本发明涉及河流生态保护的领域，尤其涉及一种淮河流域水生态健康状况评价方法。
背景技术：
淮河流域是我国重要的农业生产基地，具有丰富多样的湿地类型，同时也是一个水污染问题相当严峻的区域。
河流生态系统具有多种生态服务功能，在人类社会发展进程中发挥着极其重要的作用。受到人类活动的影响，流域水生态系统健康状况受到严重威胁，恢复和维持一个健康的河流生态系统已然成为河流管理的重要目标。在这一背景下，作为河流管理基础的河流健康状况评价显得尤为重要。
目前，在生态学领域，关于河流健康状况的内涵以及评价方法体系研究仍处于初级阶段。由于河流生态系统的复杂性化及研究者的学科背景差异，导致学术界和专业团体等对河流健康的内涵的认识仍然比较多元，尚没有达成共识。因此需要构建完整的流域生态健康评价理论框架和方法体系，以完善河流的健康评价，促进河流的健康管理。
技术实现要素：
本发明主要解决的技术问题是提供一种淮河流域水生态健康状况评价方法，基于河流物理化学和生物指数，构建了适合淮河流域的水生态健康评价综合指标体系，以完善河流的健康评价，促进河流的健康管理。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供了一种淮河流域水生态健康状况评价方法，首先依据采样和调研方案对淮河流域的环境状况进行野外调研，收集河流健康状况表征因子，再构建评价指标体系，对评价指标进行计算，通过调查分析的数据计算流域水生态健康综合指数得分，并基于已有的研究成果，最终将淮河流域水生态健康状况进行等级划分，包括以下具体步骤：
a、资料获取与野外调研
在全面收集关于流域水生态系统健康资料文献的基础上，依据采样和调研方案对淮河流域的环境状况进行野外调研，收集河流健康状况表征因子；
b、评价指标体系的构建
结合研究区域的特征，根据评价指标体系的构建原则，筛选出对淮河流域水生态系统健康状况影响的关键因子，确定最终的评价指标体系；
c、指标的计算及其标准化
依据评价指标体系，对评价指标进行计算；结合研究区域的污染现状，确定各个指标的期望值和阔值，进行指标的标准化，消除不同指标之间的量纲差别，使其具有度量和比较的数值；
d、综合指标计算及评价标准的确定
通过调查分析得到的数据，标准化之后得到了量化值，然后结合权重，即可计算河流健康综合指数RHI，权重值是对各变量重要程度的判断。
在本发明一个较佳实施例中，所述的评价指标体系包括河岸带状态、河流形态、营养盐、氧平衡、着生藻类、大型底栖无脊椎动物6个方面共计19项指标。
在本发明一个较佳实施例中，所述的淮河流域水生态健康状况等级划分为0-0.2、0.2-0.4、0.4-0.6、0.6-0.8、0.8-1五个等级，并分别代表河流健康状况的极差、差、一般、良、优秀状态。
本发明的有益效果是：本发明的一种淮河流域水生态健康状况评价方法，基于河流物理化学和生物指数，构建了适合淮河流域的水生态健康评价综合指标体系，以完善河流的健康评价，促进河流的健康管理。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例包括：
一种淮河流域水生态健康状况评价方法，首先依据采样和调研方案对淮河流域的环境状况进行野外调研，收集河流健康状况表征因子，再构建评价指标体系，对评价指标进行计算，通过调查分析的数据计算流域水生态健康综合指数得分，并基于已有的研究成果，最终将淮河流域水生态健康状况进行等级划分。
本发明由以下步骤实现：
(1)资料获取与野外调研
在全面收集关于流域水生态系统健康资料文献的基础上，依据采样和调研方案对淮河流域的环境状况进行野外调研，收集河流健康状况表征因子。
(2)评价指标体系的构建
结合研究区域的特征，根据指标体系的构建原则，筛选出对淮河流域水生态系统健康状况影响的关键因子，确定最终的指标体系。
本发明评价指标体系包括河岸带状态、河流形态、营养盐、氧平衡、着生藻类、大型底栖无脊椎动物6个方面共计19项指标。
表1：淮河流域水生态系统健康评价指标体系
(3)指标的计算及其标准化
依据评价指标体系，对评价指标进行计算；结合研究区域的污染现状，确定各个指标的期望值和阔值，进行指标的标准化，消除不同指标之间的量纲差别，使其具有可以度量和比较的数值。
1)评价指标计算
①河岸带状态
表2：河岸带状态指标评价标准
②河流形态
表3：河流形态结构指标评价标准
③营养盐、氧平衡
营养盐、氧平衡中的总氮(TN)、总磷(TP)、氨氮(NH3-N)、溶解氧浓度(DO)、化学需氧量(COD)通过现场采样测量；
④着生藻类、大型底栖无脊椎动物
着生藻类和大型底栖无脊椎动物的分类单元数(S)通过实验室分类计数；Berger-Parker优势度指数(D)、着生藻类生物多样性指数(H)和大型底栖无脊椎动物BMWP指数的计算公式如下：
D＝Nmax/N
式中，Nmax为优势种的个体数，N为功能团全部物种的个体数；H为着生藻类香农-威纳指数，ni为第i种物种的个数，S为物种的总数；t为底栖动物科级分类的计分，计分标准参照Hellawell(1986)，数值界于1-10之间，x为科级水平分类数。
2)评价指标标准化
为消除不同指标之间的量纲差别，同时具有可度量可比较的数值，按公式对各指标进行标准化。
TN、TP、NH3-N和COD的标准化：
DO和大型底栖无脊椎动物BMWP的标准化：
分类单元数(S)的标准化：
Berger-Parker优势度指数(D)的标准化：
生物多样性指数(H)的标准化：
式中，Vmax和Vmin分别代表国家地表水环境质量标准中I-Ⅳ类水最大和最小临界值，淮河流域参照值选取地表I类水作为标准，临界值选取地表Ⅳ类水作为标准，Q95和Q5分别代表所有样点数据的95％分位数和5％分位数，M代表样点实际测量值，数字3代表水体大型底栖无脊椎动物生物多样性指数的期望值，即当生物多样性指数值大于3时为清洁水体，取0时代表水体严重污染，公式中0为研究区域生物多样性指数阔值。标准化后的值要进行调整，负值调为0，大于1要调为1。
表4：各指标标准化最大值和最小值
(4)综合指标计算及评价标准的确定
通过调查分析得到的数据，标准化之后得到了量化值，然后结合权重，即可计算健康综合指数(RHI)。权重值是对各变量重要程度的判断，由于指标层各因子对于流域水生态健康均起到重要的作用，并且考虑到本研究的推广应用性，对指标层各因子进行了等权处理。
健康综合指数(RHI)计算公式如下：
式中，Ix代表准则层指标得分，各准则层及因素层指标具体计算公式如下：
I1＝(A+B)/2；
I2＝(C+D)/2；
C＝(C1+C2)/2；
D＝(D1+D2+D3)/3；
I3＝(E+F)/2；
E＝(E1+E2+E3)/3；
F＝(F1+F2+F3)/3；
式中，各符号的具体含义参照表1。
表5：水生态系统健康评价标准
河流健康综合指数(RHI)得分在0-1之间，将河流健康评估得分划分为0-0.2、0.2-0.4、0.4-0.6、0.6-0.8、0.8-1五个等级，并分别代表河流健康状况的极差、差、一般、良、优秀状态。
综上所述，本发明的一种淮河流域水生态健康状况评价方法，基于河流物理化学和生物指数，构建了适合淮河流域的水生态健康评价综合指标体系，以完善河流的健康评价，促进河流的健康管理。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。