大寧河水生態系統健康評價

張 雷， 時 瑤， 張佳磊， 劉志超， 秦延文*， 遲明慧

1.中國環境科學研究院， 環境基準與風險評估國家重點實驗室， 北京 100012 2.中國環境科學研究院， 環境保護河口與海岸帶環境重點實驗室， 北京 100012 3.湖北工業大學， 輕工學部資源與環境工程學院， 湖北 武漢 430068

大寧河水生態系統健康評價

張 雷1,2， 時 瑤1,2， 張佳磊3， 劉志超1,2， 秦延文1,2*， 遲明慧1,2

1.中國環境科學研究院， 環境基準與風險評估國家重點實驗室， 北京 100012 2.中國環境科學研究院， 環境保護河口與海岸帶環境重點實驗室， 北京 100012 3.湖北工業大學， 輕工學部資源與環境工程學院， 湖北 武漢 430068

隨著人口增長及社會經濟的發展，河流水生態系統健康受到嚴重威脅. 為了解大寧河水生態系統健康狀況，選取大寧河2011—2015年水體水質〔水溫、pH、SD(透明度)、ρ(DO)、ρ(CODMn)、ρ(TN)、ρ(TP)〕與水生態〔藻密度、ρ(Chla)〕9個主要指標，構建了大寧河水生態系統健康評價指標體系，運用基于熵值法的綜合健康指數法對其水體生態系統健康狀況進行綜合評價. 結果表明，2011—2015年，大寧河水生態系統健康狀況整體呈亞健康狀態，有50.89%的監測樣本處于亞健康狀態，枯水期健康狀態好于豐水期. 大寧河各監測斷面CHI(綜合健康指數)值的季節變化特征為豐水期低于枯水期；年際變化特征為從2011—2015年CHI值呈先升后降的變化趨勢，健康狀態呈先轉好后轉差的變化趨勢，大寧河水體富營養化趨勢明顯；空間變化特征為豐水期和枯水期CHI最低值主要位于中下游的白水河、龍門和菜子壩斷面，河流水質與人類活動強度密切相關. 研究顯示，影響大寧河水生態系統健康的關鍵因子為營養鹽指標〔ρ(TN)、ρ(TP)〕和有機物指標〔ρ(CODMn)〕.

大寧河； 水生態系統； 綜合健康指數； 健康評價

Abstract： With socio-economic development and population growth, the aquatic ecosystem health in rivers has become severely threatened. The aim of this article is to explore the aquatic ecosystem health of the Daning River. An indicator system for aquatic ecosystem health assessment was established by selecting 7 water quality parameters (i.e., water temperature, pH, SD, DO, CODMn, TN and TP) and 2 phytoplankton parameters (i.e., algal density and Chla) of the Daning River over 2011-2015 to build a river aquatic ecosystem health assessment indicator system. The comprehensive health index was used to assess the degree of river aquatic ecosystem health of the Daning River. The results indicated that the health condition of river aquatic ecosystem in the Daning River was classified as sub-healthy state, with the proportion of monitoring samples with sub-healthy state accounting for 50.89% of the total samples. The health status in the dry season was better than that in the wet season. The seasonal variation results indicated that CHI values for different sampling sites in the wet season were lower than those in the dry season. The interannual variation of CHI values results showed a rising trend first and then decreasing during 2011 to 2015, and the health condition of the river aquatic ecosystem in the Daning River showed an improvement first and then declining trend. The water body of the Daning River showed significant eutrophication trend. The spatial variation results showed the lowest CHI values in the wet and dry seasons at the Baishuihe, Longmen and Caiziba sites. We also found that water quality in the Daning River was closely related to human activities. The indicators such as TN, TP and CODMnwere the key factors that affected the aquatic ecosystem health in the Daning River.

Keywords： Daning River; aquatic ecosystem; CHI; health assessment

河流生態系統通常由陸地河岸生態系統、水生態系統、相關濕地及沼澤生態系統等一系列子系統構成，具有典型的結構特征和服務功能[1]. 河流生態系統作為生物圈物質循環的重要通道，具有調節氣候、改善生態環境以及維護生物多樣性等眾多功能[2]. 一般認為，健康的河流生態系統應具有結構完整性(即化學、物理、生物三方面的完整性)和功能完整性(生態學進程)[3]. 但是隨著人口增長及社會經濟的發展，人類大量消耗水資源，并排放污染物進入水體，使河流水生態系統自然功能和經濟功能降低或喪失，河流水生態系統健康受到嚴重威脅[4].

隨著河流水生態系統不斷受到人類活動的干擾和損害，科學有效地評價、恢復和維持一個健康的河流水生態系統已經成為近年來流域管理的重要目標[5]. 美國1972年頒布的“清潔水法令”認為，維持河流水生態系統自然結構和功能的物理、化學和生物的完整性狀態是河流健康評價的重要原則[6]. 我國河流生態系統健康評價起步較晚，最早始于1992年楊蓮芳等[7]利用EPT〔Ephemeroptera(蜉蝣目)、Plecoptera(襀翅目)和Trichoptera(毛翅目)〕分類單元數和科級水平生物指數(family biotic index，FBI)評價安徽九華河的水質狀況. 近年來，我國有關河流水生態系統健康評價的研究已有較多工作. 趙義等[8]基于層次分析法構建了基礎的流域水系統健康評價體系；郝利霞等[4]以海河流域為研究對象，采用指標體系法評價了流域內河流生態系統健康；張楠等[9]根據遼河流域2005年水生態監測數據，構建了健康候選指標體系. 在評價方法方面，國內學者主要采用水質理化指標及部分生物指標，多以多指標評價法對河流水生態系統健康狀況進行評價[2]. 多指標法采用的具體模型包括綜合指數評價法和模糊綜合評價法兩類. 比較而言，綜合指數法的優點在于能較好的體現生態系統健康評價的整體性和綜合性，評價過程簡單，評價結果明確，易于公眾感知，而模糊綜合評價法則能避免主觀判斷生態系統健康標準的不確定性[10]. 基于層次分析法的綜合評價方法在已有的生態系統健康評價中得到了更廣泛的應用，模糊綜合評價法的應用相對較少[8-10].

富營養化是三峽水庫當前亟待解決的問題之一[11-12]. 大寧河位于三峽庫區的腹心地帶，自蓄水后多次暴發藻類水華，是庫區典型的富營養化支流[13-15]. 對于三峽水庫研究目前一般主要關注水質的研究較多，但是關注水質與水生態耦合的研究比較少. 該研究主要以三峽水庫富營養化典型支流——大寧河為研究對象，耦合水質〔水溫、pH、SD(透明度)、ρ(DO)、ρ(CODMn)、ρ(TN)、ρ(TP)〕與水生態〔藻密度、ρ(Chla)〕多重指標，構建了大寧河水生態系統健康評價指標體系，基于熵值法建立了綜合健康指數法對其水體生態系統健康狀況進行定性定量評價，以期為大寧河的水生態保護和富營養化防治提供理論依據.

1 材料與方法

1.1 研究區域概況

大寧河(108°44′E～110°11′E、31°04′N～31°44′N)是三峽庫區一條典型的一級支流，流域面積 4 045 km2，三峽庫區屬于濕潤的亞熱帶季風氣候，具有四季分明、冬暖春早、夏熱伏旱、秋雨多、濕度大、云霧多和風力小等特征. 該地區年均溫度為16.6 ℃，年均降水量為1 124.5 mm. 水庫支流自三峽庫區139 m蓄水后，大寧河于2003年6月在雙龍(108°44′E～110°11′E、31°04′N～31°44′N)首次爆發藍綠藻水華，之后歷年在大寧河回水區水華頻發[16]. 大寧河流域為山區，受人為影響較小，植被覆蓋率高，水體透明度顯著高于其他支流. 但由于長期以來對環境資源不合理的開發利用，大寧河生態環境已經非常脆弱[17-18].

1.2 斷面設置

結合三峽庫區環境監測需求(水質問題和水華問題)和大寧河的水生態系統特點，2011—2015年，從大寧河上游至下游出河口(長江)水華易發河段分別設置大昌斷面(上游區)、雙龍斷面(回水區)、白水河斷面(白水河入大寧河處)、龍門斷面(龍門峽內)和菜子壩斷面(河口區，巫山縣城易污染區)，每個采樣斷面分左、中、右3個采樣點，每月采樣監測1次. 其中，豐水期是指5—10月，其余月份為枯水期. 考慮大寧河實際情況兼顧采集難度等原因，部分月份的部分采樣斷面未采集，采集信息及采樣斷面位置見表1和圖1.

1.3 樣品采集及處理

用采水器采得水樣，分裝于500 mL的塑料瓶中冷藏保存. 監測指標包括水溫、pH、電導率、SD、ρ(DO)、ρ(CODMn)、ρ(TN)、ρ(TP)、藻密度、ρ(Chla). 其中，2013年未取得藻密度指標數據. SD用賽氏盤測定. 水溫、pH、ρ(DO)、電導率等參數由Hydro lab DS5X型多參儀(美國哈希)現場測定.ρ(CODMn)、ρ(TN)、ρ(TP)、藻密度、ρ(Chla)的采樣及測定方法均按照《水和廢水監測分析方法》[19]進行.

表1 大寧河采樣信息表

圖1 大寧河采樣斷面分布示意Fig.1 Sampling sites of the Daning River, China

1.4 水生態系統健康評價指標的選取

健康的河流生態系統應具有物理、化學、生物三方面的結構完整性，即河流健康的指標包括：物理指標、化學指標、生物指標[3-4]. 但由于河流水生態系統非常復雜，不可能對所有表征其生態系統健康狀況的指標都進行評價，因此在對大寧河水生態系統健康狀況評價指標進行選擇時，必須根據其本身的特點選擇適宜的指標.

在對大寧河水生態環境健康狀況進行深入調查研究的基礎上，依據指標選取的代表性、綜合性、方便性和適用性原則，選取能反映水體物理化學、水生生物等河流特征的10個狀態指標作為河流健康評價的候選指標[20]. 其中，反映河流理化性質的指標包括水溫、pH、電導率、ρ(DO)、ρ(CODMn)、SD、ρ(TN)、ρ(TP)；反映河流生物狀況的指標包括藻密度和ρ(Chla). 對10個指標采用Pearson相關檢驗，分析指標的相關性(見表2)，結果表明，藻密度和ρ(Chla) 與其他指標相關性較好，而且考慮到藻密度和ρ(Chla) 屬于能夠反映水生態系統特征的兩個極為重要的生物指標，因此都予以保留. 水質指標中電導率與其他指標相關性較差，因此將其剔除. 水溫、pH和SD與其他指標相關性較好，尤其是與生物指標相關性密切，因而將其保留. 鑒于ρ(TN)、ρ(TP)、ρ(CODMn) 和ρ(DO)相互之間相關性較好，能夠較為全面地反映大寧河營養鹽和有機污染方面的特征，因此保留這些指標進入綜合評價. 大寧河水生態系統健康評價指標體系詳見表3.

表2 Pearson相關性分析結果

注： *代表顯著相關，P<0.05；**代表極顯著相關，P<0.01.

表3 大寧河水生態系統健康評價指標[4]

1.5 水生態系統健康評價方法

綜合健康指數法能定量地評價河流水生態系統的健康狀態[21-23]，該研究采用綜合健康指數法對大寧河河流水生態系統健康狀況進行綜合評價.

CHI(綜合健康指數)的計算公式：

式中，m為評價指標的個數，wi為指標i的權重，bi為指標i的歸一化值.

對于所討論的n個樣本m個評價指標的初始矩陣，利用熵值法計算各指標的權重，其本質就是利用該指標信息的效用值來計算的，效用值越高，其對評價的重要性越大. 其計算步驟如下：

首先構建n個樣本m個評價指標的判斷矩陣

將判斷矩陣歸一化處理，得到歸一化判斷矩陣B，B中元素的表達式為

評價指標通常分為越大越優、越小越優兩類，各類指標相對于優隸屬度的計算公式分別為

越大優型指標：

越小優型指標：

式中，xmax、xmin分別為同指標下不同樣本中最滿意值和最不滿意值.

根據熵的定義，n個樣本m個評價指標，可確定評價指標的熵為

為使lnfji有意義，當fji=0時，根據水質評價的實際意義，可以理解lnfji為一較大的數值，與fji相乘趨于0，故可認為fjilnfji也等于0. 但當fji=1，fjilnfji也等于0，這顯然與熵所反映的信息無序化程度相悖，不切合實際，故需對fji進行修正，將其定義為：

評價指標的熵權W的計算：

并且滿足：

1.6 健康等級劃分

基于國內外研究成果[24-28]及專家咨詢，在該范圍內確定健康評價等級劃分標準，將CHI值劃分為5個區間，分別對應5個健康等級，具體見表4.

1.7 數據分析

采用SPSS 13.0統計軟件對所有指標參數利用Pearson進行相關性分析.

表4 河流水生態系統健康等級劃分

2 結果與討論

2.1 評價指標基礎數據分析

表5為2011—2015年大寧河各評價指標監測結果. 從表5可以看出，2011—2015年大寧河水體9個評價指標中ρ(TN)和ρ(TP)均較高，其他指標監測結果相對較低. 其中，ρ(TN)在0.07～2.67 mg/L之間，平均值為1.52 mg/L，最大值超過GB 3838—2002《地表水環境質量標準》三類的1.67倍，并且遠遠超過國際公認的發生富營養化的水平(0.2 mg/L)[29]；ρ(TP) 在0.01～0.93 mg/L之間，平均值為0.10 mg/L，最大值超過GB 3838—2002三類的3.65倍，并且超過國際公認發生富營養化的濃度水平(0.02 mg/L)[29]；ρ(CODMn) 雖然平均值(1.85 mg/L)較小，但其最大值也已超過有機物污染水平(4 mg/L)[30]. 可見，大寧河水體雖未完全受到有機污染影響，但已具備一定的發生富營養化的營養鹽條件.

表5 大寧河2011—2015年評價指標監測結果統計

注：—表示數據缺失.

2.2 水生態系統健康評價結果分析

根據建立的評價指標體系，利用綜合健康指數法對2011—2015年大寧河各監測斷面逐月進行水生態系統健康評價，計算得到相應的CHI值，并結合水生態健康等級劃分(見表4)，判定大寧河2011—2015年各監測斷面每月水生態系統健康狀態，進而分析確定大寧河豐水期和枯水期各監測樣本不同健康等級百分比分布，結果如圖2所示.

圖2 2011—2015年大寧河各健康等級所占比例Fig.2 The percentage distribution of different healthy status in the Daning River in 2011-2015

經計算，大寧河豐水期有87個監測樣本，其中49個監測樣本的CHI值在0.4～0.6之間，即56.32%的監測樣本處于亞健康狀態，從圖2亦可見，豐水期大寧河水生態系統健康狀況以亞健康狀態為主，并且除2013年外均有不同程度分布；其次是24.14%的監測樣本處于健康狀態，主要分布在2011—2015年；16.09%的監測樣本處于一般病態狀態，與健康狀態分布相似；僅有3.45%的監測樣本處于很健康狀態，主要分布在2011年和2014年. 枯水期有80個監測樣本，其中健康和亞健康狀態的監測樣本分別有37個和36個，即46.25%和45.00%的監測樣本分別處于健康和亞健康狀態，健康和亞健康狀態分布趨勢相似，其在2011—2015年均有不同程度分布；7.50%的監測樣本處于一般病態狀態，主要分布在2012—2014年；僅有1.25%的監測樣本處于很健康狀態，分布在2014年. 總體上，2011—2015年大寧河共監測樣本167個，87個樣本處于亞健康狀態， 即50.89%的監測樣本處于亞健康狀態，其次是37.13%的監測樣本處于健康及以上狀態. 由此可見，2011—2015年大寧河水生態系統健康狀況整體呈亞健康狀態，豐水期和枯水期各健康等級分布趨勢較為相似，整體上枯水期健康狀態好于豐水期.

2.3 水生態系統健康狀況時間變化特征

圖3 大寧河各監測斷面CHI值沿程分布Fig.3 Spatial variations of CHI values for different sampling sites in the Daning River

圖3為大寧河各監測斷面水生態系統健康狀況分布. 從圖3可見，2011年、2014—2015年各斷面CHI值在豐水期和枯水期的變化趨勢相反；2012—2013年各斷面CHI值在豐水期變化趨勢表現一致，均呈先升后降的變化趨勢，枯水期的變化趨勢相反，分別呈下降和上升的變化趨勢. 從整體看，2011—2015年大寧河各監測斷面CHI值季節變化表現出相似的規律性，即豐水期低于枯水期，并且CHI最高值主要出現在枯水期. 大寧河庫灣屬亞熱帶濕潤季風區，其主要的水體理化因子均不同程度的受季節性變化影響[31]. 豐水期、枯水期CHI值的差異從某一側面反映了影響大寧河水生態系統健康狀況的主要指標營養鹽和有機物的污染來源，豐水期CHI值低，營養狀態較差，可能與豐水期雨水徑流及農業面源污染對水質的影響較大有關，豐水期受降雨等條件的影響，農田徑流量加大，從而可能把地表和大氣中的污染物帶入水體引起營養鹽和有機物含量增大. 已有研究表明三峽庫區各支流由農業規模種養殖帶來的畜禽養殖和農業面源污染是造成水體污染的重要原因，農業面源排放的CODCr、TN、TP已占入庫污染負荷的70%～80%[32].

圖4 大寧河各監測斷面CHI值年際變化Fig.4 Annual variations of CHI values for different sampling sites in the Daning River

圖4為大寧河水生態系統CHI值年際變化. 從圖4可見，大寧河大昌、雙龍斷面CHI值在2011—2015年基本呈先降后升的趨勢；白水河斷面在2013—2015年豐水期呈先升后降的趨勢，枯水期則呈先降后升的趨勢；龍門斷面在2011—2014年豐水期呈先降后升的趨勢，枯水期則呈下降趨勢；菜子壩斷面在2013—2015年豐水期呈上升趨勢，枯水期則呈先降后升的趨勢. 從整體看，2011—2015年大寧河CHI值年際變化表現出較為相似的規律性，即從2011—2014年整體呈上升趨勢，2014—2015年呈下降的趨勢，健康狀態呈先轉好后轉差的變化趨勢. 究其原因，可能主要是由于“十二五”以來，經過多年的三峽庫區及大寧河水環境綜合治理，水質得到了一定程度的改善[33]，但并未完全解決大寧河水體富營養化的趨勢，從該研究的健康評價指標變化趨勢分析亦發現：大寧河水體ρ(CODMn)、ρ(TN)和ρ(TP)2011—2014年基本呈下降趨勢，2014—2015年則呈略微上升的變化趨勢(見表5)，這些都可能是影響大寧河水生態系統健康狀態變化的原因，說明控制營養鹽和有機污染可能是維持大寧河水生態系統健康的一種有效手段.

2.4 水生態系統健康狀況空間變化特征

從空間變化(見圖3)看，大寧河各監測斷面CHI值沿程變化均呈一定的規律，即2011年(豐水期)和2012年CHI值從雙龍到龍門斷面均呈下降趨勢. 2013年(豐水期)和2014年(豐水期)CHI值沿程變化基本相似，從大昌到菜子壩斷面均呈先升后降的趨勢. 2015年CHI值沿程變化表現為從大昌到白水河斷面呈先升后降的趨勢，從白水河斷面開始，隨著水體流向，豐水期和枯水期的CHI值不斷變化，直到在菜子壩斷面分別出現高值和低值. 從整體看，2011—2015年大寧河CHI最低值主要出現在中下游的白水河、龍門和菜子壩斷面. 白水河農業地表徑流和網箱養魚污染嚴重[34-35]，營養鹽含量也隨之升高，下游龍門和菜子壩斷面CHI值較低，可能是受巫山縣城的城鎮污染和周邊農村農業地表徑流污染所致[36-38].

3 結論

a) 采用基于熵值法的綜合健康指數法對大寧河水生態系統健康狀況進行綜合評價. 結果表明，2011—2015年大寧河水生態系統健康狀況整體呈亞健康狀態，50.89%的監測樣本處于亞健康狀態，豐水期和枯水期各健康等級分布趨勢較為相似，并且整體上枯水期健康狀態好于豐水期.

b) 從季節變化看，大寧河各監測斷面CHI值季節變化表現為豐水期CHI值低于枯水期，CHI最高值主要出現在枯水期. 從年際變化看，大寧河CHI值年際變化表現為從2011—2015年整體呈現先升后降的變化趨勢，健康狀態呈先轉好后轉差的變化趨勢. 從空間變化看，大寧河各監測斷面豐水期和枯水期CHI最低值主要出現在中下游的白水河、龍門和菜子壩斷面.

c) 農業面源污染及城鎮生活排污等可能是造成大寧河水生態系統健康受損的主要因素. 營養鹽指標和有機物指標在河流健康評價體系中有重要的作用，需從上述指標入手治理大寧河河流污染，以恢復其健康狀態.

[1] 崔保山,楊志峰.濕地生態系統健康研究進展[J].生態學雜志,2001,20(3):31- 36. CUI Baoshan,YANG Zhifeng.Research review on wetland ecosystem health[J].Chinese Journal of Ecology,2001,20(3):31- 36.

[2] 于寧,馬錫銘,趙洪波,等.河流水生態系統健康評價研究進展[J].環境保護與循環經濟,2014,34(1):49- 51. YU Ning,MA Ximing,ZHAO Hongbo,etal.Progress of the research on river water ecosystem health evaluation[J].Environmental Protection and Circular Economy,2014,34(1):49- 51.

[3] BUTCHER J T,STEWART P M,SIMON T P.A benthic community index for streams in the northern lakes and forests ecoregion[J].Ecological Indicators,2003,3(3):181- 193.

[4] 郝利霞,孫然好,陳利頂.海河流域河流生態系統健康評價[J].環境科學,2014,35(10):3692- 3701. HAO Lixia,SUN Ranhao,CHEN Liding.Health assessment of river ecosystem in Haihe River Basin,China[J].Environmental Science,2014,35(10):3692- 3701.

[5] 吳阿娜,楊凱,車越,等.河流健康狀況的表征及其評價[J].水科學進展,2005,16(4):602- 608. WU Enuo,YANG Kai,CHE Yue,etal.Characterization of rivers health status and its assessment[J].Advances in Water Science,2005,16(4):602- 608.

[6] 楊文慧,嚴忠民,吳建華.河流健康評價的研究進展[J].河海大學學報(自然科學版),2005,33(6):607- 610. YANG Wenhui,YAN Zhongmin,WU Jianhua.Research advances of the river health assessment[J].Journal of Hehai University (Natural Sciences),2005,33(6):607- 610.

[7] 楊蓮芳,李佑文,戚道光,等.九華河水生昆蟲群落結構和水質生物評價[J].生態學報,1992,12(1):8- 15. YANG Lianfang,LI Youwen,QI Daoguang,etal.Community structure of aquatic insect and biomonitoring of water quality in Jiuhuahe River[J].Acta Ecologica Sinica,1992,12(1):8- 15.

[8] 趙義,曹娜,王園園,等.基于層次分析法的中原經濟區流域水系統健康評價[J].環境科學研究,2016,29(6):936- 944. ZHAO Yi,CAO Na,WANG Yuanyuan,etal.Evaluating the health condition of the river basin water system in China′s central plains economic region using an analytic hierarchy process[J].Research of Environmental Sciences,2016,29(6):936- 944.

[9] 張楠,孟偉,張遠,等.遼河流域河流生態系統健康的多指標評價方法[J].環境科學研究,2009,22(2):162- 170. ZHANG Nan,MENG Wei,ZHANG Yuan,etal.Multi-variable assessment of river ecosystem health in Liao River Basin[J].Research of Environmental Sciences,2009,22(2):162- 170.

[10] 周文華,王如松.基于熵權的北京城市生態系統健康模糊綜合評價[J].生態學報,2005,25(12):3244- 3251. ZHOU Wenhua,WANG Rusong.An entropy weight approach on the fuzzy synthetic assessment of Beijing urban ecosystem health,China[J].Acta Ecologica Sinica,2005,25(12):3244- 3251.

[11] SHEN Zhiliang,LIU Qun.Nutrients in the Changjiang River[J].Environmental Monitoring and Assessment,2009,153:27- 44.

[12] DAI Huichao,ZHENG Tiegang,LIU Defu.Effects of reservoir impounding on key ecological factors in the Three Gorges region[J].Procedia Environmental Sciences,2010,2:15- 24.

[13] 鄭丙輝,曹承進,秦延文,等.三峽水庫主要入庫河流氮營養鹽特征及其來源分析[J].環境科學,2008,29(1):1- 6. ZHENG Binghui,CAO Chengjin,QIN Yanwen,etal.Analysis of nitrogen distribution characters and their sources of the major input rivers of Three Gorges Reservoir[J].Environmental Science,2008,29(1):1- 6.

[14] 曹承進,鄭丙輝,張佳磊,等.三峽水庫支流大寧河冬、春季水華調查研究[J].環境科學,2009,30(12):3471- 3480. CAO Chengjin,ZHENG Binghui,ZHANG Jialei,etal.Systematic investigation into winter and spring algal blooms in Daning River of Three Gorges Reservoir[J].Environmental Science,2009,30(12):3471- 3480.

[15] ZHANG Jialei,ZHENG Binghui,LIU Lusan,etal.Seasonal variation of phytoplankton in the Daning River and its relationships with environmental factors after impounding of the Three Gorges Reservoir:a four-year study[J].Procedia Environmental Sciences,2010,2:1479- 1490.

[16] 鄭丙輝.三峽水庫庫區大寧河富營養化成因及控制對策研究[R].北京:中國環境科學研究院,2007:53- 54.

[17] 張晟,宋丹,張可,等.三峽水庫典型支流上游區和回水區營養狀態分析[J].湖泊科學,2010,22(2):201- 207. ZHANG Sheng,SONG Dan,ZHANG Ke,etal.Trophic status analysis of the upper stream and backwater area in typical tributaries,Three Gorges Reservoir[J].Journal of Lake Sciences,2010,22(2):201- 207.

[18] 劉瑞民,沈珍瑤.大寧河流域生態環境綜合評價及其演變[J].北京師范大學學報(自然科學版),2006,42(2):200- 203. LIU Ruimin,SHEN Zhenyao.Integrated assessment and changes of ecological environment in daning river watershed[J].Journal of Beijing Normal University(Natural Science),2006,42(2):200- 203.

[19] 國家環境保護總局.《水和廢水監測分析方法》[M].4版.北京:中國環境科學出版社,2002.

[20] 邵田,張浩,鄔錦明,等.三峽庫區(重慶段)生態系統健康評價[J].環境科學研究,2008,21(2):99- 104. SHAO Tian,ZHANG Hao,WU Jinming,etal.The ecosystem health assessment of the Three Gorges Reservoir area(Chongqing Section)[J].Research of Environmental Sciences,2008,21(2):99- 104.

[21] 許文杰,曹升樂.基于PSR-熵權綜合健康指數法的城市湖泊生態系統健康評價[J].水文,2010,30(5):64- 68. XU Wenjie,CAO Shengle.Health assessment of urban lake ecosystem based on PSR-entropy weight comprehensive health index method[J].Journal of China Hydrology,2010,30(5):64- 68.

[22] 閆文周,顧連勝.熵權決策法在工程評標中的應用[J].西安建筑科技大學學報(自然科學版),2004,36(1):98- 100. YAN Wenzhou,GU Liansheng.Application of the method of entropy proportion in the engineering mark[J].Xi′an University of Architecture & Technology(Natural Science),2004,36(1):98- 100.

[23] 楊林,萬曉安,魏小熙.熵權綜合健康指數法在魯湖健康評價中的應用[J].廣州化工,2016,44(8):143- 200. YANG Lin,WAN Xiaoan,WEI Xiaoxi.Health assessment of Lu Lake ecosystem based on entropy weight comprehensive health index method[J].Guangzhou Chemical Industry,2016,44(8):143- 200.

[24] LENAT D R.Water quality assessment of streams using a qualitative collection method for benthic macroinvertebrates[J].Journal of the North American Benthological Society,1988,7(3):222- 233.

[25] HELLAWELL J M.Biological Indicators of freshwater pollution and environmental management[M].London:Elsevier Applied Science Publishers,1986.

[26] PENROSE D.An introduction to North Carolina′s biomonitoring program:benthic macroinvertebrates[C]//Proceedings,State EPA Region VI Water Quality Data Assessment Seminar Workshop.Dallas,1985.

[27] BONG N R,LIU W,WENG S C,etal.Assessment of river health in the Pearl River Basin (Gui sub-catchment).River Health and Environmental Flow in China Project[C].Pearl River Water Resources Commission and International Water Centre,Brisbane,2011.

[28] Australia-China Environment Development Partnership (ACEDP).Taizi River health report card[R].Beijing:Chinese Research Academy of Environmental Sciences,2012.

[29] 金相燦,劉淑坤,張宗涉.中國湖泊環境[M].北京:海洋出版社,1995．

[30] 劉健康.東湖生態學研究[M].北京:科學出版社,1990:63- 226.

[31] 張述太,薛俊增,姚建良,等.三峽水庫大寧河庫灣水環境的時空變化特征[J].水生態學雜志,2010,3(2):1- 8. ZHANG Shutai,XUE Junzeng,YAO Jianliang,etal.Temporal and spatial variation of water environment in Daning Bay of the Three Gorges Reservoir[J].Journal of Hydroecology,2010,3(2):1- 8.

[32] 方濤,付長營,敖鴻毅,等.三峽水庫蓄水前后香溪河氮磷污染狀況研究[J].水生生物學報,2006,30(1):26- 30. FANG Tao,FU Changying,AO Hongyi,etal.The comparison of phosphorus and nitrogen pollution status of the Xiangxi Bay before and after the impoundment of the Three Gorges Reservoir[J].Acta Hydrobiologica Sinica,2006,30(1):26- 30.

[33] 唐楓.重慶”十二五”投入1411億于環保庫區水污染治理顯成效[N/OL].北京:中國新聞網,2016[2016- 01- 26].http://www.chinanews.com/sh/2016/01- 26/7733604.shtml.

[34] 張晟,李崇明,付川永,等.三峽水庫成庫后支流庫灣營養狀態及營養鹽輸出[J].環境科學,2008,29(1):7- 12. ZHANG Sheng,LI Chongming,FU Chuanyong,etal.Trophic states and nutrient output of tributaries bay in Three Gorges Reservoir after impoundment[J].Environmental Science,2008,29(1):7- 12.

[35] 李崇明,黃真理,常劍波,等.三峽水庫網箱養殖利弊分析[J].中國三峽建設,2005,4:49- 52. LI Chongming,HUANG Zhenli,CHANG Jianbo,etal.Analysis of advantages and disadvantages of the Three Gorges Reservoir aquaculture[J].China Three Gorges,2005,4:49- 52.

[36] 國家環境保護總局.2007長江三峽工程生態與環境監測公報[R].北京:國家環境保護總局,2007.

[37] 周建軍,林秉南,李玉樑.關于三峽水庫內源污染控制的研究[J].科技導報(北京),2006,24(10):5- 10. ZHOU Jianjun,LIN Bingnan,LI Yuliang.On the control of internal source of pollution for the Three Gorges Reservoir[J].Science & Technology Review(Beijing),2006,24(10):5- 10.

[38] 梁常德,龍天渝,李繼承,等.三峽庫區非點源氮磷負荷研究[J].長江流域資源與環境,2007,16(1):26- 30. LIANG Changde,LONG Tianyu,LI Jicheng,etal.Importation loads of non point source nitrogen and phosphorus in the Three Gorges Reservoir[J].Resources and Environment in the Yangtze Basin,2007,16(1):26- 30.

Health Assessment of Aquatic Ecosystem in the Daning River, China

ZHANG Lei1,2, SHI Yao1,2, ZHANG Jialei3, LIU Zhichao1,2, QIN Yanwen1,2*, CHI Minghui1,2

1.State Key Laboratory of Environmental Criteria and Risk Assessment, Chinese Research Academy of Environmental Sciences, Beijing 100012, China 2.State Environmental Protection Key Laboratory of Estuarine and Coastal Environment, Water Research Institute, Chinese Research Academy of Environmental Sciences, Beijing 100012, China 3.School of Resources and Environmental Engineering, Hubei University of Technology, Wuhan 430068, China

2016-06-16

2017-03-10

國家水體污染控制與治理科技重大專項(2014ZX07104-006-001)

張雷(1975-)，男，北京人，高級工程師，主要從事環境工程、環境化學研究，zhang_lei@craes.org.cn.

*責任作者，秦延文(1973-)，女，山東青島人，研究員，博士，主要從事河口污染物生物地球化學循環研究，qinyw@craes.org.cn

X82

1001- 6929(2017)07- 1041- 09

A

10.13198/j.issn.1001- 6929.2017.02.30

張雷,時瑤,張佳磊,等.大寧河水生態系統健康評價[J].環境科學研究,2017,30(7):1041- 1049.

ZHANG Lei,SHI Yao,ZHANG Jialei,etal.Health assessment of aquatic ecosystem in the Daning River, China[J].Research of Environmental Sciences,2017,30(7):1041- 1049.