简介

人类在开发利用河流的过程中,由于保护不够或滥加利用,许多河流出现污染、断流等现象,河流生态系统退化,影响了河流的自然和社会功能,破坏了人类的生态环境,

甚至出现了严重不可逆转的生态危机,对社会的可持续发展构成严重威胁。直至20世纪30年代,人们环境意识觉醒,河流健康问题逐步引起人们的重视。在20世纪50~90年代,人类开始意识到河流生态系统健康的影响因素众多,包括大型水利工程、污染、城市化等,提出河流生态需水的概念和评价方法,通过调控、维持河道生态流量保护河流生态系统健康;随后提出了水生态修复措施,包括河道物理环境、生物环境、物理化学指标等,并利用栖息地、藻类、大型无脊椎动物、鱼类等评价河流生态系统的健康进而提出了河流生态系统健康的概念。构建河流生态系统健康科学评价指标体系、评价方法和关键指标,对开展河流生态系统健康评价具有重要意义。

河流健康

河流健康内涵 河流健康概念源于20世纪80年代西方发达国家河流生态保护活动中的生态系统健康概念。但是目前国内外对河流健康的含意还尚未明确。作为人类健康的类比概念,各国各专业学者由于国家的社会经济条件、自然地理状况、人文背景、河流状况等的差异而形成不同的理解。总体上看,对其概念内涵认识上的分歧主要集中在是否包括社会服务功能及包含的程度。随着研究的深入,认为健康的河流不但保持生态学意义上的完整性,还应强调对社会服务功能的发挥。

河流健康内涵

河流健康应包括河流的自然状态健康以及能提供良好的生态环境、社会服务功能。然而在我国目前的社会经济背景条件下,几大流域人口密集,水资源高度开发,难以实现河流自然、生态、社会服务各项功能都达到理想状态。因此,从我国实际状况出发,我国河流的健康应是在河流一定的自然结构合理和生态环境需求的条件下,能提供较为良好的生态环境及社会服务功能,满足人类社会相应时期内可持续发展的需求,即在保持河流的自然、生态功能与社会服务功能的一种均衡状态下达到的河流健康。为此我们定义河流健康内涵为:在人类的开发利用和保护协调下,保持河流自然、生态功能与社会服务功能相对均衡发挥的状态,河流能基本实现正常的水、物质及能量的循环及良好的功能,包括维持一定水平的生态环境功能和社会服务功能,满足人类社会的可持续发展需求,最终形成人类对河流的开发与保护保持平衡的良性循环。

河流的功能 水循环是地球上最重要、最活跃的物质循环之一。河流水系是陆地水循环的主要路径,是陆地和海洋进行物质和能量交换的主要通道。源源不断的地表径流和可容纳一定径流的物理通道是河流的基本构件。对于诸如黄河这样的较大外流河,河道内连续而适量的河川径流使“海洋—大气—河川—海洋”之间的水循环得以连续,使“大气水—地表水—土壤水—地下水—大气水”之间的水转换得以保持,使陆地和海洋之间的物质和能量交换得以维持平衡;容纳水流的河床和基本完整的水系使地表径流能够在不改变水循环主要路径情况下完成从溪流到支流、干流和大海的循环过程,使依赖于河川径流的河流生态系统得以维持。

河流的功能

河流的自然功能

在没有人类干预情况下,伴随着沿河流水系不断进行的水循环,水流利用其自身动力和相对稳定的路径,实现从支流到干流再到大海的物质输送(主要是水沙搬运)和能量传递,即水沙(包括化学盐类)输送是河流最基本的功能。在河流水沙输送和能量传递过程中,河床形态在水沙作用下不断发生调整、入河污染物的浓度和毒性借助水体的自净作用逐渐降低、源源不断的水流和丰富多样的河床则为河流生态系统中的各种生物创造了繁衍的生境,因此,河流的河床塑造功能、自净功能和生态功能可以视为其水沙输送和能量传递转换功能的外延。以上功能与人类存在与否没有关系,故系河流的自然功能。河流水系中的适量河川径流是河流自然功能维持的关键,通过水循环,陆地上的水不断得以补充、水资源得以再生。正是有了水体在河川、海洋和大气间的持续循环或流动,有了地表水、地下水、土壤水和降水之间的持续转换和密切联系,才有了河床和河流水系的发育,以及河流生态系统的发育和繁衍。

河流的社会经济功能

随着人类活动的增加、利用和改造自然能力的提高,人们充分发挥河流的自然功能,给河流赋予了功能的扩展,包括泄洪功能、供水功能、发电功能、航运功能、净化环境功能、景观功能和文化传承功能等,这些功能可称为河流的社会经济功能。河流的社会经济功能是河流对人类社会经济系统支撑能力的体现,是人类维护河流健康的初衷和意义所在。河流的自然功能是河流生命活力的重要标志,并最终影响人类经济社会的可持续发展。人类赋予河流以社会功能,但人类活动加大和人类价值取向不当又使自然功能逐渐弱化,最终制约其社会功能的正常发挥,影响人类经济社会的可持续发展。以黄河为例,1986-2006年,在黄河天然径流量只有约450亿m3情况下,人类消耗的黄河水量却一直维持在290~300m3左右、重点河段的洪水量级消减了40%~70%、入黄污染物总量增加了一倍,结果使黄河的水沙输送功能、生态功能和自净功能等大幅度降低,由此引起的主槽萎缩、二级悬河加剧、断流频繁、水质和生态恶化等问题不仅严重损害了河流自身健康,更为严重的后果是制约了区域国民经济可持续发展。

河流健康的标志 分析河流自然功能可知:拥有一个良好的水沙通道(即河道)是保障河流水沙输送功能的基础,也是河流的河床塑造功能是否正常的标志;良好的水质和河流生态显然是河流自净功能和生态功能基本正常的标志,同时也暗喻河流水循环系统基本正常。因此,在一般意义上,河流健康的标志是:在河流自然功能和社会功能均衡发挥情况下,河流具有良好的水沙通道、良好的水质和良好的河流生态系统。水资源的可更新能力常被人们视为河流健康的重要体现,不过,在河流自然功能用水和人类用水基本得到保障的情况下,其水资源更新能力显然也处于正常状态。水循环属于良性循环。鉴于生态功能是河流自然功能之一,故河流生态系统健康必然是河流健康的重要内容,但并非全部。

河流健康的标志

河流健康程度是人类对河流功能是否均衡发挥的认可程度,是一定时期内人类河流价值观的体现,因此对那些远离人类社会干预、基本不影响人类生存和发展的河流,研究其健康与否是没有意义的维护河流健康之目的并非要回归河流的原始状态,而是通过河流自然功能的恢复,使其和社会功能得到均衡发挥,以维持河流社会功能的可持续利用,保障人类经济社会的可持续发展。

现状

国外河流健康评价现状 国外对河流健康的研究相对较早,是河流生态健康研究的产物,因此在早期研究的相当长一段时期内,河流健康主要从生物物理的生态观点来考虑,河流健康概念及其评价指标大多反映的是河流生态系统健康。20世纪80年代,欧洲和美国、南非、澳大利亚等国家日益重视河流生态功能,并开展了大规模的河流生态系统保护工作,从水量、水质、栖息地以及水生生物物种等角度出发,提出河流生态系统完整性等评价方法,日益强调河流的资源功能和生态功能并举。澳大利亚、美国、英国、南非在河流健康指标体系及其评价方法等方面开展了大量的工作,取得了许多成功的经验。现将各国在河流健康评价方法、评价内容及优缺点辨析归纳见下表。

国外河流健康评价现状