流域生态健康评价理论与方法研究进展-李春晖

第27卷第1期2008年01月地理科学进展PROGRESSINGEOGRAPHYVol.27,No.1Jan.,2008收稿日期：2007-09；修订日期：2007-12.基金项目：国家自然科学基金[50709002和50509002]和国家重点基础研究发展规划项目（2006CB4033）。作者简介：李春晖（1976-），男，安徽阜阳人，教授，博士。主要研究领域为水资源、流域管理和生态健康等。E-mail：chunhuili@bnu.edu.cn流域生态健康评价理论与方法研究进展李春晖1,2，崔嵬1，庞爱萍2，郑小康1,2（1.北京师范大学环境学院水沙科学教育部重点实验室，北京100875；2.北京师范大学环境学院水环境模拟国家重点实验室，北京100875）摘要：对流域进行生态健康评价，将为流域的规划、管理和保护以及流域综合治理提供决策依据。本文回顾了国内外流域生态健康评价的历史和现状，着重阐述了流域生态系统健康评价的尺度与方法。流域生态系统健康评价主要有两种方法：一是生物监测法，二是指标体系法。对流域进行生态健康评价，重点在于建立评价指标体系。流域生态健康评价的指标体系应该包括生物、水质、水文、栖息地、社会经济和人类健康等六方面指标。最后，明确指标选取的基本原则，并指出了目前流域生态健康评价存在的问题及今后的研究趋势。关键词：流域；生态健康；评价；进展流域生态系统是一个社会-经济-自然复合生态系统[1]，具有生态完整性[2]。当生态系统受各种自然或人为因素干扰，超过本身的适应能力，必然在某些方面出现不可逆转的损伤或者退化、生产力下降、生物多样性减少、对环境的调节能力下降等，具有脆弱性[3]。例如，由于人们对流域生态环境的破坏和对流域资源的过度开发和利用，流域水体受到的污染已越来越严重，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[4]，水利工程导致自然河流的渠道化和非连续化，植被的破坏、水土流失的加剧、泥石流和洪水频度的加大及程度的加剧，这些因素已严重影响到流域生态系统的健康，并危及流域生态安全[5]。因此，流域生态系统健康的研究已日益受到人类的重视，不同国家和地区纷纷采取措施，包括对流域进行生态健康评价，以及恢复流域生态系统[6]，从生态系统健康的角度对流域环境进行综合整治。对流域进行生态健康评价，将为流域的规划、管理和保护以及流域综合治理提供决策依据，也是保障流域生态安全的基础。根据评价结果，即可对流域生态系统的某一层面采取相应保护、修复等对策措施，促进流域生态环境和经济社会全面、协调与可持续发展。目前，我国对于流域生态系统健康的评价研究仍然处于刚刚起步的探索阶段，因此，对于该类问题的研究具有重大的意义和前瞻性。本文系统总结了流域生态健康评价的理论与方法，并指出存在的问题和研究展望。1流域生态健康研究进展生态健康是在20世纪80年代兴起的一个新的研究领域。以加拿大学者Schaeffer和Rapport为代表，Schaeffer认为，生态健康涵义是生态系统缺乏疾病，而生态系统疾病是指生态系统的组织受到损害或减弱。生态系统中的疾病，正如人生病一样，有短期和长期的以及主要的和次要的影响。如果生态系统的自动平衡修复机制不完善以至于病态发展到疾病，那么这种疾病就要受到关注。Rapport发展了这种观点使之更进一步成为生态系统水平上的危难和综合病症[7，8]。一般认为，生态系统健康是指生态系统处于良好状态；生态系统不仅能保持化学、物理及生物完整性，还能维持其对人类社会提供的各种服务功能。生态系统健康的标准有活力、组织、恢复力、生态系统服务功能的维持、管理选择、外部输入减少、对邻近系统的影响及人类健康影响等8方面。它们分属于不同的自然和社会科学地理科学进展2008年范畴，并同时考虑了时空尺度。这8个标准中最重要的是前3项[9]。活力表示生态系统的能量输入和营养循环容量，可根据新陈代谢或初级生产力等具体指标来测量；组织即生态系统组成及途径的多样性，可根据系统组分间相互作用的多样性及数量比率来评价，一般认为，生态系统的组织越复杂就越健康；恢复力也称抵抗能力，即胁迫消失时，系统克服压力及反弹回复的容量，根据自然干扰的恢复速率和5生态系统对自然干扰的抵抗力来评价。一个健康的生态系统应该是稳定和可持续的，即生态系统随着时间的进程有活力并且能维持其组织及自主性，在外界胁迫下容易恢复[10]。国外对河流生态健康的评价研究工作开展得较早。19世纪末期，从已严重污染的欧洲少数河流开始[11]，此时对于河流健康的评价主要停留在对水质的评价。20世纪80年代初，河流管理的重点由水质保护转到河流生态系统的恢复，因为水质评价已远远不能满足河流管理的需要，不能揭示损害河流健康多方面的因素。因此，河流健康评价的内容也发生了改变，开始转向对河流生态