健康长江与水生态监测及评价

第三届长江论坛文集
河流生态系统监测与适应件管理篇
健康长江与水生态监测及评价
乔晔常剑波
水利部中国科学院水工程生态研究所４３００７９
摘要：从河流生态系统结构完整性的角度，探讨了开展河流健康评价所需要的生物监测内 容与要素。分析了长江流域水生态监测的实际情况，提出流域层面协调机制，建立流域性水生态 监测平台，开展长期水生态监测的建议，同时提出在下一阶段，应该以河流功能过程带划分为基 础，因地制宜的制定不同水域的水生态评价综合体系。 关键词：长江流域河流健康生物监测
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河流生态系统监测与适ຫໍສະໝຸດ 性管理篇１．２河流健康评价的理论体系
考察河流健康，必须从河流生态系统的结构和功能入手；从系统的角度考察河流生态系统完 整性。从河流的自然属性出发，维持河流生态系统完整性是实现河流健康的基石。河流健康作为 河流可持续利用的前提与基础，与河流生态系统完整性紧密联系。从生态系统层次出发，一个健 康的生态系统应该是稳定和可持续的，即生态系统随着时间的进程有活力并且能维持其组织及自 主性，在外界胁迫下容易恢复。 河流生态系统的完整性包括结构完整性与功能完整性两个部分。其中，生态系统结构完整性 是功能完整性的前提与保障。因此，进行河流健康评价，首先应从河流生态系统的结构完整性入 手，着重考察河流生态系统的各个组成成分，即河流的生境组成与生物组成。其中，生境组成是 生物群落赖以生存的环境基础，包括水质、水量、基质等内容；生物组成是实现河流生态系统能 量流动与物质循环的重要途径，是河流自然功能与社会服务功能的重要补充。 河流健康评价应该包括流域、河流廊道、典型河段等不同层次。河流生态系统健康状况受多 种因素制约。其中，流域作为河流生态系统的外源影响因素，其气候、地质特征和土地利用状况等 决定着流域内河流的径流、河道、基质类型等物理及水化学特征。从任何角度都可认为流域决定 河流，有什么样的流域就有什么样的河流，反之亦然。所以要维持一个健康的河流生态系统，首先就 应该创建一个健康的流域环境，而健康的河流生态系统又能够促进流域生态的健康发展。把河流 仅视为流域的一个基本单元，高度重视其与流域内陆地生态系统间的相互关系，从流域层次开展流 域生态学的相关研究，是河流健康评价的一个重要方面。 河流廊道是实现河流自然功能实现的保障。然而，社会经济的要求常常将河流廊道中的某一 河段或湖泊等河流廊道的组分作为开发利用的对象，而忽视了局部河段或组分在整个河流廊道中 的作用。因此，流域管理机构必须注重河流廊道的整体性，从全局的角度统筹规划，对局部河段 的水质、水量、结构等方面内容做出开发利用的限制，保障局部河段在河流整体中的功能发挥。
２长江流域水生态评价与监测现状
２．１
健康长江评价指标体系的建立
围绕“维护健康长江，促进人水和谐”的总体目标，长江水利委员会提出了由系统层、状态
层和指标层构成的健康长江指标体系。系统层包括生态环境保护系统、防洪安全保障系统和水资 源开发利用系统；状态层是指在系统层下设置的水土资源与水环境状况、河流完整性与稳定性、 水生物多样性、蓄泄能力、服务能力５个状态层：指标层是指采用可以获得的定量指标或定性指 标反映长江的健康状况。定量指标有河道生态需水量满足程度、水功能区水质达标率、水土流失 比例、血吸虫病传播阻断率、天然湿地保留率、优良河势保持率、通航水深保证率、鱼类生物完 整性指数、防洪工程措施完善率、防洪非工程措施完善率、水资源开发利用率、水能资源利用率 等１２个定量指标，以及珍稀水生动物存活状况、水系连通性２个定性指标。这１４个指标是评价 长江健康状况的基本指标。 在１４个基本指标中，除血吸虫病传播阻断率、通航水深保证率、防洪工程措施完善率、防 洪非工程措施完善率、水能资源利用率等定量指标着重反映了经济社会发展的要求外，其余９
３问题与建议
３．１建立流域层面协调机制，加强部门问合作
如前所述，长江流域水生态监测所要求的部分监测项目已经具备了良好的监测网络，积累了 丰富的监测数据，为流域水生态的综合评价奠定了坚实的基础。但是这些监测站网往往隶属于不 同的行业主管部门，如水文监测主要隶属于水利部门，水质监测主要隶属于环保部门，渔业资源 监测隶属于渔业主管部门。建立流域层面的协调机制，加强部门合作，有利于监测数据的综合分 析，实现“信息资源共享利用，优势互补、共同发展”，避免重复建设。
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河流生态系统Ｉ旖测与适应性管理篇
对数量的要求，同时也必须保证近自然变化的水文节律。 传统的基于物理、化学参数的评价方法对评价河流水质状况具有重要的参考价值，但用于生 态系统水平上，则显示出其局限性。由于水生态系统的任何变化都可能影响水生生物的生理功能、 种类丰度、种群密度、群落结构与功能，因此，以水生生物的生活状态作为水生生态系统健康的 评价指标，具有较强的实用性，包括指示生物监测与综合生物指标监测。河流生物群落具有整合 不同时间尺度上各种化学、生物和物理影响的能力。这些生物群落的结构和功能特性能够反映 诸如由于化学物污染、物理生境的消失和片断化，外来物种的入侵，水资源的过量抽取和河岸植被 带的过度采伐所造成的水质的总体退化。生物监测可把目光集中在多种生态胁迫对水生态造成的 累积效应上，应该成为河流健康评论的主要手段。（唐涛等）综合生物指标监测通过多指标整合或 对生态过程的监测来反映河流整体与综合状况，成为当前比较常用的方法。 河流健康评价的尺度，决定了综合生物指标的选择。对于河流廊道尺度的河流健康评价，因 为鱼类个体大，生长周期长，较易鉴别，且鱼类群落由不同食性种类组成，能够反映水体状态的变化， 因而在实践中得到应用。以鱼类为对象的生物指数的代表是鱼类生物完整性指数（ＩＢＩ）与鱼类集 合完整性指数（ＦＡｌｌ）等。鱼类生物完整性指数通过鱼类年龄结构、营养结构、敏感鱼类与耐污种 的生存状况、鱼类的疾病或其它损伤情况综合评判水体状况。这种方法主要用于评价河流的现状、 趋势与变化原因，在美国与欧洲得到广泛的应用。在欧洲，包括法国在内的１２个欧盟国家，发起了 一个研究计划，开发基于鱼类的评价方法，为欧盟水框架指令（ＷＦＤ）提供直接支持。在更小的河段 尺度上，利用着生藻类或大型底栖动物群落对河流生态系统进行评价应该是更好的选择。
２．２长江流域水生态监测的现状
（１）环境要素监测 经过长期的建设，长江流域基本形成了较为完善的水文、水质监测体系。长江水利委员会下 属的水文局，在长江干流及重要支流控制断面设有水文站１１７个、水位站２６４个、雨量站２４个、 蒸发站１个，水质监测断面１０６个、河道固定断面２８００多个，承担着流域内６０多处、３４００多 公里河段水文预报工作，收集了较为完整的系列水文测验资料近２４０００站年；流域内水利、环保、 卫生等部门根据各自需要，于１９７０年后陆续建设了大量水质监测站（点），开展监测工作。至１９９０ 年，长江流域己设立水质监测站５５１个，其中基本站２８２个，辅助站２２５个，专用站１４个，干 支流水质监测断面、湖泊水库水体监测点共６９２个，较为全面地反映长江流域地表水水质状况。 经过长时间的发展，水文、水质的监测工作均形成了相应的行业规范甚至国家规范，较好的保证 了监测数据的系统性与连续性，一般均能满足生态系统结构分析的需要。此外，流域内的气象站 网、水土保持监测站网、（陆生）生态监测站网也为流域层面的生态系统完整性分析奠定了坚实的 基础。 （２）生物要素监测 依托渔业主管部门的各地方渔政渔港监督管理机构在执法同时，也承担着自然水体渔业捕捞 的统计工作。由于缺少生态相关的行业规范的指导，渔业资源监测工作通常在监测项目、监测频 率以及监测数据的细节方面较难满足水生态监测工作的需要。经过适当完善，该监测数据也能成 为水生态监测中水生生物要素监测数据的重要来源。国务院三峡工程建设委员会组织的“长江三 峡工程生态与环境监测系统”自１９９６年建设运行以来，联合多个部门与专业机构，对三峡工程 影响的重要水域进行了系统的环境与生物资源监测，取得了大量生态与环境数据与资料，为三峡 工程相关生态与环境问题的影响分析与评价奠定了重要基础，其组织形式可以在流域层面的河流 健康评价体系的监测工作中借鉴。三峡工程生态与环境监测系统渔业资源与渔业水质监测重点 站、鱼类和珍稀水生动物监测重点站等相关站点的监测工作为流域河流生态系统完整性的评价积 累大量的生物数据，其监测范围频率可以结合流域水生态保护与修复相关工作进一步加强。 长江流域大型水利工程环境影响评价中的水生态专题调查工作，是流域生物群落监测数据的 另一个重要来源。这些数据通常反映了大型水利工程建设前水生态系统的背景值，经过系统整理， 在确定河流健康评价指标参考值方面将发挥重要作用。此外，部分科研机构还承担了水利工程修
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河流生态系统监测与适应性管理篇
建后的水生生态系统的监测工作，如乌江下游水生态监测、金沙江下游水生生物监测等，对局部 江段的生态评价也奠定了良好的基础。依托水利部中国科学院水工程生态研究所执行的国家自然 科学基金重大项目《大型水利工程对长江流域重要生物资源的长期生态学效应》，结合环境要素 变动与生物响应的相关监测资料，联合多学科进行了相关数据的集成分析，在河流生态系统的可 持续管理方面做出了有益的探索。
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河流生态系统；ｌ：ｆ测与适应性管理篇
个指标均与河流生态系统完整性具有密切联系。其中水土流失比例是从流域层次上考察生态系统 状况；水功能区水质达标率可以认为是河流健康的水质要求；河道生态需水量满足程度、水资源 开发利用率反映了河流健康的水量要求；天然湿地保留率、优良河势保持率与水系连通性反映了 河流健康的环境结构要求；而珍稀水生动物存活状况与鱼类生物完整性指数分别是采用指示生物 法与综合生物指标法对河流生态系统中的生物群落进行评价。
１健康长江与生态监测
１．１健康长江的概念与内涵
正确处理河流保护与开发的关系，是促进人水和谐的重要战略选择，是维护健康河流的根本要 求，是人类社会在吸取了发展过程中的经验和教训而得出的必然结论。近几年来，长江水利委员会 根据长江治理、开发和保护所面临的新形势、新任务、新要求，以科学发展观为指导，按照可持续 发展水利的要求，积极探索实践，初步形成了以”维护健康长江、促进入水和谐”为基本宗旨的新时 期治江思路。 根据健康河流的一般特性及长江的基本特点，健康的长江应该是：在流域内一定的经济社会 发展的条件下，具有足够的、优质的水量供给，受到污染物质和泥沙输入以及外籍干扰破坏，河 流生态系统能够自行恢复并维持良好的生态与环境；水体的各种功能发挥正常，能够在生态与环 境可承受的范围内，可持续地满足人类需求，不致对人类健康和经济社会发展的安全构成威胁或 损害。 通过健康长江的描述可以看出，健康长江不但要维持生态系统的结构与功能，而且还包括了 人类与社会价值，在河流健康的概念中涵盖了生态完整性与人类价值。这种关于河流健康的理解 符合人类发展的需要，与国内外大多数学者与管理者的理解相同，其实质是河流的生态可持续管 理，其最大挑战是：以不会引起生态系统退化或丧失多样性方式，满足人类需要而制定并实施需 水和调水计划。