1.3 国外河湖健康评估进展

1.3.1 国外研究现状

根据世界各地不同河湖面临的具体问题,人们对河湖健康内涵的认识及评估方法处于不断探索和发展之中,发展过程主要经历三个阶段,包括最初的理化参数评价,到指示物种的监测与评价以及最终的综合指标法评价。

1.理化参数评价

早在19世纪末,欧洲国家对泰晤士河和莱茵河的健康状况评价主要通过几项水质指标反映,主要有大肠杆菌、pH值和溶解氧等。随着河流污染不断加重以及人们认识问题能力不断提高,水质监测项目也出现大幅增加(Rapport et al.,1999)。美国GWQI指标(Gregon Water Quality Index)给出了温度、溶解氧、生化需氧量、总磷、总氮、悬浮物、大肠杆菌和pH值等一系列综合指标,旨在通过监测指标的动态变化趋势,找出对河流水质有重要影响的因素(Ma et al.,2009)。

2.指示物种的监测与评价

指示物种法是目前河流生态系统健康评估中比较常用的方法,避免了理化参数监测的局限性和连续取样的烦琐,可以直接监测出河流生态系统发生变化或已经产生影响但尚未显示不良效应的信息。但该法也存在许多缺点和不足,选择不同的研究对象和监测指标会造成不同的评估结果,确定不同生物类群进行评估时的尺度和频率难以确定,在综合评估河流生态系统健康时不全面(Townsend,1999)。表1.1是美国环保署(USEPA)于1999年推出新版的快速生物评估协议(Rapid Bioassessment Protocols,RBPs)(Hughes,2000;杜芙蓉,2009)给出的河流着生藻类、大型无脊椎动物、鱼类的监测和评价方法与标准。

表1.1 河湖健康评估指示物种法

3.综合指标法

综合指标法综合考虑了物理、化学、生物、社会经济等诸多方面的指标,能够反映河湖不同层面和尺度健康程度。该方法既可以反映河湖生态系统的健康程度,又能反映河湖的社会功能水平,还能反映出河湖生态系统健康变化的趋势。综合指标法评估河湖健康程度的方法比较多,其中比较著名的是南非的生境综合评价系统(Integrated Habitat Assessment System,IHAS)。该系统涵盖了大型无脊椎动物、底泥、植被以及流量、流速、水温等河流物理条件(Parsons,2002)。澳大利亚自然资源和环境部于1999年提出了包括河流水文学、河流形态、河岸带特征、水质和水生生物等几个方面诸多指标的评价方法,对澳大利亚80多条河流生态系统健康状况进行综合评估。随后世界上许多国家也先后进行了此类研究,评估指标也不断增加,主要几种评估方法见表1.2。

表1.2 河湖健康评估综合指标法

1.3.2 国外工作实践

随着国际上各国家对河湖健康状况日趋重视,旨在关注河湖健康状况的监测及评估工作也随之不断深入。近十多年来,河湖健康评估已在很多国家先后开展,目前美国、英国、澳大利亚以及南非等国家都已设计了符合其区域特色的河流健康状况评估方法及评估体系,并开展了相应的评估实践,取得了一定进展。

1.3.2.1 美国

USEPA提出了旨在为全国水质管理提供基础水生生物数据的快速生物监测协议,经过几十年的发展和完善,又出台了新的快速生物监测协议。该协议提供了河流着生藻类、大型无脊椎动物以及鱼类的监测及评价方法标准(Barbour et al.,1999)。此外,美国的环境监测和评价项目(Environmental Monitoring and Assessment Programme,EMAP)通过监测反应指标、暴露指标以及压力指标诊断全国河流每年水质状况以及变化趋势,并试图找出对水质状况有重要影响的环境因素。

1.3.2.2 英国

英国评估河流健康状况一个重要举措是河流生境调查(River Habitat Survey,RHS),即通过调查背景信息、河道数据、沉积物、植被类型、河岸侵蚀、河岸带以及土地利用等指标来评估河流生境的自然特征和质量,并判断河流生境现状与纯自然状态之间的差距(Raven et al.,1998)。另一个评估实践是1998年提出的英国河流保护评价系统(System for Evaluating Rivers for Conversation,SERCON),同样值得关注。该评价系统通过调查评价由35个属性数据构成的6个层面来确定英国河流的保护价值,包括自然多样性、天然性、代表性、稀有性、物种丰富度以及特殊特征(Parsons et al.,2004)。此外,英国还建立了以河流无脊椎动物预测和分类系统(River Invertebrate Prediction and Classification System,RIVPACS)为基础的河流生物监测系统(Wright,2000)。

1.3.2.3 澳大利亚

澳大利亚开展了国家河流健康计划(National River Health Prograrn,NRHP),用于监测和评估河流生态状况,评估现行水管理政策及实践的有效性,并为管理决策提供更全面的生态学及水文学数据(唐涛等,2002)。其中用于评估河流健康状况的主要工具就是澳大利亚河流评估系统(Australian River Assessment System,AUSRIVAS)。除此之外,还有溪流状态指数(ISC)评估方法,利用河流水文学、形态特征、河岸带状况、水质及水生生物5方面指标评估河流健康状况,其结果有助于确定河流恢复的目标,评估河流恢复的有效性,引导可持续发展的河流管理(Bain et al.,2000;Parsons et al.,2002)。

1.3.2.4 南非

南非的水事务及森林部(DWAF)发起了“河流健康计划”(RHP),选用河流无脊椎动物、鱼类、河岸植被,生境完整性、水质、水文、形态等河流生境状况作为河流健康的评估指标,提供了可广泛用于河流生物监测的框架,同年还针对河口地区提出了南非的EHI指数(Estuarine Heaah Index),即用生物健康指数、水质指数以及美学健康指数来综合评估河口健康状况。此外,南非的快速生物监测计划也发展了生境综合评估系统(Integrated Habitat Assessment System,IHAS),系统中涵盖了与生境相关的大型无脊椎动物、底泥、植被以及河流物理条件(Parsons et al.,2002)。