渾太流域生物完整性健康評估

陳禹衡

(遼寧省大伙房水庫管理局有限責任公司，遼寧 撫順 113006)

河湖健康評價是評價河湖健康狀況、調查分析河湖存在的主要問題,制定具體目標、提出有效的任務措施，加強河湖長制長效體系實施的重要技術手段，是指導制定“一河(湖)一策”治理及管理保護方案的重要依據，也是河湖管理的重要參照[1- 5]。河湖生物完整性的相關指標能夠充分反映河湖的健康狀況，也是反映河流水污染和水環境狀況的重要依據[6- 9]。渾太流域發源于撫順市清原縣灣甸子鎮，流經撫順市、沈陽市、遼陽市、鞍山市、盤錦市及營口市，河長495km，流域面積28260km2。由于人為因素，河流受到水污染、河道侵占、非法采砂、水資源過度開發等影響，河流生態系統遭到破壞。為了加強對河湖的管理和保護，開展渾太流域生物完整性健康評估，明確河流的生態健康狀況與影響因素，提出有針對性的治理措施與對策，對河流永續健康發展具有巨大意義。

1 評價體系

1.1 評價指標

結合渾太流域實際與特點，綜合考慮能夠反映河流生物健康的關鍵性因素，確定河流生物完整性健康評價采用底棲動物完整性指數和魚類生物損失指數2項指標。

1.2 評價標準

1.2.1底棲動物完整性指數

(1)參照點和受損點的篩選

根據當前河流干擾因素，依據選取的水質指標、半定量生境評價指標，篩選參照點和受損點。綜合生境質量和水質標準，原始參考區為太子河和渾河的源頭，涉及樣點點位為TZ01—TZ05、H01—H06，經過生境質量評分，最終保留樣點點位為TZ02、TZ03、TZ04、TZ0。原始受損點為太子河和渾河的下游段，涉及海城河下游的樣點點位、太子河下游和渾河下游的樣點點位，經過生境質量評分后，最終保留H11、H12、H16為受損點。詳細信息如圖1所示。

(2)指標體系構建

根據適用于EPA的大型底棲動物的B-IBI因子，選擇28種大型底棲動物的生物學參數作為構建大型底棲動物評估的候選指標,篩選了28個候選指標的分布范圍、判別能力和相關性分析。分配范圍的篩選意味著如果在95%以上的樣品點中指數的得分為0，該指數將被舍棄。最后篩選出10個核心指標，并在此基礎上計算IBI值。表1顯示了10個核心指標的分配范圍和最佳預期值。

(3)IBI值賦分

將各評估參數的分值進行加和，得到IBI指數值。以參照系樣點IBI值由高到低排序，選取25%分位值作為最佳期望值，對IBI指數進行賦分得到IBIr分值，范圍為0～100。

表1 核心指標值分配范圍和最佳預期值

圖1 太子河和渾河監測前、評價中參照點與受損點篩選區域

1.2.2魚類生物損失指數

通過歷史背景調查方法，建立魚類損失指數標準。選擇20世紀80年代作為歷史基點。 基于歷史調查數據，對河流魚類種數進行分析與統計評價。魚生物損失指數的計算公式如下[10- 11]：

(1)

式中，FOE—魚類生物損失指數；FO—評價河段的魚類種類數量；FE—評價河段魚類種類數量預期值。

魚生物損失指數賦分標準見表2。

表2 魚類生物損失指數賦分標準表

1.3 計算方法

河流健康評價生物完整性賦分計算公式如下：

ALr=BIBr×BIBw+FOEr×FOEw

(2)

式中，ALr—生物完整性賦分；BIBr—底棲動物完整性指數賦分；BIBw—底棲動物完整性指數權重，取0.4；FOEr—魚類生物損失指數賦分；BIBw—魚類生物損失指數權重，取0.6。

2 河流健康評價

2.1 調查監測

河流健康調查監測點位共計32個，每個點位調查監測3次，共計96個樣品量。主要監測范圍包括渾河、太子河、海城河、社河、牤牛河等河流，開展春季和秋季兩期調查監測。

圖2 渾太流域河流健康監測斷面空間分布

2.2 評價結果

基于春季和秋季渾太流域河流32個樣點調查數據，綜合每個樣點河流大型底棲動物完整性指數賦分和魚類生物損失指數賦分，根據式2對每個樣點生物完整性進行評價，進而計算每個河段生物完整性賦分。詳見表3。

2.3 結果分析

2.3.1生物完整性賦分空間分布

根據評價結果，渾河流域生物完整性的平均得分為46分，整體情況較差。上游和下游之間的生物完整性得分存在顯著差異。渾河流域上游生物完整性得分要高于下游的，并且下游生物完整性得分較低，健康狀況較差。大型底棲動物完整性指數的平均得分為71分，表明整體情況相對較好。渾河流域沈陽段上游H1—H11的底棲完整性指數平均為77分，表明底棲完整性指數相對較好。渾河流域沈陽段下游H13—H16的底棲完整性指數為59分，表明底棲完整性指數相對較差。渾河支流牤牛河H12的生物完整性指數為35分，流域內生物完整性指數最差。魚類損失指數的平均得分為29，整體情況很差，上游和下游之間的魚類損失指數存在較大差異。大伙房水庫上游魚類完整性良好，但由于河流受損引起的嚴重擾動，一些點H02和H04的魚類完整性相對較差。在大伙房水庫下游，特別是在H10樣本點位的下游，魚類完整性相對較差。

太子河流域生物完整性的平均得分為50分，整體情況差。上游和下游之間的生物完整性得分有很大差異。在太子河和海城河的上游，生物完整性得分相對較好，但在下游相對較差。在海城河下游的TZ16點位生物完整性得分最低。其中，河流大型底棲動物完整性指數的平均得分為78分，表明整體情況很好。太子河的上游和下游之間的底棲完整性指數存在顯著差異。太子河下游的TZ11和TZ12點位的生物完整性指數相對較好，而海城河下游TZ16的生物完整性指數是最差的。魚類損失指數的平均得分為29分，魚類完整性損失嚴重。在上游和下游之間的魚類損失指數顯著差異，由于天然河流和河岸地區的原生植被保存較好，魚類損失指數得分在TZ01點位是最高的。沈陽段下游TZ07點位、太子河下游段TZ11點位與海城河下游段TZ15點位的魚類完整性指數得分最少。

圖3 渾太流域河流生物完整性賦分空間分布

圖4不同河段的比較分析表明，太子河上游源頭-觀音閣水庫出口的生物完整性得分最高，其次是海城河上游源頭-海城河水文站、社河及渾河上游源頭-大伙房水庫出口，最后是渾河下游三岔河口-入河口和牤牛河。圖5可知，太子河上游源頭-觀音閣水庫出口和社河的大型底棲動物完整性得分最高，渾河下游三岔河口-入河口和牤牛河的得分最低，其他河段的得分相接近。圖6可知，太子河上游源頭-觀音閣水庫出口和社河的魚類損失指數得分較高，其他河段得分較差。

表3 渾太流域生物完整性賦分結果表

圖4 渾太河流域分河段生物完整性賦分

2.3.2生物完整性指數影響因素分析

河流生物完整性涵蓋了魚類損失指數和大型底棲動物完整性指數，由于生物對河流水生態的影響程度與重要性，會產生不同的完整性指數結果。由于水資源開發利用程度較高，魚類種類下降嚴重，經過調查，河流魚類損失程度較高，完整性指數得分較低。雖然魚類損失指數賦予0.6的權重，但是得分較低，平均占比32%，同時有4個調查點位低于20%。魚類損失指數得分在整個生物完整性所占分值較低，但是魚類損失指數重要性程度要高于底棲動物完整性指數，說明在不同河流河段的生物完整性得分主要取決于魚類損失指數得分，魚類損失指數是生物健康評價的關鍵指標。

圖5 渾太河流域分河段底棲動物完整性指數賦分

圖6 渾太河流域分河段魚類損失指數賦分

圖7 渾太流域底棲動物完整性指數與魚類損失指數的賦分比重

3 治理保護對策

3.1 流域排污控制

氨氮與化學需氧量是渾太流域主要污染物根源，對大伙房水庫下游的水生生物影響較大，對生物群落的退化影響更為嚴重。因此，降低氨氮與化學需氧量的濃度量是渾太流域水環境綜合整治的重點目標。加強點源污水達標排放管理，制定入河排污口“一口一策”方案，減少干支流排污口對河流的排入量。

3.2 重點河流段生態廊道建設

為更好發揮河流廊道水源涵養、點面源污染物控制與凈化、生物棲息地功能恢復，應該從以下3個方面加強：①沿河兩岸設定10m的緩沖區域，開展“林草交錯”的生態廊道改造；②恢復沿河灘涂濕地、回水區等生態系統，使河流從上游到下游構建生態小系統，凈化水環境；③盡量恢復河流自然狀態，減少不必要的攔河閘壩阻隔，保障河道通暢，恢復沿岸動植物棲息地，增加生態系統功能多樣性。

3.3 加強水生生物多樣性的監測管理

定期開展渾太流域水生物調查，依托水文站、水質站，建設水生物監測站點，建立水生物物種、類別、科目的數據庫，每年出版水生物調查監測公報，有效掌握渾太流域水生物系統狀況，為河流生態系統變化及制定措施提供基礎數據。

4 結論

與實際渾太流域現狀相比較，本文通過開展渾太流域生物完整性健康評價，掌握河流水生態、水環境存在的問題，反映渾太流域水生態、水環境現狀。本文只針對一年開展了調查監測與健康評價，反映的是當年的健康狀況，對于河流生物完整性健康狀況還需要開展長期的調查監測，同時與目前的“河長制”、“一河一策”相結合，才能更好地針對問題，制定有效的治理措施。