紀(jì)海婷 王曉杰

(江蘇省水文水資源勘測(cè)局常州分局，江蘇 常州 213022)

近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的飛速發(fā)展，水環(huán)境問(wèn)題逐漸凸顯，太湖、巢湖、滇池等重要湖泊富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象日益嚴(yán)重[1]。2007年，太湖藍(lán)藻大面積暴發(fā)導(dǎo)致無(wú)錫市公共飲用水危機(jī)，此后的十余年間，太湖局部湖區(qū)每逢夏季湖泛現(xiàn)象頻發(fā)，湖泊生態(tài)環(huán)境惡化，威脅著周邊城市人民群眾的用水安全[2]。

2008年，水利部將水生態(tài)監(jiān)測(cè)列入“水質(zhì)監(jiān)測(cè)”和“水功能區(qū)、省界水體及取退水水質(zhì)監(jiān)督管理”等經(jīng)常性業(yè)務(wù)工作之中。同年，啟動(dòng)太湖、巢湖、滇池、洪澤湖等國(guó)內(nèi)16個(gè)大型湖庫(kù)水生態(tài)監(jiān)測(cè)試點(diǎn)工作。2009年，水生態(tài)監(jiān)測(cè)試點(diǎn)擴(kuò)大至33個(gè)區(qū)域。2010年，水利部印發(fā)《河流健康評(píng)估指標(biāo)、標(biāo)準(zhǔn)與方法(試點(diǎn)工作用)》等文件，全國(guó)范圍內(nèi)正式啟動(dòng)河湖健康評(píng)估試點(diǎn)工作，水生態(tài)監(jiān)測(cè)與健康評(píng)價(jià)成為工作重點(diǎn)。2012年，全國(guó)首部規(guī)范水生態(tài)行業(yè)的管理法規(guī)《哈爾濱市水生態(tài)監(jiān)測(cè)條例》通過(guò)批準(zhǔn)。2013年，水利部水文局明確將水生態(tài)監(jiān)測(cè)作為重點(diǎn)工作進(jìn)行部署安排。2018年，水利部強(qiáng)調(diào)補(bǔ)齊生態(tài)修復(fù)短板，明確指出“在生態(tài)方面提出可量化、可操作性的指標(biāo)和清單”。2020年，水利部發(fā)布《河湖健康評(píng)價(jià)指南(試行)》。隨后北京市、蘇州市、江西省相繼發(fā)布《水生態(tài)健康評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范》《河湖健康評(píng)價(jià)規(guī)范》《河湖(水庫(kù))健康評(píng)價(jià)導(dǎo)則》，對(duì)水生態(tài)監(jiān)測(cè)提出了具體指標(biāo)要求和監(jiān)測(cè)方法。

水生態(tài)監(jiān)測(cè)是進(jìn)行水生態(tài)系統(tǒng)規(guī)劃與保護(hù)的基礎(chǔ)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是監(jiān)測(cè)體系的重要組成部分。隨著生態(tài)文明建設(shè)的推進(jìn)，生態(tài)環(huán)境保護(hù)觀念深入人心，水生態(tài)監(jiān)測(cè)的重要性日益彰顯。近些年，我國(guó)水生態(tài)監(jiān)測(cè)在探索中不斷發(fā)展，但仍存在監(jiān)測(cè)體系尚未構(gòu)建完成、監(jiān)測(cè)與分析評(píng)價(jià)缺乏系統(tǒng)性等困難和挑戰(zhàn)[3]。

1 水生態(tài)監(jiān)測(cè)的內(nèi)涵與意義

一直以來(lái)，水質(zhì)監(jiān)測(cè)廣泛應(yīng)用于河湖水資源質(zhì)量評(píng)價(jià)，是水資源保護(hù)和管理的重要技術(shù)支撐。隨著新時(shí)期我國(guó)治水矛盾的轉(zhuǎn)變和“有河有水、有魚(yú)有草、人水和諧”治水目標(biāo)的要求，水環(huán)境治理和修復(fù)開(kāi)始從單一的理化指標(biāo)向多元的水生態(tài)指標(biāo)轉(zhuǎn)變。水生態(tài)監(jiān)測(cè)是指利用物理、化學(xué)、水文、生態(tài)等技術(shù)手段，對(duì)生態(tài)環(huán)境中的各要素、生物與環(huán)境之間的關(guān)系、生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行監(jiān)測(cè)，既包括水生生物監(jiān)測(cè)，也包括常規(guī)水質(zhì)監(jiān)測(cè)、水文監(jiān)測(cè)等[4]。

水生態(tài)監(jiān)測(cè)是衡量水體是否健康、生態(tài)系統(tǒng)是否完善的重要標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)水生態(tài)監(jiān)測(cè)，從水生態(tài)系統(tǒng)完整性的角度出發(fā)分析、評(píng)價(jià)水體生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，進(jìn)而保護(hù)與修復(fù)生態(tài)環(huán)境、合理利用自然資源，服務(wù)水生生物多樣性、水生態(tài)健康以及最終的人類健康。

2 常州市水生態(tài)監(jiān)測(cè)工作開(kāi)展情況

2007年太湖藍(lán)藻暴發(fā)，太湖流域各省市迅即開(kāi)展水體浮游植物(葉綠素、藻密度)監(jiān)測(cè)。2013年，常州市水文部門(mén)將浮游植物監(jiān)測(cè)工作從太湖(竺山湖段)擴(kuò)展到境內(nèi)的滆湖、長(zhǎng)蕩湖、沙河水庫(kù)、大溪水庫(kù)、錢(qián)資蕩等6處重要湖庫(kù)，重點(diǎn)監(jiān)測(cè)藻類的種類組成、密度、優(yōu)勢(shì)種，并結(jié)合水質(zhì)、水體富營(yíng)養(yǎng)化狀況及生物多樣性指標(biāo)(均勻度、豐富度、多樣性指數(shù))進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。2014年，常州市水文部門(mén)通過(guò)了浮游動(dòng)物、底棲動(dòng)物、著生生物和大型水生維管束植物等水生態(tài)項(xiàng)目的能力擴(kuò)項(xiàng)，每季度開(kāi)展太湖、滆湖、長(zhǎng)蕩湖3處省管湖泊水生態(tài)監(jiān)測(cè)，具體監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括浮游植物、浮游動(dòng)物、底棲動(dòng)物、著生生物和大型水生維管束植物5個(gè)項(xiàng)目的種類組成、密度/數(shù)量、優(yōu)勢(shì)種、生物量、干重/濕重等。

江蘇省水利廳于2008年開(kāi)展河湖健康狀況評(píng)價(jià)工作，并于2010年發(fā)布《江蘇省主要河湖健康狀況報(bào)告》。2014年，常州市武進(jìn)區(qū)率先開(kāi)展扁擔(dān)河和武南河健康狀況評(píng)估，隨后相繼開(kāi)展澡港河、德勝河、老大運(yùn)河等20多條重要河流生態(tài)狀況評(píng)估，2020年開(kāi)展沙河水庫(kù)、大溪水庫(kù)等4座水庫(kù)生態(tài)狀況評(píng)估，對(duì)河流(湖庫(kù))生態(tài)健康狀況進(jìn)行診斷，評(píng)估水域面積逐漸擴(kuò)大、水體類型豐富、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)因地制宜。其中涉及的水生態(tài)監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)指標(biāo)包括浮游植物多樣性、浮游動(dòng)物多樣性、底棲動(dòng)物多樣性、著生藻類多樣性及河岸帶植被覆蓋度等。

3 水生態(tài)監(jiān)測(cè)內(nèi)容與方法

關(guān)于水生態(tài)監(jiān)測(cè)的具體指標(biāo)體系，目前尚無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。一般將水生態(tài)監(jiān)測(cè)指標(biāo)分為生境、理化、生物三大類，生境指標(biāo)包括水深、水面面積、濱岸帶植被情況、更新周期等；理化指標(biāo)包括水溫、溶解氧、氨氮、總磷等常用水質(zhì)指標(biāo)；生物指標(biāo)包括魚(yú)類、水生植物、浮游植物、浮游動(dòng)物等。目前，常州市開(kāi)展水生態(tài)監(jiān)測(cè)的生境指標(biāo)包括水深、水域面積、底質(zhì)類型、水生生物及水華狀況；理化指標(biāo)除《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838—2002)中的項(xiàng)目，還包括透明度、葉綠素；生物指標(biāo)主要包括浮游植物、浮游動(dòng)物、底棲動(dòng)物、著生生物和大型水生維管束植物5項(xiàng)。此外，還監(jiān)測(cè)了流向流速、天氣、風(fēng)力風(fēng)向等水文氣象指標(biāo)。

水生態(tài)監(jiān)測(cè)一般采取常規(guī)監(jiān)測(cè)和水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)有機(jī)結(jié)合的方式。常規(guī)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目包括必測(cè)指標(biāo)、選測(cè)指標(biāo)、特定指標(biāo)，如高錳酸鹽指數(shù)、總磷、總氮、生化需氧量等，按《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838—2002)中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行檢測(cè)。自動(dòng)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目包括必測(cè)指標(biāo)7項(xiàng)、選擇指標(biāo)14項(xiàng)，如pH值、水溫、總磷、總氮等，檢測(cè)按國(guó)家環(huán)境保護(hù)部批準(zhǔn)的《近岸海域水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》(HJ 731—2014)進(jìn)行。近年來(lái)，新興的衛(wèi)星遙感技術(shù)逐漸被運(yùn)用到水生態(tài)監(jiān)測(cè)中，遙感監(jiān)測(cè)結(jié)合傳統(tǒng)原位測(cè)量進(jìn)行水生態(tài)空間監(jiān)測(cè)分析，在大面積水域、大空間尺度的水生態(tài)監(jiān)測(cè)中極具優(yōu)勢(shì)。

生物指標(biāo)監(jiān)測(cè)分為定性監(jiān)測(cè)和定量監(jiān)測(cè)。目前，常州市水文部門(mén)開(kāi)展的水生態(tài)監(jiān)測(cè)仍以傳統(tǒng)的人工采樣監(jiān)測(cè)為主，浮游植物和浮游動(dòng)物監(jiān)測(cè)采用鏡檢法進(jìn)行種類鑒定和計(jì)數(shù)，采用稱重法、體積法、經(jīng)驗(yàn)公式法等估算生物量，其中浮游動(dòng)物(枝角類、橈足類)有時(shí)需要通過(guò)解剖進(jìn)行種類鑒定和特征分析。底棲動(dòng)物監(jiān)測(cè)采用鏡檢解剖和測(cè)量稱重結(jié)合的方式。著生生物以藻類(硅藻)為主，通過(guò)燒片法制得樣品后進(jìn)行鏡檢鑒定計(jì)數(shù)。大型水生維管束植物主要以觀測(cè)、調(diào)查為主，采集樣品在室內(nèi)進(jìn)行鑒定分析、測(cè)量稱重。在浮游植物監(jiān)測(cè)中，還采用光譜分析法測(cè)定藻類葉綠素、利用圖像識(shí)別技術(shù)輔助鑒定藻類。

另外，藻類人工智能分析系統(tǒng)、流式細(xì)胞儀計(jì)數(shù)技術(shù)、魚(yú)探儀探測(cè)技術(shù)、生物綜合毒性監(jiān)測(cè)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、分子生物學(xué)技術(shù)等也越來(lái)越多地應(yīng)用到水生態(tài)監(jiān)測(cè)中，極大地提高了監(jiān)測(cè)的效率和準(zhǔn)確度。受技術(shù)、設(shè)備、人才等條件所限，常州市水文部門(mén)在水生態(tài)監(jiān)測(cè)新技術(shù)應(yīng)用方面有所欠缺，較少涉及魚(yú)類監(jiān)測(cè)，所開(kāi)展的河流水生態(tài)監(jiān)測(cè)成果僅用于河流生態(tài)狀況評(píng)估，監(jiān)測(cè)指標(biāo)體系和頻次不夠完整、系統(tǒng)。

常用的水生態(tài)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目、方法標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

表1 水生態(tài)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目常用方法標(biāo)準(zhǔn)

4 水生態(tài)監(jiān)測(cè)分析評(píng)價(jià)

水生態(tài)評(píng)價(jià)主要分為個(gè)體——群落層級(jí)的評(píng)價(jià)，包括指示生物(指示種、瀕危稀有物種、區(qū)域特有物種)和污染指數(shù)；群落層級(jí)的多樣性評(píng)價(jià)(均勻度、豐富度、多樣性指數(shù))，完整性評(píng)價(jià)(IBI指數(shù))；生態(tài)系統(tǒng)層級(jí)的綜合評(píng)價(jià)，包括河湖形態(tài)與連通性、水文水資源、水環(huán)境、水生態(tài)、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能等多方面綜合評(píng)價(jià)。

目前，魚(yú)類完整性指數(shù)(F-IBI)已成熟運(yùn)用于河流生態(tài)與環(huán)境基礎(chǔ)科學(xué)研究和水資源管理。應(yīng)用最廣泛的指示生物——底棲動(dòng)物，評(píng)價(jià)方法主要有類群豐富度、物種豐富度、多度、優(yōu)勢(shì)度、功能攝食群和經(jīng)緯度地帶性分布模式。浮游生物方面，除了群落層級(jí)的多樣性評(píng)價(jià)外，大量以硅藻為指示生物的指數(shù)方法不斷出現(xiàn)，如特殊污染敏感指數(shù)(SPI)、水環(huán)境腐殖質(zhì)指數(shù)(SPI)、生物硅藻指數(shù)(BDI)、硅藻屬指數(shù)(GI)、富營(yíng)養(yǎng)化硅藻指數(shù)(TDI)等。

生態(tài)系統(tǒng)的生物完整性是描述生態(tài)系統(tǒng)狀態(tài)及變化趨勢(shì)最適宜的指標(biāo)。生物完整性指數(shù)是由一系列描述生物個(gè)體、種類、種群的生物參數(shù)綜合而成的指數(shù)，可定量描述生物特性與人類干擾之間的關(guān)系。研究對(duì)象包括魚(yú)類、底棲動(dòng)物、浮游生物、附著生物等。具體步驟包括提出候選指標(biāo)，計(jì)算每種生物指標(biāo)值以及IBI指數(shù)，分析指數(shù)值分布范圍、相關(guān)關(guān)系和判別能力，建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。在利用生物完整性指數(shù)監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)水體健康時(shí)，常需要采用多個(gè)生物類群進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

目前，常州市開(kāi)展水生態(tài)監(jiān)測(cè)分析評(píng)價(jià)時(shí)，結(jié)合水體理化指標(biāo)和富營(yíng)養(yǎng)狀況，仍以個(gè)體和群落層級(jí)的評(píng)價(jià)為主，尚未結(jié)合生境、水文水資源、氣象等進(jìn)行生態(tài)系統(tǒng)層面的綜合評(píng)價(jià)，對(duì)不同時(shí)期水生態(tài)狀況的變化、水生態(tài)發(fā)展趨勢(shì)的研究較少。

5 問(wèn)題與建議

5.1 存在問(wèn)題與難點(diǎn)

a.目前，水生態(tài)監(jiān)測(cè)相關(guān)法律法規(guī)較為薄弱[5]，致使水生態(tài)監(jiān)測(cè)和保護(hù)治理工作受到嚴(yán)重制約。水生態(tài)監(jiān)測(cè)的指標(biāo)體系尚未統(tǒng)一，具體的監(jiān)測(cè)過(guò)程(布點(diǎn)、采樣、監(jiān)測(cè)、分析、評(píng)價(jià))缺乏統(tǒng)一合理的方法和技術(shù)規(guī)范指導(dǎo)。江蘇省境內(nèi)河流湖泊較多，分為沂沭泗水系、淮河下游水系、長(zhǎng)江和太湖水系三大流域水系，應(yīng)考慮流域和區(qū)域特點(diǎn)，制定合理的水生態(tài)保護(hù)法規(guī)和監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范。

b.已有的監(jiān)測(cè)結(jié)果可能由于監(jiān)測(cè)指標(biāo)不統(tǒng)一、頻次不同步、時(shí)間不連續(xù)、數(shù)據(jù)不可比等問(wèn)題，難以形成有效信息[6]真實(shí)地反映水體生態(tài)狀況，對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析評(píng)價(jià)和綜合運(yùn)用嚴(yán)重不足。水生態(tài)系統(tǒng)的復(fù)雜性進(jìn)一步加大了大規(guī)模和大尺度水生態(tài)監(jiān)測(cè)的難度，降低了監(jiān)測(cè)效率。

c.水生態(tài)監(jiān)測(cè)涉及多領(lǐng)域多學(xué)科，需要扎實(shí)的生物、環(huán)境、水文、遙感、地理信息等專業(yè)知識(shí)和豐富的實(shí)際監(jiān)測(cè)工作經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)前水文部門(mén)開(kāi)展水生態(tài)監(jiān)測(cè)尚處于起步階段，專業(yè)人才緊缺、監(jiān)測(cè)技術(shù)落后、監(jiān)測(cè)經(jīng)驗(yàn)不足，嚴(yán)重影響水生態(tài)監(jiān)測(cè)工作的開(kāi)展。

5.2 建議對(duì)策

a.建議將流域性管理和區(qū)域性管理相結(jié)合，根據(jù)江蘇省水域環(huán)境特點(diǎn)，因地制宜地研制各個(gè)層面的法律法規(guī)。在江蘇省2019年發(fā)布的《生態(tài)河湖狀況評(píng)價(jià)規(guī)范》(DB32/T 3674—2019)和蘇州市2021年發(fā)布的《河湖健康評(píng)價(jià)規(guī)范》(DB3205/T 1016—2021)基礎(chǔ)上，加快制定《水生態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》《水生態(tài)健康評(píng)價(jià)體系》，規(guī)范指導(dǎo)水生態(tài)監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)工作[7]。

b.充分利用水文系統(tǒng)監(jiān)測(cè)站網(wǎng)和水文水質(zhì)資料，收集水生態(tài)監(jiān)測(cè)基礎(chǔ)信息，加快構(gòu)建水生態(tài)基礎(chǔ)信息庫(kù)。推動(dòng)監(jiān)測(cè)方法及監(jiān)測(cè)結(jié)果評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)化，充分利用監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)合理地評(píng)估水體生態(tài)狀況，以更好地進(jìn)行水生態(tài)保護(hù)、修復(fù)和治理。

c.加大對(duì)新技術(shù)的研究和推廣應(yīng)用，推動(dòng)傳統(tǒng)人工監(jiān)測(cè)向自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)變，提高水生態(tài)監(jiān)測(cè)的效率和準(zhǔn)確度。加快人才引進(jìn)和業(yè)務(wù)培訓(xùn)，加強(qiáng)與高等院校、科研院所合作交流，為水生態(tài)監(jiān)測(cè)提供扎實(shí)的人才和技術(shù)支撐。

6 結(jié) 語(yǔ)

水生態(tài)監(jiān)測(cè)是生態(tài)環(huán)境保護(hù)的基礎(chǔ)，是生態(tài)文明建設(shè)的重要支撐。隨著高質(zhì)量發(fā)展需求和新時(shí)期治水思路的轉(zhuǎn)變，水生態(tài)監(jiān)測(cè)受到越來(lái)越多的關(guān)注。水生態(tài)監(jiān)測(cè)是一項(xiàng)長(zhǎng)期的系統(tǒng)工程，我國(guó)現(xiàn)階段的水生態(tài)監(jiān)測(cè)與評(píng)估工作已開(kāi)啟新局面，需要進(jìn)一步完善水生態(tài)監(jiān)測(cè)的法律法規(guī)、建立監(jiān)測(cè)站網(wǎng)、統(tǒng)一監(jiān)測(cè)指標(biāo)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合水環(huán)境監(jiān)測(cè)的實(shí)踐和成果，構(gòu)建水生態(tài)監(jiān)測(cè)體系，發(fā)揮水生態(tài)監(jiān)測(cè)的重要作用，為水生態(tài)保護(hù)和修復(fù)提供及時(shí)準(zhǔn)確的信息，助力水生態(tài)文明建設(shè)。