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1.1 國外流域水生態(tài)系統(tǒng)健康評價(jià)的主要進(jìn)展

社會、經(jīng)濟(jì)和河流環(huán)境的和諧與可持續(xù)發(fā)展已成為全球的一個(gè)熱點(diǎn)，很多國家都嘗試去尋找一些既可維持河流生態(tài)服務(wù)功能又可修復(fù)受損系統(tǒng)的方法，其中比較有代表性的國家有美國、英國、澳大利亞和南非。

1.2美國的流域水生態(tài)健康評價(jià)

美國《清潔水法》的目標(biāo)之一就是要保護(hù)河流物理、化學(xué)和生物完整性。

美國政府層面上執(zhí)行了“健康流域項(xiàng)目” (Healthy Watersheds Program)以保護(hù)水生態(tài)系統(tǒng)。其中，流域水生態(tài)系統(tǒng)健康綜合評價(jià)是該項(xiàng)目的重要內(nèi)容之一，這是一個(gè)建立在流域景觀況、棲息地、水文、地貌、水質(zhì)、生物狀況和脆弱性等不同生態(tài)評價(jià)要素基礎(chǔ)上的綜合評價(jià)體系。在國家層面上美國政府制訂的相關(guān)評價(jià)體系包括“流域生態(tài)狀況評價(jià)框架”“流域恢復(fù)潛力評價(jià)框架”“人類活動干擾對棲息地影響評價(jià)框架”等，這些都為了解水生態(tài)系統(tǒng)健康狀況提供了基礎(chǔ)。

在州層面每個(gè)州又建立了各自的流域水生態(tài)系統(tǒng)健康評價(jià)框架。每個(gè)州在評價(jià)體系中都將水生生物作為核心考慮的內(nèi)容。以明尼蘇達(dá)州和弗吉尼亞州為例，前者從水生生物、聯(lián)通性、地理形態(tài)、水文和水質(zhì)五方面建立了流域水生態(tài)系統(tǒng)健康評價(jià)框架，后者則從景觀格局、水生生物、棲息地、地理形態(tài)、水源保護(hù)區(qū)等方面進(jìn)行了流域水生態(tài)系統(tǒng)健康評價(jià)。美國最初采用的河流生物評價(jià)采樣方法是相對簡單的指示生物法和單一指數(shù)法。這些方法采用的參數(shù)較少，每個(gè)生物參數(shù)只對特定干擾的反應(yīng)敏感，單獨(dú)的參數(shù)只能對一定范圍的干擾有響應(yīng)，并不能準(zhǔn)確和完整地反映出整個(gè)水生態(tài)系統(tǒng)的健康狀況。

20 世紀(jì)80年代，Karr (1981)提出了由 12個(gè)量度指標(biāo)組成的IBI指數(shù)，包括物種豐度、營養(yǎng)成分、指示種類別(耐污種及非耐污種)、個(gè)體數(shù)量、疾病情況等。具體采用的指標(biāo)需要根據(jù)監(jiān)測水體的特定情況進(jìn)行取舍。IBI方法已被應(yīng)用于著生藻類、浮游生物、大型底棲動物、魚類、大型水生植物等相關(guān)評價(jià)研究中。美國政府為了統(tǒng)一水生生物評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，于 1989年提出了旨在為全國水質(zhì)管理提供基礎(chǔ)水生生物數(shù)據(jù)的快速生物監(jiān)測協(xié)議 (RapidBioassessment Protocols，RBPs)，經(jīng)過近10年的發(fā)展和完善，美國環(huán)境保護(hù)署 (UnitedStates Environmental Protection Agency，U.SEPA)于1999 年推出新版的RBPs，給出新的快速生物監(jiān)測協(xié)議。該協(xié)議提供了溪流或可涉水河流著生藻類、大型底棲動物、魚類的監(jiān)測及評價(jià)方法?；诖薝.S.EPA 組織各州在2004 ~2005 開展“涉水溪流評價(jià)項(xiàng)目”(Wadeable Streams Assessment，WSA)，這是第一次將此技術(shù)方法應(yīng)用于實(shí)踐。此后，為了對大江大河等不可涉水河流進(jìn)行統(tǒng)一的水生生物調(diào)查與評價(jià)U.S.EPA于2006 年制訂了《不可涉水河流生物評價(jià)手冊》。2008~2009 年，美國將溪流健康評價(jià)與大江大河健康評價(jià)進(jìn)行了合并，統(tǒng)一為“國家河流與溪流評價(jià)項(xiàng)目”(National Rivers and Streams Assessment，NRSA)。目前已經(jīng)完成了第二期的河流評價(jià) (2013 ~2014 年) 工作。除了河流之外，美國還制訂了《國家湖泊評的野外工作手冊》，并分別于 2007 年、2012 年和 2017 年開展了“全國湖泊評價(jià)(National Lakes Assessment，NLA) 工作。

1.3英國及歐盟的流域水生態(tài)系統(tǒng)健康評價(jià)

20世紀(jì)70 年代初，英國河流管理者為了解河流健康狀況制訂了為期4 年的“水生生物監(jiān)測計(jì)劃”，主要針對河流中大型底棲動物開展調(diào)查與評價(jià)。從 1990 年起，英國環(huán)境署為科學(xué)評價(jià)水體狀況，建立包括水化學(xué)、水生生物、營養(yǎng)鹽和美學(xué)感官等要素的評價(jià)方法體系 (General Quality Assessment，GQA)。其中，GQA 體系中關(guān)注的水生生物主要是大型底棲動物，這些工作加之 70 年代初開展的河流監(jiān)測為后續(xù)基于大型底棲動物建立RIVPACS模型的評價(jià)方法提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。GQA體系將水體健康狀況分為6個(gè)等級，在英國環(huán)境署的提倡下一直到2009 年還在應(yīng)用，但目前已統(tǒng)一采用歐盟 WFD的5級評價(jià)體系。

英國關(guān)注河流健康狀況的一個(gè)重要舉措是“河流生境調(diào)查” (River Habitat SurveyRHS)，即通過調(diào)查背景信息、河道數(shù)據(jù)、沉積物特征、植被類型、河岸侵蝕、河岸帶特征以及土地利用等指標(biāo)來評價(jià)河流生境的自然特征和質(zhì)量，并判斷河流生境現(xiàn)狀與純自然狀態(tài)之間的差距(Ravenet al，1998)。RHS 項(xiàng)目是20世紀(jì)90年代由英國國家河流管理局組織的，并在 1994 年出版了第一版的 RHS 評價(jià)方法，而后又在 1995 年、1996 年1997 年、2003 年分別公布了4 個(gè)版本的 RHS 評價(jià)方法。RHS 在20 多年中逐漸完善，不但被歐洲河流水文地貌評價(jià)技術(shù)規(guī)范編制組和歐盟 STAR 項(xiàng)目所采納，同時(shí)也被 WFD作為固定評價(jià)方法之一而應(yīng)用。

另一個(gè)值得關(guān)注的評價(jià)實(shí)踐是 1998 年提出的英國“河流保護(hù)評價(jià)系統(tǒng)”(System forEvaluating Rivers for Conversation，SERCON)，該評價(jià)系統(tǒng)通過調(diào)查評價(jià) 35個(gè)屬性數(shù)據(jù)構(gòu)成的六大恢復(fù)標(biāo)準(zhǔn)(即自然多樣性、天然性、代表性、稀有性、物種豐度及特殊特征)來確定英國河流保護(hù)價(jià)值 (Boon et al，1998)。SERCON于1998 年啟動了第一期項(xiàng)目，隨后在2002 年吸納了 RHS 后啟動了第二期項(xiàng)目。該評價(jià)系統(tǒng)已經(jīng)成為一種廣泛運(yùn)用于英國河流健康狀況評價(jià)的技術(shù)方法。

2000年歐盟出臺了 WFD，要求各成員國在2015年實(shí)現(xiàn)地表水體達(dá)到“良好化學(xué)與生態(tài)狀態(tài)”，成員國根據(jù)各自情況制訂具體辦法。在明確了目標(biāo)之后需要界定水體狀態(tài)WFD 規(guī)定了對地表水體的監(jiān)測主要是針對河流、湖泊、過渡性水域和沿海水域。其中河流與湖泊是主要的淡水水體，通過測定特定生物的、水文地貌的和物理化學(xué)的質(zhì)量要素條件，來反映水體的健康狀況。河流生物要素以水生植物、底棲動物、魚類為主，湖泊生物要素則增加了浮游植物的評價(jià)要素;河流水文地貌要素以水文狀況(流量、水流動力學(xué))、河流連續(xù)性、形態(tài)條件(深度與寬度變化、河床結(jié)構(gòu)與底質(zhì)、河岸帶結(jié)構(gòu)) 為主；湖泊水文地貌要素則以湖泊形態(tài)條件和水文狀況為主;河流化學(xué)要素主要考慮熱量條件氧平衡條件、鹽度、酸化狀況、營養(yǎng)條件、特定污染物等，湖泊化學(xué)要素則增加了透明度指標(biāo)。WFD規(guī)定成員國必須監(jiān)測生物質(zhì)量要素條件的參數(shù)指標(biāo)，綜合使用多重度量指數(shù)來對水體進(jìn)行生態(tài)狀況分類，并規(guī)定了5 個(gè)水體生態(tài)等級的劃分標(biāo)準(zhǔn)。