1.2 国内外研究进展
1.2.1 国内外河流生态系统健康评价研究进展
健康的概念起源于医学,20世纪70年代末,随着全球生态系统普遍开始退化,生态系统健康的概念被明确提出。
最早的时候,人们将生态系统看作一个有机体,认为健康的生态系统就是有能力抵御疾病、具有自我恢复力和内在稳定性的生态系统。如Simpson提出河流受干扰前的状态就是健康状态,健康的河流应能够维持主要生态过程,且具有能够自我恢复到受扰前的生物群落(杨俊鹏等,2012)。Costanza认为健康的生态系统是指可持续的、完整的,在外界胁迫情况下具有完全的维持其结构和功能能力的生态系统(范荣亮等,2006)。
随着研究的不断深入,不少学者开始关注人类活动与生态系统的相互影响。1971年联合国教科文组织发起“人与生物圈计划”,生态系统研究进入一个新的阶段,人们对生态系统的定义也将人类考虑在内。如Meyer认为健康的河流生态系统就是指河流生态系统结构和功能的正常维持(夏自强等,2008);刘昌明等(2008)提出河流生态系统健康是相对于人类价值的健康,依赖于社会的判断,需要同时满足河流的自然功能和社会功能,这样的健康才是更长久、可持续的健康。
1.2.1.1 国外河流生态系统健康评价研究进展
自20世纪70年代末,河流生态系统健康的概念被明确提出(熊文,2010),河流生态系统健康评价研究就从未中止。
河流生态系统健康评价方法众多,从评价原理上大致可分为预测模型法和多指标体系法两大类。其中部分学者采用多指标体系法进行健康评估,并提出了较为典型有效的评价体系,如着眼于鱼类生物群落结构和功能的IBI指标体系、瑞典的岸边与河道环境细则RCE指标体系、澳大利亚的溪流状况指数ISC指标体系、英国的河流生境调查RHS指标体系和RHP指标体系等(吴阿娜等,2005)。
但大多学者还是采用预测模型法,以鱼类等生物评估河流的健康状况。如Wright以河流大型无脊椎动物为评估生物所提出的RIVPACS评价方法(吴阿娜等,2005);Jia Y.T.等(2013)以鱼类群落的生物指标为基础开展大型河流健康评估;Anahita Marzin等(2014)去掉人类活动带来的不确定性,基于鱼类功能特性开发一种预测模型,用于评估法国河流。
1.2.1.2 国内河流生态系统健康评价研究进展
国内河流生态系统健康评价起步相对较晚,少部分学者运用预测模型法开展健康评估研究。如王备新(2005)应用底栖动物完整性指数对安徽黄山地区溪流进行健康评估;周上博等(2013)分别针对鱼类、硅藻、大型无脊椎动物以及多种生物为指示物种的河流健康评价进行了探讨,提出大型无脊椎动物的河流健康评价仍然占据主导地位。
大多河流专家学者通过多指标体系途径,采用层次分析法的综合指数法进行健康评估,其中张远等(2006)仅选取水化学和水生物指标来评估河流生态系统的健康状况,但更多研究者是基于水文特征、水环境质量、河流形态、河岸带、水生生物5个方面开展的。如孟伟等(2009)从水质、水生生物、栖息地状况3个方面,选择15项水质指标(包括DO、COD等)、3项生物指标(细菌、固着藻类香浓-维纳指数、无脊椎动物的完整性指数)以及10项栖息地指标(包括底质结构、生境异质性、流速-深浅类型、河岸带稳定性等)进行河流健康状况评估;吴阿娜(2008)分别从河流水文、河流形态、河岸带状况、水质理化参数以及河流生物5个方面,选择17项指标,使用层次分析法的综合指数来评价河流的健康状况;吴欢等(2010)分别从这5个方面筛选了12项和17项指标,使用层次分析的综合指数法来评估梁滩河的生态系统状况;魏伟等(2013)结合采用主成分分析与相关性分析方法对水文特征等5个方面筛选指标,并使用方差赋权的综合指数法来评价安徽铜陵地区河流健康等级状况;赵彦伟和杨志峰(2005)针对城市河流健康问题,提出包含水量、水质、水生生物、物理结构与河岸带5大要素的指标体系,并用模糊评判模型对宁波市的多条河流进行了评价。
也有不少学者从河流功能的角度出发,选择一些社会经济指标作为考察河流健康的尺度之一。如王李鸿等(2012)基于原有河流水文学、形态特征、河岸带状况、水质及水生生物5个方面的评价内容,增加公众意识指标,共选取16个指标来衡量沘江兰坪段河流的健康状况;王琳等(2007)则增加公众态度、河流管理、防洪安全等社会指标。
综上,国外大多使用预测模型法进行河流生态系统健康评估,而国内大多使用多指标体系法。两种方法各有优缺点。其中预测模型法由于仅仅根据物种的相似性比较进行评价,过于片面;而多指标法从多个方面进行评价,虽较为全面,但掩盖了单个参数的信息,且评价标准较难确定,评价精度往往有所欠缺。
1.2.2 国内外河流生态修复研究进展
1.2.2.1 国外河流生态修复研究进展
1938年德国Seifert第一次提出近自然河溪治理的概念,自此之后,便受到热烈的推崇。
20世纪60年代起,西欧和北美发达国家开始将生态学原理应用于实验及工程实践研究中,改造水泥型河堤,修建生态型河堤,复原河道的自然形态,恢复河岸水边植物群落与河畔林(钟春欣等,2004)。
多年来,国外在河流天然形态重塑和生物栖息地的恢复等方面取得了很多的成就。如丹麦斯凯恩河与美国基西米河均通过河道蜿蜒性的重塑、河流与洪泛区连续性的恢复等实现了生态恢复。Rao L.等(2014)通过试验发现人工生态浮床能改善河道的水力特征,可广泛应用于江河湖泊的修复;Li H.B.等(2011)提出可采用浮动折流生物反应器,多种植物浮床以及反硝化生态水草对支河河口地区平原河网进行生态修复;Joseph F.B.等(2013)提出天然河道设计河流恢复项目经常利用河流转向结构来建立稳定平面结构和蜿蜒弯曲形态,加强水生生态系统的生境;Friberg N.等(2014)以丹麦的Gelså河为研究对象,以大型无脊椎动物为评估指标,验证了渠道化河流的自然化对生物的影响。结果表明,栖息地的恢复能够影响动物群落的组成,但对生物多样性的改善效果却很小,栖息地异质性将是下一步生态修复工作的重点;Esther Julia Olaya-Marín等(2012)运用人工神经网络验证了堰的去除及浅滩的构筑对鱼类丰富度的改善效果。
但越来越多的学者认识到生物多样性与生物完整性才是河流生态修复的最终目的。如Esther Julia Olaya-Marín等(2012)认为本地鱼类的丰富度是水生生态系统健康指标,提高物种丰富度是河流生态系统管理的一个主要目标;Shahid Naeem(2002)指出生物多样性正在作为一种新兴的水生态修复范式正在迅速发展;David L.Galat等(2001)提出鱼的保护与河流网络的关系并不是一种统一的范式,生境多样性是原生鱼类区系恢复的必需条件,因此在对北温带的大型河流及其原生鱼类区系的恢复中,也应该考虑主渠道、河漫滩、支流的栖息地和流程之间的动态作用。
1.2.2.2 国内河流生态修复研究进展
我国河流生态修复方面研究起步相对西方发达国家较晚。1999年刘树坤提出了“大水利”理论,并根据发达国家的河流生态修复实践,基于河流整治提出了生态修复理论(陈兴茹,2011),为以后的河流修复工作提供了参考。2003年董哲仁提出了“生态水工学”的概念。2005年10月水利部国际合作与科技司召开河流生态修复技术研讨会,有力地加快了我国河流生态修复的研究步伐。2007年董哲仁的著作《生态水利工程原理与技术》出版,为我国河流生态修复研究提供了重要的理论基础。
近年来,我国科研人员在河道生态修复上进行了大量的研究并取得了许多成果。如宋立伟和王镜植(2009)就北方季节性河流枯水期水量小、流速缓慢而带来的自净能力下降的状况,提出通过跌水来治理;韦昌旭(2012)以翻板闸及补水作用对观澜河的缺水进行修复,取得了显著的效果;唐红亮(2012)通过试验研究,证实浮岛式生物处理系统具有高效的去污能力和控藻效果;杜霞(2012)利用食藻虫来引导水体工程,并用狐尾藻和伊乐藻这两种耐污性强的先锋沉水植物在上海市的某一农村河流中进行可调式沉水网床试验,取得了很好的效果;王涛(2013)对生态床技术(挺水植物、沉水植物和人工组合填料的有机结合)的实验研究,发现生态床能够有效去除NH3-N、TP和浊度;裴莹(2008)专门针对城市季节性河流研发了一套修复措施;王社宁(2009)针对河流型饮用水水源水质和水量稳定性要求严格的特征,提出了一套修复方案。
同时,在河道生态修复的工程实践上也取得了很多成就。如新疆塔里木河治理工程结合“生态闸”与输水堤防,完成了河道的输水修复(袁著春等,2003),为水量修复提供了思路;杭州长桥溪治理工程通过生活污水的集中处理和人工湿地的构建等技术,完成了严重河流水质的生态修复(户作亮等,2010),可作为典型严重污染河流水质治理的典范;长春市饮用水源地入库河道基于近自然的理念,构建人工湿地的构建,生态型护岸,河道蜿蜒性、断面多样化及缓冲区的修复,深潭-浅滩结构的重塑以及栖息地结构的强化等完成地貌的近自然修复(刘大鹏,2010),为河流的地貌修复提供指导;张家界索溪河通过补给生态需水、设置截污干管、底泥生态疏浚、构建复式断面和配置水生植物等一系列措施,取得了水量-水质-生物修复的卓越成效(刘小梅,2010),可为水量-水质-生物破坏型河流生态系统修复工作提供了思路。
综上,国外河流生态修复更注重地貌和生物恢复,而国内缺乏生态系统的全局观意识(肖红霞,2012),仍将修复重点放在水质改善上。在修复实践中,往往基于小范围研究区域特征制定修复措施,缺乏充足的理论基础,对于其他河流和流域的推广性不足。
1.2.3 国内外河流生态修复模式研究进展
模式是从不断重复出现的事件中发现和抽象出的规律,是人们在生产生活实践当中通过积累所得到经验的抽象和升华,是解决问题形成经验的高度归纳总结;是解决某一类问题的方法论,是一种参照性指导方略,有助于高效完成任务,有助于按照既定思路快速作出一个优良的设计方案,达到事半功倍的效果。只要是一再重复出现的事物,就可能存在某种模式。
KOYAM和KOTAKES于1985年就提出生态修复模式是指人们在生态修复活动中所采用的定性修复方式、生态要素的组织形式、生态演替所遵循的理论以及经济状况和政策等的总称,并具有稳定性、完整性和系统性的特点。
目前河流生态修复模式一般是以河流生态系统的破坏特征来构建。如戚蓝等(2012)在借鉴了河流生态修复技术的基础上,提出了适合干涸河道以绿代水、湿润河道的生态修复模式;肖红霞(2012)根据国内外河岸缓冲带研究总结,可以将河岸缓冲带的护岸模式按照护岸功能及用材进行分类;史莎娜等(2012)等根据国内外海岛修复研究情况可将海岛生态修复分为重新设计模式、恢复模式和自我修复模式三种模式;张杭丽等(2011)等根据富营养化程度的不同来构建生态修复模式;李文君等(2009)在分析了海河流域特点和河流生态现状的基础上,基于河流水体连通、水质净化、景观环境、生境维持这四种生态功能,提出生态补水型、水质改善型、生境修复型、以绿代水型和维持保护型五种生态修复基本模式;汪雯等(2009)从健康河流生态系统入手,综合考虑河流水质与生境现状,提出海河流域平原河流生态修复模式体系,包括4种修复类型(即管理保护、直接修复、补水修复和生态系统替代)和9种修复模式。
综上可见,河流生态修复模式构建出发点不同,其修复模式也有所差异,大多基于河流生态系统的差异破坏因素。但在现有研究中,对于差异破坏特征的选取理论依据不足,往往根据主观认识确定,以至于所构建的修复模式科学性不够。
1.2.4 国内外生态流量研究进展
1.2.4.1 河流生态流量理论内涵
河流生态流量最早由美国渔业与野生生物保护组织(United States Fish and Wildlife Service,简称USFWS)于20世纪40年代开始研究(周世良,2000),并且把避免河流生态系统退化的河道最小流量定义为河流生态流量。在当时,这一概念的提出对于河流生态保护具有极大的指导意义。
伴随研究内容的深入与范围的扩展,河流生态流量被赋予了更多的内涵与意义。人们意识到要维持河流自然生态系统的健康平衡,需要给予生活在其中的水生生物适宜的水量,而不仅仅是确定一个最小流量的阈值,因此河流生态流量也包含了河流适宜生态流量(王西琴等,2001)。
研究进程中,越来越多的生态环境科学及水资源管理领域学者意识到“三生”用水合理分配的重要性,于是有学者如刘静玲等(2005)把河道最小流量称为狭义河流生态流量,从而提出广义河流生态流量的概念。广义河流生态流量是在狭义生态流量基础上加入河道外引用水、维持河道通航需水、稀释排污需水、水上旅游景观需水等下游人类生产、生活所需最小水量,同时还需满足自然生态系统的基本需水。理论上说,河流生态流量是一个具有季节性消长规律,体现丰水、平水、枯水期的流量过程线,而非是某一固定阈值,人类生产生活活动都根据这一过程规律相应变化。因此,将既可以维持河流自然生态系统健康的平衡,同时又能满足服务于人类发展需求的最小流量称为河流生态流量。
1.2.4.2 国外河流生态流量研究进展
河流生态流量研究由最早提出发展到今日,用于计算其的方法不下百种,涵盖了诸多学科,如水文学、水力学、生物学、景观学等,其中也不乏学科交叉方法,主要分为四大类,即水文方法、水力方法、生态环境法和整体法。大多数计算方法属经验或半经验方法,且类别繁复,以至于目前并没有形成一个统一的计算标准。
1940年美国渔业与野生生物保护组织首次提出河流生态流量概念,此时还只是一个抽象的概念,并没有具体计算生态流量的方法。到20世纪六七十年代,开始有学者提出量化生态流量的方法,但是主要是以历史资料为基础进行经验总结,得出经验公式方法。如Tennant D.L.(1976)和Bartschi D.K.(1976)先后提出了Tennant法和湿周法用于计算生态流量,随后又有得克萨斯法、7Q10法(Matthews R.C.等,1991;DFID of the UK,2003)等方法被提出。20世纪90年代随着生态流量研究方法逐渐成熟与完善,有学者提出了栖息地模拟法和整体法(Tharme R.E.,2003;Dunbar M.J.A.,1998;Docampo L.,1995)。其中栖息地模拟法的主要理念是河流生态流量应当为水生生物提供一个适宜的物理生境以供其健康生长、繁殖等,故而建立了流量-栖息地或者栖息地指示物种-流量之间的关系用以确定河流生态流量(Stalnaker C.B.等,1994);而整体法则是指对研究区整体生态环境进行研究,聚集不同学科专家,通过研究河道流量、河床形状、河岸带结构、河床底质等之间的关系来确定河流生态流量的推荐值。进入21世纪,随着新型信息技术和模拟手段的应用,使得生态流量研究范围扩展,所使用的模型包括Desktop模型(Hughes D.A.,2010)、神经网络模型(Jorge Alcázar等,2010;Marsili-Libellia S.等,2013),以及采用遥感与统计模型等(Francisco J.P.等,2013;Nicholas P.S.,2009)。
1.2.4.3 我国生态流量计算方法评述
1989年我国学者汤奇成首次在中国开展生态需水研究,至今已获得许多研究成果,但大都以水文学、水力学(李嘉等,2006;刘昌明等,2007;苏飞等,2006)为主要研究手段,如王西琴等(2003)提出的以水文历史资料为基础的采用月(年)保证率法计算河道需水量,姜杰和杨志峰(2004)提出高频率流量法计算河流生态流量是基于水文学对生态流量进行计算。李嘉等人于2006年提出生态水力模拟法,这是一种通过河道生境模拟确定生物生存的水文水质指标,利用河道水力模拟获取不同流量对应的水文水力指标变化情况,最后根据前述两个模拟的有机整合确定河道生态流量。刘昌明等(2007)则根据河道生态目标所需最低流速提出生态流速这一概念,并据此概念提出新的生态水力半径法用于计算生态流量。
有的学者基于水文水力学对相关生态流量的计算方法进行扩展,如张树奎和鲁子爱(2011)在其研究中引入熵的概念,利用熵权反映选取水文指标与流量决策结果之间关系的密切程度。基于指标的熵权权重向量进行累积求和,获得适宜生态流量的上、下限阈值。张强等(2011)在考虑到气候变化与人类活动会对水文变异情况产生影响,因此提出了水文变异条件下对河流生态流量的研究。王红瑞等(2011)在研究中提出模糊生态流速的概念,根据生态水力半径法确定对应的模糊生态水力半径,通过模拟得出流量与模糊生态水力半径的关系函数,最后应用扩展原理得出适宜生态流量阈值。
目前,基于栖息地环境模拟法逐渐得到重视,张远等(2007)以浑-太水系为研究对象,根据鱼类栖息地指标适宜标准对河道生态流量进行了研究,并初步获得了浑-太水系生态流量数值,丰华丽和陈敏健等(2007)、李建和夏自强(2011)也先后将鱼类生境法和PHABSIM模型应用于松花江适宜生态流量计算,所得结果基本上符合河流生态系统特点以及水生生物群落生存条件的要求,因此具有科学性。
1.2.5 国内外生态调度研究进展
水库生态调度是在人类已经意识到建坝对流域生态系统造成了干扰和影响的前提下产生的,它是一种统筹生态模式的水库综合调度方式。生态调度包括的范围很广泛,学术界也持有不同的看法,也没有明确的定义。Griphin认为水库生态调度就是既要满足人类的需水要求,同时也要满足生态系统对水资源的需求(Symphorian G.R.等,2003)。董哲仁、孙东亚(2007)提出了“水库多目标生态调度”的概念,指出在实现防洪发电等多种社会经济目标的前提下,兼顾考虑流域生态系统的需求。汪恕诚(2006)认为水库的生态调度是在保证各种经济效益和社会效益的前提下,在最大程度上达到生态效益的要求。
1.2.5.1 生态调度国外研究进展
国外对水库生态调度的研究开始得较早,对于相关理论和技术方面的研究主要体现在以下两个方面(Petts G.E.,1984;Ligon F.K.等,1995;Proff N.J.等,1997):一是分析流域内水利工程对生态系统的影响,优化水库调度方式以及相关配套技术措施的研究;二是建立这些技术方法对流域生态系统影响的评估体系。
美国于20世纪40年代开始对河道内流量进行研究,并且出台了相关的政策措施(杨志峰等,2004),20世纪80年代初期开始对水资源的全面开发和管理,并对生态环境需水进行了初步研究,在河道内流量计算方面已经较为完善,然而当时并未明确地提出生态需水量这个概念。20
世纪90 年代以来,全球关注的重点开始放在了传统水库调度和生态系统之间的关系上,特别是生态需水量的研究对于生态系统的影响(Geoffrey E.H.,1996)。1995年,Cleick提出了基本生态需水量的概念,指出提供一定数量和质量的径流对于维护生态系统健康、保护物种的多样性及生态系统的完整性的重要意义(Gleick P.H.,1996)。Rashin 等在1996年也提出,可持续的水资源是指要有充足的径流量来保证湿地、河流和湖泊的最小生态需水量要求,但是Rashin并没有给出具体的概念和计算方法(Rashin P.D.等,1996)。Whipple 等在1999年指出,水库的优化调度需要更多地考虑到生态系统的需要(Whipple W.等,1999)。以下介绍全球各国在生态调度方面取得的一些成效。
1)美国在1991—1996年,为了改善下游生态系统,提高水库泄流水量及水质,通过田纳西河流域管理局(TVA)对20多个水库进行了优化调度的调整。具体包括进行适当的日调节等提高下游河道的最小流量、通过涡轮机通风等设施提高水库下泄水流的溶解氧浓度等,这些措施为改善河流下游的生态系统起到了重要作用(吕新华,2006)。
2004年5月,TVA 董事会提出一项新的水库调度政策,这项政策改变了田纳西河流域管理局原先的水库调度方式(水位的调节),通过对其管理的水库实施调度来调整、优化整个流域的生态需水量。美国农垦法规定加利福尼亚州的中央河谷工程(CVP)第一是要用来防洪、改善航运条件及调节河流的径流量;第二是要满足鱼类与野生动物、灌溉及生活用水的需求;第三是要满足发电需求和增加生物种群多样性。1980 年开始,古力坝(GCD)和哥伦比亚流域当局为了满足维持或增强产卵的鱼类种群的需要,对其他水利设施的调度也进行了相应的调整。美国海洋局于1995年提出了生物学建议,这成为了决定水利工程调度的核心因素。
2)澳大利亚政府提出了水的可持续利用和生态系统恢复相应的分配方案,并且要求各个地区都要评价“水依赖的生态系统”。这些方案要综合5~10 年之后可能出现的情况,通过一些数据来调整径流的季节变化从而达到最佳的生态目标。
3)1995年,日本河川审议会提出了“未来河川应有的环境状态”,提出“保护生物多样性、生育环境”“重构河川和地域的关系”的必要性。日本于1997年修改了河川法,在保留以往的治水、疏水的前提下,新增了“保养、保全河川环境”。
4)俄罗斯为了实现对于生态系统的恢复,对伏尔加河下游的放水进行了可行性研究。伏尔加格勒大坝自19世纪60 年代建成起,根据多年历史汛期水文预报和国情来进行分析预测,春季通过制造人造洪水、模拟春汛的自然水文情势向大坝下游放水,为鱼类产卵及农田灌溉创造了良好的条件(Hughes D.A.等,2003)。
5)其他国家在水库生态调度方面也有着显著的成绩。巴西Tuceruf 水电站的水库调度规程中指出:“在满足大坝下游航运要求的前提下,为了避免给下游生态系统造成干扰,保护生态系统的稳定性,水电站规定了水位不能超过72.00m。”为了计算河流的生态环境需水量,通过将Desktop模型运用于非洲津巴布韦Odzi河的Osborne 水库,为水库的调度提供理论性的依据(王根绪等,2005)。
总体看来,生态调度在国外也存在着一个从无到被认识到被研究最后被接纳的过程。国外的研究重在强调水资源在整个生态系统中所扮演的角色及其重要性,尤其关注生态系统中各因素之间的综合研究,特别是对于恢复和保护生物多样性、减少对生态系统的破坏和影响方面的研究。水库调度也不再是传统的水库水位升降问题,而是关系到全流域尤其是下游水生态系统完整性得以保全的重大问题。
1.2.5.2 生态调度国内研究进展
我国生态调度的研究仍然处于初始研究阶段。自 20 世纪70 年代以来,长江流域鱼类资源逐步减少,其中包括鱼类种类和数量的减少,这主要是由于上游大量修建大坝,拦截了天然的径流量,改变了天然的水文情势,表现在流速减缓、洪峰不明显,这样的行为严重影响到了下游生态系统的正常运行。20 世纪80年代,我国对鱼类资源的开发和保护开始予以重视,同时,对生态系统生态需水的研究也逐步开展起来。43 名院士以及接近300位院外专家被中国工程院组织起来,共同参与完成了“可持续发展水资源战略研究综合报告”,初步界定了生态环境需水理论,并以此估算全国的生态环境用水,用来恢复和保护水土保持以及水保范围之外的植被建设、下游生态系统的健康和维持河流水沙平衡等方面。刘昌明、何希吾(1996)提出了“水能平衡、水盐平衡、水沙平衡、水量平衡”与生态需水之间的关联。王西琴等(2002)从水体污染的角度出发,指明了流域环境需水就是指维持河流最基本的生态环境健康,在流域内常年流动的最小水量。
由上可看出,国内水库调度也并未完全忽视筑坝对于生态系统的威胁,只是在巨大的电力需求和防洪压力方面做出了一些让步。国内许多大型水库的调度章程中也提及了要顾及生态调度,然而却没有具体实现的措施。目前长江流域水库的生态调度方式主要是通过下泄合理的生态径流量、运用恰当的调度方式来控制“水华”现象、咸潮入侵及为鱼类产卵创造条件等,以此来降低筑坝对下游造成的不利干扰。
总之,国内的生态调度起步晚,对于概念和内涵的理解也不是很一致,然而其仍然存在着相似之处:大型水利工程必须要实行生态调度,在保证社会效益和经济效益的同时,对生态效益的考虑刻不容缓;对于已经造成影响的生态系统,要通过合理的生态调度措施进行补偿和修复,尚未造成严重影响的也必须实施生态调度加以预防;目前最有效的措施就是保证下游河道的最小生态径流量等。
1.2.6 存在的不足
通过国内外研究进展可知,国内外河流生态系统健康评价及河流生态修复研究已有一定历史,但仍然存在一定不足,主要体现在以下几个方面。
1)国外大多使用预测模型法进行河流生态系统健康评估,而国内大多使用多指标体系法。其中多指标体系法因从多个方面进行评价,较为全面,得到广泛应用,但往往对河流生态系统缺乏系统的调查与研究,很多指标采用经验赋值,对研究结果产生影响。
2)对生态、水资源与环境三者承载力之间的联系没有深入研究。以水资源和环境承载力为约束条件的生态承载力,是自然和人工复合生态系统追求的目标。单一资源或局部结构承载力的提高如果不在生态系统的允许范围内,有可能使生态承载力下降,应该强调从整体上来进行生态承载力的研究。
3)河流生态修复模式是基于以往河流生态修复研究的归纳总结,修复模式研究的出发点不同,所构建的修复模式就会有所差异。目前,大多数学者是基于河流生态系统的差异破坏因素,但对于差异破坏特征的选取理论依据不足,往往根据主观认识确定,以至于所构建的修复模式科学性不够。