1.5　基本研究思路与研究内容

1.5.1　基本研究思路

根据刘丙军（2007）、高文峰（2010）、于飞（2012）等的研究结果可知，东江干流（惠州段）生态系统主要面临着生态功能退化、水环境污染和河流栖息地破坏3大问题，是该系统最脆弱、最应该重视的问题。据此并结合河流生态系统健康内涵，本文选取与上述东江干流（惠州段）生态系统3大问题直接关联的水生生物（关键物种）状况、水质、河流栖息地质量和河流生态系统整体状况作为该河段生态系统健康评价的内容，构建了东江干流（惠州段）生态系统健康评价的框架。

（1）水生生物评价。一般采用指示生物种类的丰富度、多样性或生物完整性等指标进行评价。选取何种物种和种群作为表征河流生态系统健康的指示生物，不同专业方向、不同地区的河流一般是不一样的。鉴于生态系统关键物种具有决定着生物群落的稳定性及生物多样性的重要作用，是较为理想的指示生物。为此，在识别出东江干流（惠州段）生态系统的关键物种—鱼类的基础上，以鱼类的多样性和生物完整性来反映该河段生态系统中水生生物方面的健康状况。

（2）河流水质评价。常用的水体理化评价难以直接说明河流生态系统对环境因素变化的响应；单一的生物指数仅能反映生物群落的某一特征信息，评价标准分级界线两边的级别截然不同，造成评价结果具有一定的片面性和不确定性。为此，从水质评价的不同角度选取生物指数，依据模糊理论对其评价标准的界线加以模糊性改造，用函数隶属度描述东江干流（惠州段）的水质状况，并应用理化指标加以印证。

（3）栖息地质量评价。河流栖息地作为河流生态系统的重要组成部分，为河流生物提供生存所需的环境和物质条件，是构成河流生态系统完整性和维护河流健康的必要条件，是评价河流生态系统健康的重要依据。从河流整体状况出发，建立由河水、河道和河岸3方面12个评价指标构成的栖息地质量评价递阶层次结构模型；采用由指数标度法和交互式决策法改进的序关系法确定各评价指标的权重，并对12个评价指标和栖息地质量进行等级评分，进而评价各取样点的栖息地质量。

（4）河流生态系统综合评价。基于生态系统整体观点，构建了BP神经网络东江干流（惠州段）生态系统健康综合评价模型，在此基础上，进行15个取样点的生态系统综合健康状况评价；然后利用敏感性分析方法评估评价模型中各评价指标对评价结果的影响程度。

1.5.2　研究内容

在参考和借鉴国内外相关河流生态系统健康评价研究成果的基础上，结合目前和历史上东江干流（惠州段）的生态调查资料，对其生态系统健康状况进行了评价，探索出一组适用于该河段的河流生态系统健康评价的内容、评价标准和评价方法，具体研究内容（按章节安排表述）如下：

（1）阐述了河流对人类社会的重要作用、河流生态系统面临的一系列环境问题以及河流生态系统健康表征和评价的重要意义，综述了国内外在河流生态系统健康研究方面的现状，并总结了已有研究存在的主要问题和发展方向。在此基础上，提出了研究目的、基本研究思路、研究内容和研究的技术路线。

（2）研究区域概况与生态调查方法。首先介绍了东江干流（惠州段）的河流概况，指出了东江干流（惠州段）对广东、香港的重要性，分析了该河段生态系统面临的主要生态问题和开展河流生态系统健康研究的紧迫性和必要性，然后简要介绍了取样点布设的方法和布设的情况。

（3）河流生态系统关键物种识别。在收集东江干流（惠州段）生物调查资料的基础上，根据东江干流（惠州段）生态系统的食物结构，首先计算出该段河流生态系统中各物种的关键性指数，对比关键性指数的大小，识别出关键物种；然后计算关键物种中每一种群的濒危系数、遗传损失系数和物种价值系数，以此3系数为基础，根据优先保护顺序值公式计算各种群的优先保护顺序值，进而得出关键种群的优先保护等级。

（4）基于鱼类生态分类学的近30年来鱼类多样性变化。根据东江干流（惠州段）调查资料及鱼类历史资料，编制其鱼类主名录。采用平均分类差异指数与G-F多样性测度指数，分别从物种水平和科属水平分析30年来东江干流（惠州段）鱼类群落的多样性变化，并在讨论多样性指数的选择和多样性指数的适用性的基础上，验证了东江干流（惠州段）鱼类群落的多样性变化趋势。

（5）鱼类完整性评价。根据2011—2012年东江干流（惠州段）15个取样点采集的鱼类数据（参照点3个，观测点12个），通过对人类干扰的反应、分布范围、相关关系和判别能力分析，从21个候选指标中筛选出了构成东江干流（惠州段）鱼类完整性指标体系的指标。采用比值法计算各取样点的F-IBI分值，并根据参照点F-IBI分值的25%分位数值确定健康等级标准，对小于25%分位数值的分布范围进行3等分，并给出了东江干流（惠州段）鱼类完整性评价结果。

（6）基于生物指数的水质模糊综合评价。依据东江干流（惠州段）15个取样点水生生物生态调查数据，从水质评价的不同角度选取不同的生物指数，并依据L.A.Zadeh提出的模糊理论对水质生物指数评价标准的界线加以模糊性改造，用函数隶属度描述了东江干流（惠州段）的水质状况。

（7）基于序关系法的栖息地质量综合评价。根据东江干流（惠州段）15个取样点的生态环境资料，构建了由河水栖息地、河道栖息地和河岸栖息地3方面12个评价指标构成的河流栖息地质量评价递阶层次结构模型，运用交互式决策和指数标度改进的序关系法，确定了各评价指标的权重。在对12个指标和栖息地质量等级评分的基础上，评价了东江干流（惠州段）15个调查单元的栖息地质量，分析了河流栖息地质量与水体理化指标、底栖动物及土地利用类型的关系。

（8）河流生态系统综合评价。从生态系统整体观点出发，构建了BP神经网络东江干流（惠州段）生态系统健康综合评价模型，在此评价模型基础上，评价了15个取样点的生态系统综合健康状况；然后利用敏感性分析方法评估评价模型中各评价指标对评价结果的影响程度。

（9）讨论与结论。首先对一些问题做了进一步讨论，并在此基础上提出了相应的建议和展望；然后扼要地总结了全书的研究内容与取得的成果，着重阐述了研究过程中的创造性成果及其在本书中的主要结果。