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Establishment and application of the index system for urban river health assessment

城市河流健康评价指标体系构建及其应用



全 文 :
          生 态 学 报
              (SHENGTAI XUEBAO)
    第 34卷 第 4期    2014年 2月  (半月刊)
目    次
前沿理论与学科综述
富营养化湖泊溶解性有机碳生物可利用性研究进展 叶琳琳,孔繁翔,史小丽,等 (779)………………………
黄河下游平原农业景观中非农生境植物多样性 卢训令,梁国付,汤  茜,等 (789)……………………………
个体与基础生态
锰胁迫对杠板归细胞超微结构的影响 王  钧,邬  卉,薛生国,等 (798)………………………………………
不同渗氧能力水稻品种对砷的耐性和积累 吴  川,莫竞瑜,薛生国,等 (807)…………………………………
弱光下水分胁迫对不同产地披针叶茴香幼苗生理特性的影响 曹永慧,周本智,陈双林 (814)…………………
不同分枝数对桑树幼苗生长发育的影响 郇慧慧,胥  晓,刘  刚,等 (823)……………………………………
斑膜合垫盲蝽若虫在国槐上的空间分布型及抽样技术 朱惠英,沈  平,吴建华,等 (832)……………………
连作苹果园土壤真菌的 T⁃RFLP 分析 尹承苗,王功帅,李园园,等 (837)………………………………………
棉隆对苹果连作土壤微生物及平邑甜茶幼苗生长的影响 刘恩太,李园园,胡艳丽,等 (847)…………………
两株具有芘降解功能的植物内生细菌的分离筛选及其特性 孙  凯,刘  娟,李  欣,等 (853)………………
种群、群落和生态系统
温度对柑橘始叶螨实验种群生长发育繁殖的影响 李迎洁,王梓英,张国豪,等 (862)…………………………
高原鼠兔有效洞穴密度对青藏高原高寒草甸群落植物生态位的影响 贾婷婷,毛  亮,郭正刚 (869)…………
三工河流域琵琶柴群落特征与土壤因子的相关分析 赵学春,来利明,朱林海,等 (878)………………………
岷江干旱河谷造林对土壤微生物群落结构的影响 王卫霞,罗  达,史作民,等 (890)…………………………
滩涂围垦和土地利用对土壤微生物群落的影响 林  黎,崔  军,陈学萍,等 (899)……………………………
福寿螺对稻田水生植物群落结构的影响 赵本良,章家恩,戴晓燕,等 (907)……………………………………
4种木本植物在潜流人工湿地环境下的适应性与去污效果 陈永华,吴晓芙,郝  君,等 (916)………………
基于静态箱式法和生物量评估海北金露梅灌丛草甸碳收支 李红琴,李英年,张法伟,等 (925)………………
初始 pH值对碱性和酸性水稻土微生物铁还原过程的影响 吴  超,曲  东,刘  浩 (933)……………………
景观、区域和全球生态
库姆塔格柽柳沙包年层稳定碳同位素与气候环境变化 张锦春,姚  拓,刘长仲,等 (943)……………………
资源与产业生态
大棚甜瓜蒸腾规律及其影响因子 张大龙,常毅博,李建明,等 (953)……………………………………………
盐胁迫下荒漠共生植物红砂与珍珠的根茎叶中离子吸收与分配特征 赵  昕,杨小菊,石  勇,等 (963)……
普通鹿蹄草品质与根际和非根际土壤的关系 耿增超,孟令军,刘建军 (973)……………………………………
作物种植前后土壤有机质及养分因子的空间变异分析 方  斌,吴金凤 (983)…………………………………
城乡与社会生态
城市河流健康评价指标体系构建及其应用 邓晓军,许有鹏,翟禄新,等 (993)…………………………………
西藏生态足迹与承载力动态分析 安宝晟,程国栋 (1002)…………………………………………………………
研究简报
三峡库区岸坡消落带草地、弃耕地和耕地土壤微生物及酶活性特征 马  朋,李昌晓,雷  明,等 (1010)……
盐胁迫对 2种栎树苗期生长和根系生长发育的影响 王树凤,胡韵雪,孙海菁,等 (1021)………………………
恒温和变温驯化对大蟾蜍蝌蚪热耐受性的影响 王立志 (1030)…………………………………………………
学术信息与动态
国际生物土壤结皮研究发展态势文献计量分析 贺郝钰,侯春梅,迟秀丽,等 (1035)……………………………
期刊基本参数:CN 11⁃2031 / Q∗1981∗m∗16∗264∗zh∗P∗ ¥ 90􀆰 00∗1510∗30∗2014⁃02
􀥒􀥒􀥒􀥒􀥒􀥒􀥒􀥒􀥒􀥒􀥒􀥒􀥒􀥒
封面图说: 大蟾蜍蝌蚪群———大蟾蜍别名癞蛤蟆,体长达 10cm以上,身体肥胖,四肢短,步态及齐足跳的姿势具特征性。 其背
部皮肤厚而干燥,通常有疣,呈黑绿色,常有褐色花斑,趾间具蹼。 毒腺在背部的疣内,受惊后毒腺分泌或射出毒液。
大蟾蜍早春在水中繁殖,可迁移至 1.5km外或更远的适合繁殖的池塘,产卵量很大,产卵数天后蝌蚪即可孵出,1—3
个月后发育为蟾。 大蟾蜍常作为实验动物或药用动物,其耳后腺和皮肤腺的白色分泌物可制成“蟾酥”,可治疗多种
疾病。 研究表明,大蟾蜍蝌蚪最高逃避温度和最高致死温度比最适温度产生的影响要大。
彩图及图说提供: 陈建伟教授  北京林业大学  E⁃mail: cites.chenjw@ 163.com
第 34 卷第 4 期
2014年 2月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol.34,No.4
Feb.,2014
http: / / www.ecologica.cn
基金项目:国家自然科学基金资助项目(41261005);水利部公益资助项目(201201072);广西哲学社会科学规划课题资助项目(13CJY005);广西
教育厅科研课题资助项目(201010LX061);广西文科中心一般资助项目(YB2012017)
收稿日期:2012鄄09鄄22; 摇 摇 修订日期:2013鄄05鄄13
*通讯作者 Corresponding author.E鄄mail: mijun45@ 163.com
DOI: 10.5846 / stxb201209221339
邓晓军,许有鹏,翟禄新,刘娅,李艺.城市河流健康评价指标体系构建及其应用.生态学报,2014,34(4):993鄄1001.
Deng X J,Xu Y P,Zhai L X,Liu Y,Li Y.Establishment and application of the index system for urban river health assessment.Acta Ecologica Sinica,2014,
34(4):993鄄1001.
城市河流健康评价指标体系构建及其应用
邓晓军1,2,*,许有鹏1,翟禄新2,刘摇 娅1,李摇 艺2
(1. 南京大学地理与海洋科学学院,南京摇 210023; 2. 广西师范大学环境与资源学院,桂林摇 541004)
摘要:健康的城市河流既能够维持其生态系统的自然运转,又能够满足城市社会经济的正常需求,还能够为人类提供休闲娱乐
的场所。 基于城市河流健康的内涵,构建出包含自然生态、社会经济和景观环境等 3个方面 24个指标的城市河流健康评价指
标体系。 以漓江市区段为例,通过建立基于层次分析法的模糊综合评价模型对其进行健康评价。 结果表明:漓江市区段复合生
态系统的评价结果为(0.2193,0.3004,0.3261,0.1137,0.0405),处于中健康状态;其自然生态子系统、社会经济子系统和景观环
境子系统的健康状态分别为中、优和良;水量、防洪能力、鱼类多样性指数和底栖动物多样性是漓江市区段健康的主要影响因
素。 该评价指标体系可为其它城市河流的健康评价提供参考。
关键词:城市河流;河流健康评价;指标体系;漓江
Establishment and application of the index system for urban river health
assessment
DENG Xiaojun1,2,*,XU Youpeng1,ZHAI Luxin2,LIU Ya1,LI Yi2
1 School of Geographic and Oceanographic Sciences, Nanjing University, Nanjing 210023, China
2 School of Environmental Science and Resources, Guangxi Normal University, Guilin 541004, China
Abstract: With the rapid expansion of the urban area and the constant intervention of human activities, there have been
some serious problems in urban rivers such as channel shrinkage, frequent flood disasters, deterioration of water quality,
landscape destruction, decline in biodiversity, and so on. The research of urban river health is one of the hotspots in the
current field of river ecology research. Restoration and maintenance of the urban river health is a common goal of urban river
management in countries all over the world.
Urban rivers are those originate from urban areas or who meet with city rivers / river sections, some of which have a
history of artificial excavation and evolution with characteristics of natural rivers and canals. In the process of formation and
development of cities, river as the key carrier of resources in the natural environment, is an important factor influencing the
style and beautify of the city environment, and restricting the city development. In terms of characteristics of urban rivers, it
is obvious that urban rivers have lots of functions in varying aspects, not only functions of natural river system, but also
social and economic service such as providing places for recreation and tourism. Therefore, urban river system is a complex
system which is composed of natural ecology subsystem, social economy subsystem and landscape environment subsystem. A
healthy urban river is significant for maintaining the balance of the local ecological system, meeting the needs of social
economy development, and providing entertainment for local residents.
In this paper, the concept of the urban river health was discussed firstly, and then the evaluation index system was
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constructed based on the connotation of urban river health, including 24 indexes in natural ecology, social economy and
landscape environment. The index system consists of sub鄄target layer, criteria layer and index layer, considering the natural
ecology, social economy and landscape environment of the urban river. Taking the urban reach of the Lijiang River as a
case, the river health status was evaluated using fuzzy comprehensive evaluation model and analytic hierarchy process
(AHP) by determining the weights of the criteria layer and index layer. The results show that the ecosystem health scores of
the urban reach of the Lijiang River is 0.2193, 0.3004, 0.3261, 0.1137, and 0.0405 respectively, which indicating that
the urban reach of Lijiang River was in the medium state of health. The health level of the natural ecological subsystem,
social and economic subsystem and landscape environment subsystem was medium, excellent and good respectively. It can
be concluded that the management of the Lijiang River has made certain achievements in recent years, but more further
studies and investment were needed to reach complete river governance. On the other hand, water volume, flood control
capacity, fish diversity index and benthic animal diversity were also the main factors which affect the health of urban reach
of the Lijiang River. Therefore, key measures of ecological restoration of the urban reach of the Lijiang River include water
supplement in dry season, flood control, biodiversity conservation, as well as data collection and human factor research in
the future. The evaluation index system and evaluation method in this paper was effective in the case of evaluating the health
of Lijiang River, and could provide decision鄄making reference for basin planning, managing, protecting and health
assessment of the urban river in other region.
Key Words: urban river;river health evaluation;index system;Lijiang River
摇 摇 城市河流多指发源于城区或流经城区的河流或
河流段,包括一些历史上人工开挖且经多年演化已
具有自然河流特点的运河和渠系[1]。 在城市形成和
发展中,河流作为最关键的资源和环境载体,是影响
城市风格和美化城市环境的重要因素,关系到城市
生存,制约着城市发展[2]。 随着城市规模扩张和人
类活动干预引起河流生态系统的不断退化,河流健
康评价已成为国内外学术界的研究热点[3]。
国外的河流健康评价始于一个世纪前开展的河
流生物监测[4]。 直至今天,生态完整性指数( Index
of Biotic Integrity,IBI)和河流无脊椎动物预测和分类
计划(River Invertebrate Prediction And Classification
System,RIVPACS)等指示物种法仍然是河流健康评
价的常用方法[5],但其存在监测参数选择不当会导
致不同的评价结果,并且无法综合评价河流生态系
统状况等缺陷[6]。 为了全面评价河流的健康状况,
许多综合物理、化学、生物,甚至社会经济指标的河流
健康评价方法相继提出并且应用于实践中,代表性的
有美国的快速生物监测协议 (Rapid Bioassessment
Protocols,RBPs)、瑞典的岸边与河道环境细则
( Riparian, Channel, and Environmental Inventory,
RCE)、澳大利亚的溪流状态指数 ( Index of Stream
Condition,ISC)和英国的河流生境调查(River Habitat
Survey,RHS)等[7鄄10]。 我国的河流健康研究起步较
晚,2002 年,唐涛等人[4]率先对河流生态系统健康
进行探索。 随后,长江、黄河和珠江等各大流域机构
纷纷开展了本流域的河流健康研究[11鄄13]。 近年来,
随着我国城市河流保护以及河道综合整治力度的不
断加强,城市河流健康评价也逐步开展起来[14],如
耿雷华、张楠、秦鹏和宋刚福等人分别运用综合评价
指数法、灰色关联方法、模糊集对模型和拉开档次法
等方法对各地的河流健康进行评价[15鄄18]。 总体而
言,国外对河流健康的研究主要集中于河流生态方
面,且其评价对象主要是农村和城郊的小溪流,因此
其评价方法不适用于城市河流。 国内近几年的研究
虽然对河流的服务功能有所考虑,但也仅限于水资
源利用、航运和防洪等几个方面,且其评价方法或是
过于主观或是过于复杂而不适合进行广泛研究。 此
外,以往的研究通常不重视甚至忽略城市河流的景
观服务功能。
漓江是世界上风光最秀丽的河流之一。 但近 20
年来,漓江水质变差、枯水期变长以及自然景观退化
等生态问题已严重阻碍了流域的可持续发展。 为
此,本文选取漓江桂林市区段为例,通过探讨城市河
流健康的科学内涵,从自然生态、社会经济和景观环
境 3个方面构建了城市河流健康评价的指标体系,
499 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 34卷摇
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并运用模糊综合评价模型对其健康现状进行评价分
析,其结果可以为城市河流的规划、管理和保护提供
决策参考。
1摇 研究区与研究方法
1.1摇 研究区概况
漓江系珠江流域西江水系的桂江上游河段的通
称,发源于广西东北部桂林市兴安县的越城岭主峰
猫儿山,沿途流经桂林市的兴安、灵川、市区、阳朔和
平乐等区县,全长 214km,其间有黄柏江、川江、小溶
江、甘棠江、桃花江、良丰江和潮田河等支流汇入,流
域面积 12285km2。 漓江流域属中亚热带湿润季风气
候区,年平均气温 17.8益,年平均降水量 1949.5mm。
但漓江为山区雨源型河流,每年 3—8 月为汛期、其
径流量约占全年的 80%,9 月至翌年 2 月为枯水期、
其径流量只有全年的 20%左右。 漓江是国家重点保
护的 13条江河之一,它是桂林山水的精华、又是桂
林的母亲河,支撑着全流域近 500 万人的社会经济
发展。
1.2摇 城市河流健康评价指标体系构建
1.2.1摇 城市河流健康的内涵
城市滨水空间是一个城市能见水、近水和亲水
的特色景观环境,而良好的河流景观与滨水环境是
当今城市规划建设的重要内容[2]。 许多城市为了美
化市容,建立城市水环境,将一些原来污染的城市河
流或者流经城市的河流段进行整治,再配以风景,从
而形成具有景观功能的城市河流[19]。 可见,城市河
流不仅具备一般城市河流的自然生态系统价值和社
会经济服务功能,还拥有美化环境与景观旅游等特
殊功能。 因此,城市河流系统是一个由河流自然生
态子系统、社会经济子系统和景观环境子系统组成
的复杂系统。
健康的城市河流其自然生态、社会经济和景观
环境都应该处于健康状态。 因此,城市河流健康的
内涵应该包括以下 3 个方面的内容:1)自然生态健
康,即河流自然生态系统能保持其稳定性和可持续
性,具有维持其组织结构、自我调节和对胁迫的恢复
能力[20],它是河流生态价值发挥的前提;2)社会经
济健康,即水资源能满足人类生活和社会经济发展
的正常需求,水资源利用效益高、防洪排涝能力强,
它是河流社会经济功能发挥的基础;3)景观环境健
康,即河流内外的自然和人工景观环境能够为人类
提供观赏游览、休闲娱乐和文化教育的场所,它是河
流休闲旅游功能发挥的条件。
1.2.2摇 评价指标初筛
(1)自然生态指标
近年来,国内外主要通过河流水文、水质、生物、
形态结构和河岸带状况这 5 个方面来表征河流自然
生态系统的健康状况[3]。 水文方面,由于水量是河
流水文最基本的要素之一,且其大小关系到河流生
物的生存、人类的生产生活和水体景观环境,所以选
用水量作为水文代表指标;水质方面,考虑到我国的
《地表水环境质量标准》根据多个评价指标将水质分
为 5类,故选用水质类别作为水质代表指标;生物方
面,鱼类、浮游藻类和底栖大型无脊椎动物是最常用
的监测对象[4],故选用这 3 种生物的多样性作为生
物代表指标;形态结构方面,由于河流的截弯取直、
河道的硬质渠化和筑坝等人工造成的河流形态的均
一化和非连续化会改变生境多样性[21],河床的崩塌
和淤积等河床不稳定因素也会影响泄洪和防洪安
全[22],因此选用河道改变、河道弯曲程度、河床稳定
性和岸坡自然程度作为形态结构代表指标;河岸带
状况方面,由于河岸带功能的发挥与其宽度有着极
为密切的关系,且河岸植被带对于保护流域内的水
土资源以及自然栖息地等发挥着重要的作用[23],所
以选用河岸带宽度、河岸植被的覆盖率和纵向连续
性作为河岸带状况代表指标。
(2)社会经济指标
河流的社会经济功能是河流对人类社会经济系
统支撑能力的体现,是人类维护河流健康的初衷和
意义所在。 泄洪、供水、发电、航运、净化环境、景观
和文化传承是河流的主要社会经济功能[24]。 泄洪
方面,考虑到防洪能力涵盖了整个防洪系统的工程
与非工程措施以及自然与人文因素的各个方面,故
选用防洪能力来综合反映河流的泄洪功能;供水方
面,由于水资源利用率是判断人类利用的水资源是
否侵占生态用水的重要标准,人均水资源量和城市
供水保证率分别从理论和实践上体现了河流对人类
生产生活的最基本支撑能力,万元 GDP 用水体现了
人类利用水资源的效益,所以这几个指标可以从不
同的侧面反映河流的供水功能及人类社会活动对河
流的影响。 此外,由于这几年国家和地方乃至城市
599摇 4期 摇 摇 摇 邓晓军摇 等:城市河流健康评价指标体系构建及其应用 摇
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居民对自来水的合格率关注都较高,加上水环境归
根结底都是人类活动影响所致,所以选用水质类别、
污水处理率和自来水综合达标率来表征人类社会经
济活动对河流的胁迫和响应;航运方面,可以选用通
航保证率来综合反映河流航运能力;至于河流的发
电功能,由于城市河流因其比降小一般不会用于发
电故不作考虑,另外河流的净化环境、景观和文化传
承功能都可以纳入河流的休闲旅游功能,故在河流
健康的社会经济评价指标中也不予体现。
(3)景观环境指标
国内外的景观评价一般是从生态景观、人文景
观和视觉效果这 3 个方面进行,本研究在参考城市
滨水绿地景观效果评价指标体系[25]的基础上结合
城市河流健康内涵选取景观环境评价指标,具体如
下:舒适度和空气负离子浓度都是表征居民对环境
满意程度的指标,故设一个公众满意度指标以全面
反映人们对河流整体景观环境的满意程度;观赏植
物丰富度、绿地率、植被色彩多样性、植被观赏特性
多样性、植被空间多样性和水生动植物及坡岸植被
这几个指标其实是从不同的侧面反映河岸带植被状
况,故设一个河岸植被覆盖率来综合反映河岸带的
植被状况;水体污染物浓度、水体的透明度和水位高
低其实是从水质和水量这两方面来反映河流景观水
体,故设为这 2个指标;岸线形态是反映河道两岸形
态的指标,可以合并至自然生态中的河道弯曲程度
指标;河岸风格、视域宽广度、滨水建筑体量、水位高
低、园路人性化设计、河岸亲水性处理类型、滨水绿
地周围用地类型、护岸类型、岸坡倾斜度、亲水空间、
景观小品、河岸建筑、人文景观这些指标是从不同的
方面反映人类对城市河流的视觉和行为感知效果,
故可以将其合并为岸坡自然程度、视域宽广度、景观
小品多样性和滨水建筑体量这 4 个指标;该指标体
系并没有对娱乐休闲和游船通航进行考虑,故增设
娱乐项目丰度和游船通航保证率这 2个指标。
1.2.3摇 指标分析选取
通过上述指标的初筛,可以得到反映城市河流
自然生态、社会经济和景观环境 3 个方面健康状况
的 31个指标,但分析发现其中有些指标难以采集数
据或是难以定量化,甚至还有些指标间存在交叉和
重叠。 因此必须对其进行相关性分析并根据实际情
况合并部分指标,具体如下:1)水质类别和景观水体
水质存在明显的重叠,考虑到城市河流的水质变化
主要是受到人类社会经济活动影响造成的,故将这
几个指标合并至社会经济的水质类别指标;2)水量
和景观水体水量也存在重叠,考虑到水量是河流的
基本水文要素和河流生物的主导因子,故将这 2 个
指标合并至自然生态的水量指标;3)由于漓江流域
浮游藻类的相关调查研究较少,故将浮游藻类指标
删除;4)岸坡自然程度和植被覆盖率指标分别有重
复,考虑到河岸自然缓坡是人们亲近景观水体的主
导因素,以及河岸绿地是人们各种休闲旅游活动的
主要场所,故都将其合并至景观环境中;5)通航保证
率和游船通航保证率存在重叠,考虑到漓江流域的
航运主要是用于旅游,故将其合并至景观环境的游
船通航保证率;6)由于以往的研究评价河岸带宽度
都是基于河道宽度,为了实现指标的定量化和确定
相应的健康标准,故将其改为河岸带宽 /河宽。
根据上述指标分析选取,可构建出包含自然生
态、社会经济和景观环境等 3 个方面 24 个指标的城
市河流健康评价指标体系,具体如表 1所示。
1.2.4摇 权重分配
首先根据城市河流健康评价指标体系和层次分
析法的原理设计出要素层和指标层的专家咨询表,
其次选择在地理学、生态学、水利学、环境科学和旅
游管理等研究领域颇有建树的桂林各大高校、科研
院所和政府机关的专家发放问卷,然后回收问卷进
行数据整理、计算相关矩阵的特征值和特征向量,接
下来检验各评判矩阵的一致性确定各要素和指标的
权重,最后计算各专家咨询得出的权重的平均值确
定各要素指标的最终权重并作出最终排序。 本研究
共发放问卷 20份,回收 20 份,经检验其一致性发现
其有效问卷有 19份,对问卷进行统计分析得到其结
果如表 1所示。
1.2.5摇 评价标准确定
鉴于目前河流健康尚无明确统一标准,因而在
综合国内外河流健康评价的研究成果及城市河流的
实际情况的基础上,将城市河流健康的评价标准分
为优、良、中、差和极差 5个级别,结合相关历史资料
和专家咨询,并借鉴国内外河流健康评价标准和国
家相关标准确定指标的各级标准值,具体如表 2。
699 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 34卷摇
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表 1摇 城市河流健康评价体系权重
Table 1摇 The health evaluation factor weights of the urban river
目标层 A
Objective level
准则层 B(权重)
Normal level
(weight)
指标层 C
Index level
指标层 C权重 Factor weights of index level
相对于准则层
的权重
Weight relative
to normal level
相对于目标层
的权重
Weight relative
to objective level
重要性总排序
Total order
of importance
城市河流健康 A 自然生态 B1 水量 C11 Water volume / % 0.1559 0.0786 3
Urban river health Natural ecology 河道改变 C12 Watercourse change / % 0.0761 0.0384 11
(0.5045) 河道弯曲程度 C13 Degree of river bend / % 0.0793 0.0400 10
河床稳定性 C14 Stability of riverbed / % 0.3015 0.1521 1
纵向连续性 C15 Longitudinal continuity / % 0.0868 0.0438 8
河岸带宽 /河宽 C16 Riparian width / river width 0.0714 0.0360 14
鱼类多样性指数 C17 Index of fish diversity 0.1214 0.0613 5
底栖动物多样性 C18 Index of zoobenthos diversity 0.1076 0.0543 6
社会经济 B2 水质类别 C21 Water quality classification 0.1255 0.0402 9
Social economy
(0.3203)
万元 GDP 用水 C22
Water consumption per 10000 yuan of GDP / m3
0.0424 0.0136 23
人均水资源量 C23 Water resources per capita / m3 0.0422 0.0135 24
城市供水保证率 C24
Urban water鄄supply guaranteed rate / % 0.1147 0.0367 13
水资源利用率 C25 Utilization of water resources / % 0.0801 0.0257 15
防洪能力 C26 Flood control capacity / a 0.2097 0.0671 4
污水处理率 C27 Rate of sewage treatment / % 0.1150 0.0368 12
自来水合格率 C28 Qualified rate of tab water / % 0.2705 0.0866 2
景观环境 B3 公众满意度 C31 Public satisfaction / % 0.2871 0.0503 7
Landscape 岸坡自然程度 C32 Natural degree of bank slope / % 0.0821 0.0144 21
environment
(0.1752)
河岸植被覆盖率 C33
Riparian vegetation coverage ratio / % 0.1161 0.0204 17
视域宽广度 C34 View width / % 0.1023 0.0179 19
景观小品多样性 C35 Landscape sketch diversity / % 0.0917 0.0161 20
滨水建筑体量 C36 Waterfront building volume / % 0.1303 0.0228 16
娱乐项目丰度 C37 Abundance of entertainment ( items) 0.0820 0.0144 22
游船通航保证率 C38
Cruisers navigation guarantee rate / % 0.1083 0.0190 18
表 2摇 城市河流健康评价指标标准及其设定依据
Table 2摇 The health evaluation indexes criterion and reference sources of the urban river
指标
Indexes
等级 Levels

Excellent

Good

Medium

Poor
极差
Very poor
设定依据
Reference sources
水量 C11 Water volume / % >95 75—95 25—75 5—25 <5 RBPs[7]
河道改变 C12 Watercourse change / % <10 10—20 20—30 30—40 >40
河道弯曲程度 C13 Degree of river bend / % >95 80—95 65—80 50—65 <50
河床稳定性 C14 Stability of riverbed / % >95 80—95 65—80 50—65 <50 RBPs[7],ISC[9]
纵向连续性 C15 Longitudinal continuity / % >95 80—95 65—80 50—65 <50 ISC[9]
河岸带宽 /河宽 C16 Riparian width / river width >1 0.5—1 0.25—0.5 0.1—0.25 <0.1
鱼类多样性指数 C17 Index of fish diversity淤 >0.8 0.6—0.8 0.4—0.6 0.2—0.4 <0.2 专家咨询盂
底栖动物多样性 C18 Index of zoobenthos diversity于 >4 3—4 2—3 1—2 <1
水质类别 C21 Water quality classification 玉 域 芋 郁 吁 地表水环境质量标准
万元 GDP 用水 C22
Water consumption per 10000 yuan of GDP / m3
<100 100—200 200—300 300—400 >400 专家咨询盂
人均水资源量 C23 Water resources per capita / m3 >10000 3000—10000 1700—3000 500—1700 <500
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续表
指标
Indexes
等级 Levels

Excellent

Good

Medium

Poor
极差
Very poor
设定依据
Reference sources
城市供水保证率 C24
Urban water鄄supply guaranteed rate / % >95 80—95 65—80 50—65 <50 河流健康评价指标健康刻度
[15]
水资源利用率 C25 Utilization of water resources / % <10 10—20 20—30 30—40 >40
防洪能力 C26 Flood control capacity / a >100 50—100 30—50 5—30 <5 国家防洪标准
污水处理率 C27 Rate of sewage treatment / % >95 80—95 65—80 50—65 <50 河流健康评价指标健康刻度[15]
自来水合格率 C28 Qualified rate of tab water / % >95 80—95 65—80 50—65 <50
公众满意度 C31 Public satisfaction / % >95 80—95 65—80 50—65 <50 专家咨询盂
岸坡自然程度 C32
Natural degree of bank slope / % >95 80—95 65—80 50—65 <50 城市滨水绿地景观评价标准
[25]
河岸植被覆盖率 C33
Riparian vegetation coverage ratio / % >95 80—95 65—80 50—65 <50
视域宽广度 C34 View width / % >95 80—95 65—80 50—65 <50
景观小品多样性 C35 Landscape sketch diversity / % >95 80—95 65—80 50—65 <50 河流健康评价等级标准[17]
滨水建筑体量 C36 Waterfront building volume / % >95 80—95 65—80 50—65 <50 城市滨水绿地景观评价标准[25]
娱乐项目丰度 C37 Abundance of entertainment (items) ﹥ 8 5—8 3—5 1—3 0 河流健康评价等级标准[17]
游船通航保证率 C38
Cruisers navigation guarantee rate / % >95 80—95 65—80 50—65 <50 河流健康评价指标健康刻度
[15]
摇 摇 淤鱼类物种 G—F多样性指数; 于底栖动物 Shanno鄄Wiener多样性指数; 盂Delphi method
2摇 结果分析
2.1摇 数据来源
漓江市区段健康评价所需数据主要来源于
《2010年广西水资源公报》、《2010 年桂林市环境状
况公报》、《桂林市 2004—2010 年旅游总体规划》、
《广西桂林市防洪总体规划报告(修编本)》、桂林市
2010年 1—12月的《重点城市集中式饮用水源地水
质月报》和《重点流域水质月报》,以及近几年的漓
江流域鱼类和大型无脊椎底栖动物生物多样性调查
报告[26鄄27],其它定量指标的现状值主要是在资料收
集和实地考察的基础上征询相关专家建议得出,各
指标的现状值及数据来源具体见表 3。
表 3摇 漓江市区段评价指标现状值及其数据来源
Table 3摇 Present values and dater sources of the evaluation indexes of the urban reach of the Lijiang river
指标
Indexes
现状值
Present values
数据来源
Date sources
指标
Indexes
现状值
Present values
数据来源
Date sources
C11 48% 水文资料 C25 15% 《2010年广西水资源公报》
C12 12% 实地考察 C26 20a 《广西桂林市防洪总体规划报告(修编本)》
C13 95% 实地考察 C27 84% 《2010年桂林市环境状况公报》
C14 94% 实地考察 C28 99% 《重点城市集中式饮用水源地水质月报》
C15 72% 实地考察 C31 80% 问卷调查
C16 0.44 实地考察 C32 76% 实地考察
C17 0.45 漓江流域鱼类资源调查报告 C33 62% 《桂林市 2004—2010年旅游总体规划》
C18 2.5 漓江流域底栖动物调查报告 C34 92% 实地考察
C21 玉—域类 《重点流域水质月报》 C35 93% 实地考察
C22 412m3 《2010年广西水资源公报》 C36 82% 实地考察
C23 6623m3 《2010年广西水资源公报》 C37 ﹥ 8项 实地考察
C24 99% 《2010年广西水资源公报》 C38 53% 水文资料
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2.2摇 评价结果
根据模糊综合评价的基本原理,首先建立评价
目标层 A={漓江市区段健康}、评价要素集 B = {B1,
B2,B3} ={自然生态,社会经济,景观环境},评价指
标集 C = {C1,C2,C3,…,C24}与评语集 V = {优、良、
中、差、极差},然后将各指标现状值代入,可得出各
准则层的单因素评判矩阵,最后根据各指标和要素
的权重结合模糊算法因子M(·,+)可完成漓江市区
段健康的一二级模糊评判。 结果如下:
自然生态 B1 =( 0.1004,0.3298,0.4483,0.1215,0)
社会经济 B2 = ( 0. 4580, 0. 1957, 0. 0943, 0. 1258,
0郾 1263)
景观环境 B3 =(0.1261,0.4068,0.3977,0.0693,0)
漓江市区段健康 A= ( 0. 2193, 0. 3004, 0. 3261,
0郾 1137,0.0405)
2.3摇 结果分析与讨论
如图 1所示,按照最大隶属度原则,漓江市区段
的健康状况为中(0.3261)。 从健康分级来看,漓江
市区段有 21.93%处于“优冶健康状态,30.04%处于
“良冶健康状态,32.61%处于“中冶健康状态,11.37%
处于“差冶健康状态,4.05%处于“极差冶健康状态。
其中“良冶以上的健康状态占了 51.97%,这说明漓江
市区段整体健康状况正处于“中冶向“良冶的过渡阶
段,仍存在很大的提升空间。
图 1摇 漓江市区段健康评价结果
Fig.1摇 The health evaluation result of the urban reach of the Lijiang river
摇 摇 从准则层来看,漓江市区段的自然生态子系统
最大隶属度为 0. 4483,属于 “中冶健康状况,且其
“中冶以下的健康状态占了 56郾 98%,这说明漓江市区
段的自然生态受人类活动的干扰破坏较大,由于健
康的自然生态子系统是河流生态价值和其它功能发
挥的基础,故应受到重视并加以保护。 社会经济子
系统的最大隶属度为 0.4580,属于“优冶健康状况,说
明漓江市区段的社会经济功能发挥得较好,但应继
续保持乃至进一步提高。 景观环境子系统的最大隶
属度为 0.4068,属于“良冶健康状况,这说明当地政府
和居民为了旅游业的发展做了一定的工作,但仍需
继续加强保护和管理以实现当地旅游业的可持续
发展。
如图 2所示,从指标层来看,24 个指标中处于
“良冶以上的健康状态有 13.5 个(其中有个指标处于
“良冶和 “中冶的临界状态,故各取 0. 5 个)、占了
56郾 25%,处于“中冶以下的健康状态有 10.5 个、占了
43郾 75%。 这说明尽管漓江市区段复合生态系统整
体还算稳定,但仍有部分结构存在异常变化,同时河
流的各种价值和功能也有所下降,主要表现为:用水
效益太差,防洪能力太低,河道存在部分渠化且两岸
筑有堤坝,河岸植被覆盖率偏低,游船只能季节性通
航,鱼类的种类和数量均大幅下降,底栖动物多样性
严重破坏,河岸缓冲带大量被侵占,水量季节性变化
大和间断性护岸透水性不强等。 结合表 3 中各指标
的权重排序可以发现,水量、防洪能力、鱼类多样性
指数和底栖动物多样性是漓江市区段健康的主要影
响因素。 因此,漓江市区段下一步的生态修复工作
重点应该是枯季补水、雨季防洪和生物多样性保护。
本次研究的结果跟实际调查情况相符合,根据
“漓江水生态系统自然资源调查研究与保护冶课题组
2007年提交的调查报告[28],漓江水质总体状况良
好,但漓江来流保水量锐减、枯水期延长,且漓江水
生生物自然资源的遗传多样性和物种多样性现状十
分严峻,主要表现在漓江的关键生物鱼类自然资源
已极度衰退或枯竭。 此外,2011 年王佳等人[29]运用
河流健康综合指数法对漓江城市段的评价结果与本
研究结果也是一致的,即漓江城市段健康评价综合
指数为 3.0051(总分为 4)。
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图 2摇 漓江市区段健康评价指标等级分布
Fig.2摇 The grade distribution of health evaluation indexes of the urban reach of the Lijiang river
3摇 结论
(1)本研究基于城市河流健康的内涵构建了包
含自然生态、社会经济和景观环境 3 个方面 24 个指
标的城市河流健康评价指标体系,并建立了基于层
次分析法的模糊综合评价模型对漓江市区段进行实
证研究。
(2)对漓江市区段健康现状进行评价,发现漓江
市区段复合生态系统及其自然生态子系统、社会经
济子系统和景观环境子系统的评价结果分别为中、
中、优和良。 结合各指标的权重排序分析其健康状
况可以看出,水量、防洪能力、鱼类多样性指数和底
栖动物多样性是漓江市区段健康的主要影响因素。
因此,漓江市区段下一步的生态修复工作重点应该
是枯季补水、雨季防洪和生物多样性保护。
(3)本研究建立的城市河流健康评价指标体系
从一定程度上拓宽和发展了河流健康研究的思路和
理论,但仍存在很多不足,如指标选取的分析主观性
太强,受资料限制并未考虑浮游动植物以及河流的
连通和水流的畅通程度,也没有分析漓江不同河段
在不同年份的动态变化等。 因此,本研究只能算作
是针对特定区域开展河流健康评价研究的一次探
索。 由于不同城市河流其健康主导因素不可能一
样,且不同城市河流其生态价值和服务功能也会有
所偏重,因此应根据河流的实际情况考虑数据的易
获性选取合适的指标建立指标体系对其进行评价,
以确定影响河流健康的主要因素为城市河流的规
划、管理和保护提供决策参考。
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1001摇 4期 摇 摇 摇 邓晓军摇 等:城市河流健康评价指标体系构建及其应用 摇
ACTA ECOLOGICA SINICA Vol.34,No.4 Feb.,2014(Semimonthly)
CONTENTS
Frontiers and Comprehensive Review
The bioavailability of dissolved organic carbon in the eutrophic lakes YE Linlin, KONG Fanxiang, SHI Xiaoli,et al (779)…………
Plant species of the non⁃agricultural habitats in the lower reaches of the Yellow River plain agro⁃landscape
LU Xunling, LIANG Guofu, TANG Qian, et al (789)
…………………………
………………………………………………………………………………
Autecology & Fundamentals
Manganese stress on the ultrastructures of a manganese tolerant plant,Polygonum perfoliatum L.
WANG Jun, WU Hui, XUE Shengguo, et al (798)
………………………………………
…………………………………………………………………………………
Characteristics of arsenic (As) tolerance and accumulation in rice (Oryza sativa L.) genotypes with different radial oxygen loss
WU Chuan, MO Jingyu, XUE Shengguo, et al (807)
……
………………………………………………………………………………
Effects of water stress on physiological characteristics of different Illicium lanceolatum ecotypes under low light intensity
CAO Yonghui, ZHOU Benzhi, CHEN Shuanglin (814)
……………
……………………………………………………………………………
Effect of branch number on the growth and development of Morus alba saplings HUAN Huihui, XU Xiao, LIU Gang, et al (823)…
Spatial distribution pattern and sampling technique for Orthotylus (O.) sophorae nymphs on Sophora japonica
ZHU Huiying, SHEN Ping,WU Jianhua, et al (832)
…………………………
………………………………………………………………………………
Assessment of fungal diversity in apple replanted orchard soils by T⁃RFLP analysis
YIN Chengmiao, WANG Gongshuai, LI Yuanyuan, et al (837)
……………………………………………………
……………………………………………………………………
Effects of dazomet on edaphon and growth of Malus hupehensis rehd. under continuous apple cropping
LIU Entai, LI Yuanyuan, HU Yanli, et al (847)
………………………………
…………………………………………………………………………………
Isolation, identification, and performance of two pyrene⁃degrading endophytic bacteria SUN Kai, LIU Juan, LI Xin, et al (853)……
Population, Community and Ecosystem
Effects of different temperatures on the growth and development of Eotetranychus Kankitus (Ehara)
LI Yingjie,WANG Ziying,ZHANG Guohao,et al (862)
…………………………………
……………………………………………………………………………
Effect of available burrow densities of plateau pika (Ochotona curzoniae) on plant niche of alpine meadow communities in the
Qinghai⁃Tibet Plateau JIA Tingting, MAO Liang, GUO Zhenggang (869)…………………………………………………………
Correlation between characteristics of Reaumuria soongarica communities and soil factors in the Sangong River basin
ZHAO Xuechun, LAI Liming, ZHU Linhai, et al (878)
…………………
……………………………………………………………………………
Effects of afforestation on soil microbial community structure in the arid valley of Minjiang River
WANG Weixia, LUO Da, SHI Zuomin, et al (890)
……………………………………
………………………………………………………………………………
Effects of reclamation on tidal flat and land use on soil microbial community
LIN Li, CUI Jun, CHEN Xueping, FANG Changming (899)
…………………………………………………………
………………………………………………………………………
Effects of Pomacea canaliculata on aquatic macrophyte community structure in paddy fields
ZHAO Benliang, ZHANG Jiaen, DAI Xiaoyan, et al (907)
…………………………………………
………………………………………………………………………
The adaptability and decontamination effect of four kinds of woody plants in constructed wetland environment
CHEN Yonghua, WU Xiaofu, HAO Jun, et al (916)
………………………
………………………………………………………………………………
Carbon budget of alpine Potentilla fruticosa shrubland based on comprehensive techniques of static chamber and biomass harvesting
LI Hongqin, LI Yingnian, ZHANG Fawei, et al (925)

……………………………………………………………………………
Effect of initial pH value on microbial Fe (Ⅲ) reduction in alkaline and acidic paddy soils WU Chao,QU Dong,LIU Hao (933)…
Landscape, Regional and Global Ecology
Climate environmental change and stable carbon isotopes in age layers of Tamarix sand⁃hillocks in Kumtag desert
ZHANG Jinchun,YAO Tuo, LIU Changzhong, et al (943)
……………………
…………………………………………………………………………
Resource and Industrial Ecology
The critical factors of transpiration on muskmelon in plastic greenhouse ZHANG Dalong,CHANG Yibo, LI Jianming,et al (953)……
Ion absorption and distribution of symbiotic Reaumuria soongorica and Salsola passerina seedlings under NaCl stress
ZHAO Xin, YANG Xiaoju, SHI Yong, et al (963)
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The relationship between selected rhizosphere and non⁃rhizosphere soil properties and the quality of Pyrola decorata
GENG Zengchao,MENG Lingjun,LIU Jianjun (973)
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Spatial variation analysis of soil organic matter and nutrient factor for before and after planting crops
FANG Bin, WU Jinfeng (983)
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Urban, Rural and Social Ecology
Establishment and application of the index system for urban river health assessment
DENG Xiaojun,XU Youpeng,ZHAI Luxin,et al (993)
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Dynamic analysis of the ecological footprint and carrying capacity of tibet AN Baosheng, CHENG Guodong (1002)…………………
Research Notes
Responses of soil microorganisms and soil enzyme activities to different land use patterns in the water⁃level⁃fluctuating zone of
the Three Gorges Reservoir region MA Peng, LI Changxiao, LEI Ming, et al (1010)……………………………………………
Effects of salt stress on growth and root development of two oak seedlings
WANG Shufeng, HU Yunxue, SUN Haijing, et al (1021)
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The effects of constant and variable thermal acclimation on thermal tolerance of the common giant toad tadpoles (Bufo gargarizans)
WANG Lizhi (1030)

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2401   生  态  学  报      34卷 
叶生态学报曳圆园员源年征订启事
叶生态学报曳是由中国科学技术协会主管袁中国生态学学会尧中国科学院生态环境研究中心主办的生态学
高级专业学术期刊袁创刊于 员怨愿员年袁报道生态学领域前沿理论和原始创新性研究成果遥 坚持野百花齐放袁百家
争鸣冶的方针袁依靠和团结广大生态学科研工作者袁探索生态学奥秘袁为生态学基础理论研究搭建交流平台袁
促进生态学研究深入发展袁为我国培养和造就生态学科研人才和知识创新服务尧为国民经济建设和发展服务遥
叶生态学报曳主要报道生态学及各分支学科的重要基础理论和应用研究的原始创新性科研成果遥 特别欢
迎能反映现代生态学发展方向的优秀综述性文章曰研究简报曰生态学新理论尧新方法尧新技术介绍曰新书评价和
学术尧科研动态及开放实验室介绍等遥
叶生态学报曳为半月刊袁大 员远开本袁圆愿园页袁国内定价 怨园元 辕册袁全年定价 圆员远园元遥
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生摇 态摇 学摇 报
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主摇 摇 编摇 王如松
主摇 摇 管摇 中国科学技术协会
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