河湖水體生態健康評價方法研究

文_陳濤 生態環境部環境工程評估中心

1 收集資料以及野外調研

基于完整收集流域水生態系統健康文獻以及相關資料，借助具體的采樣以及調研方案而進一步調研了河湖水體流域的環境狀況，并收集采樣河流的健康狀況的表征項目。

2 構建評價指標體系

根據劃分研究區域的相關特點，遵守相關的構建原則，可以確定影響河湖水體水生態系統健康狀況的關鍵指標，從而得出適合評價的指標體系（表1）。河岸帶狀態、河流形態、營養鹽等方面是這個評價指標體系主要內容，其中共有19項影響指標。

表1 河湖水體生態系統健康評價指標體系

3 指標的計算及其標準化

依據評價指標體系，進一步計算評價指標；根據目前為止相關研究區域的污染情況，劃分好每一個指標的閾值和期望值，做到指標標準化的切實可行。盡量減少不同指標的量化差別，讓其能夠進行量化比較，且結果直觀。

3.1 計算評價指標

（1）河岸帶狀態（表2）

表2 河岸帶狀態指標評價標準

（2）河湖流形態（表3）

表3 河湖形態結構指標評價標準

（3）營養鹽、氧平衡

現場采樣測量營養鹽、氧平衡中的總氮(TN)、總磷(TP)、溶解氧濃度(DO)、氨氮(NH3-N)、化學需氧量(COD)等數值。

（4）大型底棲無脊椎動物和著生藻類

大型底棲無脊椎動物與著生藻類的分類單元數(S)可以根據實驗室分類來進行計數；Berger-Parker優勢度指數(D)、大型底棲無脊椎動物BMWP指數與著生藻類生物多樣性指數(H)之間存在關系，具體計算公式如下：

式中，Nmax指的是優勢種的個體數；H指的是著生藻類香農-威納指數；N指的是功能團全部物種的個體數；ni指的是第i種物種的個數；S指的是物種的總數；t指的是底棲動物科級分類的計分，所得的數值在1～10；x指的是科級水平分類數。

3.2 評價指標標準化

以減少指標和指標間的量綱誤差，且得到有可量化比較的相關數值為目的，可以根據相關公式對每一個指標進行標準化。

TN、TP、NH3-N與COD的標準化公式：大型底棲無脊椎動物BMWP與DO的標準化公式：；分類單元數(S)的標準化：生物多樣性指數(H)的標準化：

上述公式中，Vmax指的是國家地表水環境質量標準中I-Ⅳ類水最大臨界值；Vmin指的是國家地表水環境質量標準中I-Ⅳ類水最小臨界值。河湖水體的臨界值以地表Ⅳ類水作為參照標準，而具體的參照值則參考地表I類水。式中Q95和Q5分別指的是所有樣點數據的95%和5%分位數，M指的是樣點實際測量值，“3”指的是水體大型底棲無脊椎動物生物多樣性指數的期望值。也就是說當生物多樣性指數值＞3的時候，此時水體是比較清潔的；當生物多樣性指數值＝0的時候，水體受污染的情況較為嚴重。經過標準化后的所有數值均得調整，數值為負數的時候調為0，＞1的時候調為1。

3.3 綜合指標計算以及評價標準的確定

將調查數據進行詳細分析之后對得到的結果先標準化，然后再量化得到量化值，綜合考慮權重，就能夠得到健康綜合指數。因為指標層各因素均會影響到流域水生態健康，綜合考慮到本文研究的應用價值，所有對指標層各因素做了等權處理。

計算健康綜合指數(RHI)的相關公式如下：

式中，Ix指的是準則層指標得分。

計算各準則層及因素層指標的公式如下：

式中，各項參數的具體意義可參照表1。

3.4 河湖水體生態系統健康評價標準

河流健康綜合指數的分數介于0～1，分別把河流的健康情況量化成0～0.2、0.2～0.4、0.4～0.6、0.6～0.8、0.8～1層次，對應河流健康情況中的極差、差、一般、良、優秀。

4 結語

河湖水體水生態健康狀況評價方法，首先依據采樣和調研方案對河湖水體的整體生態情況做詳細的野外調研，得到表征河流健康狀況的相關影響因子，從而整體構建出河湖水體的評價指標體系。根據計算評價指標的結果確定流域水生態健康綜合指數的得分情況，最后對河湖水體水生態健康狀況做等級劃分。