河流的生物状况。具体是分析水文条件、水质条件和栖息地条件发生变化对河流生物群落的影响程度,但这种影响有时往往是潜在的、间接的和滞后的。因此,生物评估可以反映水文、水质、栖息地质量变化的综合作用和累积效应。在生物评估技术方面, 对河流所有的生物群落成分进行采样监测是不现实的, 变通的办法是选择几种标志物种。目前,生物评估的合适物种一般在藻类、大型无脊椎动物和鱼类中选择。岸边植物不适宜作为标志性物种, 原因是不少植物对于水体污染并不敏感。生物评估采用较多的方法是“生物参数法”(Biotic Parameters)和“生物指数法”(Bio- indicators)。在生物评估方面,《欧盟水框架导则》提出了较为完整的准则和方法。

2.6    综合评估

综合评估是指对水文、水质、生物栖息地和物种4个方面指数的整合。除此之外,综合评估还包括对不同河段(分区)的综合,对不同时间段的分析等。综合评估的技术和方法很多,澳大利亚的《河流状况指数》ISC ( Index of Stream Condition)被比较广泛应用。除此之外,美国鱼类和野生动物服务协会的《栖息地适宜性指数》HSI( Habitat Suitability Index, )、美国环境署(U.S EPA)提出的《快速生物评估草案》RBP(Rapid Bio-assessment Protocol )、陆军工程师团的《河流地貌指数方法》HGM(Hydro-geomorphic)和南非执行的河流地貌指数方法( ISG) ( Index of Stream Geomorphology)、英国环境署制定的河流栖息地调查方法( RHS)(River Habitat Survey)等,都是综合评估的方法。

3          国内河流评价方法及指标

据笔者所知,国内已经开展河流健康评价研究的流域机构有:黄河水利委员会、长江水利委员会、珠江水利委员会。此外,赵彦伟、杨志峰以宁波城市河流为例,提出了“城市河流生态系统健康评价指标体系”;

3.1    黄河健康评价指标

黄河健康生命指标体系的研究工作虽然开展较早,但至今尚未见到出台。李国英在《黄河治理的终极目标是“维持黄河健康生命”》[ix]中指出:维持黄河健康生命,就要是维持黄河的生命功能。黄河的生命力主要体现在:水资源总量、洪水造床能力、水流挟沙能力、水流自净能力、河道生态维护能力等方面。“堤防不决口,河道不断流,污染不超标,河床不抬高”是体现终极目标的4项主要标志。可见,黄河健康评价的主要目的是:维系河流及河道的生命能力及活力,即自我维系和维持的能力。

3.2    长江健康评价指标

长江水利委员会提出的健康长江指标体系的总目标层是指:维护健康长江,促进人水和谐;系统层包括生态环境保护系统、防洪安全保障系统和水资源开发利用系统;状态层是指在系统层下设置水土资源与水环境状况、河流完整性与稳定性、水生物多样性、蓄泄能力、服务能力5个状态层;指标层是指采用可以获得的定量指标或定性指标反映长江的健康状况。定量指标有河道生态需水量满足程度、水功能区水质达标率、水土流失比例、血吸虫病传播阻断率、天然湿地保留率、优良河势保持率、通航水深保证率、鱼类生物完整性指数、防洪工程措施完善率、防洪非工程措施完善率、水资源开发利用率、水能资源利用率等12个定量指标,以及珍稀水生动物存活状况、水系连通性2个定性指标。14个指标是评价长江健康状况的基本指标[x]

可见,健康长江指标体系除河流、河道“健康”外,还包含流域面上的“水土、生态”健康,以及社会用水和防洪工程、非工程措施“健康”等。

3.3    珠江健康评价指标

珠江水利委员会提出的河流健康指标由综合层、属性层、分类层和指标层,4层结构组成。综合层是对珠江河流健康评价指标体系的高度概括;属性层包括:自然属性和社会属性两个方面;分类层是在属性层下设置的代表该综合指标的分类指标,分别为:河流形态结构、水环境状况、河流水生物、河岸带状况、人类服务功能、水利管理水平、公众意识等7个;指标层是在7个分类层下设置的分指标,包括:河岸河床稳定性、水面面积率、与周围自然生态连通性、鱼类栖息地及鱼道状况、河道生态用水保障程度、水功能区水质达标率、咸度超标程度、遭受污染后自我修复能力、藻类多样性指数、水生动物完整性指数、珍惜水生动物存活状况、植被覆盖率、水土流失治理率、亲水景观舒适度、防洪标准达标率、万元GDP取水量、水资源开发利用率、城镇供水保证率、灌溉保证率、水电开发率、通航保证率、相关法规建设、管理部门行政执法能力、非工程措施完善状况、监测站点完善状况、公众对河流保护自觉度等,共26个指标

珠江的河流健康评价指标比长江多12个指标,近乎长江的2倍。与长江的指标体系相比,珠江指标多了“水利管理水平”和“公众意识”两项内容,除此之外,在同一个“类域”,两个流域机构所选用的指标内容也有根多差别。珠江河流健康指标体系不仅包含河流的自然属性和对人类的服务功能,还包含有人类对河流的管理和保护的意识等,远远超过了河流本身及其所能“触及”的领域。

3.4    赵彦伟等“城市河流健康指标体系”

赵彦伟、杨志峰以宁波城市河流为例,发表了《城市河流生态系统健康评价初探》。“初探”在研究国外河流健康评价的基础上,选用的宁波城市河流生态系统健康评价指标体系见表1。

1          城市河流生态系统健康评价指标体系

要素

类别

详细指标

水量

水文状况

水量

水工建设导致的流速与水位变化

开发利用率

水质

流体

底质

水质平均污染指数

底泥平均污染指数

水生生物

生物完整性

珍稀生物

鱼类生物完整性指数

珍稀鱼类存活状况

岸带

水土流失控制

 

景观建设

防洪

交换能力

物理稳固性

河岸防护带宽度

河岸带植被覆盖

亲水景观建设面积、效果、可达性

防洪标准

河岸与河道固化强度

河床稳定性河岸稳定性

物理结构

连通性

 

栖息与洄游

 

与周围水体及自然生态斑块的连通性

河流廊道连通性

栖息地状况

鱼道状况

从表1中“城市河流生态系统健康指标体系”基本沿用了国外的河流健康概念及其评价指标(如澳大利亚的《河流状况指数》),但也有较大的不同。笔者认为,表1中有很多指标不是河流本质的范围或“领域”,不能作为河流健康的“标志”。如:鱼道状况、防洪标准、亲水景观建设面积、水量开发利用率等,都是人为指标。其实,鱼道状况应该在“河流的连通性”中表达;水量开发利用率应该用河道水文评估表现;防洪标准与亲水景观建设更不应该是河流生态系统的本质的属性指标,可否设置“蓄泄状态”和“景观状况”指标另行表现?

 

4          中国河流健康评价的误区和问题

 

4.1    评价的目的和目标问题

简而言之,国外河流健康评价的目的是为管理者提供管理河流的工具,是河流生态的“代言人”;中国河流健康评价的目的,笔者没有搞明白,但在很大程度上,应该说是为河流的治理、开发、利用和保护提供其目标的指数或“愿望”。

在指标设置方面,黄河水利委员会基本限定在“河流、河道”的范围内,并且强调“维持其自身生态平衡的基本水量”,对河流的生物群落和生态系统的结构、功能很少提及;长江水利委员会将其扩展到了“生态”,增加了人类服务功能和治理“愿景”指标;珠江水利委员会又进一步扩展为:“社会属性状况优良、人类服务功能健全、水利管理水平及公众保护意识较高”,等等。笔者认为,后者的许多指标应该是“河流健康”的成因,而不是“河流健康”的标志。

4.2    “开发”与“健康”的关系问题

有人认为:中国河流健康评价工作会“流产”。原因是中国河流管理者既是“管理者”也是“驯服者”。他们担心河流健康评价会影响河流的治理与开发,会影响水坝和水电站的建设,会影响对水资源的开发和利用,等等。其实,这种担心是没有必要的。河流是人类生命和社会经济存在和发展的基础和资源,也是除人类社会之外,一些生物和生命系统存在和发展的基础和资源;更重要的是,除人类之外的一切生物及其景观、基因和遗传资源,也都是人类社会生存和发展的基础和依赖,随着科学和技术的进步,这种重要性和依赖性会愈来愈加重要。因而,保护河流就是保护人类自己,给非人类生物系统留下水生空间及适宜其生存与发展的河流结构与地貌,或者依据生物的需要进行模拟、优化和补偿、重建,是人类自己的需要,而非不是“以人为本”。如何把握“开发”与“健康”的标准,“破坏”之后的河流如何“健康”,正是河流健康评价及生态修复工作的重要内容。

水坝并不消耗水资源,它只是改变径流和生物栖息地的水文、物理、化学条件,阻隔鱼类洄游及营养物和泥沙的输移及分配等。这种影响在不进行“修正”和“补偿”的情况下,是不利,但经过科学“修正”和工程“补偿”后,往往可以化不利为有利,或显著减少不利影响。另外,水坝对径流的调节还有利改善人类对水资源消耗的不利影响,有利于减少洪水对人类和生物系统的“冲击”;传统的河道、航道整治及堤防工程建设,往往都是为了单纯的人类利益,没有考虑河道内生物“感受”。因而,其不利影响也很严重。但这种影响相对容易补救,变河流“治理”为河流“修复”是一种很好的转变;最不能容忍的情况是河流水资源的过渡消耗或抽取,如黄河和海河的情形等。但这种影响也是人类社会所不愿意看到的,补救的措施也只能是节水和“减人”,或者是从外流域调水等。

4.3    对工作必要性和紧迫性的认识

许多人认为:我国与发达国家在河流保护方面的差距至少有50年,从发展阶段看,河流保护工作总体上处于水质改善阶段,河流健康评价工作还尚待时日。笔者认为,中国开展河流健康评价工作非常紧迫而且必要。原因是河流健康破坏并不仅仅是“污染”,更为重要的还有如上所述的河流的治理、开发和利用,这些也都是河流生态破坏的根源和因素。以黄河为例:经过50多年的治理和开发,在取得重大成就的同时,河道断流、河床抬高、泥沙淤积,洪、枯水量过程与河道断面不匹配,以及河流生态系统破坏严重等,都是河流治理、开发和利用与保护不当的结果;以珠江为例,流域内修建了1.4万多座水库,1.2万多km堤防,并治理了1.5万多km的河道或航道,在平原河网地区建设了大量水闸和泵站。但这些工程没有减轻洪、潮、涝水灾害。珠江流域的水灾害损失仍在成倍增长,珠江三角洲的咸潮危害愈来愈加严重。珠江水量并未减少,但河流生态系统却十分糟糕,生物多样性和生物群落数量大量减少,栖息地破坏十分严重。

笔者并不认为,所有的河流都需要“健康评价”,但大江大河及主要的河流或河道是需要的;笔者并不认为,“原始河流”才是健康河流,但河流断面形态结构适应水文、泥沙过程是必需的,河流生态系统的结构和功能随之调整和改善也是必要的;笔者并不认为,河流水资源不减少,才是河流健康的标志,但认真对待人类用水与河流生物用水之间关系是必要的;笔者并不认为,开展河流健康评价就是要限制河流的治理和开发,但治理和开发河流进行生态补偿和协调是必要的。从污染的角度讲,河流健康评价指标包含河流污染评价指标,是对河流污染评价和河流污染治理的促进。

 

5          对中国河流健康评价工作的意见

 

5.1    依据中国情况调整评价指标

中国河流健康评价的理念、概念及指标必须与国外的情形接轨,但又不能完全拘泥于国外的范畴和指标。国外河流健康评价指标体系包括水文评估、水质评估、栖息地评估和生物评估4个方面,其中的各项指标都是针对生物和生物种群的健康或其延续与进化的。

中国处于“河流健康意识”的初级阶段,河流、流域的治理工作还没有正确处理好人与水的关系,水与河(形态、断面及比降等)的关系,以及水与河口(形态)、水与泥沙,泥沙平衡与河道疏浚和挖沙的关系,等等。因而,增加河流断面形态、结构与水流及泥沙之间的互适性评价指标是必要的。在生物评价方面,我国大江大河还没有系统的观测或监测资料,因而,该方面的评价可以简单一些。在生物栖息质量评价方面,我国还没有经验,但该方面的工作需要先行,因为它是河流生态系统健康的基础。在水文和水质评价方面,我国已有资料和经验积累,但缺乏与生物、生境联系方面的观测和科研成果。

5.2    积极开展深入的研究和观测工作

研究工作是我国的薄弱环节。目前,我们对水文与生物、水质与生物、栖息地质量与生物,以及物种与物种、群落与群落之间的相关关系资料还非常缺乏,借用国外已有的成果和经验积累是重要的,但是,由于各地的自然环境和生态条件千差万别,完全相同的物种群落和土著种的生活习性是不存在的。为此,尽快开展我国的河流生物栖息地量测和生物种群、习性观测及评价和研究工作是必要的。

5.3    宣传和普及河流健康知识,开展河流生态修复

河流健康是社会经济可持续发展的标志,也是人类社会治理、开发和利用河流必须要保障的目标,是“人水和谐”的主要标志之一。河流是全社会,特别是沿河人民的公共的财富资源(如,水量、水能、水产和航运等),也是最为重要的公共的环境资源和景观、文化、娱乐资源之一。保障和维持河流健康是全社会,特别是沿河人民的责任、义务和愿望,应该让沿河的人民懂得,什么样的河流是健康的河流,什么样的河流是不健康的河流,以及它的标志、指标和标准各是什么,它们之间有什么联系和区别等。同时,只有全社会都能理解和参与河流健康评价与管理,我国的河流健康才保障。

在我国,破坏河流健康和干扰河流健康的行动仍在发生,并且已经产生了许多不良后果。为此,在河流治理、开发和利用、保护的同时,开展河流健康评价和河流生态系统修复研究,变河流治理为河流修复是非常必要的。

 

参考文献



崔树彬,男,河北邯郸人,教授级高工,农田水利工程专业。Email:cshb-02@163.com



[i] 唐涛、蔡庆华等,《河流生态系统健康及其评价》,应用生态学报,2002.9;

[ii]董哲仁,河流健康的内涵,中国水利,2005.4;

[iii]董哲仁,国外河流健康评估技术,水利水电技术,2005.11;

[iv]赵彦伟、杨志峰,《河流健康:概念、评价方法与方向》,地理科学,2005.1;

[v]赵彦伟、杨志峰,《城市河流生态系统健康评价初探》,水科学进展,2005.3;

[vi]刘恒、涂敏,对国外河流健康问题的初步认识,中国水利,2005.4;

[vii]“健康”长江有了指标体系,黑龙江日报,2005年04月17日;

[viii]林木隆、李向阳等,珠江流域河流健康评价指标体系初探,珠江水利网,2004年4月5日;

[ix]李国英,黄河治理的终极目标是“维持黄河健康生命”,人民黄河,2004.1;

[x]吴道喜、黄思平,健康长江指标体系,长江水利网,2006年5月17日。

 

 

2006-08-24
 
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