摘要
伴随城镇化推进，防洪、生态涵养等生态服务功能在城市河流的构建过程中必须全面兼顾。城市河流的水源结构、物化特征、栖息地构造与生物组成逐步趋于固化与稳态。在此趋势下，构建城市河流生态系统健康评价体系，量化其评价指标，利于对城市河流生态系统中长期的恢复、管理与维护。因此，本文以北京市房山区河流为研究对象，采用水足迹法、指示指标法、指示物种法以及水生与滨水生物多样性指标指数等方法，构建基于生态服务功能与基于生物的城市河流生态系统健康评价体系，探讨其恢复与管理的关键因子，主要研究结果如下: (1)基于区县研究尺度，通过水足迹法估算京津冀地区区县农牧业水资源开发利用程度可知，北京市、保定市相较位于水资源中消耗区域;北京市相较其余各市，其处于低水资源消耗的区县比例最高(＞60.0％)，同时以北京市门头沟区、房山区为核心区县（华北地区浅山区）形成相对水资源丰沛连片区，在2015-2016年结余200mm/km2的水资源分配量，且满足40％水资源开发强度的强标准（京津冀地区仅5.8％）;但是，在枯水年型、偏枯水年型预测条件下，北京市房山区区域水资源分配将会产生亏损。同时，基于乡镇研究尺度，北京市房山区区内农牧业用水、林业用水均呈现平原区＞缓冲区＞山区，且形成以琉璃河镇（乡镇）、良乡镇（城区镇）与大石窝镇（乡镇）为核心的滨河平原水资源消耗集中区，对河流生态系统健康的水资源供给产生压力。因此，建议适当削减区域10％左右的畜牧业产业规模，且适当控制滨河林业恢复规模。 (2)在2010-2019年，房山区河流纵向非连通性在各级缺水型/断流型河流河段对应河流生态系统健康状态维持于较差-差状态;在自然径流型河流河段对应河流生态系统健康状态维持于健康-亚健康状态;在人工管控型河流河段对应河流生态系统健康状态基本下降1-2健康状态等级。在2016-2019年，房山区河流横向非连通性在自然径流型河流河段与滨岸土地利用（外延≥100m）存在正相关性，对应河流生态系统健康状态维持于健康-亚健康状态;在人工管控型河 (3)流河段与滨岸土地利用（外延≥100m）基本无关，对应河流生态系统健康状态维持于较差-差状态。采用单一性河流非连通性指标对河流生态系统健康评价进行定性定量评价，针对于自然径流型河流河段，其评估结果较为符合实际情况，具有一定参考价值;针对于人工管控型河流河段，其评估结果存在一定失真，故应采取复合型指标体系开展相应河流生态系统健康评价。 (4)在房山区河流，2016-2018秋季，共计鉴定浮游植物7门57属109种，以硅藻门(Bacillarlophyta)中冠盘藻属（Stephanodiscus）为全域优势种，整体处于β-中污染至α-中污染状态，与TN呈正相关关系，与TP呈弱负相关关系，存在一定区域性富营养风险。2016秋-2018秋季，计鉴定底栖动物3门14目21科44种，以再生水为水源河段，节肢动物门（Arthropoda）中摇蚊属（Chironomussp-）、环节动物门(Annelida)中霍甫水丝蚓（Limnodrilushoffmeisteri）为主要优势种，对应于β-中污至-重污染状态;以自然径流为水源河段，其优势种存在季节性波动，对应于清洁状态-轻污染状态。2016秋-2018秋，共计鉴定鱼类3目5科13种（除拒马河省级野生动物自然保护区），以鲫（Carassiusauratus）为全流域显著优势种(61％)，且鱼类尺寸偏小、重量偏轻，不适宜野生鱼类生长。2017年-2018年，共计观测鸟类17目37科83种(国家Ⅰ级1种:黑鹳(Ciconianigra)，国家Ⅱ级8种），由山区-平原，留鸟比例由64.2％-50.0％;在滨河复杂乔灌草本缓冲带更适宜濒危鸟种分布，在开阔水面适宜于次级优势种鸟类集聚;同时，以鸟类为特征的河流自春-秋污染程度逐级加重。 (4)基于生态系统服务构建河流生态系统健康评价体系（计4大类16小项）可知，房山区河流31处点位中防洪效益(58.0％)、生态效益功能(41.9％)≥“亚健康”状态，而对应的水环境(71.0％)、支持利用功能(41.9％)≤“较差”健康状态。房山区河流4处子流域中（拒马河、小清河流域）≥“亚健康”状态＞60.0％，而（大石河、永定河流域）≥“亚健康”状态仅为35.0％。房山区河流全域对应“较差”健康状态，难以达到河流生态系统所需的基本需求。若房山区河流生态系统要≥“一般”健康状态，河流需在维持一定的生态基流，即在丰水期应展开跨区域地表水资源调配，补齐房山区河流的水环境、支持利用功能短板。 (5)基于生物要素构建河流生态系统健康评价体系（H-IBI，计5大类21小项）可知，房山区大石河河流在水源结构中长期稳定的前提下，自然径流补给河段保持较健康状态，再生水补给河段处于亚健康状态，季节性断流河段处于不健康状态，同时人工管控的河段较近自然河段，H-IBI评价相对偏低，需投入中长期管理才能达到稳态河流健康状态。在时间序列上，P-IBI、Q-IBI与H-IBI评价结果拟合度最优，一致性达66.7％;在空间分布上，在再生水补给河段基本满足:IBI上游＞IBI中游＞IBI下游。
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