1. 引言
党的十八大以来，在以习近平同志为核心的党中央坚强领导下，将生态文明建设视为推进“五位一体”总体布局和“四个全面”战略布局的关键环节，为河湖生态保护和生物多样性维护提供了明确的指引。2021年4月，水利部河长办发布了《水利部河长办关于开展2021年河湖健康评价工作的通知》(第79号)，明确要求在各地深入开展河湖健康评价工作。此项工作不仅是评估河湖健康状态、科学分析河湖问题的重要手段，更是强化河湖长制落实、指导编制“一河(湖)一策”方案的关键依据。实施河湖健康评价，构建全面细致的河湖健康档案，对于创建幸福河湖、提升河湖生态系统质量具有重要现实意义。
本文结合近年来湖北水文开展重要河湖健康评价工作，围绕湖泊健康评价的核心问题——评估指标的获取方法进行深入探讨。
2. 国内外湖泊健康评价体系研究概况
全球范围内，湖泊健康评价体系的研究逐渐受到重视。国际上，如美国的湖泊健康评价项目(Lake Health Assessment)和欧盟水框架指令(Water Framework Directive)等均建立了一套综合评价湖泊健康的指标体系。这些体系普遍涵盖了物理、化学、生物等多个方面的指标，旨在全面反映湖泊的健康状况。
我国河湖水生态修复工作最早始于20世纪90年代，与国外相比，我国河湖生态系统评价工作起步较晚，针对河湖生态系统健康评价的实践经验相对较少。受地理气候、河湖资源禀赋以及长期粗放发展方式影响，我国河湖管理保护面临严峻挑战。“十四五”时期，党中央相继作出全面推行河长制湖长制重大改革部署，中办、国办相继印发《关于全面推行河长制的意见》和《关于在湖泊推行湖长制的指导意见》，提出河湖长制“六大任务”：加强水资源保护、加强河湖水域岸线管理保护、加强水污染防治、加强水环境治理、加强水生态修复、加强执法监管。2020年9月，水利部印发了《河湖健康评估技术导则》[1]，次年12月，《湖北省河湖健康评估导则》[2]发布，其系统地阐述了河湖健康评估依据、标准，提供的评价指标体系体现了普适性、区域差异性和开放性，评价成果能够有效服务于河湖长制工作，为各级河长湖长及相关主管部门履行河湖管理保护职责提供重要参考，避免“治面不治里、治表不治根”的现象，达到导向准确、精准施策、系统治理的目的。
3. 湖泊健康评价体系
湖泊健康评价体系是评估湖泊生态系统状态的基础工具，它能够帮助管理者了解湖泊当前的健康状况，预测未来的变化趋势，并为决策提供科学依据。完善的评价体系能全面反映湖泊的物理、化学、生物等多方面的特性，并考虑社会经济因素及人类活动影响。
3.1. 现有评价体系
2020年9月，水利部印发了《河湖健康评估技术导则》，首次建立以河湖为对象多元化、综合性的评价体系，规定了河湖健康评估指标、标准与方法。其中湖泊健康评价体系涵盖22个评估指标，可归类为水文条件、水质参数、形态结构、生物指标、社会服务功能等5类，选取的评估指标体现出普适性和可操作性，兼顾专业和公众需求，旨在从不同维度全面评估湖泊的健康状况。
2021年12月，《湖北省河湖健康评估导则》发布，是针对湖北省内河流和湖泊特点制定的评估标准，旨在通过对河湖生态系统的综合评价，促进其健康、可持续的管理。该导则中的湖泊健康评价体系侧重于评估湖泊的自然生态特征与管理服务功能，并动态跟踪健康状况。评估指标体系包括水文水资源、物理结构、水质状况、水生生物状况、社会服务功能、管理状况等6个准则层，指标层包含表征性(共性)指标和诊断性(个性)指标。表征性指标用于判断河湖基本健康状况。诊断性指标用于分析可能对表征性指标产生影响的受损因子，当表征性指标得分小于60分的情况下，继续补充调查和评估诊断性指标，识别河湖健康受损原因。
2023年7月，水利部河湖管理司印发了《水利部河湖管理司关于进一步明确河湖健康评价有关事项的通知》(河湖[2023] 1号)，指出各地应分类开展河湖健康评价工作，选用的指标必须涵盖河湖健康档案指标。对于流域面积较小、监测数据较难获取的河湖以及季节性河流、冬季封冻河湖等，结合本地实际，简化评价指标、监测方法、评价方法等。根据河流流域面积和湖泊常年水面面积对河湖进行分类，其中，A类河湖是指流域面积3000平方公里及以上的河流，常年水面面积20平方公里及以上的湖泊；B类河湖是指流域面积200平方公里及以上、3000平方公里以下的河流，常年水面面积5平方公里及以上、20平方公里以下的湖泊；C类河湖是指流域面积200平方公里以下的河流，常年水面面积5平方公里以下的湖泊。
A类湖泊健康档案指标为岸线自然状况、最低生态水位满足程度、水质优劣程度、湖泊营养状态、鱼类保有指数/鱼类多样性指数、浮游植物密度、公众满意度等7项。依据水利部河长办印发的《河湖健康评价指南(试行)》(第43号)，选择较为全面的评价指标，构建完整的指标体系，开展河湖健康评价工作。
B类湖泊基本参照A类湖泊建立档案指标，而C类河湖健康档案指标为岸线自然状况、水质优劣程度、公众满意度等3项。
3.2. 现有评价体系的局限性
尽管已有的评价体系在一定程度上能够反映湖泊的健康状态，但存在一些局限性。首先，部分评估指标难以量化或缺乏系统性观测数据，导致评价结果的准确性和可靠性受限。其次，现有评价体系中往往忽视了生态系统服务的多维价值，未能充分体现湖泊生态系统的综合功能。再者，不同地区湖泊特性差异显著，而统一的评价体系可能无法准确适用于所有湖泊。最后，评价结果的应用性不强，难以直接指导湖泊的具体管理和生态修复工作。
4. 重点评估指标获取方法探索
针对上述问题，为更合理地评价湖泊健康状况，应聚焦于最低生态水位满足度、滨岸带植被覆盖率、水生生物状况这3个关键评估指标的获取方法，旨在提高湖泊健康评价的科学性和实用性，为湖泊的可持续管理提供更为精准的数据支持。
4.1. 最低生态水位满足度
水位对湖泊的水量、水质和生物的栖息地等有直接或间接的影响，被认为是湖泊生态系统健康的关键影响因素。最低生态水位是指保证湖泊生态系统基本功能所需的最低水位，一般采用规划或管理文件确定的限值，常用的计算方法有年保证率法、天然水位资料法、湖泊形态法、生物空间最小需求法等，例如《河湖生态环境需水计算规范》(SL/Z712)中的Qp法、最小生物空间法。Qp法又称不同频率最枯月平均值法，通过湖泊范围内水位站历史逐日水位资料，对最枯月平均水位进行频率分析计算，来推导确定湖泊生态水位，是最简单也最具代表性的方法。最小生物空间法主要考虑指示物种所需的水力条件，为水生生物提供一个适宜的物理生境来确定最低生态水位。
获取最低生态水位满足度的方法通常将湖泊范围内所有水位站历史水位数据与最低生态水位进行比较分析，按照评价年份内日均水位高于最低生态水位的天数进行赋分。这一指标的获取难度主要来自两个方面，一是最低生态水位的具体数值不易确定，二是评价湖泊历史系列资料不易获取。一般来讲，湖泊最低生态水位可从该湖泊保护规划中获取，水位资料可以从水文系统获取。
以鄂州市花马湖为例，采取多种方法求取最低生态水位。最枯月平均水位法，采用“近10年最枯月平均水位法”计算生态水位，根据2009~2023年的逐日水位资料，计算得到花马湖近10年最枯月平均水位的最小值为16.50 m (冻结吴淞高程)，其作为花马湖最低生态水位。年保证率法是根据系列水文资料，在选取一定保证率前提下，计算得到相应保证率的水位作为生态水位。对花马湖有1980~2023年的水位资料系列进行统计排频，计算在90%保证率下，花马湖对应的年最低水位为16.00 m，相应水文年为2000年和1981年。生物最小空间法当鱼类的最低生态水位得到满足时，可以认为其它类型生物的生态水位要求也可得到满足。生物最小空间需求法认为，湖底高程加上鱼类要求的最小水深即为最低生态水位。花马湖水产种质资源保护区主要保护对象为花䱻，根据花马湖水下地形分析花马湖湖底高程为15.48 m (冻结吴淞高程)。确定最小水深为1.2 m，经计算花马湖最低生态水位为16.68 m (冻结吴淞高程)。由于受到水文及其他基础资料的制约，各方法的成果均无法保证完全可靠，但可进行互相验证。年保证率法从水资源功能与水量关系角度出发，提出了为维持湖泊水资源功能而不至于造成显著危机时必须满足的水量，较为全面考虑了湖泊的水资源功能，但受到历史水位资料记录的影响较大；生物空间法重点考虑湖泊生物多样性的保护和湖泊养殖功能的正常发挥，兼顾了湖泊的生态和经济生产多方面的作用，并且比较适宜花马湖作为平原浅水湖泊的湖盆天然地形因素，同时得到的生态水位较高，对于湖泊保护比较有利。经过综合分析以上几种方法的计算成果，建议选择生物空间法计算出的水位作为花马湖的生态水位，本次将花马湖的生态水位拟定为16.68 m (冻结吴淞高程)。
4.2. 滨岸带植被覆盖率
滨岸带植被覆盖率是衡量湖泊周边生态环境质量的重要指标。传统的获取方法包括地面调查和遥感技术。地面调查虽然准确度高，但耗时耗力；而遥感技术则能够提供大范围、高效率的数据采集。利用高分辨率卫星图像和地理信息系统(GIS)技术[3]，可以有效地识别和计算滨岸带植被的覆盖范围。
以武汉市墨水湖为例，通过分析处理遥感影像资料，获取滨岸带植被覆盖度指标。我们将遥感影像资料导入Arcgis，根据颜色和纹理等特征图斑，采用交互式监督分类方法，以不同色斑对影像数据进行更精细的分类，并将分类后的滨岸带植被数据进行矢量化处理。分析处理过程如图1~4所示。
根据分析处理遥感影像资料，获取武汉市墨水湖滨岸带绿植面积1.029 km2，量算滨岸带总面积1.452 km2，滨岸带植被覆盖度70.9%，与地面调查资料对比误差3.2%。多次河湖健康评价工作实践发现，利用遥感影像资料技术识别的水面、绿植、道路等矢量数据准确率超过95%，通过遥感影像资料和GIS技术能准确、高效获取滨岸带植被覆盖率这一评估指标。
4.3. 水生生物状况
水生生物状况反映了湖泊生态系统的生物多样性和稳定性。获取这一指标通常需要采集水生生物样本，进行物种组成、密度、生物量和生物多样性分析。水生生物状况评估可供选择的生物类群有浮游植物、浮游动物(主要是原生动物、轮虫、枝角类、桡足类4大类)、底栖动物，大型水生植物(水生维管束植物)以及鱼类[4]等。
图1. 武汉市墨水湖遥感影像
图2. 分类采集遥感影像特征图斑
图3. 交互式监督分类影像数据
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图4. 遥感影像滨岸带植被覆盖要素矢量化
浮游植物、浮游动物和底栖无脊椎动物均可采用Shannon-Wiener多样性指数、Margalef物种丰富度指数和Pielou均匀度指数等生物指数法进行评估，Shannon-Wiener指数描述了物种个体出现的紊乱和不确定性，不确定性越高，多样性越高；Margalef指数通过样品或生物聚群中的物种丰富度程度，从而表现出某群落或环境内物种数量的多寡；Pielou指数反映的是各物种个体数目分配的均匀程度。在参考范围内，这三个生物指数的数值越大，赋分越高、分级评价结果越好。
底栖动物除了上述几个生物指数外，还可用Hilsenhoff、BMWP、FBI生物指数来进行评估。其中，Hilsenhoff和FBI生物指数基于计算底栖动物各分类单元的耐污值数据来进行评价，数值越高，赋分越低，湖泊健康状况越差；BMWP生物指数基于计算底栖动物科级敏感值数据来进行评价，数值越高，赋分越高，湖泊健康状况相对较好。
以鄂城区彭家边湖为例，彭家边湖共检测出底栖动物7属58个，以腹足纲田螺科和甲壳纲长臂虾科为主。根据检出的底栖动物种类及数量，依据底栖动物参考耐污值标准，计算底栖动物Hilsenhoff生物指数4.84。
大型水生植物覆盖度常被作为评估湖泊健康的生物指标之一，但由于水产养殖、湖岸带硬化、富营养化等原因，现阶段湖泊水生植物退化现象日趋严重，许多湖泊甚至很难见到有水生植物生长，而且众多原生物种消失，耐污种和入侵种泛滥。因此，大型水生植物覆盖度不能够很好地反映许多湖泊的健康状况，在评估湖泊健康时宜作为备选指标。
鱼类生物损失指数基于所调查水域内现状鱼类种数与历史参考时间点鱼类种数的差异状况来进行评价，差异越小，赋分越高；所调查的鱼类不包括外来入侵物种。按照《生物多样性观测技术导则内陆水域鱼类》(HJ710.7-2014)和《河流渔业资源调查规范》(SL167)的要求进行鱼类调查与鉴定。
健康的湖泊是一个完整的生态系统，在这个生态系统中，从生产者、消费者到分解者，各种生物类群各司其职，都能良好地生存。因此，想要清晰透彻地反映湖泊的健康情况，在做水生生物状况评估时，应多选一些生物类群指标，对水生生物的综合状况进行评价。
5. 结语
5.1. 研究成果总结
本文系统探讨了湖泊健康评价体系中三个关键评估指标的获取方法：最低生态水位满足度、滨岸带植被覆盖率和水生生物状况。研究表明，结合历史数据分析是确定最低生态水位的有效途径；而遥感技术配合GIS分析为滨岸带植被覆盖率的快速评估提供了强有力的工具；水生生物状况的评估则依赖于实地采样与数据分析的综合运用。这些方法的探索与实践不仅增强了湖泊健康评价的科学性和准确性，也提高了评估工作的时效性和经济性。
5.2. 对未来研究的展望
现阶段尽管取得了一定的进展，但湖泊健康评价领域的研究仍面临诸多挑战。未来的研究应进一步优化评估指标的选择与量化方法，特别是加强对水文气候变化影响的评价指标研究。同时，跨学科的合作将为评价体系的完善带来新的视角，如结合社会经济数据评估湖泊对人类福祉的贡献。此外，随着科技的发展，大数据分析和人工智能技术在数据处理和模式识别方面的应用将为湖泊健康评价带来革命性的变革。最终，这些研究成果将促进湖泊生态系统的可持续管理，保障水资源的安全与生态平衡。
NOTES
作者简介：赵玲(1982-)，女，湖北鄂州人，本科，工程师，主要从事水文水资源评价工作，Email: 87669228@qq.com