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1.1 國外流域水生態(tài)系統(tǒng)健康評價的主要進展

社會、經(jīng)濟和河流環(huán)境的和諧與可持續(xù)發(fā)展已成為全球的一個熱點，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

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

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

在州層面每個州又建立了各自的流域水生態(tài)系統(tǒng)健康評價框架。每個州在評價體系中都將水生生物作為核心考慮的內(nèi)容。以明尼蘇達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)、水源保護區(qū)等方面進行了流域水生態(tài)系統(tǒng)健康評價。美國最初采用的河流生物評價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，每個生物參數(shù)只對特定干擾的反應(yīng)敏感，單獨的參數(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)評價研究中。美國政府為了統(tǒng)一水生生物評價標(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)測及評價方法?；诖薝.S.EPA 組織各州在2004 ~2005 開展“涉水溪流評價項目”(Wadeable Streams Assessment，WSA)，這是第一次將此技術(shù)方法應(yīng)用于實踐。此后，為了對大江大河等不可涉水河流進行統(tǒng)一的水生生物調(diào)查與評價U.S.EPA于2006 年制訂了《不可涉水河流生物評價手冊》。2008~2009 年，美國將溪流健康評價與大江大河健康評價進行了合并，統(tǒng)一為“國家河流與溪流評價項目”(National Rivers and Streams Assessment，NRSA)。目前已經(jīng)完成了第二期的河流評價 (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(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

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)測計劃”，主要針對河流中大型底棲動物開展調(diào)查與評價。從 1990 年起，英國環(huán)境署為科學(xué)評價水體狀況，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級評價體系。

英國關(guān)注河流健康狀況的一個重要舉措是“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 評價方法，而后又在 1995 年、1996 年1997 年、2003 年分別公布了4 個版本的 RHS 評價方法。RHS 在20 多年中逐漸完善，不但被歐洲河流水文地貌評價技術(shù)規(guī)范編制組和歐盟 STAR 項目所采納，同時也被 WFD作為固定評價方法之一而應(yīng)用。

另一個值得關(guān)注的評價實踐是 1998 年提出的英國“河流保護評價系統(tǒng)”(System forEvaluating Rivers for Conversation，SERCON)，該評價系統(tǒng)通過調(diào)查評價 35個屬性數(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價值 (Boon et al，1998)。SERCON于1998 年啟動了第一期項目，隨后在2002 年吸納了 RHS 后啟動了第二期項目。該評價系統(tǒng)已經(jīng)成為一種廣泛運用于英國河流健康狀況評價的技術(shù)方法。

2000年歐盟出臺了 WFD，要求各成員國在2015年實現(xiàn)地表水體達到“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)來對水體進行生態(tài)狀況分類，并規(guī)定了5 個水體生態(tài)等級的劃分標(biāo)準(zhǔn)。