河流健康研究进展与前瞻

河流健康研究是目前河流生态学领域研究热点之一。首先介绍了河流健康概念的产生、发展及其不同的内涵,辨析了河流生态系统健康、流域生态系统健康概念与河流健康概念的区别与联系,认为河流健康是指河流既能保持河流生态系统完整性,又能维持其对人类社会提供的各种服务功能。在分析河流健康内涵的基础上,着重回顾分析了国内外河流健康评价的实践情况以及河流健康评价方法,根据河流健康评价方法的评价原理,河流健康评价方法主要分为预测模型法和多指标方法。针对目前河流健康研究领域存在的主要问题,提出了河流健康研究的发展方向,认为今后开展河流健康评价研究还需在评价指标选取、评价标准确定、评价尺度选取以及河流健康评价与河流管理集成等方面进一步加强。     

基于内容分析法的河流健康内涵及表征

运用内容分析法对近10~15年中外文献中有影响力的36个河流健康概念进行分析,经过样本选取、指标提取、量化处理等过程提炼出最频繁出现的能代表其内涵的6个标准,即：维持结构完整性、自然生态功能发挥、满足人类社会合理需求、处于良好状态、河流管理工具和目标、建立河流基准状态。基于此,对河流健康概念进行了重新架构：河流健康是指河流生态系统特定的良好状况,可以作为河流基准状态以及河流管理的目标,在这一状态下,河流生态系统能够维持其生态系统结构完整性,充分发挥其自然生态功能,并满足人类社会合理需求,提供相应的社会服务功能。通过对30个有关河流健康表征指标及评价方法的文献进行分析,识别生物指标、水质参数、形态结构、河床底质、水文条件以及河岸带状况等是目前使用最广泛的6个指标,指出河流健康的表征指标及评价标准应根据区域特征、人类活动影响以及功能定位而有所差异。     

平原河网区河流连通性评价研究

河流连通性对流域水文过程特征、水环境条件以及河湖蓄泄能力等有较大影响。平原河网地区是河流高度发育并受到城市化等人类活动深刻影响的区域，并且区域内水系结构破坏、河流连通受阻已成为洪涝灾害频发的重要原因之一。为此通过对现有的河流连通评价方法的分析，尝试建立基于水流阻力与水文过程的平原河网河流连通性评价方法，并以鄞东南平原河网为例开展了应用分析，结果表明2010年的河流连通性比1990年的明显减小。同时，通过对比分析几种河流连通性评价方法可以看出，基于水流阻力与水文过程的河流连通性评价方法能较好的评价平原河网区河流连通性，评价结果优于其他方法计算结果，更符合实际情况，可为平原河网区河流连通性定量评价提供参考     

河流健康评价的时空特征与参照基线探讨

随着河流退化成为世界各国面临的主要水环境问题，旨在从水质、生物、生态等众多角度综合评估河流系统状况、改进河流管理的河流健康概念得以提出并受到关注。时空特征与参照基线的确定是河流健康评价的两个重要环节，前者将不同时空尺度相联系，为评价指标的选取提供参考，后者将河流理想目标与人类管理需求相结合，为评价标准的确定提供依据。结合河流等级理论、河流连续体概念和四维模型，分析河流系统的主要特点及时空特征，并从点（断面、点位）、线（河流、河段）、面（流域、水系）等级剖析河流健康评价的空间尺度，从短、中、长层次识别河流健康评价的时间尺度，从而剖析不同时空尺度河流健康评价的维度特征和评价重点；从河流健康评价的标准出发，定义了最小干扰状态（MDC）、历史参考状态（HC）、最低干扰状态（LDC）、最佳可达状态（BAC）等4种河流健康评价的参照基线，探讨了参照点位法、专家判断法、历史数据法、模型推算法等参照基线计算方法的确定程序和适用范围，最后从时空特征与参照基线等方面提出了我国河流健康评价的开展建议     

南水北调东线工程徐州段河流生境质量评价

河流生境质量评价是河流生态系统健康评价的关键之一。本文评价自然和人为作用下的河流生境质量,以南水北调东线工程徐州段丰县、邳州两市输水通道上的河流为研究对象,结合环境特点,选择了反映河道生境、河岸生境和滨岸带生境的10个指标,给出了每个指标的评价方法和5级标准特征值,建立河流生境质量评价体系,确定评价指标的等级标准,对研究区内16个河段的生境质量状况进行综合评价。结果表明:(1)河流生境质量指数(IRHQ)综合得分介于33~91。根据评价等级划分标准,其中有50%的河段生境质量达到"优"等,其余介于"良"等到"劣"等,河流生境质量整体状况良好。(2)河流生境质量指数与NH_4~+-N、COD、TN呈负相关,与DO呈正相关,多项生境指标也与水质指标具有相关性,表明生境质量与水质的相互影响。     

河流生态系统管理研究——以香溪河为例

香溪河是三峡水库湖北库区最大的支流，其健康与否对三峡水库水质有直接影响，因此开展香溪河生态系统管理研究具有重要意义。然而，由于河流生态系统管理是一个新兴的研究领域，如何开展相关研究值得探讨。简要介绍了该领域的研究现状，并重点结合香溪河主要受水电站建设、流域土地不合理开发、工业污染等因素影响的事实，认为应该以保证水量、水质作为河流生态系统管理研究和各种管理措施的出发点，并以维持健康的水生态系统，保证河流各项服务功能的正常发挥为最终管理目标。以该思路为基础，就香溪河而言，可以着重从流域土地利用的生态学规划、香溪河水电站的生态学管理、香溪河流域水质污染源控制、香溪河生态系统健康和服务功能的监测及评价等四方面开展该河流的生态系统管理研究。     

长江干流典型区域河流生境健康评价

河流生境是河流生态系统中的重要组成部分，是维持河流健康的重要因素。河流生境健康的准确评估可以为河流生态系统的保护与修复提供重要依据。针对长江干流生境特点，从河流物理生境形态、河流岸边带生境和水环境特征3个方面选取了10个指标，构建了长江干流生境评价的指标体系。基于该评价体系，在2017年8~9月对长江干流的金沙江下游、三峡库区、长江中下游3个典型区域的127个调查断面进行河流生境综合评估。结果表明：金沙江下游、三峡库区、长江中下游河流生境综合指数（RHI）分值的分别为133.9、124.6、130.8，总体评价等级均为“良”。水流情势、受人类活动干扰是金沙江下游生境变化的主要驱动因子，河岸渠化硬化、河岸植被覆盖、河岸植被带宽则是三峡库区和长江中下游生境变化的主要驱动因子。建议长江上游区域强化水生生物重要栖息地完整性保护，中下游区域加强岸边带、洲滩的生态修复，恢复江湖连通性，构建长江流域生态廊道和生物多样性保护网络。     

氮素在河流生态系统中的滞留研究进展

河流是陆地生态系统和水生生态系统物质循环的主要连接通道,氮素在河流生态系统中发生复杂的物理、化学、生态过程,氮素的滞留影响输出形态、负荷,人为活动改变滞留过程,加剧水体富营养化。总结了国内外河流生态系统中的氮素滞留方面研究。滞留主要受控于生物因素和非生物因素,需要恢复河流生态系统的结构和功能,加强氮素滞留,改善区域水环境。     

建设生态型城市河流的研究与实践

经济社会的快速发展不可避免的对城市河流生态系统造成了损伤,如何使受损城市河流生态系统恢复到健康状态是当前国内外生态环境领域的研究热点。本研究以牛首山河水环境生态修复与重建工程为例,在确定生态修复与重建原则的基础上,提出了区域污染削减与控制工程、生态清淤工程、河流形态修复工程、河床断面修复工程、河道水体生态修复工程等5个生态修复与重建工程,并附具有可操作性的技术实施方案,可为同类型城市河流的生态修复与重建提供科学指导与借鉴。     

基于河流健康的辽河干流生态调度分期研究

河流健康受水文条件、人类活动干扰等因素影响存在季节性特点。作为以维护河流健康为目标的生态调度,在四季变化明显的北方地区也应具有分时期的特性。以辽河干流为研究区域,以月为单位对其河流健康进行评价,探讨河流健康的年内变化规律。研究表明辽河干流河流健康状况存在明显的分期特性,不同时期健康状况差异较大。基于上述特点,提出以分期生态调度的方式来改善河流健康,并划分出封冻期、汛前枯水期、汛期、汛后枯水期4个时期。同时确定出封冻期的最小生态需水、枯水期的河流自净需水、汛期的输沙需水的需水要求。最后耦合出辽河干流生态流量过程并与Tennant法比较,表明该流量过程符合天然的径流节律,能更好地维护河流健康     

基于多尺度指标的平原区河流连通及城镇化响应研究

针对我国目前对平原区河流连通综合评价指标和实例研究的不足,本文从形态、结构、功能三个方面,分目标层、准则层和指标层三个层面,定义了河流连通指数RCI,并以上海浦东片部分选区为例,结合Arc GIS软件及Ward开发的欧式平方距离聚类分析法,分析河流连通总体特征及差异,讨论城镇化影响下的河流连通空间分异特征及分区方案。结果表明:区域RCI整体为一般连通,形态连通基本为较差或不连通,结构连通50%以上为非常连通,功能连通50%以上为一般连通或较连通,各个指标层得分存在明显差异;聚类为四个集群,依据河流连通性和城镇化特征将区域划分为:形态提升区、功能恢复区、形态恢复区、连通提升区。     

河流生态系统服务价值评价综述

从介绍河流生态系统及其服务价值出发,在系统总结前人研究成果的基础上,综合阐述了河流生态系统服务特征、服务功能和服务价值的内涵。结合河流生态系统服务功能特征,划分河流生态系统服务功能为淡水供给、物质生产、生态支持、生态调节和文化娱乐五大类,并根据服务价值与服务功能的对应关系,将河流生态系统服务价值划分为对应的5大类17种。详细阐述了17种服务功能价值的评价方法及计算公式,并对河流生态系统服务功能价值今后的研究提出展望,旨在为河流管理部门客观评价和有效利用河流生态系统服务价值提供科学依据。     

基于层次分析法的城市河流生态修复评估

城市的发展改变了许多河流的自然水文环境，并导致河流生态系统中水质、物理生境和生物完整性下降。评估受损河流水体修复的效果，需要结合物理、化学的参数，以及对生物结构、多样性和过程的影响。构建了包含河流水力、水质、水生生物、河岸带及物理结构5个方面15个指标的城市河流生态修复评估指标体系，运用群组决策的层次分析法(AHP)，确定了各指标的权重，重要性排序前5位依次为：水质污染指数、鱼类IBI、水源补给量、藻类多样性、透明度。并以我国南方城市岐江河整治修复状况为例进行综合评价，结果表明,河流生态系统修复评估结果为可以接受，体现了河流整治工程使河流水质、生态的状况有所改善，但河流生态系统恢复需要较长的周期，修复初期生态系统仍处于受损状态。〖     

上海多自然型河流整治实践与探索

简要介绍上海河流整治的3个发展历程及各阶段的特征,总结了多自然型河流整治过程中基于河流整治的河流形态多样性保护与创建、生态护岸建设、生物多样性培育等技术研究成果,以及基于水质改善的水量水质数值模拟、水环境承载力评价、截污治污、水质修复等技术方法。以工程实例说明,河流形态多样化是创造河流生物生境的基础,生态护岸建设可以营造并促进生物生存环境改善,生物多样性培育可以恢复滨水生态系统,底泥疏浚与截污治污则是水质修复的基础与根本手段,水资源调度有效提高水环境承载能力,生物化学方法加快了水质修复的进程。最后,以多条河流的水质与生物监测结果说明不同技术在上海多自然型河流整治实践中的应用情况。     

基于水电梯级开发的河流生态健康研究

为进一步了解水电开发对河流健康的影响,本文以雅砻江下游水电梯级开发为例,构建河流健康评价指标体系,选择无人为干扰和干扰较小的河流为参照,以指标变化率衡量水电梯级开发前后河流受扰动程度,分别采用综合评价法和赋值评分法进行了定量评价。综合评价结果显示,雅砻江下游河段的综合健康指数为0.71,该研究区域在丰水期、平水期和枯水期的综合健康指数分别为0.74、0.70和0.69,均处于亚健康状态;赋值评分法结果显示建库前的河流健康指数(River health index,RHI)为19.1,等级为健康,建库后为14.3,等级为亚健康,两种方法评价结果基本一致。本文以期完善河流健康评价体系,并为生态修复提供依据。     

国际河流管理和内河流域管理比较研究

传统来看,国际河流和内河在管理模式、政策、法规上从来都是各自为政的。然而,利益主体的多元性,河流自身生态系统的统一性都说明了这两种河流的管理,包括合理利用和有效保护,具有共通之处,因此,成功的国际河流管理经验可以内河的利用保护所借鉴。在将国际河流保护制度和内河管理制度惊醒比较之后,本文试图从对比中思考我国内河流域管理立法模式、流域管理机构的地位和如何协调流域内部利益。流域管理不应单独立法,流域管理机构的地位在新《水法》中有所明确,但其职责还需进一步向统一宏观规划调度的方向定位,由流域管理机构根据公平合理地原则进行流域内部利益协调。只有将流域管理机构和协调流域内部利益紧密结合起来,才是流域可持续发展的关键。     

岷江上游高山森林凋落叶在冬季河流中的质量损失特征

凋落叶在高山森林河流中的分解不仅是生态系统物质循环的重要内容,而且与森林养分流失以及下游水体环境密切相关,并可能受到冬季雪被变化和土壤季节性冻融的影响,但一直缺乏必要的关注。因此,以岷江上游高山森林4种代表性植物康定柳(Salix paraplesia)、高山杜鹃(Rhododendron lapponicum)、方枝柏(Sabina saltuaria)和四川红杉(Larix mastersiana)凋落叶为研究对象,采用凋落叶分解袋法,研究了一个冬季不同冻融时期(冻结初期、冻结期和融化期)的质量损失特征。经过一个冬季(162d)的分解,康定柳、高山杜鹃、方枝柏和四川红杉凋落叶分别完成了初始干重45.5%、18.9%、26.4%和23.8%的分解;除康定柳凋落叶质量损失在融化期最大外,其余3种凋落叶均表现为冻结初期最大;康定柳、方枝柏和四川红杉凋落叶质量损失与河流水环境的平均温度和正积温均表现出显著或极显著的正相关关系,且与河流流速和硝态氮显著正相关,而与河流pH显著负相关;高山杜鹃凋落叶质量损失除与HCO3-含量显著相关外,与河流水温及其它水质特征均无显著相关关系。这些结果表明高山森林河流流速及水环境特征显著影响了凋落叶分解及其相关的物质循环过程,但影响程度受到凋落叶特性的调控。     

太湖出入湖河流水质多元统计分析

应用多元统计方法分析了太湖53条出入湖河流出入湖断面的水质监测指标。系统聚类分析方法将出入湖河流分为污染程度由高到低的3类，与太湖流域污染空间分布现状基本一致。因子分析表明：就全部监测河流来说影响河流水质的主导因素是氮，磷次之。I类河流首先是氮污染为主导因素，有机物污染次之；II类河流是以氮污染为主导因素，磷污染次之；III类河流首先受到有机污染和磷污染控制，其次受到氮污染的影响。     

基于土地利用变化的长三角生态系统健康时空动态研究

生态系统健康是实现人类社会经济可持续发展的根本保证,区域生态系统健康评价也越来越受到关注,然而现有的评价指标大多难以体现生态系统健康的本质内涵。土地利用与覆被变化改变生态系统结构进而影响生态系统功能及健康,因而从土地利用与覆被变化视角构建反映生态系统健康的活力、组织力和弹性指标,是发展区域生态系统健康评价方法的可能途径。本研究基于区域生态系统健康对土地利用与覆被变化的响应状态,构建适用于长三角快速城市化地区生态系统健康评价的"活力-组织力-弹性"评价指标体系:以植被覆盖度指数表征生态系统活力;以景观连通性等8个景观格局指数表征生态系统组织力;以In VEST模型生境质量指数表征生态系统弹性。在此基础上,利用长三角地区1995—2015年土地利用空间数据,以长三角16个地级市为评价单元,对长三角过去20年间生态系统健康的时空演变特征进行动态评价。研究结果表明:近20年来长三角地区生态系统健康指数降低了约17.6%,其中,生态系统健康水平较高的区域面积减少了约60.6%,而生态系统健康水平较低的区域面积增加了约36.5%;长三角地区快速城市化所引起的土地利用变化是影响生态系统健康时空演变的主导因子,且林地和水域对维持区域生态系统健康起到决定性作用。本研究基于土地利用与覆被变化的生态系统健康评价方法,较好地反映了生态系统健康的本质特征,可用于快速城市化地区生态系统健康的时空动态评价,其结果也能对区域土地利用规划与管理提供科学参考。     

论河流保护与修复的生态目标

分析了国内外河流保护与修复的相关理论研究和实践进展,指出开展河流保护与修复工作必须首先明确河流生态修复目标。为能够实际指导河流修复和管理,生态保护目标需要量化。介绍了国外以水流情势为核心的河流生态目标量化新方法（DRIFT法）,以及对河流生态保护等级的标准划分。结合我国的具体国情,建议应用“生态支持配置”概念,尽快规划我国河流生态功能分区,设定不同区位的生态保护目标和等级,确定相应的保护水平,分区、分类、分级实施河流保护与修复。