湖滨带生态健康评估

湖滨带是湖泊流域水生态系统与陆地生态系统间一种非常重要的生态过渡带，它具有拦截径流污染物的缓冲功能、维持湖泊生物多样性并提供野生动植物栖息地的生态功能、稳定湖岸控制土壤侵蚀的护岸功能。湖滨带是湖泊的一道保护屏障，因为在非生物生态因子的环境梯度以及地形和水文学过程的作用下，矿物质、营养物质、有机物质和有毒物质必须通过各种物理、化学和生物过程穿过湖滨带才能从流域进入湖泊水体。生态退化的湖滨带往往造成植被破坏、生物多样性下降、湖岸遭受侵蚀、水质恶化、景观美学价值降低、洪涝灾害频繁，甚至影响人民的身体健康和生命财产安全。因此湖滨带是健康的湖泊生态系统的重要组成部分和评价标志［1］。然而，湖滨带生态系统健康涵义还未见明确阐述，湖滨带生态系统健康评价的理论与方法的研究也远远不足。太湖是长江中下游著名五大淡水湖之一，属于我国重点控制的“三湖”之一。近年来由于流域经济的快速发展和不合理的开发利用导致太湖水质恶化，富营养化趋势明显，生态系统急剧退化，太湖湖滨带生态系统的结构破坏严重，造成生境恶化、生态功能退化等问题，严重影响了湖滨带的景观、渔业、农业以及产业，经济损失巨大［2-3］。鉴于此，选择太湖湖滨带为研究对象，研究湖滨带生态系统健康评价体系，并对太湖湖滨带生态现状进行评价。

1太湖湖滨带现状

太湖湖滨带的形状如图1，岸线总长405km［4］，其中环湖大堤占岸线全长的73%。根据2010年的测定，图1太湖湖滨带形状及采样点位设置Fig．1ThediagramoflittoralzoneofLakeTaihuandthelocationofsamplingsites梅梁湾段长76．2km，竺山湾段长37．7km，西部沿岸段长34．5km，南部沿岸段长56．2km，东太湖段长69．8km，东部沿岸段长87．7km，贡湖段长43．2km。健康的湖滨带是由陆向辐射带、水位变幅带和水向辐射带组成的［1］。但是太湖湖滨带几乎被环湖大堤及山体所包围，天然的陆向辐射带已基本不存在，且环湖大堤将水位变幅带和水向辐射带与陆域分离开来，原来的水陆物质交换也随之阻隔，因此太湖湖滨带的范围就不再涵盖陆向辐射带。根据对太湖湖滨带的水下地形、水文特征、植物群落分布考察，将太湖湖滨带的范围界定为大堤以内(水向)50—100m的环形区域。太湖湖滨带主要存在以下生态、环境问题:(1)环湖大堤的阻隔及侵占:太湖湖滨带是典型的大堤型湖滨带，大堤的存在一方面将湖滨带与缓冲带分割开来，缓冲带的水流不能通过漫流直接入湖，只能在缓冲带较上游进入河道，通过通湖的较大河流入湖;另一方面大堤直接侵占了湖滨带湿地植物的生长空间，并通过风浪的作用强化了对湖滨带基底的淘蚀作用，加剧了湖滨带生境条件的退化。(2)水环境质量普遍较差:根据2008—2011年的持续调查发现，除东太湖、贡湖湖滨带阶段性的相对较好外，其他均为IV类、V类，夏季竺山湾甚至达到劣V类，生物物种以耐污型为主。(3)水生植物大面积消失且分布不均:以挺水植物为例，湖滨带挺水植物面积由20世纪80年代的64．6km2，下降到2008年的6．38km2，缩小了近90%。沉水植物主要集中在东太湖，其他湖区相对较少;挺水植物主要分布在西部沿岸、北部湖湾区，而东太湖相对较少。(4)生态脆弱性持续增加:根据生态脆弱性综合评价分析结果，太湖湖滨带生态脆弱性状况在1978年最轻，持续到1991年其状况均为轻脆弱性;而从1996年至2008年，太湖湖滨带生态环境脆弱性指数总体上呈现上升趋势，2008年已经达到为强脆弱性［5］。

2太湖湖滨带生态系统健康评价研究

2．1评价方法的选择

选择合适的评价方法是进行生态系统健康评价的关键步骤。用于湖泊领域的生态系统健康评价方法主要包括以下3种:指示生物法、压力-状态-响应(Pressure-State-Response，PSR)法、生态健康综合指数法(EcologicalHealthComprehensiveIndex，EHCI)。(1)指示生物法主要根据生态系统中指示物种的多样性和丰富度，确定丰富度指数或完整性指数(如生物完整性指数)。当生态系统受到外界胁迫后，这些指示物种的适宜生境受到胁迫，它们的结构功能指标将产生明显的变化。但是这种方法不宜单独使用，因为生态系统非常复杂，仅依靠某一类敏感物种表示系统变化不可能展现出清楚的因果关系［6］。湖滨带是由多种生物构成的非平衡开放性复杂生态系统，因此不适合采用指示生物法反映其生态系统的状态或变化趋势。(2)压力-状态-响应(PSR)法是基于OECD(OrganizationofEconomicCo-operationandDevelopment，联合国经济合作开发署)建立的PSR模型框架构建的［7］。该模型区分了3类指标，即压力指标、状态指标和响应指标，其中压力指标表征人类的经济和社会活动对环境的作用;状态指标表征特定时间阶段的环境状态和环境变化情况，包括生态系统与自然环境现状，人类的生活质量和健康状况等;响应指标指社会和个人如何行动来减轻、阻止、恢复和预防人类活动对环境的负面影响，以及对已经发生的不利于人类生存发展的生态环境变化进行补救的措施。PSR评价方法广泛地应用于区域环境可持续发展指标体系研究、水资源、土地资源指标体系研究中，也有人尝试将该方法应用到湖滨带的生态系统健康评价中［8-9］，但是湖滨带的特点是长度大但宽度小，分散到每个行政区域的总面积并不大，因此很难看出不同行政措施对湖滨带的影响;另外由于太湖大堤在很大程度上削减了外界人口、经济、社会的影响，所以PSR方法并不适合太湖湖滨带的生态系统健康评价。(3)综合健康指数法是通过建立多层次、多指标的综合健康指数体系，对系统的生态健康状态进行定量的评价与比较，该方法的基本原理简单，计算简便，结果可靠、直观，在生态系统健康评价中已经有相当广泛的应用［10-11］。鉴于以上分析，太湖湖滨带的生态系统健康评价选用了综合健康指数法。

2．2湖滨带生态系统健康的定义及综合健康指数分级

根据多年对湖滨带系统的研究结果［1-3］，将健康的湖滨带生态系统定义为:湖滨带的生物多样性及生态系统结构基本稳定，生态系统的能量输入和物质循环正常，局部节点的能量和物质累积没有导致湖泊功能退化和水环境质量下降，具有良好的自适应性和自我修复能力。就太湖来讲，健康的湖滨带生态系统应该具有足够的湖滨滩地、较强的水体自净能力、适宜的清洁度、较丰富的生物多样性，能够发挥应有的拦截污染物、提供生物栖息地、稳固湖岸以及增加景观美学潜力。参照湖泊等其他类似生态系统的健康评价，设立湖滨带生态系统健康综合指数(EHCI)，值越大代表健康状态越好，将湖滨带生态系统健康状态分为很健康、健康、亚健康、疾病、严重疾病5级，详见表1。