水文化、水生态与水健康

水文化

大家知道，水分子是由2个氢原子和1个氧原子构成（图1）。别小看这小小的3个原子，地球上若没有它，地球与火星无异。所以说，水是生命之源、生态之基、生产之根、生活之需。

图1. 水分子（图片来自网络）

当水与生命、生态、生产和生活联系起来的时候，水文化便产生了！古今中外关于水文化的研究、探讨、记述等资料十分丰富。百度一下“水文化”，一下子跳出来约497万个词条！可见，要给水文化下一个大家都可以接受的定义，目前还很难做到。我个人倾向于接受这个说法：水文化是指人类社会历史发展过程中积累起来的关于如何认识水、治理水、利用水、保护水、欣赏水的物质的和精神的总和（王淑军等，2010）。水文化是在水与人以及社会生活各个方面的联系中形成和发展而来的。如水与生命、水与人文历史、水与经济发展、水与治国安邦、水与战争等都有十分密切的联系。水作为一种自然元素，既是生命的依托，又是一种精神资源。人类文明的发展史，也是一部水文化史。

相应地，水文化的内涵或者内容也十分宽泛和丰富，有科学之水、哲学之水、宗教之水、人文之水、社会之水、文学之水、美学之水等之说。水文化的内涵涵盖多个层面，随时代的发展而在不断变化。经过学习和梳理，结合我从事的水生生物学研究工作，我理解的水文化内涵应包括自然的水和社会的水两部分。

就是物质形态的水文化，这是一种直观的水文化，包括水的理化性质、水形态，以及由自然的水衍生而来的水工程、水工具、水环境、水生态、水景观等。

就是人文和精神形态的水文化，包括饮水、治水、管水、用水、亲水、水风俗、水哲学、水精神、水价值、水体育、水文艺、水著作、非物质水文化遗产等。

博大精深、源远流长的水文化有以下特征：

总之，水文化是多维度的。时间维度上，水文化表现为源远流长、传承和发展；空间维度上，水文化表现为多姿多彩，既相互独立，又相互渗透；精神层面上，水文化表现为自然和人文的高度融合、相互依存；社会层面上，水文化使社会生活的各个方面自然而有机地联合在一起。恐怕还没有哪一种自然元素的文化像水文化一样对人类社会影响如此广泛、如此深远！

水生态

生态系统（ecosystem），指在自然界的一定的空间内，生物与环境构成的统一整体，在这个系统中，生物与环境之间相互影响、相互制约，并在一定时期内处于相对稳定的动态平衡状态。河流生态系统也一样，是由河流水环境与生活在河流中的生物群落构成的系统。

图2. 河流生态系统组成示意图

河流生态系统的功能是河流生命力的重要表现之一，可归纳为河流生态功能和社会经济功能。

河流生态系统的生态功能包括栖息地功能、通道功能、屏蔽和过滤功能、汇源功能和水文地质功能等。

河流生态系统的社会经济功能是指河流对人类社会经济发展的支撑功能，包括淡水供应功能、能源运输功能、物质生产功能、休闲娱乐功能等。

自然界的水是不能新生的，只能够通过水循环再生。地球上的总供水量为大约1,386,000,000立方千米，但超过97%都是盐水。在全部淡水中，超过68%锁定在冰和冰川中。剩下的30%淡水在地下。地表的淡水资源，如江河和湖泊，只占有93,100立方千米的淡水，占全部水量的1/15000，却是人们日常用水的最主要来源（图3）。

图3. 地球上的水资源（资料来源：Gleick, P. H., 1996）

水以气态、液态和固态的形式在陆地、海洋和大气间不断循环的过程就是水循环。降水、蒸发和径流是水循环过程的三个最重要环节，这三个环节构成的水循环决定着全球的水量平衡，也决定着一个地区的水资源总量（图4）。唐代诗人李白的著名诗句：“黄河之水天上来，奔流到海不复回”实际上就是描述了水循环的两个环节：降水、地表径流。

图4. 水循环示意图（资料来源：Gleick, P. H., 1996）

江河湖泊虽然只占地表水的0.3%，却与人类社会最为密切。人类社会从江河湖泊中获取生产和生活用水，使用后的污水又被排入江河湖泊中。这些污水一部分经江河湖泊稀释净化后，又为人类和自然所利用。当人类社会排放的污水超出了江河湖泊的自净能力，水污染的问题就产生了，水健康的概念就出现了。

水健康

这里的水健康是指河流生态系统健康的概念。一条健康的河流是一个综合的复合体，河水是足量且流动的；河里的生物种类、数量和生境是丰富的；水质是良好的，能够满足人类和其他生物的各种需求；河床是相对稳定的。

要评价河流的健康，需要考虑以下7个方面指标或因素（图5）。

图5. 水健康评价指标（引自：高永胜，2012）

河流水质污染是影响河流健康的重要因素，而水质理化参数可以反映河流水质的污染状况。我国《地表水环境质量标准》（GB3838-2002），针对不同水功能区选择了29个指标，通过单因子评价法，依据地表水环境功能和保护目标，将地表水质评价结果按功能高低分为五类。一般认为，水质达到水功能区划的要求，那么该河流就是健康的。

水是不是安全健康的，生物的生存状况是最好的指标。在选择指示生物种类方面，既要考虑其敏感性，又要考虑其多样性。传统的方法采用生物多样性评价的方法，包括多样性指数、均匀度和优势度，常用的指标是香农指数（Shannon Index）和辛普森指数（Simpson Index），二者都考虑了物种丰度及均匀性。

近来，有学者建议，在水体植被盖度、浮游植物和微生物群落、水中和底栖动物组成等方面，基于生物调查、遥感、DNA监测等技术手段，凝练出易监测、可考核的核心指标；与水质指标协同运用，设定生态评价指标应用范围和综合评级办法。生态指标数据的收集需要生物调查、分子生物学检测，甚至借助遥感数据。对于河流，用鱼类、底栖动物、硅藻指标进行评价，对于湖泊湿地，还增加了植被情况和叶绿素a水平进行评价，甚至利用动物的行为、毒理响应对水质安全进行评价。

河流形态结构造就了生境的多样性，是生物多样性的基础。河流弯曲率系数为1.57的河流可在最低管理维护水平下，具有最大的水沙容量及最好的洪水输送能力（邓志强和刘建军，1998）。河岸的稳定性、河流的护岸形式也是影响水生生物生境的重要因子。

河流水文特征对河流泛洪区、河流形态、生物生境、河岸植被以及水质等具有重要意义。水文特征指标包括年平均流量，洪量、洪水频率及洪水持续时间，流速、流量等。

河岸带具有削减面源污染、提供野生动植物生境、改善河流生态环境等功能，并可提高河流的景观价值。河岸带宽度、河岸带植被组成等通常为河岸带状况的评价指标。

河流作为天然的水源和排水通道，既为人类和其他生物生存提供必须的水量，也将多余的洪水渲泻入海。因此，河流的供水保证率和防洪设施的完善率也成为评价河流社会功能的重要标志。

河流的经济功能是指河流可直接产生经济效益的那部分功能，包括供水、发电、养殖、灌溉、旅游等。河流的经济功能评价应建立在环境保护和可持续利用的基础上，以河流可利用水量的大小表示。

上述7个方面的河流健康评价指标，实际上可以归纳为河流的自然特征属性、社会特征属性和综合特征属性。自然特征属性包括河流的生态指标、形态结构、水文特征以及河岸带状况；社会特征属性包括河流的社会功能和经济功能；综合特征属性为水质理化指标。这些指标各有侧重，对河流健康的评价都具有重要的参考价值。

           

即刻关注·享受科学