2.2　研究进展

2.2.1　国外研究进展

确定合理的河流健康评价方法可以使河流健康的理论研究具有现实意义，能够在一定程度上帮助各地政府进行河流健康管理，促进河流生态系统和人类可持续发展。19世纪末期欧洲少数水质污染严重的河流评价主要集中在水质评价工作上（陈静生，1992），但在评价河流生态系统完整性等方面显示出其存在的问题，随着河流健康的理论研究和实践工作的不断深入，逐渐从传统的物理、化学参数评价发展到生物监测、综合评价等方法。

选择指示生物是河流健康评价的关键因素，不同专家、学者在不同地区开展了关于鱼类、底栖动物、着生藻类、大型水生生物为指示物种的河流健康评价，见表2.2-1～表2.2-4。其中，河流着生藻类（以硅藻为主）因具有较为固定的生境，且处于食物链低端，生长周期短，对河流水体污染反应敏感，可为水质变化提供早期预警，从而成为河流健康监测的指示物种之一。河流底栖动物因具有生活周期长、物种多样性较丰富、形态易于辨别、对水质反应灵敏等优点，其监测与研究成为近年来的热点。

此外，部分国外学者采用综合指数法对河流的健康状态进行了评价（表2.2-5）。Cude等（2001）提出了美国俄勒冈州的河流水质指数，利用8项水质参数反应对河流水质的损害作用，但这种基于水质的物理化学分析方法，不能全面反映河流健康状况。1999年Kingsford采用航空监测，分析河流周围水鸟数量与分布变化趋势，用以研究具有较大河漫滩河流的健康状况。

水生生物的生理功能、丰度、种群密度、群落结构与功能会受到水生态系统的各种变化影响。水生生物的生物学、生态学与生理学特征是反映水体状况好坏的重要指标（黄玉瑶，2001）。通过监测某些特定生物或其类群的分布、数量、生物量、生产力、结构指标、功能指标及其一些生理生态状况的动态变化，即生物监测，可用来描述河流生态系统的健康状况，并逐步得到了较多的应用。但指示生物在许多文献中的筛选指标并不一致，增加了大量的工作量，因此也存在重大缺陷（马克明，2001）。20世纪50年代后，生物指数和物种多样性指数得到了较多的应用。鱼类由于捕捞方便、容易鉴别，对人为干扰表现敏感，对不同时空尺度自然条件的变化表现不敏感（Noges et al.，2009），

各种鱼类相关的生物指数得到了应用，欧洲12个欧盟国家发起了基于鱼类的评价方法为欧盟水框架指令提供直接支持（Thierry et al.，2002）。水生植物的评价也在世界各地被广泛应用（刘勇丽等，2017）。底栖动物和藻类也在河流健康评价中发挥了一定的作用。河流健康评价中的生物监测方法较为常用，但其存在的缺点也显而易见，选择不同的监测对象、地点等均会导致得出不同的评价结果，综合了物理-化学、生物、水文和社会经济等多种指标的综合指标评价法是未来河流健康评价的重要发展方向（孔红梅，2002）。

2.2.2　国内研究进展

现阶段，我国的河流保护工作的重点仍在水质恢复阶段，水质评价工作发展较为成熟（王超，2002；董哲仁，2004；杨文慧，2005），评价指标逐渐从理化指标为主转向采用部分生物指标（王锦国，2002；尤平，2001）。李虹等（2013）基于溶解氧监测对沣河的河流健康状况进行了评价研究。郑海涛（2006）在怒江贡山、福贡、六库和保山4个江段应用基于鱼类的IBI进行了研究。裴雪娇等（2010）采用赋值法和比值法计算采样点的IBI分值评价了辽河流域健康状况。黄亮亮等（2013）建立了基于鱼类生物完整性指数（IBI）的河流健康评价指标体系对东苕溪的河流健康进行评价研究。

国内应用硅藻评价河流生态状况主要是借鉴国外成熟的方法，缺乏结合国内实际情况的研究和探索（周上博等，2013）。齐雨藻等（1998）采用硅藻群集指数（DAI）和河流污染指数（RPI）对珠江广州段水质进行了评价。赵湘桂等（2009）通过比较特定污染敏感指数（SPI）、硅藻生物指数（DBI）、我国现有河流理化监测结果，发现3种方法结果不一致。殷旭旺等（2012）采用硅藻生物指数（DBI）和着生藻类生物完整性指数（PIBI）评价辽宁省太子河健康状况。沈强等（2012）采用P-IBI对浙江省4座大中型水库型水源地生态健康状况进行了评价。

在大型无脊椎动物的河流健康评价方法上，刘保元等（1981）应用了Trent生物学指数、Shannon多样性指数等评价了图们江污染状况。杞桑等（1982）比较分析了大型底栖动物对水质的评价结果和理化水质检测结果。杨莲芳等（1992）应用EPT分类单元数及科级生物指数（FBI）评价水质状况。王备新等（2005）应用B-IBI评价了安徽黄山地区河流健康状况。渠晓东等（2012）应用B-IBI指数对浑太河河流健康状况进行了评价。霍堂斌等（2012）利用大型底栖动物群落结构对松花江干流水质进行了评价。冷龙龙（2016）将大型底栖动物快速生物评价指数（BMWP）在太子河流域的河流健康评价中进行了应用研究。盛萧等（2016）基于东江流域24个采样点的底栖无脊椎动物监测数据构建了生物完整性指数，并在东江河流域河流健康评价中进行应用研究。陈凯等（2017）基于底栖动物预测模型构建了生物完整性指数对浙江省中北部的4个流域进行了河流健康评价。

综合指标法评价河流健康近些年在国内应用较多，该评价方法能够反映不同尺度信息，未来将成为河流健康评价主要手段（周林飞等，2011）。刘永等（2004）对云南滇池进行了包含环境要素状态指标、生态指标和外部指标共3方面的指标体系的河流健康评价。耿雷华等（2006）提出了包含25个指标的河流健康评价体系。孙雪岚等（2007）提出了包含河道健康、生态系统健康和社会经济价值等方面24个指标的评价体系。刘昌明等（2008）构建了黄河健康评价指标体系。冯琳（2010）构建了由社会发展、生态安全、环境保障、人群健康等4个方面量度，19个单项指标组成的评价指标体系，并对和田河流域中游进行了应用。汪兴中等（2010）选用底栖动物多样性、底栖藻类自养指数、河流水文、河流形态、河岸带、水体理化性质等指标组成指标体系，评价了南水北调工程中线水源区溪流的河流健康状况。陈毅等（2011）构建了包含水量、水质、水生生物、河岸带完整性、河床形态结构和社会功能等6方面指标的河流健康评价体系评价潮白河健康状况。龚雷婷（2012）将河流的健康评价体系分为目标层、指标层和要素层等3个层次，评价太湖流域典型入湖河流。

近十年来，国内学者对河流健康评价的研究较多，开展了基于层次分析法、模糊数学法等多种模型的河流健康评价研究和应用。秦鹏等（2011）引入可变模糊集理论。张又等（2012）基于模糊物元分析原理。高宇婷等（2012）应用模糊关系合成原理。闫峰等（2012）采用隶属度向量分析法。山成菊等（2012）基于博弈论的组合赋权法得到永定河河流健康评价指标体系的最终权重值。王劲修等（2012）运用层次分析法构建了山西汾河源头河岸带生态状况评价体系。朱卫红等（2014）运用层次分析法和加权平均法对图们江流域河流生态系统健康进行了评价。于志慧等（2014）基于熵权物元模型对湖州市区不同城市化水平下的河流进行了河流健康评价。贾磊（2016）采用多元因子分析模型对苏子河进行河流健康评价。傅春和李云翊（2017）基于层次分析法对抚河抚州段进行了河流健康综合评价研究。

在综合评价生态系统完整性方面，综合指标体系中各项具体指标的量化和权重度量仍未形成统一的标准，尚需以大量研究工作为支撑进行完善。近十年来，我国政府对河流健康状况更加重视，修正、出台了一系列的河流环保相关法律、法规和政策，但对河流水质的影响评估较为缺乏。

综合来看，河流健康评价的总体目标是要了解河流的生态状况，进而了解导致河流健康出现问题的原因，掌握河流健康变化规律。河流健康是指河湖自然生态状况良好，同时具有可持续的社会服务功能。自然生态状况包括河流的物理、化学和生态三个方面，用完整性来表述其良好状况；可持续的社会服务功能是指河流不仅具有良好的自然生态状况，而且具有可以持续为人类社会提供服务的能力。河流健康评价是指对河流系统物理完整性（水文完整性和物理结构完整性）、化学完整性、生物完整性和服务功能完整性以及他们的相互协调性的评价。

河流健康评价应满足以下技术要求。

（1）评价结果能完整准确地描述和反映某一时段河流的健康水平和整体状况，能够提供现状代表性图案，以判断其适宜程度，为河湖管理提供综合的现状背景资料。

（2）评价结果可以提供横向比较的基准，对于不同区域的类似河流，评价结果可用于互相参考比较。

（3）评价指标可以长期监测，能够反映河流健康状况随时间的变化趋势；尤其是可以通过对比，评估管理行为的有效性。

（4）通过河流评估，能够识别河流所承受的压力和影响，对河流内各类生态系统的生物物理状况和人类胁迫进行监测和评估，寻求自然、人为压力与河流系统健康变化之间的关系，以探求河流健康受损的原因。

（5）能够定期为政府决策、科研及公众要求等提供河流健康现状、变化及趋势的统计总结和解释报告，以便识别在河流系统框架下合理的流域综合开发和管理活动。