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虫鞠始
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1 中国水利水电科学研究院第 13 届青年学术交流会论文文章编号 : 呼伦湖健康评估问题诊断及保护对策研究张海萍 1, 渠晓东 1,2 1,2, 彭文启 (1. 中国水利水电科学研究院水环境研究所, 北京 ; 2. 流域水循环模拟与调控国家重点实验室, 北京 ) 摘要 : 生态系统健康评估是了解生态系统状态和进行科学管理的基础, 同时可以为其保护对策提供参考本研究在总结国内外生态系统健康评估理念的基础上, 结合水利部全国河湖健康评估的要求和呼伦湖流域特征, 构建了呼伦湖健康评估指标体系, 并采用相应的标准和方法进行了综合评估, 包括水文水资源物理结构水质水生生物和社会服务功能 5 个方面的 17 项指标通过资料收集和实际监测两种方法, 对每项指标进行了评估评估结果表明, 呼伦湖健康评估最终得分为 40.5 分, 为亚健康状态其中, 生态完整性得分为 36.9 分, 为不健康水平 ; 社会服务功能状况得分为 49.1 分, 处于亚健康水平主要存在的问题如下 : 水位偏低水功能区达标率低生物多样性下降针对以上问题, 分别提出了保护对策关键词 : 湖泊健康评估 ; 生态完整性 ; 社会服务功能中图分类号 :TV211,X824,X826 文献标识码 :A 1 研究背景 23 [1] 生态系统健康的概念从国外引进而来, 一经提出就得到了广泛的关注, 并举办过多次国际会议, 也有专门的期刊进行生态系统健康专题讨论, 如 Ecosystem Health Ecosystem Health and Sustanablty 目前生态系统健康评估理念被应用于河流湖泊湿地海洋等生态系统类型国内 [2] 生态系统健康评价最早被应用于河流健康评价, 逐步出现在湖泊湿地海洋生态系统健康评价中 [3] [4] [5] [6] 国内将健康评价应用于湖泊管理与评价中的有洱海洪泽湖梁子湖辽宁省部分湖泊博斯腾 [7] [8] 洞庭湖等对于生态系统健康的概念和理念, 国内外学者就其概念和评估方法也进行了多方面的探讨, 主要包括以下几个方面 : 生态系统健康应包括哪几个方面, 认可度比较高的是美国和欧盟提出的物理完整性化学完整性和生物完整性 [1]; 是否应该将生态系统的服务功能不纳入评估体系中, 一方面主要是因为传统的生态学家注重生态系统的健康是其中生物多样性的维持及其相关的重要环境条件, 并不考虑其与 [9] 社会的关系 ; 另一方面部分生态学家认为河流的社会服务功能指标可能完全不能反映生态系统的意义, 也有生态学家担忧可能由于无法研究社会功能与生态功能的关系, 在一定程度上意味着牺牲生态功能而 [10] 追求服务功能是否将服务功能考虑到生态系统健康概念中, 应当考虑区域自然特征与经济发展的差异性, 与区域发展阶段相结合在总结国内外生态系统健康定义的基础之上, 遵循人水和谐和生态文明的基本理念, 结合当前河流生态系统健康相关研究的最新成果, 水利部全国重要河湖健康评估计划提出河流健康定义如下 : 湖泊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湖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湖不仅具有良好的自收稿日期 : 论文未公开发表过基金项目 : 全国重要河湖健康评估汇编及评价指标标准与方法修订 ; 流域景观格局对河流大型底栖动物的影响研究 ( ) 作者简介 : 张海萍 (1986-), 女, 北京, 博士, 工程师, 主要从事流域水生态评价工作 zhp2success@126.com 97

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本研究根据水利部全国重要河湖健康评估计划提出的概念和评估技术体系, 对呼伦湖进行评估, 主要包括以下内容 :1) 呼伦湖健康评估指标体系构建 ;2) 呼伦湖健康评估结果 ;3) 呼伦湖健康问题诊断与保护对策分析 2 研究区域概况呼伦湖位于内蒙古自治区呼伦贝尔草原西部的新巴尔虎左旗新巴尔虎右旗和满洲里市之间 ( 图 1),

2 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本研究根据水利部全国重要河湖健康评估计划提出的概念和评估技术体系, 对呼伦湖进行评估, 主要包括以下内容 :1) 呼伦湖健康评估指标体系构建 ;2) 呼伦湖健康评估结果 ;3) 呼伦湖健康问题诊断与保护对策分析 2 研究区域概况呼伦湖位于内蒙古自治区呼伦贝尔草原西部的新巴尔虎左旗新巴尔虎右旗和满洲里市之间 ( 图 1), 为构造成因的半咸水半淡水湖呼伦湖是中国第五大湖内蒙古自治区第一大湖, 与贝尔湖被称为姊妹湖呼伦湖是国家级自然保护区, 被称为呼伦贝尔草原之肾呼伦湖湖面为不规则斜长方形, 轴线为东北至西南方向, 轴长 93 km, 最宽处 41 km, 湖周长共计 447 km, 加上周边草原共 7400 km 2, 平均水深 5.7 m, 最大水深 10 m 图 1 地理位置与采样点分布图 3 研究数据与方法 3.1 呼伦湖健康评估指标体系与评估标准呼伦湖健康评估指标体系如表 1, 包括 5 个准则层, 分别为水文水资源物理结构水质生物和社会服务功能, 评估指标包括了全国重要河湖健康评估中的必选指标 1) 最低生态水位满足状况以 1971 年 ~2000 年日均水位的 90% 保证率为最低生态水位, 计算值为 543.3m 但呼伦湖水位观测值不连续, 无法根据既有水位标准来评估本研究中, 以水面面积代替水位进行评估根据历史监测记录, 做出水位 - 水面面积折线图, 水位为 543.3m 时, 对应的水面面积为 2081km² [11] 选取 12 个月的 Landsat TM8 卫星影像, 采用目视解译的方法进行水面提取, 换算成水位进行评估 2) 入湖流量变异程度该指标为环湖河流入湖实测月径流量与天然月径流过程的差异, 具体计算 [12] 公式与赋分标准见参考文献部分呼伦湖主要入湖河流为克鲁伦河乌尔逊河, 这两条河分别设有水文站阿拉坦额莫勒站昆都冷站, 根据这两处水文站 1971~2013 的日径流量数据对入湖流量变异程 98

3 度进行计算因克鲁伦河与乌尔逊河流域面积的 90% 分布在蒙古国内, 天然径流量较难计算, 本次评估仅对我国内新巴尔虎右旗的用水量做出考虑, 采用分项调查法对地表径流量进行还原, 还原量包括林牧渔畜用水量工业用水量居民生活用水量生态环境用水量 3) 河湖连通状况环湖河流连通状况重点评价主要环湖河流与湖泊水域之间的水流畅通程度环湖河流连通状况赋分按照下式计算 : Ns WnR n n 1 RFC 公式 1 Ns R n 1 n 式中,NS 为主要环湖河流数量,Rn 为评估年环湖河流地表水资源量 ( 万方 / 年 ), 出湖河流地表水资源量按照实测出湖水量计算,Wn 为环湖河流河湖连通性赋分,RFC 为环湖河流连通赋分根据 3 项指标进行河流连通性赋分, 包括断流阻隔时间年入湖水量占入湖河流多年平均实测年径流量比例评价年内入湖河流水质达标率表 2 环湖河流河湖连通性赋分标准顺畅状况断流阻隔时间 ( 月 ) 年入湖水量占入湖河流多年平均实测年径流量比例 (%) 评价年内入湖河流水质达标率赋分 (Wn) 完全阻隔 12 0% 0% 0 严重阻隔 4 10% 20% 20 阻隔 2 40% 40% 40 较顺畅 1 60% 80% 70 顺畅 0 70% 100% 100 4) 湖泊萎缩状况湖泊萎缩比例按照下式计算 ASR 1 A A C R 公式 2 式中,AC 为评估年湖泊水面面积,AR 为历史参考水面面积考虑到我国对湖泊的大规模围垦主要发生在上个世纪 50 年代到 80 年代, 因此, 湖泊水面面积历史参考点宜选择在上个世纪 50 年代以前 5) 湖滨带状况湖滨带状况评估包括 : 湖岸稳定性湖滨带植被覆盖率湖滨带人工干扰程度三个方面湖岸稳定性包括 5 项分指标, 包括斜坡倾角植被覆盖率斜坡高度基质类别湖岸冲刷状况湖滨带植被覆盖率在实地调查时, 在每个样点处设置 10m 15m 的调查评价样方区, 沿湖岸方向 10m, 从湖岸带向陆地方向外延 15m 湖滨带人工干扰程度是对对湖岸带及其邻近陆域典型人类活动进行调查评估, 需要调查的人类干扰活动类型包括湖岸硬性砌护沿岸建筑物 ( 房屋 ) 公路( 或铁路 ) 垃圾填埋场或垃圾堆放湖滨公园管道采矿农业耕种畜牧养殖渔业网箱养殖等关于这三项指标的计算详见参考文献 [13] 6) 水质本次评估采用水功能区划中呼伦湖保护区监测断面,2014 年 7 月年 7 月期间, 除 2014 年 12 月和 2015 年 1 月冰封期 2014 年 8 月外, 其余 10 个月, 每月采集一次水质样品水质监 99

4 测项目包括溶解氧耗氧污染状况 ( 高锰酸钾指数化学需氧量五日生化需氧量氨氮 ) 富营养状况 ( 高锰酸钾指数总磷总氮 ) 其中, 耗氧污染状况为 4 项指标的平均得分,60 分对应的浓度值为 III 类水标准 ; 富营养状况中高锰酸钾指数总磷总氮 3 项指标评分标准采用地表水资源质量评价技术规程 (SL395) 中营养状态指数的标准进行评价 7) 底泥重金属生态风险指数在呼伦湖采集 30 个样品, 包括湖岸区 14 个和深水区 16 个 ( 图 1) 采用 Hakanson 提出的潜在生态风险评价方法对呼伦湖表层沉积物中重金属含量进行生态风险评价, 计算方法如下 : 单个重金属污染系数 (C f ): 单个重金属的生态风险指数 (E f ): 沉积物多种重金属生态风险指数 (RI): C f = C s /C n 公式 3 E f = T s C f n 100 公式 4 RI = =1 公式 5 式中,C f 为第种重金属的污染指数,C s 为第种重金属的实测含量,C n 为第种重金属的参照值, T s 为第种重金属的毒性响应系数,E f 为第种重金属的生态风险指数,RI 为综合生态风险指数参照值选取我国土壤环境质量标准 (GB ) 一级自然背景值为参照的计算结果 8) 浮游植物数量在呼伦湖采集 30 个样品, 包括湖岸区 14 个和深水区 16 个 ( 图 1) 现场采集浮游植物样品 1L, 野外保存后, 带回实验室内进行计数, 采用藻类密度直接进行赋分 9) 浮游动物生物损失指数采用浮游生物网在呼伦湖采集 30 个样品, 包括湖岸区 14 个和深水区 16 个 ( 图 1), 每个样品采集 20L 水指标计算公式如下 : E f ZOE=ZO/ZE 公式 6 ZOE 为浮游动物生物损失度指数,ZO 为评估湖泊调查获得的浮游动物种类数量 ( 剔除外来物种 ), ZE 为 1980 年代以前浮游动物的种类数量 10) 大型水生植物覆盖度在湖岸区设置 16 个样点, 入图 1 所示首先根据野外调查数据, 计算每个采样点的物种多样性指数 (H ) 丰富度指数 (R) 和均匀度指数 (J), 分别对这些指数以及野外测定的植被总覆盖度 (C) 进行标准化处理, 即每个指数与其最大值的比值采样点的健康指数 (HI) 根据以下公式计算得到 : HI 1=(H / H max + R/R max + J/J max +C/C max)*100/4 公式 7 由于深水区的生境不适宜物种生存, 通常出现在该区域的物种较少, 因此计算健康指数时, 不能与湖滨带和浅水区采用同一公式, 而是采用标准化的群落总盖度为健康指数, 即 HI 2= C*100/C max 公式 8 湖滨带生态系统健康指数越大, 代表健康状态越好, 最后参照湖泊健康评估导则进行赋分对于每个采样点赋分为 HI = max (HI 1,HI 2 ) 公式 9 11) 大型底栖无脊椎动物指数采用彼得森彩泥器, 在呼伦湖采集 30 个样品, 包括湖岸区 14 个和深水区 16 个 ( 图 1) 考虑到呼伦湖实际情况, 采用 BI 指数和香农 - 维纳多样性指数 (H') 对大型底栖动物进行评价, 以反映水体污染对大型底栖动物的影响其中,BI 指数根据国内相关研究结果进行等级划分 [14, 15], 香农 - 维纳多样性指数 (H') 根据国内相关文献进行等级划分 [16], 呼伦湖大型底栖动物健康最终赋分为 BI 指数赋分和香农 - 维纳多样性指数 (H') 赋分的平均值 12) 鱼类生物损失指数在岸区设置 5 个样点, 在深水区设置 1 个样点, 入图 1 所示, 采用定制网法进行采样指标计算公式如下 : FOE=FO/FE 公式 10 式中,FOE 为鱼类损失度指数,FO 为获得的鱼类种类数量 ( 不包括外来物种 ),FE 为 1980 年代

5 以前鱼类种类数量 13) 水功能区达标指标评估年内水功能区达标次数占评估次数的比例大于或等于 80% 的水功能区确定为水质达标水功能区 ; 评估湖泊流域达标水功能区个数占其区划总个数的比例为评估湖泊水功能区水质达标率 14) 供水保障率由于人口稀少, 呼伦湖流域水资源开发利用率极低, 但是由于河湖水质问题, 可利用水量极少, 地下水占据区域用水的 50% 左右, 用水量和供水量矛盾较为突出, 因此本次评估采用供水保证率代替水资源开发利用率指标, 使其更为符合流域及区域特征和需求呼伦湖及上游地区主要区县是新巴尔虎右旗, 因此主要考虑新巴尔虎右旗的供水保证率 15) 公众满意度指标采用实地调查的方式, 在呼伦湖周边设置调查点, 对周边公众发放公众满意度调查表, 现场记录并打分, 问卷内容包括公众对湖泊水量水质湖岸状况鱼类状况认识等, [17] 具体详见参考文献统计有效调查表, 根据公众类型和公众总体评估赋分, 公式如下 : PPr = NPS n=1 PERr PERw NPS n=1 PERw 公式 11 式中,PPr 为公众满意度指标赋分,PERr 为公众评估赋分,PERw 为公众类型权重,NPS 为调查有效公众总人数 PERw 值设置如下 :3( 沿湖居民 ) 2( 湖泊管理者 ) 1.5( 湖泊周边从事生产活动 ) 1 ( 旅游经常来湖泊 ) 0.5( 旅游偶尔来湖泊 ) 3.3 健康评估方法采用加权平均法对呼伦湖健康状况进行评估 : 湖泊健康状况得分 = W 1 生态完整性得分 + W 2 社会服务功能得分公式 12 式中,W 1 为 0.7,W 2 为 0.3 生态完整性得分包括 4 个准则层得分, 权重分配分别为 : 水文水资源 (W=0.2) 物理结构 (W=0.2) 水质 (W=0.2) 生物 (W=0.4) 在每个准则层中, 每项指标的权重如表 1 所示每项指标按照表 1 中的标准进行赋分, 评估结果理论得分为 0 分 ~100 分赋分标准中, 根据指标分级进行打分, 级别之间采用线性插值法进行赋分, 如入湖流量变异程度, 指标值 0.1 赋分 75 分, 指标值 0.3 为 50 分, 指标值 0.2 则采用线性插值法赋分 62.5 分 101

6 生态完整性 (W=0.7) 表 1 呼伦湖健康评估指标体系及评估标准准则层指标层赋分标准指标权重年内 365 日日均水位均高于 ML (90 分 ); 日均水位低于 ML, 但 3 日平均水位不低于 ML(75 分 );3 日平均水位低于 ML, 但最低生态水位满足状况 7 日平均水位不低于 ML(50 分 ); 日平均水位低于 ML(30 分 ); 14 日平均水位低于 ML(20 分 ); 水文水资源 (HD) 30 日平均水位低于 ML(10 分 ); 60 日平均水位低于 ML(0 分 ) (W=0.2) 入湖流量变异程度 :0.05(100 物理结构 (PF) ( W=0.2) 水质 (WQ)( W=0.2) 生物 (AL)( W=0.4) 入湖流量变异程度分 );0.1(75 分 );0.3(50 分 );1.5(25 分 );3.5(10 分 );5(0 分 ) 0.3 河湖连通状况 RFC 湖泊萎缩状况湖滨带状况 DO 水质状况耗氧污染状况富营养状况 ASR: 5%(100 分 );10%(60 分 );20%(30 分 );30%(10 分 );40%(0 分 ) 每项分指标的赋分标准见参考文献中表 1[18] 饱和率 90% 或者浓度值为 7.5 (100 分 );6(80 分 );5(60 分 );3(30 分 );2(10 分 ); 0(0 分 ) 高锰酸盐指数 (mg/l):2(100 分 );4(80 分 );6(60 分 ); 10(30 分 );15(0 分 ) 化学需氧量 (mg/l):15(100 分 );17.5(80 分 );20(60 分 );30(30 分 );40(0 分 ) 五日生化需氧量 (mg/l):3(100 分 );3.5(80 分 );4(60 分 ); 6(30 分 );10(0 分 ) 氨氮 (mg/l):0.15(100 分 ); 0.5(80 分 );1(60 分 );1.5 (30 分 );2(0 分 ) 采用地表水资源质量评价技术规程 (SL395) 中营养状态指数的标准底泥重金属生态风险指数 RI:100 分 ( 150);50 分 (300); 0 分 ( 600) 浮游植物数量藻类密度 ( 万个 /L):40(90 分 );100(75 分 );200(60 分 );500(40 分 );1000(30 分 );2500(10 分 );5000(0 分 ) 最小分值

7 社会服务功能 (W=0.3) 社会服务功能 (SSI) 浮游动物生物损失指数 ZOE:1(100 分 );0.85(80 分 );0.75(60 分 );0.6(40 分 );0.5(30 分 );0.25( 分 );0(0 分 ) 大型水生植物覆盖度 HI:>75%(100 分 );75%(75 分 );40%(50 分 );10%( 分 );0%(0 分 ) 大型底栖无脊椎动物指数 BI: 5.5(100 分 );6.6(75 分 );7.7(50 分 );8.8(25 分 ); 10(0 分 ) H : 4(100 分 );3( 分 );2(50 分 );1(25 分 ); 0(0 分 ) 鱼类生物损失指数 FOE:1(100 分 );0.85(80 分 );0.75(60 分 );0.6(40 分 );0.5(30 分 );0.25(10 分 );0(0 分 ) 0.25 水功能区达标指标水功能区达标率供水保障率供水保证率公众满意度指标 PPr 为实际得分健康评估结果 4.1 水文水资源准则层 1) 最低生态水位满足状况对 Landsat 8 影像进行每个月水面面积提取, 提取结果如表 3 由于 1 月 2 月 12 月均属于冬季, 湖面冰封, 面积变化极小, 仅提取 4~10 月份水面面积从年内水面面积提取结果表明, 仅有 10 月份水面面积达到了 2081km² 最低生态水位满足状况指标赋分为 0 表 3 基于 Landsat8 遥感影像的 2015 年代表性月份水面面积影像日期水面面积 (km²) ) 入湖流量变异程度经计算, 由于 2013 年两条河各月径流量均较高, 因此相对于多年平均天然月径流量, 变异程度较大入湖河流流量变异程度 FD 为 3.42, 赋分为 10.6 分 4.2 物理结构准则层 1) 河湖连通状况呼伦湖环湖并无闸坝存在, 其蓄水量由以上两方面原因决定, 人为控制因素较少, 评估年无断流月份, 因此断流阻隔时间赋分为 100 分克鲁伦河与乌尔逊河的水质目标分别为 II 类水和 III 类水根据 2014 年 7 月至 2015 年 7 月水质监测结果, 克鲁伦河 ( 阿拉坦 103

8 额莫勒水质监测点 ) 和乌尔逊河 ( 坤都冷水质监测点 ), 每个月份水质类别均不满足水质目标要求, 主要超标项目为溶解氧高锰酸钾指数化学需氧量和五日生化需氧量因此入湖水质达标率为 0%, 评分为 0 根据河湖连通性评价方法, 取断流阻隔时间年入湖水量占入湖河流多年平均实测年径流量百分比评价年内入湖河流水质达标频率三项指标赋分最低值, 呼伦湖河湖连通状况赋分值为 0 2) 湖泊萎缩状况根据 2015 年 1 月 -12 月每个月遥感影像解译结果,12 个月月平均水面面积为 2069 km², 与历史参考值 2317km² 相比, 赋分 89.3 分 3) 湖滨带状况在环湖沿岸布置 14 个样点对湖滨带区域进行调查, 环湖沿岸斜坡倾角较小岸坡高度普遍较低, 由于水位不高, 水边线一般在消落带上, 且东部岸带一般为白沙覆盖, 湖岸植被覆盖率大部分地区较小, 呼伦湖湖岸稳定性样点平均赋分为 60.5 由于呼伦湖地处蒙新高原区呼伦贝尔草原地区, 乔木灌木稀少, 在本次调查样方 10m 15m 中, 只有草本层, 因此只记录了草本层盖度全湖岸区植被覆盖率得为 33 分由于呼伦湖整个湖区处于自然保护区内, 人类活动干扰活动较小, 主要为沿岸建筑物公路和湖滨公园, 整个湖区湖岸人工干扰程度赋分为 94.5 综合以上三项, 对湖岸带状况加权平均计算, 最后赋分为 55 分 4.3 水质准则层 1) 溶解氧溶解氧全年满足 III 类水标准, 年均值为 5.41mg/L 其中, 汛期 (5 月 -9 月 ) 平均值为 5.6 mg/l, 非汛期 (10 月 ~4 月 ) 平均值为 5.24 mg/l, 分别赋分 62 和 54.8, 呼伦湖评估年最后赋分 54.8 分 2) 耗氧污染物分析结果表明, 耗氧污染物 4 项指标中, 高锰酸钾指数和化学需氧量存在全年超标现象, 化学需氧量部分月份超出了劣 Ⅴ 类标准选用 10 个月的月均浓度, 按照汛期和非汛期进行平均, 分别进行赋分, 取其最低赋分为分项水质项目赋分, 最后取 4 个项目赋分平均值, 为 50.3 分 ( 表 4) 表 4 耗氧污染物赋分表化学需氧量五日生化需氧高锰酸盐指数氨氮 (NH3 N) (COD) 量 (BOD5) 汛期非汛期分项赋分赋分 ) 富营养状况采用指数法对湖库营养状态进行评价, 表明 10 个月中有 3 个月为轻度富营养,7 个月为中营养, 非汛期赋分 57.6 分, 汛期赋分 59.4 分, 评估年富营养状况赋分 57.6 分 4.4 水生生物准则层 1) 浮游植物数量本次共调查到浮游植物 7 门 59 属 125 种其中, 蓝藻门 10 属 15 种, 隐藻门 1 属 1 种, 金藻门 3 属 4 种, 甲藻门 2 属 2 种, 裸藻门 5 属 15 种, 硅藻门 15 属 41 种, 绿藻门 23 属 48 种蓝藻门物种个体数量最大, 相对丰度最高在蓝藻门中, 主要类群为鱼腥藻属, 主要物种为卷曲鱼腥藻 (Anabaena crcnals) 本次浮游植物调查样点共 30 个, 总体上呼伦湖浮游植物密度具有较高的空间差异性, 且湖岸区高于深水区 ( 图 2) 根据评估标准和浮游植物数量, 对每个样点进行打分, 得分最低值为 0, 位于湖岸区, 浮游藻类密度达万个 /L, 健康赋分为 0; 得分最高值位于深水区, 浮游藻类密度最低, 仅为 36 万个 /L, 健康赋分为 95 分, 计算得出全湖平均分为 41 分 104

9 大型底栖动物健康得分浮游植物物种丰富度湖岸区蓝藻门隐藻门金藻门甲藻门裸藻门硅藻门绿藻门深水区样点编号图 2 呼伦湖各样点浮游植物物种丰富度 2) 浮游动物生物损失指数根据呼伦湖志续志一 1987~1997, 呼伦湖的浮游动物共 59 种, 其中原生动物 17 种轮虫 25 种枝角类 11 种桡足类 6 种本次调查浮游动物共 30 种, 其中原生动物 7 种, 轮虫 11 种, 枝角类 5 种, 桡足类 7 种浮游动物生物损失度赋分为 30.8 分 3) 大型水生植物覆盖度根据评估指标及标准, 综合全湖各样点的健康赋分情况, 平均赋分为 82.6 分 4) 大型底栖无脊椎动物指数本次调查共采集到底栖动物 3 纲 6 目 9 科 20 属, 其中昆虫纲 4 科 12 属, 寡毛纲 2 科 3 属, 腹足纲 3 科 5 属从物种组成上, 呼伦湖大型底栖动物主要以耐污种为主, 优势类群为摇蚊属前突摇蚊属和水丝蚓属从各样点健康赋分可以看出, 只有个别样点赋分较高 ( 图 3), 整体上, 湖岸区赋分较深水区高全湖平均赋分为 27.5 分湖岸区深水区样点编号图 3 呼伦湖各样点大型底栖动物健康赋分 5) 鱼类生物损失指数根据呼伦湖志续志一 1987~1997, 呼伦湖内共有鱼类 33 种, 分属 5 目 8 科 28 属其中鲤科 24 种鳅科 2 种鲑科 2 种狗鱼科 1 种银鱼科 1 种鳕科 1 种鲶科 1 种塘鳢科 1 种本次共调查到鱼类 21 种不考虑鳙鲢鲶泥鳅 4 种鱼外, 鱼类生物损失指数共考虑 17 种, 鱼类生物损失指数赋分值为 38.6 分 4.5 社会服务功能准则层 1) 水功能区达标率基于 7 个监测断面对呼伦湖流域水功能区断面进行评估, 呼伦湖流域内达标水功能区个数为 0, 水功能区达标指标赋分为 0 2) 供水保障率 2014 年, 新巴尔虎右旗用水量为亿立方米, 当年供水量为亿立方米, 供水量 / 用水量占比为 88% 赋分为 88 分 105

10 3) 公众满意度本次公众调查包含湖泊管理者牧民周边生产者以及旅游者其中, 湖泊管理者对呼伦湖整体环境状况比较熟悉, 认为湖泊水量和水质一般, 鱼类较以前变少, 评分较低, 并建议加强环境保护和治理, 恢复生物多样性 ; 部分牧民认为呼伦湖水质和生活环境较好, 但是湖滨带植被生长较差, 评分在 60 分左右 ; 部分牧民认为呼伦湖周边生活垃圾较多, 偷渔行为较严重, 应该严加管控, 评分较低 ; 周边生产者对于呼伦湖总体评价较高, 未提出意见 ; 旅游者对呼伦湖的整体评价不一, 有些旅游者认为呼伦湖周边卫生状况较差, 旅游管护工作不到位, 应加强环境整治经过评分, 呼伦湖公众满意度评分为 69.5 分 4.6 健康评估结果每项指标评分结果如表 5 所示, 根据评估方法, 呼伦湖生态状况赋分为 36.9 分, 为不健康水平, 除水文水资源处于病态外, 其他三个准则层均处于亚健康状态呼伦湖社会服务功能状况赋分为 49.1 分, 处于亚健康水平由于各水质监测断面水质状况较差, 水功能区达标指标为 0 分, 处于病态 ; 公众满意度指标为 69.5 分, 处于健康水平 ; 供水保障率指标赋分 88 分, 处于理想状况根据生态状况和社会服务功能状况, 呼伦湖健康评估赋分为 40.5 分, 综合评价为亚健康表 5 呼伦湖健康评估指标赋分情况准则层指标层赋分水文水资源最低生态水位满足状况 0 入湖流量变异程度 10.6 河湖连通状况 0 物理结构湖泊萎缩状况 89.3 湖滨带状况 55 DO 水质状况水质耗氧有机污染状况富营养状况底泥重金属生态风险指数 50.3 浮游植物数量 41 浮游动物生物损失指数 30.8 生物大型水生植物覆盖度 82.6 大型底栖无脊椎动物指数 27.5 鱼类生物损失指数 38.6 水功能区达标指标 0 社会服务功能供水保障率 88 公众满意度指标呼伦湖健康问题分析与保护对策 5.1 湖泊水位偏低, 水面面积有待恢复根据 2015 年全年湖泊水面面积分析结果, 水面面积偏小, 水位低于最低生态水位, 这对于湖泊盐度和水质产生直接的影响, 进而有可能影响水生生物群落结构呼伦湖是一个由淡水湖微咸水湖 ( 半咸水湖 ) 和咸水湖不断相互转化的湖泊呼伦湖盐度和水位大致呈负相关关系, 湖水水位高时, 含盐度较低 ; 湖水水位低时, 含盐度较高呼伦湖的水质变化主要取决于呼伦湖是否排水当呼伦湖水量增加水位上升时, 湖水变成活水, 湖水含盐量小于 1000mg/L; 当湖水水位下降, 成为内陆湖时, 湖水变成死水, 湖水含盐量就可能大于 1000mg/L 有关研究结果 106

11 表明, 当湖泊水位高于 m 时, 含盐量低于 1000 mg/l, 此时水面面积达 km², 而 2015 年平均水面面积仅有 2067km², 呼伦湖存在微咸水湖向咸水湖转化的风险根据已有对湖泊水量平衡关系的研究成果, 呼伦湖多年平均总入流是 m³, 其中降雨 m³(24.2%), 克鲁伦河与乌尔逊河总入流为 m³(50.7%), 湖周入流是 m³ (25.1%); 多年平均总出流为 m³, 其中蒸发 m³(94.2%), 新开河出流 m³ (5.8%) [19] 由此可见, 克鲁伦河与乌尔逊河是保持呼伦湖水量的关键对全流域做地形分析得知, 呼伦湖流域内 60% 左右的区域为平坦草原, 产汇流条件好的的陡坡和的急坡所占比例较小, 主要分布在蒙古国, 为克鲁伦河哈拉哈河的上游地区, 这说明了蒙古国流入我国的水量多少在很大程度上决定了呼伦湖的扩张与萎缩的命运但由于气候变化, 导致气温升高降雨量减少蒸发量增大, 入湖径流量减少, 是呼伦湖水位下降的主要原因, 因此人为可控因素较少, 应对能力有限湖泊水量及水位是呼伦湖生态系统最重要的限制因子, 但由于气候变化人类干扰等因素, 导致水量减少水位下降水体污染加重等环境问题, 因此保持一定的水量维持最低生态水位以上是目前最重要的任务和措施为了缓解水位压力, 海拉尔引水工程于 2009 年秋完工后, 河水源源不断地注入呼伦湖, 缓解了 2000 年后水位下降的态势目前引海拉尔河水入呼伦湖仍是呼伦湖保持一定水量最重要和有效的措施除引水措施外, 湖区周边的 3 个区县, 包括新巴尔虎右旗新巴尔虎左旗和满洲里, 应严格进行牧业规划, 并严格控制草场规模和灌溉引水量 5.2 湖内水质不达标, 流域水功能区达标任重道远本次评估结果表明, 呼伦湖水质未达到 III 类水质目标, 流域内水功能区断面无一达标, 水体污染治理任重道远呼伦湖水体污染主要表现为耗氧污染物污染和富营养化根据呼伦湖已有文献资料记载, 由于自身背景值和牧业活动, 呼伦湖水体污染由来已久, 并非近些年人类活动干扰所致根据李宝林等人在 1987~1988 年对呼伦湖浮游植物群落结构分析结果, 湖泊浮游植物群落组成中污染指示种占 65%, 春季以绿藻的十字藻卵囊藻为优势种, 其它 3 个季节均以蓝藻中的微囊藻鱼腥藻腔球囊为优势种, 表明呼伦湖已受到中等程度污染, 属于 [20] 蓝绿藻型富营养化呼伦湖污染有两方面的原因 : 一是自然因素如矿化度碱度含盐量等不断增高, 这部分主要与周围自然环境有关, 有机污染也主要来自草原植物枯草烂叶等二是人为因素, 人类从事经济建设工业发展资源开发等加剧了有机污染进程, 尤其是有毒物检出项目增多, 与经济建设的发展关系较大呼伦湖水体污染包括自身区位原因和人类活动干扰, 由于从蒙古国来水水质较差, 呼伦湖自身净化能力不足, 污染控制难度大, 水体达标任务较重在污染物控制过程中应采取面源控制与点源治理相结合湖外控制与湖内治理相结合的办法, 全面恢复湖体的生态环境, 主要应在以下几个方面做好污染控制 :1 牧业污染源控制呼伦湖属于典型的牧业污染型湖泊, 应制定牧场规划, 综合利用牲畜粪便, 防止粪便入河入湖 2 生活污水排放控制, 重点控制区域包括小河口旅游区以及扎赉诺尔矿区的生活污水 5.3 生物多样性降低, 有待进一步保护和恢复本次评估结果表明, 生物多样性较历史期望值有所降低, 耐污种比例上升由于呼伦湖周边生态环境遭到不同程度的破坏, 加上气候变化的重要作用, 湖水水环境破坏严重, 目前湖水已不适合人饮用, 渔业资源濒临枯竭, 鱼虾存量急剧下降呼伦湖鱼类资源应严格管护, 严禁私自捕捞, 合理养殖 5.4 加强例行监测, 做好水体污染预警目前呼伦湖水质监测力量薄弱监测频次较低, 应加强水质监测能力, 及时掌握水质变化动态, 提高水体污染预警预测能力, 从而及时采取措施重点监测区域包括克鲁伦河与乌尔逊河的入境断面入湖断面以及呼伦湖内水质情况呼伦湖水环境的恶化, 不仅仅给本区域带来生态资源渔业资源的破坏, 也给呼伦贝尔的经济发展和呼伦贝尔形象带来不良影响因此, 应积极做好呼伦湖污染防治与生态恢复工作, 为周边人居生活社会经济发展旅游兴起等打好环境基础 107

12 参考文献 : [1] 吴阿娜, 杨凯, 车越, 袁雯. 河流健康状况的表征及其评价. 水科学进展 [J]. 2005;16: [2] 唐涛, 蔡庆华, 刘建康. 河流生态系统健康及其评价. 应用生态学报 [J]. 2002;13: [3] 张红叶, 蔡庆华, 唐涛, 汪兴中, 杨顺益, 孔令惠. 洱海流域湖泊生态系统健康综合评价与比较. 中国环境科学 [J]. 2012;32: [4] 叶春, 李春华, 王博, 张娟, 张磊. 洪泽湖健康水生态系统构建方案探讨. 湖泊科学 [J]. 2011;23: [5] 王春, 朱燕, 王玲玲, 吴卫菊. 梁子湖流域生态健康评估. 环境科学与技术 [J]. 2015: [6] 孙博, 刘玉珍, 马涛. 辽宁省对河湖健康管理与保护的思考. 中国水利 [J]. 2014:37-. [7] 巴雅尔, 郭家盛, 卢少勇, 许秋瑾, 胡小贞. 博斯腾湖大湖湖区近 20 年生态健康状况评价. 中国环境科学 [J]. 2013;33: [8] 帅红, 李景保. 典型年洞庭湖系统健康综合评价. 地理科学 [J]. 2014;34: [9] Costanza R, Norton BG, Haskell BD. Ecosystem health: new goals for envronmental management. Ecosystem Health New Goals for Envronmental Management[J] [10] Karr JR. Defnng and measurng rver health. Freshwater Bology[J]. 1999;41: [11] 徐占江. 呼伦湖志 : 吉林文史出版社 [M]; [12] 陈俊贤, 蒋任飞, 陈艳. 水库梯级开发的河流生态系统健康评价研究. 水利学报 [J]. 2015: [13] 张泽聪. 大凌河河流健康物理结构完整性调查技术及计算方法研究 : 河北农业大学 [D]; [14] 秦春燕. 长江三角洲淡水底栖动物耐污值修订和 BI 指数水质评价分级研究 : 南京农业大学 ; [15] Chutter FM, Chutter FM. An Emprcal Botc Index of the Qualty of Water n South Afrcan Streams and Rvers. Water Research. 1972;6: [16] 王备新, 杨莲芳. 我国东部底栖无脊椎动物主要分类单元耐污值. 生态学报 [J]. 2004;24: [17] 闫永辉. 大凌河健康评估与问题诊断分析 : 华北水利水电大学 [D]; [18] 赵阳, 张泽聪, 韩会玲. 关于大凌河河岸稳定性的研究. 水利与建筑工程学报 [J]. 2014:54-8. [19] 李翀, 马巍, 史晓新, 廖文根. 呼伦湖水位盐度变化 ( 年 ). 湖泊科学 [J]. 2006;18: [20] 李宝林, 王玉亭, 张路增. 以浮游植物评价达赉湖水质污染及营养水平. 水生生物学报 [J]. 1993:27-34 Hulun Lake Ecosystem Health Assessment,Dagnoss and Protecton Suggestons Zhang Hapng 1,Qu Xaodong 1,2,Peng Wenq 1,2 (1.Department of Water Envronment, Chna Insttute of Water Resources and Hydropower Research,Bejng , Chna;2.State Key Laboratory of Smulaton and Regulaton of Water Cycle n Rver Basn, Bejng , Chna ) Abstract: Ecosystem health assessment s the bass of understandng the ecosystem condton and scentfc management. The results can also provde protecton suggestons. Based on the comparson of nternatonal and domestc concepts, we establshed the evaluaton ndex system, ncludng fve categores and 17 ndces. Fve categores ncludes water resources, physcal structure, water qualty, aquatc organsms and socal servces. The evaluaton results show that Hulun Lake had a sub health state, wth a score of Ecologcal ntegrty scored 36.9 and socal servce functon scored The man envronmental problems of Hulun Lake ncludes low water level, low water qualty complance Rate of water functon zone and bodversty decrease. Key words: lake health assessment; ecology ntegrty; socal servces 108

13 中国水利水电科学研究院第十三届青年学术交流会呼伦湖健康评估问题诊断及保护对策研究张海萍 1, 渠晓东 1,2 1,2, 彭文启 1. 中国水利水电科学研究院水环境研究所, 北京流域水循环模拟与调控国家重点实验室, 北京摘要生态系统健康评估是了解生态系统状态和进行科学管理的基础, 同时可以为其保护对策提供参考本研究在总结国内外生态系统健康评估理念的基础上, 结合水利部全国河湖健康评估的要求和呼伦湖流域特征, 构建了呼伦湖健康评估指标体系, 并采用相应的标准和方法进行了综合评估, 包括水文水资源物理结构水质水生生物和社会服务功能 5 个方面的 17 项指标通过资料收集和实际监测两种方法, 对每项指标进行了评估评估结果表明, 呼伦湖健康评估最终得分为 40.5 分, 为亚健康状态其中, 生态完整性得分为 36.9 分, 为不健康水平 ; 社会服务功能状况得分为 49.1 分, 处于亚健康水平主要存在的问题如下 : 水位偏低水功能区达标率低生物多样性下降针对以上问题, 分别提出了保护对策张海萍报告人简介张海萍, 博士, 中国水利水电科学研究院水环境所, 主要从事流域生态学河湖健康评估景观生态学研究关键词湖泊健康评估 ; 生态完整性 ; 社会服务功能注 : 论文未公开发表过 109

生水物生若以水生植被演替过程划分则可把上述学报卷个湖泊大体上分为种生态类型桥墩湖南青菱湖属原生演替型扁担塘属次生演替型黄家湖属严重破坏衰退型北青菱湖属沉水植物灭

生水物生若以水生植被演替过程划分则可把上述学报卷个湖泊大体上分为种生态类型桥墩湖南青菱湖属原生演替型扁担塘属次生演替型黄家湖属严重破坏衰退型北青菱湖属沉水植物灭 !!! 生水物生若以水生植被演替过程划分则可把上述学报卷个湖泊大体上分为种生态类型桥墩湖南青菱湖属原生演替型扁担塘属次生演替型黄家湖属严重破坏衰退型北青菱湖属沉水植物灭绝型研究方法采样站的设置墩湖自西向东设根据湖泊区的