摘要：近年來河流生態現狀評價成為研究的重點。很多新理論、新方法被應用到研究中。河流生態學的研究應在流域尺度上展開，結合河流健康及生態完整性進行河流生態系統評價。本文綜述了國內外的相關研究，著重從河流健康、河流生態完整性、河流生態系統管理以及流域生態學等幾個熱點方向作了詳細論述。
　　關鍵詞：河流生態；生態評價；生態健康；生態完整性
　　
　　傳統的河流生態評價是以物理、化學指標為基礎，通過對各指標的分析來反映河流系統所處的環境條件狀況，后來發現這種評價并不能有效地反映河流生態系統的狀態，因為它實質上說明的是生態系統所面臨的環境壓力，而不是生態系統對環境條件變化的反應及受到的影響。
　　從現今發展來看，采用生物指標進行河流生態評價，已成為了一種趨勢，生物指標覆蓋了個體、種群、群落和生態系統等多個層次，涉及到浮游生物、底棲生物和魚類等物種。理想的生物指標包括以下特征：易于測量，與河流健康有很強的相關性，能夠提前預警，或者診斷造成健康破壞的原因。Cairns等人認為有三種類型的指示物：早期預警指示物，暗示河流健康狀態的衰退；依從指示物，顯示在允許的范圍內背離自然狀況的情況[1]；診斷指示物，顯示造成背離自然狀況的原因。目前，盡管有許多可供選擇的生物指標，使用最普遍的是大型底棲動物[2]，其次是魚類[3]和植物[4]。生物指標被分為幾種[5]：物種豐富度、營養組成、魚類的豐富度和環境條件。
　　1美國河流生態評價的生物判別標準
　　1.1生物標準的作用
　　生物判別標準要求直接測量水生物群落的結構和功能來測定生物的完好性和生態功能。它們是化學和毒理的方法的補充而不是替代。美國EPA的策略是生物調查方法要與毒理和化學的評價方法完全結成一體，用化學判別標準、排水總毒性和生物標準分別獨立地用于評價達不到用途要求的水體。生物標準提供生物資源受到化學和物理因素影響和危害的直接而有效工具。
　　1.2水生態生物標準的制定
　　生物標準可以用文字說明也可以是數值來描述用于支持水生物的水體水生物群落的生物完整性。這個指標的制訂是假設人類活動對水體的影響也包括對水生物群的損害，影響越大損害越大，另一個假設是，地表水未受人類活動影響，其生物群未受損害。未受人類活動影響的水生物群體的結構和功能計量測定指標定義為生物完好性，并以此為生物完好性的判別指標。
　　緬因州的法規只用最簡單的表達方式規定生物完整性，如“和天然狀況一樣”“不能有害于”。對取樣和數據分析及解釋的規定作為法規的支持文件[6]。
　　阿肯色州的規定是“河流應支持天生的和引入的魚類和其他水生物群體。魚類群體的特征應為有限比例的敏感物種。在標準中還把主要應存在的魚種一一列出，作為判斷根據[6]。
　　俄亥俄州用數值規定生物指標，標準為在生態區內的參照點的生物指數的第25百分比段。溫水棲息地定在參照點指數的第75百分段。俄亥俄州的法規在使用了生物標準對水體用途分類及水質評價最廣泛的。使用生態區參照點的方法制定俄亥俄州的生物標準。在五個生態區里，每個區用三個生物指數（兩個魚群的和一個大型底棲動物）導出生物標準。成功地把生物標準用于證明水質滿足水生物的生活要求和用在發現以前未發現或為肯定的不和要求的水體上。結合生物標準和化學標準所發現的不合標準的水體的數量，是僅用化學標準發現的兩倍[6]。
　　1.3生物監測
　　生物標準的一個關鍵要素是反映地表水中的生物群體的特征。生物標準是通過生物調查來制定的，提供了直接的測量水生物群體的結構和功能。
　　生物監測調查有幾個重要步驟，根據水體狀況和調查目的選定代表性生物種群，選擇參照點和取樣點，進行生物調查收集數據，對數據進行統計分析。魚、大型底棲動物、藻類和浮游動物是最普通的用于生物評價的物種。種群的選擇并非一成不變，取決于要評價的水生態系統和受損害的類型。流動的淡水長選用大型無脊椎動物和魚。植物常用在濕地，藻類常用于湖泊和河口的富營養化評價中。在海水系統中，大型底棲動物和水下植物可作為重要種群。多組分，多物種的體系可靠性較為高。
　　生物評價是評價調查人類活動引起生物相異于自然狀態的變化。制定生物指數有很多不同方式。沒有一種指數可以通用而且又沒有偏差。在區別污染和生物完好性受到破壞的程度時，必需使用統計的方法。二十年來有兩種方法用于生物監測，并已經成為水質監測工具。
　　1.4河流生態評價體系—兩種指數
　　用于評價水體生態系統的健康狀況的生物評價體系有很多種，在美國使用較多的有兩種。即無脊柱動物預測和分類系統RIVPACS（RiverInvertebratePredictionandClassificationSystem）[7]，生物完整性指數IBI（IndexofBiologicalIntegrity）。
　　雖然在概念上和分析細節上不同，二者有下述共同之處：1）以生物終端為重點來定義水質狀況。2）用地區的有關參照條件作為對比根據。3）將相似環境特征分類。4）評價人類活動引起的變化和破壞。5）需要有標準化的取樣和、實驗和分析方法。6）用數值評分來反映取樣點的生物狀況。7）規定狀態的分類來代表水體的狀況。8）最終落實在提供管理決定所需信息。
　　2IBI(IndexofBiologicalIntegrity)評價研究現狀
　　IBI是一個衡量經濟和人體健康的多面指數，綜合了多個指數對河流及整個流域的生態健康進行測量及信息的表達[8]。生態系統完整性主要就是對生物完整性的關注[9]。人類活動對水資源生物完整性的干擾主要體現在5個方面：水質、棲境質量、水文、能量來源和生物之間的相互作用[10]。Karr認為生態系統健康就是生態完整性好，并率先在河流的評價中建立和使用了生物完整性指數。
　　IBI是Karr在1981年提出的，最初是以魚類為研究對象建立的，IBI是分析魚群的常用方法，又稱F-IBI，共有十二個測量指標[10]。六個用作種群和豐度的評價：魚種的數目；darter魚種的數目；sucker魚種的數目；sunfish魚種的數目；忍受性差的魚種的數目；greensunfish的比例。三種營養級組成的計測：雜食動物的比例；食蟲動物的比例；食魚動物的比例。三種概括魚數量和狀況的計量：樣品中個體的數量；雜種魚的比例；有病個體的比例。每個測量用1、3、5（壞、中、好）評分，取決于和參照點比較的情況。然后把12個分數相加作為總的來說生物指數。
　　Karr的基本思想一直為后來的研究者所普遍接受，逐漸被應用于大型底棲動物、藻類、浮游生物，濕地、溪流和河口地區的高等維管束植物。此后，在研究生態完整性在水資源管理中的重要性時，認為生態系統完整性是一種生態質量，處于完整的和很少需要外部支撐的沒有遭受分割的狀態。
　　IBI自提出至今，經過了20余年的應用、驗證和改進，現已成為美國聯邦政府開展生物監測的基礎。在全球各大洲，魚類生物完整性指數(F-IBI，Fish-IBI)已廣泛應用于基礎科學研究、資源管理、環境工程評價、政策和法律的制訂，也被許多環保自愿者組織所采用。而底棲動物完整性指數(B-IBI，Benthic-IBI)也已在全球得到廣泛使用。IBI可以反應化學污染物的生物效應及人類活動對流域或景觀的影響，可以作為水資源調查過程中生物資源調查的工作框架。在巴西，SILVEIRA利用Shannon指數、BWMP記分系統、EPT%、EPT的相對豐度組成B-IBI指數評價巴西東南部河流健康狀況[11]。在法國，IBI被用來評價SeineRiver流域受渠道化、農業排放和城鎮化后的累積影響，以及蛙魚養殖業對溪流生態系統的影響。在印度，用F-IBI指數來評價受到重金屬和有機污染的Khan和Kshipro河流的健康[12]。在干旱的墨西哥中西部，IBI被用來評價土地的不同使用方式對溪流生態系統的影響。在日本，已利用魚類和無脊椎動物建立IBI-J(indexofbiologicalintegrityforJapanesestreams)指標體系用于評價大阪溪流生態系統的健康。韓國在90年代初期已開始采用底棲動物類群的耐污值和生物指數評價水質[13]。在美國，所有的州都開始使用多度量法進行水質生物評價，用底棲動物進行評價的有48個州，用漁類進行評價的29個州，用藻類進行評價的4個州，使用1個以上生物類群進行水質評價的有26個州[14]。已建立的多度量指數有：佛羅里達州建立的SCI指數（StreamConditionIndex）[15]，沿大西洋中部海岸平原（Mid-AtlanticCostalPlain）的CPMI指數（CostalPlainMacroinvertebrateIndex）[16]等。美國的馬里蘭州建立了SS-IBI（streamsalamanderindexofbioticintegrity）評價水生態系統的健康狀況[17]。目前，美國EPA對生物評價的重心已開始轉向對生態系統的健康評價上來，IBI評價法已成為其水體生物監測的基礎。
　　綜上所述，開展河流生態系統的生態學研究是流域生態學研究的重要基礎。如包括魚在內的水生生物不僅能凈化水質，而且其生物多樣性還隨流域內陸地生態系統的土地利用狀況而變化，是流域環境質量的指示生物。因此只有在充分了解河流生態系統生態因子間相互關系的基礎上，才能進一步了解流域內水陸系統間的關系，從而在流域的高度上展開河流生態系統管理的綜合研究。
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