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1研究區概況
丹江口水庫位于河南省淅川縣東南部，坐落于河南省與湖北省交界處。北鄰淅川縣馬蹬鎮，南臨湖北省丹江口市和老河口市，東至淅川縣厚坡鎮和九重鎮，西臨淅川縣倉房鎮。地理坐標為32°55'～33°23'N，110°58'～111°53'E。地處亞熱帶向暖溫帶過渡地區，年平均氣溫15．8℃，極端最高溫度42．6℃，極端最低溫度－13．2℃，≥0℃的積溫達5600℃以上，≥10℃的年積溫平均為5123．2℃，無霜期228d;年平均降水量為804．3mm。境內河流有丹江和灌河，湖泊有丹陽湖，為人工淡水湖。由于其獨特的自然地理條件和區位優勢，野生動植物資源豐富，可以稱得上是該地區的“生態寶庫”，具有較高的生產力和豐富的生物多樣性。
2研究方法
2．1指標體系法
湖泊生態系統健康評價需要結合生物學、湖泊學、環境科學、水文學和化學的研究方法和手段，主要包括以下幾個方面:①選擇不同生態系統的物種類型;②考慮不同尺度下的湖泊生態特征;③湖泊生態系統內應考慮到不同物種間的相互作用以及物種在不同尺度下的監測特征。因此，湖泊生態系統健康評價必須建立一套指標體系，對大量復雜的指標信息進行篩選，在對應的指標體系中進行系統的評價。采用指標評價體系對湖泊生態系統健康狀況進行評價，可以通過湖泊生態系統的不同屬性指標反映湖泊生態系統的變化特征;從湖泊生態系統的物理化學指標、生物指標、景觀指標及功能指標等方面，來衡量生態系統健康狀況，使自然生態系統與人類社會相互協調、和諧共生，為湖泊生態系統環境建設和恢復提供依據。
2．2壓力－狀態－響應(PSR)評價模型
PSR(Pressure－State－Response)為壓力－狀態－響應評價模型。PSR模型是生態系統健康評價中常用的評價模型，該模型最初由加拿大統計學家DavidJ．Rapport和TonyFriend于1979年提出，之后由經濟合作與發展組織(OECD)和聯合國環境規劃署(UNEP)于20世紀八九十年展起來的用于研究環境問題的評價體系。其中，壓力指標表示人類的社會經濟活動對自然生態環境的影響，如人類對自然資源的掠取、人類活動所排放的污染物對環境的影響;狀態指標表示某個生態環境和自然環境在某一時間段的環境變化情況;響應指標是指社會和個人采取措施來預防、減輕及恢復人類活動對自然生態環境的破壞。該研究運用PSR評價模型來構建丹江口水庫生態系統健康評價指標體系。
3生態系統健康評價指標體系的構建
3．1評價指標體系框架
結合研究區評價指標的選取原則，建立指標體系框架，可分為3個層次。第1層是目標層，即生態系統健康綜合評價;第2層是評價準則層，即評價目標具體由哪些方面決定，由壓力指標、狀態指標、響應指標構成;第3層是要素層，即每一個評價方面都由哪些因素或指標構成。
3．2評價指標選取原則
指標體系的構建是生態系統健康評價的關鍵。丹江口水庫生態系統是一個比較復雜的系統，土地類型多樣，涉及丹江濕地國家自然保護區、飲用水水源保護區。丹江口水庫生態系統健康評價研究所用的指標較多，但在實際工作中，采用的評價指標過多會給湖泊生態系統健康評價增加不必要的負擔。因此，需要在較多的評價指標中進一步梳理出具有代表性、能確切反映丹江口水庫生態系統健康狀況的評價指標。在篩選指標時主要考慮目的性、科學性、生態功能兼顧性等原則。
3．2．1目的性原則。
湖泊生態系統健康是保證湖泊生態系統維持其自身生態功能及服務功能的前提，從湖泊的結構、功能、水質特征、環境管理等不同方面進行評價，引導區域社會進行合理的開發利用活動，為湖泊生態系統的健康提供前提和基礎，使湖泊生態健康水平不斷提高。
3．2．2科學性原則。
保持自然生態系統的生態環境功能，滿足區域可持續發展對生態環境的要求，是湖泊生態健康評價的主要目的和根本任務。因此，湖泊生態系統健康評價應遵循湖泊生態學和生態環境保護的基本原理，從自然與社會和諧發展角度出發，使選取的評價指標具有湖泊生態學依據，遵循生態系統基本規律，按照湖泊生態環境的客觀實際、湖泊生態系統特征進行相應的評價研究和保護工作。
3．2．3生態功能兼顧性原則。
湖泊生態系統有凈化水質、調節水文、物質生產、美化景觀等多種功能，評價時應兼顧各種功能之間的共性和各自特殊性。湖泊生態系統健康評價需要統籌考慮湖泊生態系統的復雜化、生態系統功能的多樣化、社會對湖泊生態系統直接或間接的影響等多方面因素。
3．2．4定量與定性相結合原則。
確定湖泊生態系統健康評價的部分指標很難做到完全定量評價，而部分指標采用定性評價則更具有其合理性。因此，要充分考慮湖泊生態系統相關資料的掌握情況，采用定量與定性評價相結合的原則更為適合。
3．2．5系統整體性原則。
湖泊生態系統健康評價選擇的指標需要構成一個完整的評價指標體系，該體系應包含反映湖泊生態系統健康的主要指標，避免評價體系中的指標過于繁多和復雜。
3．2．6可操作性原則。
選擇湖泊生態系統健康評價的指標必須實用，便于操作，既方便科學研究人員操作使用，又便于林業部門、水利部門及環境管理部門的工作人員實施和管理。
3．3評價體系的建立
影響丹江口水庫生態系統健康狀態的因素包括自然和人為因素兩部分，每一部分都包含多個影響因素，故建立指標體系時需要選擇最具代表性、對湖泊生態環境敏感的因子，使評價指標既客觀、科學，又體現其生態地域特征。該研究以上述原則為指導，搜集了研究區相關的多方面資料，充分考慮研究區的地域特征及實際調查情況，從區域的壓力特征、物理化學特征、生物特征、生態景觀特征、生態功能特征及響應特征等方面，篩選出31個指標，構成了丹江口水庫生態系統健康評價指標體系。由表1可知，該指標體系分為3個層次，分別為目標層、準則層、要素層。
3．4評價指標的意義
3．4．1壓力特征指標。
人口自然增長率C1:反映丹江口水庫周圍的人口壓力指標，通過研究區域所維持的人口數量變化，反映丹江口水庫區域所受的外部環境壓力。土地利用強度C2:反映研究區的人類活動壓力指標，通過人類活動對丹江口水庫的干擾程度來表示，反映研究區所受的外部壓力。人類干擾指數=(旱地面積+建設用地面積+人工濕地面積)/研究區域總面積。旅游影響強度C3:以丹江口水庫的游客增長率來反映旅游影響強度的變化特征，旅游影響強度=(年游客流量增長人次/上一年游客流量)×100%。農藥化肥施用強度C4:反映研究區遭受人類污染的程度，是丹江口水庫生態系統健康的一項外部環境壓力反映指標，以丹江口水庫區域每年每公頃的農藥化肥使用量來表示。自然災害C5:反映丹江口水庫生態系統受到外部自然災害影響狀況。
3．4．2物理化學指標。
水質等級C6:反映研究區水質狀況，從丹江口水庫水質、飲用水水質兩方面來衡量丹江口水庫的水質特征。丹江口水庫作為南水北調中線總干渠的渠首水源地，負責供應河南、河北、天津、北京的飲用水，參照《地表水環境質量標準》(GB3838-2002)Ⅱ類標準對丹江口水庫水質進行評價。湖泊富營養化程度C7:以丹江口水庫中氮磷的含量反映其富營養化程度。湖泊淤積度C8:反映丹江口水庫的穩定狀況及泥沙的淤積程度。丹江口水庫作為南水北調中線水源所在地，泥沙淤積既會影響水源地水質，又會影響下游漢江、長江的泄洪能力。土壤性狀C9:反映丹江口水庫非生物組分的特征，其土壤養分、有機質含量可以影響丹江口水庫生態系統植被的生長狀況。
3．4．3生物指標。
生物多樣性C10:用丹江口水庫水生態系統的動物、植物、微生物種類占整個生物地理區生物種類的百分比來衡量。初級生產力水平C11:反映丹江口水庫生態系統的活力，采用研究區域林地、灌叢、草地和水域濕地生態系統的生物量來衡量。物種瀕危狀況C12:以丹江口水庫物種的珍稀程度、狀況來確定。丹江濕地自然保護區有黑鸛、丹頂鶴等國家一級保護野生動物3種，大鯢等國家二級保護動物36種，連香樹等國家二級保護野生植物12種。湖邊植被覆蓋率C13:反映丹江口水庫的生態健康狀況，是丹江口水庫生物多樣性、水土保持、調節氣候等多項生態功能的綜合體現。湖泊受威脅狀況C14:反映丹江口水庫區域人類的各種擾動影響，主要包括過渡農業抽水灌溉、過渡捕撈、植被破壞、過渡開墾等人類影響。濕地生態保證率C15:反映丹江口水庫的水文條件，以丹江濕地生態補給可利用水量占水庫需水量的比例來衡量丹江濕地生態的保證水平，反映丹江口水庫生態系統健康水平。
3．4．4生態景觀指標。
斑塊個數C16:是衡量丹江口水庫生態景觀狀態最基本的指標。平均斑塊面積C17:代表生態景觀類型的一種平均狀況，該指標能反饋較豐富的湖泊景觀的生態信息，是反映丹江口水庫生態景觀異質性的關鍵指標。景觀多樣性指數C18:指景觀要素或自然生態系統在功能、結構以及隨時空變化的多樣性，該指標反映丹江口水庫生態景觀類型的復雜度和豐富度。景觀破碎度指數C19:決定了丹江口水庫生態景觀分析和研究的最大程度，在丹江濕地自然保護區和湖泊景觀生態建設中，對于維護丹江口水庫物種的數量，維持區域自然稀有物種、瀕危物種以及自然生態系統的穩定具有重要的作用。景觀均勻度指數C20:反映湖泊生態景觀中各斑塊在區域面積上分布的不均勻程度，其值越大，表明丹江口水庫生態景觀各組成成分越均勻。
3．4．5生態功能指標。
文化教育功能C21:反映丹江口水庫的科研價值和教育意義。丹江口水庫生態類型多樣，物種豐富，作為南水北調中線總干渠水源保護地，有非常大的文化教育意義和巨大的科研價值。物質生產功能C22:丹江口水庫最為主要的一項物質生產功能是水產品生產，采用水庫年捕撈收獲量來表示。調控水文功能C23:通過丹江口水庫筑堤、建設滯洪區等，為人類提供飲用水，為工業、農業提供用水，以供水變化率來表示。觀光旅游功能C24:以丹江口水庫景觀美學價值的高低、旅游活動以及生態旅游日的增減情況來表示。水土流失控制C25:以區域水土流失面積來衡量，主要是防止丹江口水庫周圍土壤被水侵蝕，以維持湖泊生態系統的健康。
3．4．6響應指標。
政策法規貫徹力度C26:考慮到丹江口水庫對南水北調中線沿線區域的重要性，以接受國家地方政策法規的人口占總區域人口的比例表示。水源保護意識C27:主要反映丹江口水庫周圍居民對水源地保護的意識，在日常生活、工作中禁止污染水源地的不文明行為。環保投資指數C28:是研究區域生態系統社會經濟恢復力的一項重要指標，通過丹江口水庫的環境保護治理效果，來反映丹江口水庫生態環境保護和改善情況，以水利建設、環保投入占GDP的比重來表示。污水處理指數C29:也是反映生態系統社會經濟恢復力的一項指標，以丹江口水庫區域工業、生活用水的污水處理率來表示。湖泊管理水平C30:反映人類的生態保護意識及管理政策的科學性，采用定性方法，以丹江口水庫管理人員的整體水平來衡量。周邊人口素質C31:以丹江口水庫周圍文盲人數占區域人口的百分比來表征。
4結語
根據丹江口水庫的區域和生態特點，從湖泊和陸地兩方面考慮整個區域的生態環境健康，從區域的壓力特征、物理化學特征、生物特征、生態景觀特征、生態功能特征及響應特征等方面篩選評價指標，建立丹江口水庫生態系統健康評價指標體系，為湖泊生態環境建設和恢復提供依據。目前，地方相關管理人員和群眾對丹江口水庫的生態環境管理和丹江濕地國家級自然保護區的生態保護做了大量工作，較好地維持了丹江口水庫的自然環境和生態功能。為提高丹江口水庫生態系統的健康水平，有待于繼續加強保護和管理，這取決于管理人員對威脅丹江口水庫的壓力影響因素的控制，并對丹江口水庫實施更好的保護及管理。
作者：孫鵬 于魯冀 單位：鄭州大學環境技術咨詢工程公司 鄭州大學水利與環境學院