用綜合指數評價法對大渡河猴子巖工程河段水生態系統進行健康評價

彭 翠 華， 吳 文 佑， 孫 景 昆， 王 宣 入

(中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司，四川 成都 610072)

0 引 言

河流水生態系統在人類發展進程中不僅為人類提供賴以生存的水資源，還具有發電、景觀、休閑娛樂等精神層面的生態服務功能。近年來，隨著工業化和城市化進程的加劇，河流水生態系統相繼出現水質惡化、物種多樣性退化等諸多問題。隨著人類對河流水生態系統認識的不斷加深，河流水生態系統健康問題越來越為人矚目，維持及恢復河流尤其是江河源頭的水生態系統健康已經成為目前國內乃至國際關注的焦點。

1 水生態系統健康的內涵

由于人類活動是導致河流水生態系統出現問題的重要原因，因此，河流水生態系統健康的內涵也不應該存在與人類的價值判斷之外。致使很多學者提出了新看法，即研究河流水生態系統的健康，必須綜合考慮社會、經濟與文化因素，應當從整體出發，而不應該把人類這一主體同生態系統相分離。Rapport等人提出健康的河流水生態系統不僅可以保持其物理、化學及生物完整性，還能維持其正常的各種服務功能的良好狀態。

綜上所述，健康的河流水生態系統應該具備4個基本特征，一是河流具有良好的自凈能力和自我維持能力；二是能滿足河流及河岸生態系統等原生生態系統生物生存的基本用水需求；三是具有一定的穩定性；四是具有滿足區域或流域內人類生產生活合理需求等的保障功能。

2 研究河段與評價方法

由于綜合指數法能較好的體現水生態系統健康評價的綜合性、整體性和層次性，本文使用基于層次分析法的河流水生態健康綜合評價指數法構建大渡河上游水生態健康系統評價指標體系，并使用模糊綜合評價模型對其進行綜合的定量評價，為大渡河上游的水電開發及環境管理提供參考。

2.1 建立綜合指數法指標體系

借鑒國內外河流健康評價研究成果和評價標準，結合大渡河上游的具體環境特征，基于指標選取的科學性、代表性、簡明性、可操作性、可比性和規范性等原則，構建大渡河上游水生態系統健康評價指標體系。該體系結合健康的水生態系統應具備的四個特征，包括水體理化指標、生物生存指標、河流水文及形態指標、保障功能指標4方面22項指標，詳見表1。

2.2 權重分配

指標體系中各指標的權重反映了其在綜合評判過程中所起的作用，直接關系到河流水生態系統健康評價結果的客觀性和合理性。本文通過查閱相關文獻資料及專家打分等方法確定大渡河猴子巖工程河段水生態系統健康評價指標體系中各項指標權重，結果詳見表1。

2.3 確定評價標準

鑒于目前河流水生態健康尚無明確統一標準，本文在綜合國內外河流健康評價研究成果的基礎上，結合大渡河猴子巖工程河段的實際情況，將評價標準分為優、良、中、差和極差5個級別。通過查閱文獻資料和專家咨詢，并借鑒國內外河流水生態健康評價標準和國家相關相關標準確定各項指標的各級標準值，具體見表2。

表1 大渡河猴子巖工程河段水生態系統健康評價指標體系表

表2 大渡河猴子巖工程河段水生態系統健康評價指標分級標準表

2.5 基于模糊綜合評價的綜合指數計算

根據模糊綜合評價的基本原理，首先建立評價目標層A={大渡河猴子巖工程河段水生態健康}、評價要素集B={水體理化指標，生物生存指標，河流水文形態指標，保障功能指標}，評價指標集C={C1，C2，C3，…，C22}與評語集V={優、良、中、差，極差}，然后將各項指標現狀值帶入，可得出各準則層的單因素評判矩陣，最后根據各指標和要素的權重結合模糊算法因子M(·，+)進行大渡河猴子巖工程河段水生態健康的一二級模糊評判。

3 評價結果分析

根據《四川省人民政府關于四川省地面水水域環境功能劃類管理規定》，大渡河猴子巖工程河段屬Ⅲ類水域功能區，利用基于模糊綜合評價的綜合指數法評價本河段水生態系統健康結果如下：

水體理化參數B1=(0.25,0,0.75,0,0)

生物生存指標B2=(0,0.29,0.55,0.16,0)

河流水文形態指標B3=(0.07,0.07,0.38,0.37,0.11)

保障功能指標B4=(0,0.5,0,0.5,0)

大渡河上游猴子巖工程河段水生態健康

A=(0.0509,0.1964,0.4631,0.2489,0.0407)

圖1 大渡河上游猴子巖工程河段水生態健康評價結果

如圖1所示，按照最大隸屬度原則，猴子巖工程河段健康狀況為中(0.4631)。從健康分級來看，5.09%處于“優”健康狀態，19.64%處于“良”健康狀態，46.31%處于“中”健康狀態,24.89%處于“差”健康狀態，4.07處于“極差”健康狀態。這說明大渡河猴子巖工程河段河流水生態健康由于水電開發等人類活動的干預保持在中等水平。

以上對大渡河上游猴子巖工程河段進行水生態健康評價，猴子巖工程目前處于施工期，該河段水生態健康評價結果也可反映出水電開發等人類活動對于河流水生態系統健康的影響程度。

從指標層來看，對猴子巖工程河段水生態健康產生明顯不利影響的指標有：水溫變化、魚類重要生境面積、流速、流量、水利水電工程干擾程度、未開發河段比例、河道縱向連通性等；從準則層看，影響最大的是生物生存指標和河流水文形態指標。因此，大渡河猴子巖工程河段水電開發和環境保護下一步工作的重點應該是維持魚類生存環境的完整性和水生生物多樣性、生態流量研究、水溫影響減緩措施等。

4 結 語

對該河段評價結果分析可知，大渡河上游猴子巖工程河段水電開發和環境保護下一步工作的重點應該是維持魚類生存環境的完整性和水生生物多樣性、生態流量研究、水溫影響減緩措施等。 基于本文建立的河流健康評價指標體系所得出的大渡河上游猴子巖工程河段水生態系統健康評價結果可反映出該河段的水生態系統健康狀況，但仍存在很多不足，如指標選取和權重確定的主觀性太強，無法考慮大渡河上游猴子巖工程河段水生態系統健康在時間維度上的動態變化等。因此，本文只是針對大渡河上游猴子巖工程河段水生態健康評價研究的一次探索，今后仍需加強對該指標體系的優化研究。