湖泊生态系统健康的模糊综合诊断方法.pdf

．86． 中国水利学会第二届青年科技论坛论文集 湖泊生态系统健康的模糊综合诊断方法 王淑英1 高永胜1，2 (1．浙江省水文局杭州 310009； 2．中国水利水电科学研究院 北京100038) 【摘要】本文首先分析了国内外生态系统健康研究现状，在考虑反映湖泊生态系统整体性、代表性和可操 作性特点基础上，选取恰当的诊断指标，确定了评价湖泊生态系统健康的3类标准限值，提出了模糊综合 诊断方法。并以文献[1]滇池的数据为例进行模糊诊断，说明了滇池近期生态系统健康处于亚健康状态，而 且健康程度越来越差。 【关键词】湖泊生态系统健康模糊诊断指标 健康概念来自于种群医学和流行病学，它是对生物病理的一种评价与诊断。湖泊生态 系统是包含生命的超有机体的复杂体系，它的变化特征(如水量的多少、水质的好坏、生物 物种的变化等)可以认为是系统健康与否的症状，因此可以应用健康概念来评价或诊断湖泊 生态系统，以便于对其采取合理有效的措施进行恢复、维持或治理。 湖泊是地表淡水资源的重要储存场所，具有重要的生态服务功能，对人类社会的可持 续发展具有举足轻重的作用。水体污染和富营养化是我国湖泊水环境面临的主要问题，由 此导致湖泊生态系统结构和功能的严重退化，因此对湖泊生态系统进行健康诊断十分重要。 如何评价湖泊生态系统的健康状况，如何恢复和维持湖泊生态系统的健康状况等问题，是 湖泊生态研究亟待解决的问题。目前国内外在湖泊生态系统健康方面的研究仅处于起步阶 段，评价大多从生态角度来选用生态指标，且迄今为止仍然没有统一的评价指标和方法。 本文基于国内外的研究状况，考虑能反映整体性、代表性、可操作性特点，诊断指标选择 外部指标、环境要素状态指标和生态指标3大类，提出一种模糊诊断方法，依据地表水环 境质量标准及湖泊富营养化分类，通过咨询专家方法确定健康诊断的i级标准限值，并引 用文献[1]滇池实例进行计算分析，说明在3年中滇池相对于健康三级标准的生态健康程度 及其变化趋势。 1研究进展 生态系统健康的研究起源于20世纪70年代，此后在河流、湖泊和森林生态系统健康 评价等领域取得了进展[2】，但学术界在生态系统健康的定义方面尚未取得共识。Jorgensen[3] 提出的生态系统健康概念得到广泛认可，共涵盖6个方面：自我平衡、没有病征、多样性、 有恢复力、有活力和能够保持系统组分问的平衡。为了使生态系统健康的概念有实际操作 性，需要对其进行评价。但由于在概念上存在分歧，并且要评价的生态系统类型各异，因 此也产生了多种评价方法和指标，主要分3类：①生态指标。在生态系统水平和群落层次 一、水资源、水环境 ·87· 上设计指标；②人类健康和社会经济指标。主要应用在一些与人类有密切关系的生态系统 中，如流域内的生态系统；③物化指标。探究影响生态系统变化的非生物原因[31。 近年来，在可持续发展的思想的推动下，生态系统健康研究已成为国际生态环境领域 新的研究热点，并逐渐发展成为联系地球科学、环境科学、生态学、经济学及社会科学等 学科的桥梁【4]。1988年Schaffer等首次探讨了有关生态系统健康度量的问题，但没有明确 定义生态系统健康。1989年Rapport论述了生态系统健康的内涵【5，61，认为生态系统健康是 指生态系统所具有的稳定性和可持续性，即在时间上具有维持其组织结构、自我调节和对 (resilience)特征来定义。 我国这方面研究工作十分薄弱，相关报道很少。从2000年开始，在国内才出现综述性 文章【7~1…。孑L红梅【l u提出的评价方法较为全面，但是没有给出具体的评价指标；文献f12] 对青海湖进行研究时提出评价淡水生态系统健康的指标以能质、结构能质和生态缓冲能力 为核心，对湖泊在不同时段(如一年四季)的健康状态进行生态指标的逐一比较，由此得到相 对的综合评价结果。目前国内外开展的水生生态系统健康研究主要是选用生态指标来进行 评价。 文献[1]以滇池为例，考虑了反映湖泊生态系统的三大类指标，提出了湖泊生态系统健 康的综合健康指数法，对1988年、1994年和2001年的湖泊生态系统健康状况进行评价， 这种方法只对这i年情况进行相对健康程度评价及比较，指标取值是相对的，所以只能反 映这几年来