基于生態文化健康的城市河流健康評價指標體系探索

章晶晶，陳　波，盧　山

(浙江理工大學 建筑工程學院，浙江　杭州　310018)

隨著城市擴張、工農業生產和人類不合理的開發，加劇了河流生態系統的退化。城市河流生態系統的健康及評價成為各政府和國內外學者的關注重點[1]。當前，河流生態系統健康評價方法主要有指示物種法和指標體系法2類。指示物種法采用指示生物法和簡單指數法，較為簡便，但由于不同物種對環境變化敏感性存在差異，因此選擇不同物種或參數會得到不同的結果，也無法綜合評價河流的健康狀況[2]。綜合指標法則運用不同尺度信息，從生物、物理、化學及社會經濟等方面構建指標體系，進行評價[3]，如美國環保署的快速生物評價協議(RBPS)、英國的河流保護評價系統(SERCON)、澳大利亞自然資源和環境部的溪流狀態指數(ISC)、南非水事務和森林部的河流健康計劃(RHP)等[4-6]。我國的河流健康評價研究起步較晚，近年來，隨著城市河道整治及“五水共治”等的力度不斷加強，有關的研究也逐漸開展起來，如耿雷華等分別采用綜合評價指數法、模糊綜合評價法、灰色關聯度分析法、“拉開檔次”法等進行了城市河流的健康評價研究和實踐[7-10]。

近年來，在生態系統健康研究領域出現了一種新的研究視角：生態文化健康[11]。生態文化健康被定義為在不損害任何重要的生態過程和文化生命力的前提下，達成自然與文化的動態交互與協同進化[11]。相比生態系統健康，生態文化健康更側重于生態過程與社會經濟要素的整合。人類是生態系統的重要組成部分，人類活動是生態系統健康問題的首要因素，因此不考慮社會、經濟與文化的健康，討論生態系統健康問題是不科學的[12]。從生態文化健康角度出發進行生態健康評價，更有利于融合生態系統可持續發展中復雜的自然與社會的相互作用機制，多學科多角度地解決環境問題。

以往的河流健康評價研究大都側重于自然生態方面，對其景觀服務、休閑游憩和文化教育等功能未給予足夠的重視。河流不僅是重要的資源，發揮著貨運、泄洪、灌溉、水資源區域調配等作用，還是重要景觀廊道和文化廊道，是城市綠地系統、開放空間系統的重要骨架和組成，為人類提供休閑游憩的場所，影響著城市的整體形象。這些由河流提供的人文方面的服務功能也應當在指標體系中得到體現，因此本研究試圖從生態文化健康視角出發，構建城市河流健康評價體系，以期能為城市河流健康評價提供新的思路，進一步擴充生態系統健康研究的范圍。

1　城市河流生態文化健康評價指標選取

1.1　自然生態指標

充足的水量是河流生態系統的完整性、生物多樣性的必要條件，還會影響河流通航能力和景觀環境質量，可選用年均流量及偏差、河干長度、干涸天數、斷流天數等指標進行量化評價。河流水質和底泥中營養物、有機質、重金屬及污染物的含量和渾濁度等狀況對河流各項生態系統功能的發揮起到重要影響，是衡量水環境質量的重要因素，可根據《地表水環境質量標準》(GB 3838—2002)計算河流水質和底泥平均污染指數。生物多樣性方面一般選取魚類、浮游生物、底棲動物的多樣性作為參評指標[3]。人類活動會使河流兩岸的地貌和形態結構發生變化，導致水體流動受阻、河床淤積崩塌等，因此選取河床穩定性、河道連通度、彎曲度和岸坡自然度等作為河流形態結構指標[13]。河岸帶是河流水陸交界處的生態脆弱帶，城市河流正常功能的發揮與河岸帶狀況有極大聯系，其作用體現在控制水土流失、調蓄雨洪、維持生物多樣性、提供景觀和休閑游憩空間等，可選用河岸帶寬度、縱向連續性來描述。

1.2　社會經濟指標

河流對人類和城市發展發揮了重要的支撐作用，供水、泄洪、航運是河流的主要社會經濟功能[14]。我國大部分流域降雨、徑流時程不均，枯水期缺水嚴重。與此同時，工業發展和人口激增，帶來需水量增加，供求矛盾日益突出，供水能力成為河流對人類生產生活的最基本支撐能力，人類對水資源利用的程度和效率也反過來影響了河流健康。因此，選取水資源利用率、人均水資源量、城市供水保證率、萬元GDP用水量作為參評指標。河流防洪能力的判斷可依據《防洪標準》(GB 50201—2014)中對各類防護區的防洪要求，計算達標堤防長度與堤防總長度的比值，得到防洪工程達標率來進行評價[15]。航運方面則設置通航保證率來表達河流給人類的舟楫之便。

1.3　景觀文化指標

河流是城市重要的景觀和文化資源，參考了前人的研究成果并結合河流生態文化健康內涵，選取了如下評價指標。

公眾滿意度。從公眾的主觀體驗與感知出發，全面衡量河流在景觀環境、娛樂休閑、文化教育方面能否滿足公眾需求。可通過問卷調查獲取公眾的滿意度反饋。

植被豐富度。植物既是河流生態功能發揮的重要載體，也是園林造景的四大要素之一。可從綠地率、豐富度、觀賞性、連續性等角度來反映河流的景觀功能及人類社會活動對河流的影響。

休閑游憩。河流生態系統為市民和游客提供了很多游憩活動的可能，包括劃船、游泳、釣魚、漂流等水上活動和露營、野餐、散步等沿岸活動[16]。這些休閑游憩活動既能強身健體，又能愉悅身心，改善人們精神健康狀況[17]。可選用游憩項目豐度、容量、游船通航保證率進行評價。

文化教育。河流生態系統是人類重要的文化精神源泉[17]，具有推動文化傳承和科學教育發展功能。例如京杭大運河沿線的城市，大多沿河修建了大量水利設施、名人祠廟、古塔古橋、宗教建筑和古典園林，成為人文薈萃，地方佳肴的匯聚之地，最終形成了獨具特色的大運河景觀和風貌。可從水文化體現、文物古跡保護和開發利用程度[18]、教育活動豐度等方面來反映河流文化教育功能的水平。

2　城市河流生態文化健康評價體系構建

2.1　權重分配

基于上述分析，設計了一個包含3個因素12個因子的城市河流生態文化健康評價指標體系，并在此基礎上設計專家咨詢表，采用專家咨詢法和層次分析法確定各層次各因子的權重值和排序。具體3個因素12個因子的權重如表1，各因素中自然生態因素權重最大，為0.568，各因子中形態結構因子權重最大，為0.134。

2.2　評價模型

在對某一具體的流域進行生態文化健康評價時，可根據實際情況選取因子，設置合理的評價標準給各因子逐一打分，結合權重匯總后得到最終的評價結果。

其中，P為河流生態文化健康評價總得分；ci為第i個因子的得分；wi為權重；n為因子個數，取12個。

3　討論

雖然生態文化健康的概念提出還不久，在研究者之間尚未取得廣泛共識，相關理論和實踐研究也不多，但生態文化健康研究視角能反映人類活動對自然生態的脅迫和自然健康反過來對人類健康的影響，有利于綜合全面地解決各種資源環境問題。河流尤其是流經城市化地區河流的健康與否與周邊城市在經濟、社會和文化發展中的互動關系非常緊密。本研究從生態文化健康角度出發構建城市河流健康評價指標體系，拓寬了河流健康研究的思路，具有一定的理論和實踐意義。

表1　城市河流生態文化健康評價指標體系

本研究集中關注了河流生態系統健康評價的指標篩選和權重關系，而對各指標的評價標準以及指標體系的適用性尚未涉及，這是今后研究的主要方向。

參考文獻：

[1]趙彥偉，楊志峰．河流健康：概念、評價方法與方向[J]．地理科學，2005，25(1)：119-124．

[2]周林飛，左建軍，孫中華．沈陽城市河流生態系統健康評價研究[J]．水土保持研究，2011，18(4)：254-257．

[3]鄧曉軍，許有鵬，翟祿新，等．城市河流健康評價指標體系構建及其應用[J]．生態學報，2013，34(4)：993-1001．

[4]BARBOUR M T，GERRITSEN J，SNYDER B D，et al． Rapid bioassessment protocols for use in streams and wadeable rivers: Periphyton，benthic macroinvertebrates，and fish[M]．2nd ed．Washington: Environmental Protection Agency，Office of Water，1999: 1-10．

[5]ROBERT C，PETERSEN J R． The RCE: a Riparian，Channel，and Environmental Inventory for small streams in the agricultural landscape[J]．Freshwater Biology，2010，27(2): 295-306．

[6]LADSON A R，WHITE L J，DOOLAN J A，et al． Development and testing of an index of stream condition for waterway management in Australia[J]．Freshwater Biology，1999，41(2)：453-468．

[7]耿雷華，劉恒，鐘華平，等．健康河流的評價指標和評價標準[J]．水利學報，2006，37(3)： 253-258．

[8]張楠，孟偉，張遠，等．遼河流域河流生態系統健康的多指標評價方法[J]．環境科學研究，2009，22(2)：162-170．

[9]秦鵬，王英華，王維漢，等．河流健康評價的模糊層次與可變模糊集耦合模型[J]．浙江大學學報(工學版)，2011，45(12)：2169-2175．

[10]宋剛福，沈冰．“拉開檔次”法的改進及其在河流生態健康評價中的應用[J]．應用生態學報，2012，23(7)：1891-1896．

[11]RAPPORT D J，MAFFI L．Eco-cultural health，global health，and sustainability[J]． Ecological Research，2011，26(6)：1039-1049．

[12]劉焱序，彭建，汪安，等．生態系統健康研究進展[J]．生態學報，2015，35(18)：5920-5930．

[13]馮彥，何大明，楊麗萍．河流健康評價的主評指標篩選[J]．地理研究，2012，31(3)：389-398．

[14]劉昌明，劉曉燕．河流健康理論初探[J]．地理學報，2008，63(7)：683-692．

[15]張娟，鞠偉．基于層次分析法的城市河流健康評價研究[C]．第四屆中國水生態大會論文集，2016．

[16]BROWN T C， TAYLOR J G， SHELBY B. Assessing the direct effects of streamflow on recreation：a literature review[J]. Water Resources Bulletin，1992, 27(6):979-989.

[17]魯春霞，謝高地，成升魁．河流生態系統的休閑娛樂功能及其價值評估[J]．資源科學，2001，23(5)：77-81．

[18]陸菲．蘇州古城區河流景觀質量分析與評價：以干將河為例[D]．蘇州：蘇州大學，2016．