城市河流多指发源于城区或流经城区的河流或河流段，包括一些历史上人工开挖且经多年演化已具有自然河流特点的运河和渠系^[1]。在城市形成和发展中，河流作为最关键的资源和环境载体，是影响城市风格和美化城市环境的重要因素，关系到城市生存，制约着城市发展^[2]。随着城市规模扩张和人类活动干预引起河流生态系统的不断退化，河流健康评价已成为国内外学术界的研究热点^[3]。

国外的河流健康评价始于一个世纪前开展的河流生物监测^[4]。直至今天，生态完整性指数(Index of Biotic Integrity，IBI)和河流无脊椎动物预测和分类计划(River Invertebrate Prediction And Classification System，RIVPACS)等指示物种法仍然是河流健康评价的常用方法^[5]，但其存在监测参数选择不当会导致不同的评价结果，并且无法综合评价河流生态系统状况等缺陷^[6]。为了全面评价河流的健康状况，许多综合物理、 化学、生物，甚至社会经济指标的河流健康评价方法相继提出并且应用于实践中，代表性的有美国的快速生物监测协议(Rapid Bioassessment Protocols，RBPs)、瑞典的岸边与河道环境细则(Riparian,Channel,and Environmental Inventory，RCE)、澳大利亚的溪流状态指数(Index of Stream Condition，ISC)和英国的河流生境调查(River Habitat Survey，RHS)等^{[7, 8, 9, 10]}。我国的河流健康研究起步较晚，2002年，唐涛等人^[4]率先对河流生态系统健康进行探索。随后，长江、黄河和珠江等各大流域机构纷纷开展了本流域的河流健康研究^{[11, 12, 13]}。近年来，随着我国城市河流保护以及河道综合整治力度的不断加强，城市河流健康评价也逐步开展起来^[14]，如耿雷华、张楠、秦鹏和宋刚福等人分别运用综合评价指数法、灰色关联方法、模糊集对模型和拉开档次法等方法对各地的河流健康进行评价^{[15, 16, 17, 18]}。总体而言，国外对河流健康的研究主要集中于河流生态方面，且其评价对象主要是农村和城郊的小溪流，因此其评价方法不适用于城市河流。国内近几年的研究虽然对河流的服务功能有所考虑，但也仅限于水资源利用、航运和防洪等几个方面，且其评价方法或是过于主观或是过于复杂而不适合进行广泛研究。此外，以往的研究通常不重视甚至忽略城市河流的景观服务功能。

漓江是世界上风光最秀丽的河流之一。但近20年来，漓江水质变差、枯水期变长以及自然景观退化等生态问题已严重阻碍了流域的可持续发展。为此，本文选取漓江桂林市区段为例，通过探讨城市河流健康的科学内涵，从自然生态、社会经济和景观环境3个方面构建了城市河流健康评价的指标体系，并运用模糊综合评价模型对其健康现状进行评价分析，其结果可以为城市河流的规划、管理和保护提供决策参考。

漓江系珠江流域西江水系的桂江上游河段的通称，发源于广西东北部桂林市兴安县的越城岭主峰猫儿山，沿途流经桂林市的兴安、灵川、市区、阳朔和平乐等区县，全长214km，其间有黄柏江、川江、小溶江、甘棠江、桃花江、良丰江和潮田河等支流汇入，流域面积12285km²。漓江流域属中亚热带湿润季风气候区，年平均气温17.8℃，年平均降水量1949.5mm。但漓江为山区雨源型河流，每年3—8月为汛期、其径流量约占全年的80%，9月至翌年2月为枯水期、其径流量只有全年的20%左右。漓江是国家重点保护的13条江河之一，它是桂林山水的精华、又是桂林的母亲河，支撑着全流域近500万人的社会经济发展。

城市滨水空间是一个城市能见水、近水和亲水的特色景观环境，而良好的河流景观与滨水环境是当今城市规划建设的重要内容^[2]。许多城市为了美化市容，建立城市水环境，将一些原来污染的城市河流或者流经城市的河流段进行整治，再配以风景，从而形成具有景观功能的城市河流^[19]。可见，城市河流不仅具备一般城市河流的自然生态系统价值和社会经济服务功能，还拥有美化环境与景观旅游等特殊功能。因此，城市河流系统是一个由河流自然生态子系统、社会经济子系统和景观环境子系统组成的复杂系统。

健康的城市河流其自然生态、社会经济和景观环境都应该处于健康状态。因此，城市河流健康的内涵应该包括以下3个方面的内容：1)自然生态健康，即河流自然生态系统能保持其稳定性和可持续性，具有维持其组织结构、自我调节和对胁迫的恢复能力^[20]，它是河流生态价值发挥的前提；2)社会经济健康，即水资源能满足人类生活和社会经济发展的正常需求，水资源利用效益高、防洪排涝能力强，它是河流社会经济功能发挥的基础；3)景观环境健康，即河流内外的自然和人工景观环境能够为人类提供观赏游览、休闲娱乐和文化教育的场所，它是河流休闲旅游功能发挥的条件。

(1)自然生态指标

近年来，国内外主要通过河流水文、水质、生物、形态结构和河岸带状况这5个方面来表征河流自然生态系统的健康状况^[3]。水文方面，由于水量是河流水文最基本的要素之一，且其大小关系到河流生物的生存、人类的生产生活和水体景观环境，所以选用水量作为水文代表指标；水质方面，考虑到我国的《地表水环境质量标准》根据多个评价指标将水质分为5类，故选用水质类别作为水质代表指标；生物方面，鱼类、浮游藻类和底栖大型无脊椎动物是最常用的监测对象^[4]，故选用这3种生物的多样性作为生物代表指标；形态结构方面，由于河流的截弯取直、河道的硬质渠化和筑坝等人工造成的河流形态的均一化和非连续化会改变生境多样性^[21]，河床的崩塌和淤积等河床不稳定因素也会影响泄洪和防洪安全^[22]，因此选用河道改变、河道弯曲程度、河床稳定性和岸坡自然程度作为形态结构代表指标；河岸带状况方面，由于河岸带功能的发挥与其宽度有着极为密切的关系，且河岸植被带对于保护流域内的水土资源以及自然栖息地等发挥着重要的作用^[23]，所以选用河岸带宽度、河岸植被的覆盖率和纵向连续性作为河岸带状况代表指标。

(2)社会经济指标

河流的社会经济功能是河流对人类社会经济系统支撑能力的体现，是人类维护河流健康的初衷和意义所在。泄洪、供水、发电、航运、净化环境、景观和文化传承是河流的主要社会经济功能^[24]。泄洪方面，考虑到防洪能力涵盖了整个防洪系统的工程与非工程措施以及自然与人文因素的各个方面，故选用防洪能力来综合反映河流的泄洪功能；供水方面，由于水资源利用率是判断人类利用的水资源是否侵占生态用水的重要标准，人均水资源量和城市供水保证率分别从理论和实践上体现了河流对人类生产生活的最基本支撑能力，万元GDP用水体现了人类利用水资源的效益，所以这几个指标可以从不同的侧面反映河流的供水功能及人类社会活动对河流的影响。此外，由于这几年国家和地方乃至城市居民对自来水的合格率关注都较高，加上水环境归根结底都是人类活动影响所致，所以选用水质类别、污水处理率和自来水综合达标率来表征人类社会经济活动对河流的胁迫和响应；航运方面，可以选用通航保证率来综合反映河流航运能力；至于河流的发电功能，由于城市河流因其比降小一般不会用于发电故不作考虑，另外河流的净化环境、景观和文化传承功能都可以纳入河流的休闲旅游功能，故在河流健康的社会经济评价指标中也不予体现。

(3)景观环境指标

国内外的景观评价一般是从生态景观、人文景观和视觉效果这3个方面进行，本研究在参考城市滨水绿地景观效果评价指标体系^[25]的基础上结合城市河流健康内涵选取景观环境评价指标，具体如下：舒适度和空气负离子浓度都是表征居民对环境满意程度的指标，故设一个公众满意度指标以全面反映人们对河流整体景观环境的满意程度；观赏植物丰富度、绿地率、植被色彩多样性、植被观赏特性多样性、植被空间多样性和水生动植物及坡岸植被这几个指标其实是从不同的侧面反映河岸带植被状况，故设一个河岸植被覆盖率来综合反映河岸带的植被状况；水体污染物浓度、水体的透明度和水位高低其实是从水质和水量这两方面来反映河流景观水体，故设为这2个指标；岸线形态是反映河道两岸形态的指标，可以合并至自然生态中的河道弯曲程度指标；河岸风格、视域宽广度、滨水建筑体量、水位高低、园路人性化设计、河岸亲水性处理类型、滨水绿地周围用地类型、护岸类型、岸坡倾斜度、亲水空间、景观小品、河岸建筑、人文景观这些指标是从不同的方面反映人类对城市河流的视觉和行为感知效果，故可以将其合并为岸坡自然程度、视域宽广度、景观小品多样性和滨水建筑体量这4个指标；该指标体系并没有对娱乐休闲和游船通航进行考虑，故增设娱乐项目丰度和游船通航保证率这2个指标。

通过上述指标的初筛，可以得到反映城市河流自然生态、社会经济和景观环境3个方面健康状况的31个指标，但分析发现其中有些指标难以采集数据或是难以定量化，甚至还有些指标间存在交叉和重叠。因此必须对其进行相关性分析并根据实际情况合并部分指标，具体如下：1)水质类别和景观水体水质存在明显的重叠，考虑到城市河流的水质变化主要是受到人类社会经济活动影响造成的，故将这几个指标合并至社会经济的水质类别指标；2)水量和景观水体水量也存在重叠，考虑到水量是河流的基本水文要素和河流生物的主导因子，故将这2个指标合并至自然生态的水量指标；3)由于漓江流域浮游藻类的相关调查研究较少，故将浮游藻类指标删除；4)岸坡自然程度和植被覆盖率指标分别有重复，考虑到河岸自然缓坡是人们亲近景观水体的主导因素，以及河岸绿地是人们各种休闲旅游活动的主要场所，故都将其合并至景观环境中；5)通航保证率和游船通航保证率存在重叠，考虑到漓江流域的航运主要是用于旅游，故将其合并至景观环境的游船通航保证率；6)由于以往的研究评价河岸带宽度都是基于河道宽度，为了实现指标的定量化和确定相应的健康标准，故将其改为河岸带宽/河宽。

根据上述指标分析选取，可构建出包含自然生态、社会经济和景观环境等3个方面24个指标的城市河流健康评价指标体系，具体如表 1所示。

1.2.4 权重分配

首先根据城市河流健康评价指标体系和层次分析法的原理设计出要素层和指标层的专家咨询表，其次选择在地理学、生态学、水利学、环境科学和旅游管理等研究领域颇有建树的桂林各大高校、科研院所和政府机关的专家发放问卷，然后回收问卷进行数据整理、计算相关矩阵的特征值和特征向量，接下来检验各评判矩阵的一致性确定各要素和指标的权重，最后计算各专家咨询得出的权重的平均值确定各要素指标的最终权重并作出最终排序。本研究共发放问卷20份，回收20份，经检验其一致性发现其有效问卷有19份，对问卷进行统计分析得到其结果如表 1所示。

鉴于目前河流健康尚无明确统一标准，因而在综合国内外河流健康评价的研究成果及城市河流的实际情况的基础上，将城市河流健康的评价标准分为优、良、中、差和极差5个级别，结合相关历史资料和专家咨询，并借鉴国内外河流健康评价标准和国家相关标准确定指标的各级标准值，具体如表 2。

漓江市区段健康评价所需数据主要来源于《2010年广西水资源公报》、《2010年桂林市环境状况公报》、《桂林市2004—2010年旅游总体规划》、《广西桂林市防洪总体规划报告(修编本)》、桂林市2010年1—12月的《重点城市集中式饮用水源地水质月报》和《重点流域水质月报》，以及近几年的漓江流域鱼类和大型无脊椎底栖动物生物多样性调查报告^{[26, 27]}，其它定量指标的现状值主要是在资料收集和实地考察的基础上征询相关专家建议得出，各指标的现状值及数据来源具体见表 3。

根据模糊综合评价的基本原理，首先建立评价目标层A={漓江市区段健康}、评价要素集B={B₁，B₂，B₃}={自然生态，社会经济，景观环境}，评价指标集C={C₁，C₂，C₃，…，C₂₄}与评语集V ={优、良、中、差、极差}，然后将各指标现状值代入，可得出各准则层的单因素评判矩阵，最后根据各指标和要素的权重结合模糊算法因子M(·,＋)可完成漓江市区段健康的一二级模糊评判。结果如下：

自然生态B₁=( 0.1004，0.3298，0.4483，0.1215，0)

社会经济B₂=(0.4580，0.1957，0.0943，0.1258，0.1263)

景观环境B₃=(0.1261，0.4068，0.3977，0.0693，0)

漓江市区段健康A=(0.2193，0.3004，0.3261，0.1137，0.0405)

如图 1所示，按照最大隶属度原则，漓江市区段的健康状况为中(0.3261)。从健康分级来看，漓江市区段有21.93%处于“优”健康状态，30.04%处于“良”健康状态，32.61%处于“中”健康状态，11.37%处于“差”健康状态，4.05%处于“极差”健康状态。其中“良”以上的健康状态占了51.97%，这说明漓江市区段整体健康状况正处于“中”向“良”的过渡阶段，仍存在很大的提升空间。

图 1 漓江市区段健康评价结果 Fig. 1 The health evaluation result of the urban reach of the Lijiang river

图选项

从准则层来看，漓江市区段的自然生态子系统最大隶属度为0.4483，属于“中”健康状况，且其“中”以下的健康状态占了56.98%，这说明漓江市区段的自然生态受人类活动的干扰破坏较大，由于健康的自然生态子系统是河流生态价值和其它功能发挥的基础，故应受到重视并加以保护。社会经济子系统的最大隶属度为0.4580，属于“优”健康状况，说明漓江市区段的社会经济功能发挥得较好，但应继续保持乃至进一步提高。景观环境子系统的最大隶属度为0.4068，属于“良”健康状况，这说明当地政府和居民为了旅游业的发展做了一定的工作，但仍需继续加强保护和管理以实现当地旅游业的可持续发展。

如图 2所示，从指标层来看，24个指标中处于“良”以上的健康状态有13.5个(其中有个指标处于“良”和“中”的临界状态，故各取0.5个)、占了56.25%，处于“中”以下的健康状态有10.5个、占了43.75%。这说明尽管漓江市区段复合生态系统整体还算稳定，但仍有部分结构存在异常变化，同时河流的各种价值和功能也有所下降，主要表现为：用水效益太差，防洪能力太低，河道存在部分渠化且两岸筑有堤坝，河岸植被覆盖率偏低，游船只能季节性通航，鱼类的种类和数量均大幅下降，底栖动物多样性严重破坏，河岸缓冲带大量被侵占，水量季节性变化大和间断性护岸透水性不强等。结合表 3中各指标的权重排序可以发现，水量、防洪能力、鱼类多样性指数和底栖动物多样性是漓江市区段健康的主要影响因素。因此，漓江市区段下一步的生态修复工作重点应该是枯季补水、雨季防洪和生物多样性保护。

本次研究的结果跟实际调查情况相符合，根据“漓江水生态系统自然资源调查研究与保护”课题组2007年提交的调查报告^[28]，漓江水质总体状况良好，但漓江来流保水量锐减、枯水期延长，且漓江水生生物自然资源的遗传多样性和物种多样性现状十分严峻，主要表现在漓江的关键生物鱼类自然资源已极度衰退或枯竭。此外，2011年王佳等人^[29]运用河流健康综合指数法对漓江城市段的评价结果与本研究结果也是一致的，即漓江城市段健康评价综合指数为3.0051(总分为4)。

图 2 漓江市区段健康评价指标等级分布 Fig. 2 The grade distribution of health evaluation indexes of the urban reach of the Lijiang river

图选项

(1)本研究基于城市河流健康的内涵构建了包含自然生态、社会经济和景观环境3个方面24个指标的城市河流健康评价指标体系，并建立了基于层次分析法的模糊综合评价模型对漓江市区段进行实证研究。

(2)对漓江市区段健康现状进行评价，发现漓江市区段复合生态系统及其自然生态子系统、社会经济子系统和景观环境子系统的评价结果分别为中、中、优和良。结合各指标的权重排序分析其健康状况可以看出，水量、防洪能力、鱼类多样性指数和底栖动物多样性是漓江市区段健康的主要影响因素。因此，漓江市区段下一步的生态修复工作重点应该是枯季补水、雨季防洪和生物多样性保护。

(3)本研究建立的城市河流健康评价指标体系从一定程度上拓宽和发展了河流健康研究的思路和理论，但仍存在很多不足，如指标选取的分析主观性太强，受资料限制并未考虑浮游动植物以及河流的连通和水流的畅通程度，也没有分析漓江不同河段在不同年份的动态变化等。因此，本研究只能算作是针对特定区域开展河流健康评价研究的一次探索。由于不同城市河流其健康主导因素不可能一样，且不同城市河流其生态价值和服务功能也会有所偏重，因此应根据河流的实际情况考虑数据的易获性选取合适的指标建立指标体系对其进行评价，以确定影响河流健康的主要因素为城市河流的规划、管理和保护提供决策参考。