前言

东江为珠江流域三大水系之一，其干流在广东省惠州市境内长约147km，支流众多，水量丰富，东深供水工程两个取水口分别设置于本河段的东莞市桥头镇（在博罗县龙溪镇河对岸）和惠城区横沥镇，其生态状况的优劣不仅对惠州市社会经济发展具有极其重要的战略意义，而且关系到香港特别行政区及广东省内东莞、深圳等众多大中城市的生产和生活用水安全，具有高度的政治敏感性。为探明东江干流（惠州段）生态系统的具体健康状况，为该河段的保护和管理提供理论依据，以及其他地区的河流生态系统健康评价提供参考和借鉴，本书在区分该河段生态系统本身的胁迫状况，辨识出其最脆弱的组分和最应该重视的问题的基础上，构建了一套由关键物种状况、水质、河流生物栖息地质量以及河流生态系统综合评价构成的东江干流（惠州段）生态系统健康评价框架，并进行了评价和验证。

本书主要研究内容和结论如下：

（1）在综述国内外河流生态系统健康研究现状的基础上，阐明了已有研究存在的主要问题和发展方向，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）简要介绍了研究区域的概况，分析了东江干流（惠州段）生态系统面临的主要胁迫状况，明确区分出其最脆弱的组分为水生生物、水体和生物栖息地，以及其最应该重视的三大问题：生态功能退化、水环境污染和河流栖息地受到破坏。

（3）根据东江干流（惠州段）生态系统的食物结构，计算了该河段生态系统中主要物种的关键性指数，通过对比关键性指数的大小，识别出该河段的关键物种为鱼类。然后根据鱼类的种群结构，依次计算其每一种群的濒危系数、遗传损失系数、物种价值系数以及优先保护顺序值和优先保护等级，识别出东江鲤鱼和四大家鱼为东江干流（惠州段）水生生态系统的关键种群。

（4）编制了东江干流（惠州段）鱼类主名录，然后采用分类学多样性指数——平均分类差异指数和G-F多样性测度指数，分别从物种水平和科属水平分析了30年来东江干流（惠州段）鱼类群落的多样性变化。结果表明，在种群分类阶元水平上，东江干流（惠州段）鱼类物种多样性高低排序为D1981—1983＞D2011—2012＞D2007—2010＞D2005—2007；在科属分类阶元水平上，该河段鱼类物种多样性呈现由1981—1983年向2005—2007年降低，再在2007—2010年增加，最后在2011—2012年降低的规律。其中，1981—1983年的多样性最高，2011—2012年的多样性最低。

（5）通过对人类干扰的反应、分布范围、相关关系以及判别能力的分析，对常用的21个鱼类完整性指标进行了筛选，构建了东江干流（惠州段）鱼类完整性指标体系，并据此评价了15个取样点的健康状况，其中，27%的取样点为健康，27%为亚健康，27%为一般，其余的19%为差。

（6）从水质评价的不同角度选取了6个水质生物指数，依据模糊理论对水质生物指数评价标准的界线进行模糊性改造，用函数隶属度综合评价了东江干流（惠州段）15个取样点的水质状况。整体上看，东江干流（惠州段）水质处于优良状态，有13个取样点的水质评价等级介于Ⅰ级水质与Ⅲ级水质之间，仅有13.33%取样点处于Ⅲ级水质水平以下，没有重度污染的取样点。

（7）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3层次东江干流（惠州段）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，并在对评价指标和栖息地质量等级赋分的基础上，评价了15个取样点的栖息地质量。评价结果表明，东江干流（惠州段）栖息地质量整体状况尚好，80%取样点的栖息地质量等级在一般以上，12个评价指标对栖息地质量影响程度的序关系为水量＞河道人类干扰＞表观水质＞河岸稳定性＞流速—水深结合特性＞河岸人类活动强度＞河道变化＞河岸土地利用类型＞河道水生植物状况＞河床底质＞河岸植被盖度＞河岸植被组成。

（8）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。结果表明，87%的取样点生态系统健康综合状况处于一般以上；在共同作用下，各指标对东江干流（惠州段）生态系统健康综合评价结果影响程度大小依次是鱼类生物完整性指数、年降雨量比率、流量比率、流速比率、水位变化比率、生物多样性指数、河道变化、河岸稳固性、氨氮浓度、污染生物指数、河床底质、高锰酸盐指数、生物需氧量浓度、溶解氧浓度、总磷浓度和河岸植被组成。

在本书的写作过程中，惠州市水产研究所的陈德志副所长、暨南大学的卢慧明博士、李传红博士、任向科硕士等提供了鱼类、藻类、底栖动物完整的第一手资料，为本书的写作打下了坚实的基础；华南农业大学的陈凯老师在神经网络运算方面倾心相助，使得本书的第8章得以顺利完成；肖红玉副教授提供了文献下载途径，黄恒熙工程师提供了部分水文数据，黄琼芳高级工程师提供了地质图形，陈飞霖工程师提供了部分气象数据；得到了博罗县水务局的刘峰副局长在实地调查、写作、工作和生活方面的帮助和提供的便利条件；得到了华南农业大学的陆永球、王煌硕士，塔里木大学的朱珠硕士，武汉理工大学的王灏硕士，北京大学深圳研究生院的郭凤清博士，中科院东北所的邹文秀博士，美国纽约州立大学的何肖丽博士在数据处理、图表绘制、英文写作等方面的帮助和提出的宝贵意见；得到了罗县水务科学研究所、博罗县环境科学研究所的领导、同仁在资料搜集和样品鉴定上的帮助，在此一并表示感谢！

限于作者水平有限，书中欠妥或谬误之处敬请读者批评指正。

作者

2016年4月