2.3　河湖健康評估常用指標(biāo)

河湖是一個包含多種因素的生態(tài)系統(tǒng)，也應(yīng)該從多角度、綜合性的角度，從各方面對其進行綜合表征。即應(yīng)通過合理準(zhǔn)確的表征描述合理當(dāng)前的健康狀況，深化對河湖健康狀況內(nèi)涵的理解，從而為河湖健康評估提供科學(xué)依據(jù)。本研究中，共提出48個常用于描述河湖健康狀況的指標(biāo)，具體說明如下。

2.3.1　水文特征指標(biāo)

目前國內(nèi)外使用的河湖水文特征的表征指標(biāo)較多，如表征流動條件的平均流速、流量狀況指標(biāo)，表征洪水條件的洪峰流量、洪水頻率、洪水持續(xù)時間等。常用的水文特征指標(biāo)主要有流量過程變異程度、生態(tài)流量保障程度、水量狀況、流速狀況等。

1.流量過程變異程度

流量過程變異程度指現(xiàn)狀開發(fā)狀態(tài)下，評估河段年內(nèi)實測月徑流過程與天然月徑流過程的差異。反映評估河段監(jiān)測斷面以上流域水資源開發(fā)利用對評估河段河湖水文情勢的影響程度。

2.生態(tài)流量保障程度

河流生態(tài)流量是指為維持河流生態(tài)系統(tǒng)的不同程度生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能而必須維持的流量過程。采用最小生態(tài)流量進行表征。

3.最低生態(tài)水位滿足狀況

湖泊最低生態(tài)水位是指為維持湖泊生態(tài)系統(tǒng)的不同程度生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能而必須維持的水位。

4.年徑流變化率

年徑流流量變化率反映了人們對河湖徑流量的干預(yù)程度，可以用評估年份的年徑流量與多年平均徑流量的比值來表示。

5.相對斷流幾率

斷流是干旱半干旱缺水地區(qū)河流面臨的主要健康問題之一。斷流包括常流河向季節(jié)性河流的轉(zhuǎn)變和季節(jié)性河流斷流時間的延長。常流河斷流現(xiàn)象的出現(xiàn)和季節(jié)性河流斷流時間的延長都意味著河流水流狀態(tài)的惡化，會導(dǎo)致河流功能的改變。河流的斷流幾率可用于反映河流斷流現(xiàn)象的嚴(yán)重程度，用平均每年發(fā)生斷流天數(shù)占全年天數(shù)的百分比來表示。

6.水土流失狀況

水土流失狀況用水土流失比例和水土流失治理度來反映。水土流失比例通常是指某區(qū)域范圍某時段內(nèi)，水土流失面積除以區(qū)域總面積。水土流失治理度是指某區(qū)域范圍某時段內(nèi)，水土流失治理面積除以原水土流失面積。

此外還有研究采用平灘流量（錢寧等，1987），修正的年流量偏差比例值（Amended Annual Proportional Flow Deviation，AAPFD）（Ladson，1999）、河流脈動指數(shù)（劉曉燕，2006）等作為流量特征指標(biāo)的。

2.3.2　形態(tài)特征指標(biāo)

1.河（湖）岸帶狀況

反映河湖河（湖）岸穩(wěn)定性、河（湖）岸帶植被覆蓋率、河（湖）岸帶人工干擾程度。在天然河道或湖泊中，由于水流和岸坡的相互作用會導(dǎo)致河（湖）岸失穩(wěn)，甚至造成河（湖）岸崩塌；植被覆蓋率是指植被（包括葉、莖、枝）在單位面積內(nèi)植被的垂直投影面積所占百分比，能夠影響岸坡穩(wěn)定；河（湖）岸帶人工干擾程度重點調(diào)查評估在河（湖）岸帶及其鄰近陸域進行的10類人類活動包括：河岸硬性砌護、采砂、沿岸建筑物（房屋）、公路（或鐵路）、垃圾填埋場或垃圾堆放、河濱公園、管道、采礦、農(nóng)業(yè)耕種、畜牧養(yǎng)殖等。

2.橫向穩(wěn)定性指數(shù)（謝鑒衡，2002）

在自然護坡情況下，河流橫向穩(wěn)定程度主要取決于主流的頂沖地點及其走向和河岸土壤的抗沖能力，可用橫向穩(wěn)定指數(shù)來表示。

3.河道穩(wěn)定性

河道穩(wěn)定性主要用于反映河道是否受到人類干擾，河道穩(wěn)定性可由河流渠道化程度表示，河流渠道化是指：①平面布置上的河流形態(tài)直線化；②河道橫斷面幾何規(guī)則化；③河床材料的硬質(zhì)化。河流的渠道化改變了河流蜿蜒型的基本形態(tài)，急流、緩流、彎道及淺灘相間的格局消失，而橫斷面上的幾何規(guī)則化，也改變了深潭、淺灘交錯的形勢，生境的異質(zhì)性降低，水域生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能隨之發(fā)生變化，特別是生物群落多樣性隨之降低，可能引起淡水生態(tài)系統(tǒng)退化。將河道穩(wěn)定性定性地分為好、較好、一般、差等級別。

4.湖泊萎縮狀況

在土地圍墾、取用水等人類活動影響較大的區(qū)域，出現(xiàn)了湖泊水位持續(xù)下降、水面積和蓄水量持續(xù)減小的現(xiàn)象，導(dǎo)致湖泊萎縮甚至干涸，因此湖泊萎縮狀況是反映湖泊健康狀況的一個重要指標(biāo)。

5.縱向穩(wěn)定性指數(shù)

河流縱向穩(wěn)定是指河床沖沙淤積狀況，其穩(wěn)定程度主要取決于泥沙抗拒運動的摩阻力與水流作用于泥沙的拖曳力的對比，可用縱向穩(wěn)定性指數(shù)表示。自然條件下，河流的水沙比關(guān)系是合理的，河床不沖不淤或在一定時間內(nèi)達到?jīng)_淤平衡，但人類活動破壞了這一平衡，導(dǎo)致河流含沙量發(fā)生變化，水沙比例失調(diào)，河床的沖淤程度可以通過這一指標(biāo)來反映。該指標(biāo)越大，泥沙運動強度越弱，河床因沙坡、成型堆積運動及其與之相應(yīng)的水流變化產(chǎn)生的變形越小，因而越穩(wěn)定。

6.河湖連通阻隔狀況

主要調(diào)查評估河湖對魚類等生物物種遷徙及水流與營養(yǎng)物質(zhì)傳遞阻斷狀況，重點調(diào)查監(jiān)測斷面以下至河口（干流、湖泊、海洋等）河段的閘壩阻隔特征，閘壩阻隔分為四類情況：

（1）完全阻隔（斷流）。

（2）嚴(yán)重阻隔（無魚道、下泄流量不滿足生態(tài)基流要求）。

（3）阻隔（無魚道、下泄流量滿足生態(tài)基流要求）。

（4）輕度阻隔（有魚道、下泄流量滿足生態(tài)基流要求）。

7.縱向連通性指數(shù)

河湖縱向連通性是指河湖地理空間，水文過程以及生物學(xué)過程等的連續(xù)。河流干支流組成了完整的水系結(jié)構(gòu)，保持河湖的連續(xù)性對于維持河湖的正常演變和水生生物的遷移、營養(yǎng)物質(zhì)的輸送、維持物種的遺傳性等都有重要意義。人類的不當(dāng)活動可能改變這種縱向連通性，其中筑壩影響最顯著，它攔截河流水流時，也改變了河湖水文和泥沙輸送過程，從而引起河湖失調(diào)過程等的改變。大壩攔截的水量越多，其影響程度越大。

8.縱向蜿蜒性指數(shù)

河流自然狀態(tài)下多數(shù)是蜿蜒曲折的，淺灘和深潭組合出現(xiàn)，遵循能量最小消耗的原理，是河流保持動能水力平衡、維持河道內(nèi)穩(wěn)定水力配置的一種方式。其組合的消失使得河底平整，導(dǎo)致深潭內(nèi)的水頭蓄積區(qū)和淺灘的水能消散區(qū)喪失，進而致使河流穩(wěn)定性下降，河流生境多樣性降低。河流的蜿蜒性使得河流形成主流、支流、河灣、急流和淺灘等豐富多樣的生境條件，從而維持河流生物群落的多樣性（Ward，1998）。河流蜿蜒性指標(biāo)反映了人類對河流彎曲狀況的改變，可用蜿蜒度表示（Ma，2001）。

9.河流垂向透水性（高永勝，2007）

河流垂向透水性反映了地表水與地下水的聯(lián)系程度，可用河道過水?dāng)嗝娴耐杆娣e和河道過水?dāng)嗝婷娣e表示，該指標(biāo)不僅可以反映組成結(jié)構(gòu)的健康，而且可以反映生物棲息地和生態(tài)調(diào)蓄功能的滿足狀況。

10.植被結(jié)構(gòu)完整性指數(shù)

植被結(jié)構(gòu)完整性指數(shù)可以反映河（湖）岸帶植被保護河（湖）岸穩(wěn)定、生物棲息地和改善水質(zhì)等方面所起的作用。該指標(biāo)可以反映河（湖）岸帶結(jié)構(gòu)的健康程度，根據(jù)河（湖）岸帶接近自然的程度和植被覆蓋程度以及外來物種數(shù)量的不同，可以分級別刻畫。

2.3.3　水化學(xué)特征指標(biāo)

河湖水化學(xué)特征主要包括河湖的水質(zhì)指標(biāo)和底質(zhì)污染指數(shù)。其中表征河湖水質(zhì)情況的指標(biāo)通常有河湖的水質(zhì)狀況、河湖水質(zhì)綜合指數(shù)。水質(zhì)平均污染指數(shù)、底質(zhì)平均污染指數(shù)、營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)以及針對部分流域提出的血吸蟲病傳播阻斷率等。

1.河湖水質(zhì)類別

河湖的水質(zhì)受河水挾帶物質(zhì)的影響，是有水中物理、化學(xué)和生物等因素綜合決定的水體特征。水質(zhì)的優(yōu)劣是反映河湖健康的重要方面，是影響人類健康和水資源可持續(xù)利用的一個重要參數(shù)。可以反映生物棲息地、生態(tài)調(diào)蓄、環(huán)境凈化、災(zāi)害調(diào)節(jié)等功能的滿足狀況。評估河湖水質(zhì)的整體狀況可以用水質(zhì)達標(biāo)率、劣質(zhì)水質(zhì)比例、水質(zhì)類別等綜合指標(biāo)表征。本研究選取水質(zhì)類別作為評估指標(biāo)，水質(zhì)類別的確定依據(jù)《地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838—2002）。

2.營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)

營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)用于對流動緩慢，可能產(chǎn)生富營養(yǎng)化的河段進行富營養(yǎng)化評估。所謂水體富營養(yǎng)化現(xiàn)象是指天然水體中，由于過量營養(yǎng)物質(zhì)的排入，引起各種浮游生物的異常繁殖和生長的現(xiàn)象，其結(jié)果會導(dǎo)致水質(zhì)惡化和生物群體的破壞（蔡慶華，1997）。

也有一些研究還采用了溶解氧水質(zhì)狀況、耗氧有機物污染狀況、重金屬污染狀況作為評估指標(biāo)。

2.3.4　生態(tài)功能指標(biāo)

河湖生態(tài)功能是指河湖對流域生態(tài)形態(tài)的支撐程度，它是健康河湖的主要外在表現(xiàn)，隨著人們對生態(tài)和環(huán)境保護意識增強，河湖生態(tài)功能成為人們評估河湖健康與否的重要內(nèi)容。

1.大型無脊椎動物生物完整性

大型無脊椎動物生物完整性是指生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的完整性，是生態(tài)系統(tǒng)維持各生態(tài)因子相互關(guān)系并達到最佳狀態(tài)的自然特性，生態(tài)系統(tǒng)的健康程度的表現(xiàn)。

2.浮游植物數(shù)量

浮游植物細(xì)胞密度，指單位體積湖泊水體中的藻類個數(shù)。

3.生物多樣性指標(biāo)

生物多樣性是流域健康的外在體現(xiàn)，直觀地反映流域物種的豐富程度。Shannon指數(shù)通常用來表示生物多樣性，Shannon指數(shù)一般介于1.5～3.5，很少超過4。該指標(biāo)表示物種的多樣性和物種的均勻程度。物種的數(shù)目越多，均勻度越高，物種的多樣性越高。

4.魚類生物損失指數(shù)

魚類生物損失指數(shù)指評估河段或湖泊內(nèi)土著魚類種數(shù)現(xiàn)狀與歷史參考系魚類種數(shù)（不包括外來種）的差異狀況，反映流域開發(fā)后，河湖生態(tài)系統(tǒng)中頂級物種受損狀況。魚類生物損失指數(shù)的建立采用歷史背景調(diào)查方法確定，以20世紀(jì)80年代為歷史基點。

5.濕地保存率

濕地是地球的肺，具有調(diào)節(jié)生態(tài)、凈化環(huán)境、景觀娛樂等功能，最重要的是提供生物棲息地。

2.3.5　社會服務(wù)功能指標(biāo)

河湖在維持其自身生命存在的同時，為人類社會和經(jīng)濟提供資源和場所，在防洪、抗旱、航運、供水、發(fā)電、養(yǎng)殖以及景觀等方面發(fā)揮著巨大的作用。

1.人均可用水量

人均可用水量可以反映河湖水資源量的充足程度。

2.水功能區(qū)達標(biāo)率

人類將不同河段和不同作用的河湖劃分為不同的水功能區(qū)，水功能區(qū)的達標(biāo)率可以反映河湖組成結(jié)構(gòu)是否合理，反映出河湖在滿足生物棲息、洪水調(diào)節(jié)以及水資源供應(yīng)等多方面的程度。

3.水資源開發(fā)利用率

水資源開發(fā)利用率是指水資源開發(fā)量占流域水資源總量的百分?jǐn)?shù)。國際上公認(rèn)的合理的河湖開發(fā)利用率為30%，最大上限為40%，超過上限就會出現(xiàn)生態(tài)危機危害河湖的健康。

4.水能資源開發(fā)利用率

水能資源開發(fā)利用率是指已開發(fā)的水電裝機容量與可能開發(fā)水電裝機容量的比值。

5.通航保證率

通航保證率指一年中河湖實際水深達到通航要求的天數(shù)與統(tǒng)計的通航天數(shù)之比，反映了河道正常通航的保證程度。河道通航保證率的健康閾值有專門的評估標(biāo)準(zhǔn)《內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)》。

6.防洪工程達標(biāo)率

防洪工程包括堤防、蓄滯洪區(qū)和水庫等，其達到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的情況在一定程度上能判斷河湖防洪能力是否能夠滿足經(jīng)濟社會對河湖防洪能力的要求。河湖實際防洪標(biāo)準(zhǔn)與河道的安全泄洪能力以及工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)，水利工程發(fā)揮調(diào)節(jié)洪水功能時，河道的實際防洪標(biāo)準(zhǔn)會被提高。相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)參考《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50201—2014）。

7.環(huán)境容量利用率

河湖水體納污能力是有限的，超出納污能力的上限，河湖水體受到的脅迫越大。環(huán)境容量利用率是排入河湖的污染物總量占河湖水環(huán)境容量的比值。

8.公眾滿意度指標(biāo)

反映公眾對評估河湖水質(zhì)、水量、魚類、河岸帶等狀況的滿意程度。

9.景觀多樣性指數(shù)

景觀多樣性通常用Romme的景觀豐富度（Romme，1982）指數(shù)來計算。