《河流水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測與評價技術 指南(征求意見稿)》 編制說明_第1頁
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文檔簡介

《河流水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測與評價技術指南(征求意見稿)》

編制說明

1項目背景

1.1任務來源

隨著2005年松花江污染事件、2007年太湖水華事件等重大環(huán)境事件的發(fā)生,如何監(jiān)測

評價水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量成為一個亟待解決的重大問題。國家863計劃、“水體污染控制與治理

科技重大專項”在“十一五”和“十二五”期間均安排了不少相關的研究工作。2011年,

環(huán)保部開展松花江流域水生生物試點監(jiān)測工作,開始嘗試進行流域水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測與評價。

2013年,中國環(huán)境監(jiān)測總站、中國環(huán)境科學研究院、遼寧省環(huán)境監(jiān)測實驗中心、江蘇省環(huán)

境監(jiān)測中心及黑龍江省生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心站等單位聯(lián)合開展了“十二五”水專項課題“流域

水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測與評價研究”工作。為了滿足國內(nèi)日益增長的流域水生態(tài)環(huán)境監(jiān)測評價

需求,以已有水生態(tài)監(jiān)測評價研究成果為基礎,中國環(huán)境監(jiān)測總站組織相關單位共同編寫了

《流域水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測與評價技術指南》(以下簡稱“指南”)。

2019年7月,生態(tài)環(huán)境部科技與財務司將《流域水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測與評價技術指南》

作為水專項第二批擬通過綠色通道發(fā)布的標準規(guī)范轉送生態(tài)環(huán)境監(jiān)測司。

2020年4月14日,生態(tài)環(huán)境部正式下發(fā)《關于開展〈河流水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測與評價

技術指南〉等28項標準規(guī)范制修訂工作的通知》的文件(監(jiān)測函〔2020〕4號),通過《河

流水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測與評價技術指南》(項目統(tǒng)一編號2020-L-5)作為2020年第一批綠色

通道立項標準制修訂項目。

1.2工作過程

我國幅員遼闊,河流眾多,流域生態(tài)環(huán)境空間差異顯著,借鑒水專項提出“一河一策”

“一湖一策”的指導思想,指南提出流域水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價也要“因河制宜”“因湖制宜”,

即我們的流域水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測與評價作為一個開放的體系,應將適用于我國流域的監(jiān)測

與評價方法都納入進來,各地在水生態(tài)監(jiān)測實踐當中,可以按照指南建議的模式,從中篩選

出適合本地流域特點的監(jiān)測與評價方法,并在長期監(jiān)測中不斷摸索,修正完善,使之更適合

本地區(qū)水生態(tài)質(zhì)量監(jiān)測與評價的需要。指南的編制經(jīng)歷了如下過程:

(1)2014年,完成了《流域水生態(tài)環(huán)境監(jiān)測與評價技術指南(試行)》,以總站文件形

式下發(fā)(總站水字〔2014〕124號)各地監(jiān)測站參照執(zhí)行?!读饔蛩鷳B(tài)環(huán)境監(jiān)測與評價技

術指南(試行)》依托十二五水專項課題先后在遼河流域、太湖流域、松花江流域開展了業(yè)

務化示范,取得良好效果。

(2)2015年11月3日,由環(huán)境保護部環(huán)境監(jiān)測司主持,在北京召開了“流域(河流、

湖庫)水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測/評價技術規(guī)范(試行)”評審會。評審專家聽取了技術規(guī)范編寫

組的匯報,審閱了相關資料,經(jīng)質(zhì)詢和認真討論,形成以下論證意見:“流域(河流、湖庫)

水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測/評價技術規(guī)范(試行)”針對目前環(huán)境監(jiān)測工作中生物監(jiān)測的迫切需求,

1

在水專項和試點監(jiān)測等工作的基礎上,針對河流和湖庫的不同特點,建立了綜合有效且具有

可操作性的流域水生態(tài)環(huán)境監(jiān)測和評價技術方法,符合我國現(xiàn)階段水環(huán)境監(jiān)測的實際情況和

技術體系發(fā)展需求。評審專家一致同意該技術規(guī)范(試行)通過評審建議盡快報環(huán)境保護部

主管部門審批并在監(jiān)測業(yè)務運行實踐中組織試行。

(3)2018年12月,編制組根據(jù)《流域水生態(tài)環(huán)境監(jiān)測與評價技術指南(試行)》在全

國應用示范效果及意見反饋,開展指南修訂工作。主要針對不同河流類型,細化點位設置、

生境調(diào)查、生物(著生藻類和底棲動物)現(xiàn)場采樣技術內(nèi)容,針對可涉水溪流和不可涉水河

流的特點分別制定技術要求;更新和完善生物評價方法,補充水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價技術路線

及生物評價方法選擇技術路線。修訂后的指南將更有力的規(guī)范并促進我國河流水生態(tài)環(huán)境質(zhì)

量監(jiān)測和評估工作。

(4)2019年12月20日,由生態(tài)環(huán)境部生態(tài)環(huán)境監(jiān)測司主持,在北京召開了《河流水

生態(tài)環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測與評價技術指南》(征求意見稿)和《湖庫水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測與評價技

術指南》(征求意見稿)綠色通道立項評審會。評審專家聽取了技術規(guī)范編寫組的匯報,審

閱了相關資料,經(jīng)質(zhì)詢和認真討論,形成以下論證意見:①規(guī)范文本和編制說明的表述;②

盡快報生態(tài)環(huán)境部主管部門,推進本標準通過綠色通道立項,并盡快公開征求意見。經(jīng)修改

完善的文本與編制說明,于2019年12月23日報送監(jiān)測司立項。

(5)2020年4月14日,生態(tài)環(huán)境部正式下發(fā)“關于開展《河流水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測

與評價技術指南》等28項標準規(guī)范修訂工作的通知”的文件(監(jiān)測函[2020]4號),本標準

正式通過綠色通道立項。標準編制組立即組織專家函審和討論會,根據(jù)專家組意見對本標準

進行了修改和完善,編制完成《河流水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測與評價技術指南》征求意見稿及編

制說明。

(6)2020年8月25日,由生態(tài)環(huán)境部生態(tài)環(huán)境監(jiān)測司主持,在北京召開了《河流水

生態(tài)環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測與評價技術指南》(征求意見稿)技術審查會。評審專家聽取了技術規(guī)范

編寫組的匯報,審閱了相關資料,經(jīng)質(zhì)詢和認真討論,形成以下論證意見:①建議酌情精簡

和規(guī)范指南中相關術語;②建議在指南中進一步優(yōu)化點位布設的普適性要求;③按照《環(huán)境

保護標準編制出版技術指南》(HJ565-2010)對標準文本和編制說明進行編輯性修改。編制

組根據(jù)專家組意見對本標準進行了修改和完善。

2標準制訂的必要性分析

2.1水生態(tài)監(jiān)測的重要意義

2015年國務院發(fā)布的《水污染防治行動計劃》(簡稱“水十條”)中明確提出“到2020

年區(qū)域水生態(tài)環(huán)境狀況好轉”和“到2030年力爭全國水環(huán)境質(zhì)量總體改善,水生態(tài)系統(tǒng)功

能初步恢復,到本世紀中葉,生態(tài)環(huán)境質(zhì)量全面改善,生態(tài)系統(tǒng)實現(xiàn)良性循環(huán)”的工作目標。

并指出要提升水生生物監(jiān)測支撐能力、提高環(huán)境監(jiān)管能力?!渡鷳B(tài)環(huán)境監(jiān)測規(guī)劃綱要(2020

—2035年)》中提出“地表水監(jiān)測要逐步實現(xiàn)水質(zhì)監(jiān)測向水生態(tài)監(jiān)測的系統(tǒng)轉變,建立以流

域為單元的水生態(tài)監(jiān)測指標體系和評價體系”。水生生物監(jiān)測與評價是通過監(jiān)測水生生物來

評價水體的綜合質(zhì)量。生物監(jiān)測不是理化監(jiān)測的補充,而是不同視角的深化監(jiān)測,是一項綜

2

合性監(jiān)測,有助于水環(huán)境管理目標從“污染防治”向“水生態(tài)系統(tǒng)保護”的轉變。與傳統(tǒng)的

理化監(jiān)測方法相比,生物監(jiān)測的指示作用具有綜合性和快速性的特點,其利用水環(huán)境中特征

生物的群落結構、功能和生理生化指標來描述生態(tài)系統(tǒng)的健康狀態(tài)和完整性,具有更靈敏、

直觀、客觀、準確等特點。

從20世紀80年代開始,國外水資源政策開始強調(diào)生態(tài)保護,重視流域水環(huán)境的生態(tài)質(zhì)

量,美國、歐盟、澳大利亞、南非等發(fā)達國家和地區(qū)先后開展了河流水生生物監(jiān)測與評價研

究計劃。如:美國環(huán)保局(USEPA)于1990年啟動環(huán)境監(jiān)測與評價研究計劃(EMAP),目的在于

監(jiān)測和評價美國河流和湖泊的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量狀況和變化趨勢;歐盟成員國于2000年開始實

施《水框架法令》(WFD),其主要目標是到2015年,使各種水環(huán)境(河流、湖泊、地下水和

近岸海域)處于良好狀態(tài),《水框架法令》要求各成員國評價水體的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。進入21

世紀,韓國,巴西等一些國家也開始強調(diào)和重視水生生物監(jiān)測和評價,并逐漸形成國家監(jiān)測

網(wǎng)絡。如韓國于2003—2006年啟動完成了“國家水生態(tài)監(jiān)測工程”(NAEMP),目的是采用

生物和生境指標來評價河流和流域的生態(tài)質(zhì)量。近年來,我國水環(huán)境管理不斷加強,水污染

治理投入逐年增加,流域水環(huán)境質(zhì)量開始改善,生態(tài)系統(tǒng)逐漸得到恢復。常規(guī)的理化監(jiān)測指

標(如COD、氨氮、重金屬等)很難準確反映復雜的水環(huán)境健康變化趨勢,不能滿足日益提

高的水環(huán)境管理評價需求;而且我國當前流域監(jiān)測網(wǎng)絡整體仍不完善,流域污染源監(jiān)測體系

仍不健全,流域水生態(tài)監(jiān)測工作起步又較晚。因此,亟需制定包含物理生境、水質(zhì)理化及水

生生物三要素的水生態(tài)監(jiān)測與評價技術指南,規(guī)范水生態(tài)監(jiān)測和評價工作,滿足準確評估流

域水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量變化的迫切需求。

2.2相關環(huán)保標準和環(huán)保工作的需要

“水十條”中明確提出“到2020年區(qū)域水生態(tài)環(huán)境狀況好轉”和“到2030年力爭全國

水環(huán)境質(zhì)量總體改善,水生態(tài)系統(tǒng)功能初步恢復,到本世紀中葉,生態(tài)環(huán)境質(zhì)量全面改善,

生態(tài)系統(tǒng)實現(xiàn)良性循環(huán)”的工作目標?!兜乇硭h(huán)境質(zhì)量標準》(GB3838-2002)正在修訂,

修訂的一個重要改變是重點考慮將水生態(tài)指標納入環(huán)境質(zhì)量標準。同時,《國務院辦公廳關

于加強長江水生生物保護工作的意見》(國辦發(fā)〔2018〕95號)第二十二條規(guī)定:“健全生

態(tài)環(huán)境監(jiān)測技術裝備體系、標準規(guī)范體系和運行保障體系,提升水環(huán)境監(jiān)測、水生生物監(jiān)測

及環(huán)境風險防控技術支撐能力。到2020年,建成覆蓋長江重要棲息地的物種及生境監(jiān)測網(wǎng)

絡,建立監(jiān)測公報發(fā)布制度?!比珖舜蟓h(huán)資委組織召開的長江保護法立法座談會上提交的

《長江保護法》(建議稿)也將水生態(tài)保護納入其中。《生態(tài)環(huán)境監(jiān)測規(guī)劃綱要(2020—2035

年)》中提出“地表水監(jiān)測要逐步實現(xiàn)水質(zhì)監(jiān)測向水生態(tài)監(jiān)測的系統(tǒng)轉變,建立以流域為單

元的水生態(tài)監(jiān)測指標體系和評價體系”。以上國家層面的法規(guī)和任務都說明了開展水生態(tài)監(jiān)

測的急迫性和必要性,本指南的制定將有力支撐以上監(jiān)測任務的開展。

2.3現(xiàn)行技術規(guī)范的實施情況和存在問題

目前國家層面沒有相關現(xiàn)行技術規(guī)范。

2014年中國環(huán)境監(jiān)測總站編制了《河流水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測/評價技術指南(試行)》

等4個技術文件,并下發(fā)至各地方監(jiān)測部門進行試用。目前已經(jīng)在松花江、遼河、淮河等流

域進行了應用。本指南基于以上技術文件,根據(jù)反饋的試用情況,對技術細節(jié)進行完善和修

3

改。重點是補充完善了不同的水體類型,針對溪流(可涉水河流)和深水(不可涉水)河流

不同的水體類型對關鍵技術指標如點位設置、采樣和生境調(diào)查與評價進行了補充,進一步完

善了評價內(nèi)容,包括納入完整性評價案例。

3國內(nèi)外相關標準方法研究

國外開展河流水生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測和評價較早,形成了較為成熟的方法。國內(nèi)相關

工作起步晚,目前可參考的相關文件有限。為了全面評價河流生態(tài)結構、服務功能和壓力狀

況的變化,國外開展的監(jiān)測評價主要涉及水質(zhì)理化環(huán)境、生物狀況及水文物理特征等方面。

國內(nèi)在流域生態(tài)系統(tǒng)健康評價中涉及水文水資源因素及社會服務功能等要素。為全面反映河

流生態(tài)環(huán)境質(zhì)量變化,根據(jù)不同的評價目的,選擇相應的方法體系,從而開展綜合監(jiān)測與評

價。

3.1國外相關標準及技術現(xiàn)狀

3.1.1國外相關標準研究

河流水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價是發(fā)達國家流域管理的重要技術支撐手段,不僅可以對河流水

生態(tài)系統(tǒng)的現(xiàn)狀及存在問題進行診斷評價,還可以對河流水生態(tài)修復的進程進行監(jiān)測,為河

流健康的適應性管理提供信息支撐,是河流生態(tài)系統(tǒng)管理的重要內(nèi)容。

為加強水生態(tài)環(huán)境的保護,發(fā)達國家相繼頒布了水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價指南。歐洲《水框

架法令》(WaterFrameworkDirective)[1]制定了流域管理計劃,規(guī)定了各成員國應保護、加

強和恢復所有地表水體,其目的是在同一法律框架內(nèi)協(xié)調(diào)歐盟各國共同行動,通過流域綜合

管理,防止水生態(tài)狀態(tài)進一步惡化,保護并改善其狀況,促進水資源的可持續(xù)利用。歐洲《水

框架法令》的近期目標是最遲在2015年前地表水達到“良好的生態(tài)狀態(tài)”。歐洲《水框架

法令》中用“生態(tài)狀態(tài)”代表“與地表水體有關的水生生態(tài)系統(tǒng)結構和功能質(zhì)量”,水體健

康評價應選擇與具體的壓力脅迫最相關的指標;根據(jù)流域規(guī)模、已有監(jiān)測方法和監(jiān)測數(shù)據(jù)以

及外界重大壓力脅迫,可將監(jiān)測指標分為水體物理—化學質(zhì)量要素、生物質(zhì)量要素以及水文

形態(tài)學質(zhì)量要素三大類,見表1。

表1歐洲《水框架法令》中河流健康指標體系

分項河流

總體狀況:熱狀況、氧化狀況、鹽度、酸化、營養(yǎng)狀態(tài)

水體物理-化學質(zhì)量要素

特征污染物:重點物質(zhì)造成的污染、大量排入水體的其他物質(zhì)造成的污染

浮游植物組成與數(shù)量

生物質(zhì)量要素大型底棲無脊椎動物組成與數(shù)量

魚類的組成、數(shù)量與年齡結構

水文狀況:水量及動力學特征、與地下水體的聯(lián)系

水文形態(tài)學質(zhì)量要素河流連續(xù)性

形態(tài)情況:河流深度與寬度變化、河床結構與底質(zhì)、河岸帶結構

3-

歐洲《水框架法令》建議其成員國將透明度、水溫、溶解氧、鹽度、TP、PO4、TN、

4

--+2-

NO3、NO2、NH4、SiO3和葉綠素a(除特定污染物除外)作為其國家監(jiān)測方案的一部分。

在歐洲利用生物評估河流有機污染的影響有著悠久的歷史,雖然其方法和細節(jié)可能因國

家而異,但評估目的一致。目前,大型底棲無脊椎動物是歐洲河流生物監(jiān)測中最常用的生物

指標。大型底棲無脊椎動物的敏感性使之成為評估河流質(zhì)量非常有用的工具。由于在深河取

樣困難,它們在深河中的使用受到限制。此外,一些成員國使用水生植物監(jiān)測評價河流質(zhì)量

和小型河流富營養(yǎng)化的變化。與大型底棲動物一樣,水生植物在大型、深河系統(tǒng)或流量變化

較大的較淺河流中應用較少。著生藻類在歐洲國家河流監(jiān)測中使用有限,但在特殊情況下很

有價值,特別是在描述水體富營養(yǎng)化方面。除此之外,浮游植物的種類和豐度也是河流富營

養(yǎng)化的重要指標,但僅限于流動緩慢的大河流。在歐洲,使用魚類作為河流生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測指

標的情況相對較少。雖然研究人員清楚地認識到魚類是河流生態(tài)系統(tǒng)健康的重要指標,但由

于魚類取樣困難,再加上其在河流中的游動以及受漁業(yè)和放養(yǎng)等因素的影響,使得結果很難

解釋。

美國對河流健康的關注最早可追溯到1972年,當年頒布的《清潔水法》(CleanWaterAct)

[2]),明確提出立法的目標是恢復和維護美國水域化學、物理和生物的完整性,其實質(zhì)是生

態(tài)完整性。在《清潔水法》的框架內(nèi),通過水體目標用途的設定為水生生物恢復和保護建立

法律地位,類似化學水質(zhì)標準,根據(jù)所設定的水生生物用途設定相應的生物標準,使得其生

物完整性與物理、化學完整性在法律上有同等地位。

20世紀80年代末期以來,美國環(huán)保局及各州環(huán)保局針對河流健康評價中存在的技術問題

進行了大量研究。美國環(huán)保局(EPA)流域評價與保護分部于1989年提出了旨在為全國水質(zhì)

管理提供基礎水生生物數(shù)據(jù)的快速生物監(jiān)測規(guī)程(RapidBioassessmentProtcols,RBPs)。

經(jīng)過近10年的發(fā)展和完善,EPA于1999年推出新版的RBPs[3],給出新的快速生物監(jiān)測規(guī)程,

該規(guī)程提出了河流中著生藻類、大型無脊椎動物,以及魚類的監(jiān)測及評價方法和標準。著生

藻類作為可涉水河流的生物評價指標,尤其是硅藻屬,由于它們在多數(shù)水生生態(tài)系統(tǒng)中都會

大量出現(xiàn),是有效的生態(tài)評價指示生物。美國研究人員開發(fā)并檢驗了著生藻類的生物完整性

指數(shù),用群落組成的變化來診斷影響生態(tài)健康的環(huán)境脅迫因子,并評價其生物完整性。著生

藻類評價可以單獨使用,在結合一個或多個其他的類群使用時更為有效,尤其應結合生境評

價和大型底棲動物評價。另外,自1989年以來,采用大型底棲動物進行快速生物評價已經(jīng)成

為最受美國各州立水資源機構歡迎的標準方法。隨后,由于大型溪流的自然結構和功能與小

型的可涉水溪流系統(tǒng)有著顯著差異,導致許多可涉水溪流的技術標準對大型河流系統(tǒng)不適

用,這些復雜的情況使得許多河流評價項目忽略了可將可涉水方法簡單應用于大型河流的可

涉水區(qū)域進行大型河流的生物評價,導致大型河流系統(tǒng)評估不夠全面、科學。因此,EPA于

2006年提出了《深水型(不可涉水)河流生物評價概念及方法》[4],規(guī)范了大型河流中7個

常見的物理生境特性,包括河道尺度、河道梯度、河道底質(zhì)大小和類型、生境復雜性和覆蓋

率、河岸植被的覆蓋及結構、人類變更和河道—河岸的交互作用。

在生物監(jiān)測方面,大型河流可能僅僅在沿岸區(qū)域適合著生生物生長,一些河流中可能只

有很少底質(zhì)適合采樣,這可能限制了著生藻類在生態(tài)評價中的應用。因此,《深水型(不可

涉水)河流生物評價系統(tǒng)》推薦浮游藻類作為指示生物,浮游藻類對大型河流的營養(yǎng)結構同

樣很重要,可在一個河段中的多個位置進行復合采樣;而藻類對外界干擾敏感,這些干擾包

5

括流量調(diào)節(jié)、生境變更、物種入侵以及由營養(yǎng)鹽、金屬和除草劑等引起的污染。

大型底棲動物盡管在溪流的生物評價中應用廣泛,但很少應用于大型河流。一般認為,

在大型河流中大型底棲動物缺乏多變性,耐受力卻更強,且在大型河流中采集大型底棲無脊

椎動物比較困難?!渡钏停ú豢缮嫠┖恿魃镌u價系統(tǒng)》將USEPA-EMAP[5]、USEPA-RBP

和USGS-NAWQA[6]幾種采樣方案混合成LR-BP法。LR-BP是半定量的多生境采樣方法(應

用于一個系統(tǒng)的隨機方式)的聯(lián)合,通過對該方法的特性和可變性進行研究,并在標準化、

定量化和使用者的喜好方面進行了優(yōu)化設計,合并了成比例的多生境采樣,能夠準確地反映

點位狀況。LR-BP使斷面采樣應用于一個系統(tǒng)的、無偏差的生物評價中。該方法對梯度干擾

的響應敏感,能用于多種大型河流的監(jiān)測評價。

美國環(huán)保局(EPA)于2018年和2019年頒布的《NationalRiversandStreamsAssessment,

FieldOperationsManual(Non-)Wadeable》(EPA-841-B-17-003aandEPA-841-B-17-003b[7-8]),

概述了可涉水和不可涉水河流野外現(xiàn)場數(shù)據(jù)測量和采樣方法,并要求數(shù)據(jù)的采集需要包括現(xiàn)

場測量指標(pH、溶解氧、水溫及電導率);水體理化指標(TP、TN、NH3-N、NO3-NO2、

NO3、基本的陰陽離子、二氧化硅及堿度等);葉綠素a、藻類毒素、大型底棲動物、魚類、

固著生物、物理棲境及糞便指標(腸球菌)等。

3.1.2國外現(xiàn)狀和進展

美國、澳大利亞、英國和南非在評價河流生態(tài)質(zhì)量方面開展了大量工作,其中具有代表

性的評價方法有基于生物完整性指數(shù)(BiologicalIntegrityIndicesIBI)的美國快速生物評

價規(guī)程(RapidBio-assessmentProtocols,RBPs)、歐盟水框架法令(EUWaterFramework

Directive,WFD)、多指標評價方法(MultimetricIndices,MMIs)、澳大利亞溪流狀況指數(shù)

(IndexofStreamCondition,ISC)、澳大利亞河流評價計劃(AustralianRiverAssessment

Scheme,AusRivAS)、英國河流無脊椎動物預測、分類系統(tǒng)(RiverInvertebratePredictionand

ClassificationSystem,RIVPACS)和南非河流健康計劃(RiverHealthPlanning,RHP)等。

河流生態(tài)健康評價的進展主要集中在評價指標、評價方法以及尺度范圍三個方面。評價

指標從最早的水質(zhì)物理化學指標,簡單的生物指數(shù)指標,逐步拓展到涵蓋物理生境、水質(zhì)理

化、生物、水文等多指標體系;評價方法從最初的生物指數(shù)法、指示生物法發(fā)展到預測模型

法[9.10]、生物完整性指數(shù)(F-IBI,D-IBI,B-IBI)[11-14]、多要素綜合評價等評價方法;研究

水體的空間尺度也在逐步擴大,從局部河段[15],支流或單條河流[16]到整個流域范圍[17,18]甚

至整個國家尺度[19]。

在20世紀70—80年代,歐洲和北美開始監(jiān)測評價河流生態(tài)質(zhì)量狀況的研究活動。1977

年英國有學者開展利用大型底棲動物監(jiān)測河流生物質(zhì)量和用理化指標預測生物種群的研究,

在大量積累數(shù)據(jù)和經(jīng)驗的基礎上,英國建立起RIVPACS預測模型評價方法[20]。隨后,澳大

利亞在RIVPACS基礎上發(fā)展出AusRivAS方法。1994—1997年間英國和愛爾蘭開展了河

流生境狀況的調(diào)查研究,南非于1994年實施了“河流健康計劃”,開展了河流健康監(jiān)測的相

關技術研究[21],在這些早期的研究中,他們積累了大量的經(jīng)驗和生物、生境、水文等數(shù)據(jù),

并開發(fā)形成了一些技術方法,為后期WFD的推行奠定了技術基礎。隨著水生態(tài)質(zhì)量調(diào)查研

究的進行,用水、水污染和水資源退化所引發(fā)的分歧和爭議成為歐盟各成員國關注的重點,

6

最終促使歐盟頒布了WFD法令。美國Karr[22]于1981年研究提出了基于河流魚類完整性指

數(shù)(F-IBI)的評價方法,并相繼發(fā)展出底棲生物完整性指數(shù)(B-IBI)[23]及藻類完整性指數(shù)

(D-IBI)[24]?;贗BI方法的發(fā)展,美國EPA在1999年推出RBP評價方法,IBI作為河

流生態(tài)狀況監(jiān)測的基礎得到廣泛應用。目前,IBI已經(jīng)發(fā)展出多類群生物組合,如浮游動物

和浮游植物[25]、大型底棲無脊椎動物、魚類和藻類[26]等。

3.1.2.1歐盟水框架指令

歐盟水框架法令(EUWaterFrameworkDirective,WFD)中提出了以流域綜合管理為核

心,以維持生態(tài)系統(tǒng)良好狀態(tài)、實現(xiàn)水資源可持續(xù)利用為目標的多要素綜合評價方法,并以

生態(tài)監(jiān)測結果作為水資源管理策略是否有效的評價標準。WFD對生態(tài)質(zhì)量狀況評價的特點

在于體現(xiàn)了多要素綜合評價的意義,強調(diào)了流域尺度綜合管理,遵循多要素最低評價原則。

這種評價體系以一種更為嚴格的方式處理了理化評價結果和生物評價結果的關系。WFD在

支持流域綜合管理和發(fā)展多要素綜合評價方面都非常有意義。

在WFD發(fā)布后,歐盟國家根據(jù)框架的要求,開展各自的方法研究。諸多學者在研究中

發(fā)現(xiàn)了多要素綜合評價的優(yōu)勢和缺陷;同時,也有學者開展了新方法的研究,推進了WFD

的應用。首先,多要素評價方法可以幫助發(fā)現(xiàn)水生態(tài)系統(tǒng)中究竟是哪個要素受到了干擾,并

影響了水體生態(tài)質(zhì)量;其評價結果可以有效支持后期的水資源管理和水生態(tài)修復。多個國家

已有應用研究證實多要素評價在這方面的應用價值。丹麥的研究發(fā)現(xiàn),Odense流域大多數(shù)

河流生物要素基本達到良好狀態(tài),水質(zhì)清潔,但由于部分河流的物理生境條件不足,直接影

響了河流生態(tài)狀況。研究表明物理生境可能對生物質(zhì)量形成潛在威脅,為下一步對Odense

流域管理和修復提出了方向。瑞典[27]在Stens?n河的研究中也發(fā)現(xiàn)在某些生物指標和化學指

標相對良好的水域,由于水文質(zhì)量較差,直接影響了流域的生態(tài)質(zhì)量。其研究結果為管理部

門對Stens?n河的水文修復和治理提供了重要數(shù)據(jù)。物理因素有時會影響WFD方法的應用

結果,以最低評價原則來評價,瑞典大量的湖泊和水體都未達到優(yōu)的狀態(tài);某些生物指標顯

示出優(yōu)良狀態(tài)的區(qū)域,由于水文條件的影響使得其生態(tài)狀況無法實現(xiàn)優(yōu)的目標。芬蘭[27,28]

通過多要素評價發(fā)現(xiàn)河流水文和地貌要素的變化程度比生物和水質(zhì)要素更為嚴重,因此,決

定加強水文地貌管理并采取必要的修復措施來改善目前國內(nèi)的河流生態(tài)質(zhì)量。德國[27,29]利用

多要素綜合評價,根據(jù)評價結果將水體劃分為不同的受損類型(如河流形態(tài)退化、生物退化、

生物狀況良好等),確定不同類型受干擾水體的修復目標和治理措施。雖然德國已經(jīng)開展了

三要素評價體系的應用,但目前開展的WFD評價方法仍然處于試驗性應用階段[27]。以上研

究表明,一方面多要素評價為流域生態(tài)質(zhì)量管理和修復提供了非常有價值的信息;另一方面,

WFD方法也存在一些缺陷,其評價的準確性受基礎數(shù)據(jù)量和參照條件的影響。如芬蘭[27]在

河流生態(tài)質(zhì)量狀況的評價中,采用專家判定的方法來確定參照位點,結果發(fā)現(xiàn),專家確定生

物參照位點存在不合適的情況,對河流實際生態(tài)質(zhì)量狀況產(chǎn)生了過高的評價,影響了評價的

準確性。WFD提出的這種方法雖然已被證實在參考樣點缺乏的區(qū)域有效,但存在主觀性強

和缺乏定量判定依據(jù)等缺點[30]。德國[27]相關研究指出,由于生物監(jiān)測數(shù)據(jù)的缺乏,無法完

全采用多要素評價方法來準確評價河流的生態(tài)狀況。丹麥學者的研究也發(fā)現(xiàn),由于缺乏參照

位點的數(shù)據(jù)信息、缺乏水質(zhì)分級和生物指標數(shù)據(jù),導致在歐洲和北美廣泛應用的大型植物或

7

魚類完整性指數(shù)無法在丹麥使用[31],只能采用單要素和兩要素評價[32,33]。除了以上兩方面

的研究,有學者還開展了“相互校準”方法的研究[34],這種方法旨在將不同的生物質(zhì)量要

素評價分類系統(tǒng)統(tǒng)一成可互相比較的方法體系,將相互校準后的結果應用在流域管理規(guī)劃

中,可以幫助各國相互比較和校準評估結果,更好的實現(xiàn)流域管理和評價[30]。

WFD整套技術體系中的關鍵內(nèi)容如下:

標準方法立法和標準化是歐盟實現(xiàn)其環(huán)境保護目標所采取的兩大手段。在歐盟水框架指

令下,配套有完善的標準體系,此標準體系主要為歐洲標準化委員會(CEN)和國際標準化

組織(ISO)頒布的系列標準:①大型底棲無脊椎動物取樣標準;②大型植物取樣標準;③

魚類取樣標準;④硅藻屬取樣標準;⑤物理化學參數(shù)監(jiān)測標準;⑥水形態(tài)參數(shù)監(jiān)測標準;⑦

生物調(diào)查數(shù)據(jù)的整理分析標準等。

監(jiān)測周期和頻次:WFD的流域管理以6年為一個周期,每隔6年評估一次水體,若某

水體不能達到環(huán)境要求等級,則需查明原因并采取措施改善其環(huán)境狀況。生物要素的監(jiān)測頻

次根據(jù)不同生物類群的生長周期定為6個月至3年監(jiān)測一次。

監(jiān)測計劃水框架根據(jù)不同的目的提出了三種類型的監(jiān)測計劃:①監(jiān)督監(jiān)測

(Surveillance),評估所有水體的環(huán)境狀況,相當于普遍意義上的常規(guī)監(jiān)測;②運行監(jiān)測

(Operational),針對可能無法達到環(huán)境目標或存在環(huán)境風險的水體,確定其水體狀況;③

調(diào)查監(jiān)測(Investigative),根據(jù)某一特定需求而開展,如確定污染源、污染程度及影響等。

3.1.2.2美國快速生物評價方案和國家監(jiān)測評價項目

美國RBPs[3]河流生物快速評價規(guī)程是基于生物完整性指數(shù)IBI來進行監(jiān)測和評價的,

IBI指數(shù)指標體系包涵了著生藻類、底棲動物和魚類三個生物類群。RBPs整個調(diào)查內(nèi)容包

括:①11項生境指標;②45項候選生物指標;③多項化學指標。IBI的優(yōu)勢在于,具有較高

的穩(wěn)定性[35],彌補了單一生物指標評價可變性高的缺點;同時,采用多類群組合,IBI可以

提供不同壓力綜合影響的結果。其限制因素是評價的準確度依賴參照狀態(tài)確定[36]。

美國從推出EPA技術文件實施國家監(jiān)測和評價項目(EnvironmentalMonitoringand

AssessmentProgram,EMAP)至今,其水生態(tài)監(jiān)測工作已開展了20余年。隨著IBI研究的深

入,在評價體系方面,IBI由最初魚類完整性指數(shù)發(fā)展到不同生物類群的完整性指數(shù),由

單類群發(fā)展到多類群組合,如大型底棲動物、硅藻、大型底棲動物和魚類、大型水生植物[37]、

浮游動物和浮游植物、大型底棲動物,魚類和藻類等。在適用性研究方面,開展了IBI在可

涉水河流、不可涉水河流及不同尺度范圍的適用性研究。美國學者在國家可涉水河流評估行

動中[38],成功應用大型無脊椎動物完整性指數(shù)(MacroinvertebrateIndexofBioticIntegrity,

M-IBI)對國內(nèi)總長約108萬km的可涉河流進行了評價;證明了M-IBI在可涉水河流中的

適用性,研究結果為評價清潔水法案目標的完成情況和判定其他國家政策的有效性提供了重

要的數(shù)據(jù)和信息。巴西學者利用大型底棲動物完整性指數(shù)(BenthicmacroinvertebrateIndexof

BioticIntegrity,B-IBI)對森林覆蓋區(qū)的溪流進行了生物評價,在Guapimirim,Macae′和Grande

三個流域內(nèi)的研究結果表明,B-IBI對于溪流類河流的生物質(zhì)量評價是有效的,方法有效區(qū)

分出不同程度的干擾位點[39],為后期河流的管理和修復提供了生態(tài)受損位點及程度等重要

信息。,比利時學者JanBreine等在對溪流上游河段進行研究時,采用魚類完整性指數(shù)

8

(Fish-BasedIndexofBioticIntegrity,F(xiàn)–IBI)分析了生境質(zhì)量與生物指數(shù)間的相關性,驗證

了評價體系的有效性,表明F–IBI可以有效區(qū)分優(yōu)良位點及不同程度的受損位點,表明IBI

評價方法是生態(tài)評價的一個重要的補充方法,不僅適用于溪流下游河段,也同樣適用于溪流

上游區(qū)域[40]。針對不可涉水河流的評價,BrandM.Weigel[41]在美國威斯康辛州的研究證明

了M-IBI評價方法在不可涉水河流生態(tài)質(zhì)量監(jiān)測評價中的有效性和適用性。該研究為IBI

方法在大型河流監(jiān)測計劃中的應用提供了非常重要的參考,同時也為大型河流環(huán)境管理和成

效評估提供了重要的方法。除了在河流尺度方面的研究,韓國有學者開展了國家尺度河流健

康監(jiān)測評價研究,涉及韓國范圍多個水系388條溪流。研究在敏感性和有效性方面成功驗證

了M-IBI在國家范圍溪流評價中的適用性,表明M-IBI是一個非常有效的評價方法,適用

于國家范圍的長期監(jiān)測計劃,其方法也計劃在更多河流中開展更廣泛的應用[42]。

在IBI適用性研究中,很多學者也分析了阻礙IBI發(fā)展和應用的一些因素:①缺少標準

來定義和確定參照狀態(tài);②缺少對流域中各個參數(shù)敏感性和冗余度的信息資料和統(tǒng)計分析;

③缺乏對參照條件自然變化的評估分析;④生物采樣的方法缺乏標準化和規(guī)范化;⑤基于

IBI多指標的研究很多是根據(jù)研究區(qū)域的特點采用了各自的指標參數(shù)用于評價,不同的指標

體系使得在全球范圍內(nèi)很難對評價結果做比較分析[43,44]。以上這些因素都阻礙和制約著多指

標評價方法在河流生物監(jiān)測和生物評價中的發(fā)展和應用。

EPA整套技術體系中的關鍵內(nèi)容如下:

標準方法EPA出臺的配套標準和技術指南,主要包括《溪流及淺河快速生物評價規(guī)范:

著生藻類、大型底棲動物及魚類》、《可涉水溪流及深水河流快速生物評價規(guī)范:著生藻類、

大型底棲動物及魚類》、美國國家湖泊監(jiān)測和評估技術方法系列、美國國家大型河流和可涉

水體監(jiān)測和評估技術方法系列、美國國家濕地監(jiān)測和評估技術方法系列及國家海岸狀況監(jiān)測

和評價方法系列。以上標準和指南中包含了位點的評估、生物類群現(xiàn)場采集方法、實驗室操

作方法、完整性評價方法及質(zhì)量控制計劃等多項內(nèi)容。

監(jiān)測周期和頻次:美國國家監(jiān)測和評價項目EMAP項目以5年為一個周期,周期內(nèi)逐

一對各個水體開展監(jiān)測,每隔5年完成一次全部水體的監(jiān)測評估工作。

3.1.2.3預測模型評價方法

英國RIVPACS與澳大利亞AusRivAS是預測模型評價方法的兩個代表。RIVPACS是

由英國淡水生態(tài)研究所提出和建立的,AusRivAS是在RIVPACS基礎上發(fā)展起來的,更適

應澳大利亞的河流特點。預測模型評價方法在澳大利亞和英國得到了廣泛的應用,但仍具有

一定的局限性。模型利用單一物種(底棲無脊椎動物)對河流健康狀況進行評價,如果這類

生物對河流的變化沒有敏感的響應時,這類方法就無法反映河流的真實狀況,這是評價預測

模型法的主要缺陷。

RIVPACS和AusRivAS方法已經(jīng)越來越多的被應用到生物監(jiān)測計劃中,英國、澳大利

亞及美國一些州都開展了應用[45],涉及的變量也各不相同[46,47],使得方法更適用于各自的河

流特點。在可涉水河流的研究中,一些學者基于大量的生物數(shù)據(jù)和大量的位點資料開發(fā)了預

測模型方法,遠不是單次的調(diào)查數(shù)據(jù)。他們調(diào)查分析了來自925個監(jiān)測位點,9年間的積累

數(shù)據(jù)[48]。為確保模型的準確性,研究還采集了大量數(shù)據(jù)用于模型的校準、模型的驗證、及

9

對參考位點O/E值變化的檢查。研究結果表明,方法在空間和時間上都可以準確的檢測到

干擾和壓力的影響;方法可以在較廣闊和生態(tài)多樣性較高的區(qū)域進行有效評估,這項研究證

明了該模型方法的有效性和適用的廣泛性。澳大利亞威廉姆斯河及阿萊恩河的評價研究也顯

示,AusRivAS法是一種非常有效的河流健康定量評價方法,在監(jiān)測河流干擾影響及制定河

流管理目標中非常有用。雖然一些學者研究證實了預測模型方法在河流生態(tài)質(zhì)量評價及河流

管理中的重要作用,但也有一些學者研究發(fā)現(xiàn)了該方法的一些缺陷。如有學者在對維多利亞

境內(nèi)河流的研究時發(fā)現(xiàn),預測模型的建立受到空間尺度和環(huán)境梯度的影響,所以一個預測模

型僅適用于特定的空間區(qū)域,不能外推到不同空間尺度[49],而且預測模型方法非常依賴環(huán)

境類型和大型無脊椎動物組成間的關系[50],這就意味著不同類型的環(huán)境區(qū)域需要建立不同

的模型,在流域和國家尺度范圍用同樣的方法進行河流監(jiān)測會存在適用性的問題。其次,模

型建立需要連續(xù)多年的數(shù)據(jù)資料積累才能實現(xiàn)方法評價的敏感性和準確性,如果缺乏足夠的

環(huán)境數(shù)據(jù)和生物數(shù)據(jù),如只有一年監(jiān)測數(shù)據(jù)或單次監(jiān)測數(shù)據(jù),則模型預測方法不能準確判定

干擾范圍,評價的敏感性也不足[51]。葡萄牙學者在研究中也發(fā)現(xiàn)了類似的問題,在蒙德古

河(Mondego)流域開展的研究發(fā)現(xiàn),由于缺乏參照位點的數(shù)據(jù),模型在流域下游地區(qū)的評

價效果不佳,沒有很好的判別出干擾位點[52]。

預測模型方法可以對一個特定環(huán)境類型進行準確評價,也可以用于長期的監(jiān)測評價,但

是需要長期全面的生物監(jiān)測數(shù)據(jù)做基礎[51]。在缺少數(shù)據(jù)基礎和背景信息的區(qū)域,以及流域

和國家尺度范圍開展河流監(jiān)測評價仍存在一定的缺陷。

3.2國內(nèi)相關標準及技術現(xiàn)狀

3.2.1國內(nèi)相關標準研究

為貫徹落實黨中央和國務院讓江河湖泊休養(yǎng)生息的要求,加強流域生態(tài)環(huán)境保護,維護

流域生態(tài)系統(tǒng)健康,環(huán)境保護部自然生態(tài)保護司于2012年10月下發(fā)了《關于開展流域生

態(tài)健康評估試點工作的通知》(環(huán)辦函〔2012〕1163號),編制了《流域生態(tài)健康評估技術

指南》[53],調(diào)查內(nèi)容包括水域生態(tài)系統(tǒng)和陸域生態(tài)系統(tǒng)兩部分。水域生態(tài)健康評估指標主

要包括生境結構、水生生物和生態(tài)壓力三類(權重0.4);陸域生態(tài)健康評估指標主要包括生

態(tài)格局、生態(tài)功能和生態(tài)壓力三類(權重0.6)。指南中規(guī)范了河流健康的評估指標體系和賦

分標準(表2)。

表2流域生態(tài)健康評估指標體系

評估對象指標類型評估指標指標權重

水質(zhì)狀況指數(shù)(%)0.4

生境結構(0.4)枯水期徑流量占同期年均徑流量比例(%)0.3

河道連通性0.3

大型底棲動物多樣性綜合指數(shù)0.4

水域

水生生物(0.3)魚類物種多樣性綜合指數(shù)0.4

特有性或指示性物種保持率(%)0.2

水資源開發(fā)利用強度(%)0.5

生態(tài)壓力(0.3)

水生生境干擾指數(shù)0.5

10

水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量是流域生態(tài)健康與否的重要表征指標,水質(zhì)的優(yōu)劣直接影響水生生物的

生存和人體自身健康。流域水環(huán)境狀況調(diào)查主要是針對水環(huán)境的各類理化指標進行,反映流

域水質(zhì)狀況和受污染程度。該指南對于水環(huán)境質(zhì)量狀況的調(diào)查依據(jù)地表水環(huán)境質(zhì)量標準(GB

3838—2002)[54]規(guī)定的24個項目進行(表3)。

表3地表水環(huán)境質(zhì)量標準基本項目標準限值單位:mg/L

分類

標準值Ⅰ類Ⅱ類Ⅲ類Ⅳ類Ⅴ類

項目

人為造成的環(huán)境水溫度變化應限制在:

1水溫/℃周平均最大溫升≤1

周平均最大溫降≤2

2pH(無量綱)6~9

飽和率

3溶解氧≥6532

90%(或7.5)

4高猛酸鹽指數(shù)≤2461015

5化學需氧量(COD)≤1515203040

五日生化需氧量

6≤334610

(BOD5)

7氨氮(NH3-N)≤0.150.51.01.52.0

8總磷(以P計)≤0.020.10.20.30.4

9總氮(湖、庫以N計)≤0.20.51.01.52.0

10銅≤0.011.01.01.01.0

11鋅≤0.051.01.02.02.0

12氟化物(以F-計)≤1.01.01.01.51.5

13硒≤0.010.010.010.020.02

14砷≤0.050.050.050.10.1

15汞≤0.000050.000050.00010.0010.001

16鎘≤0.0010.0050.0050.0050.01

17鉻(六價)≤0.010.050.050.050.1

18鉛≤0.010.010.050.050.1

19氰化物≤0.0050.050.020.20.2

20揮發(fā)酚≤0.0020.0020.0050.010.1

21石油類≤0.050.050.050.51.0

22陰離子表面活性劑≤0.20.20.20.30.3

23硫化物≤0.050.10.20.51.0

24糞大腸菌群(個/L)≤2002000100002000040000

為了促進河湖水生態(tài)健康管理與保護工作,水利部編寫了《河湖健康評估技術導則》[55],

該導則適用于河流(不包括入海河口)、湖泊及水庫的健康評估,其中規(guī)范了河流健康評估

11

的指標、標準與方法,具體指標見表4。

表4河流健康評估指標取樣調(diào)查位置或范圍

目標層準則層河流指標調(diào)查范圍或取樣監(jiān)測位置

水資源開發(fā)利用河流所在流域

水文水資源流量過程變異程度監(jiān)測河流

生態(tài)流量滿足程度監(jiān)測河流

河岸帶穩(wěn)定性指標監(jiān)測斷面左右岸樣方區(qū)

河岸帶植被覆蓋度指標監(jiān)測斷面左右岸樣方區(qū)

物理結構河岸帶人工干擾程度監(jiān)測斷面左右岸樣方區(qū)

河流縱向連通性指數(shù)評價河段所屬河流

天然濕地保留率河流所在流域

河流健康水質(zhì)優(yōu)劣程度監(jiān)測點位

水質(zhì)底泥污染狀況監(jiān)測點位

水功能區(qū)達標率監(jiān)測點位

大型無脊椎動物生物完整性指數(shù)監(jiān)測斷面水生生物取樣區(qū)

生物

魚類保有指數(shù)監(jiān)測斷面水生生物取樣區(qū)

公眾滿意度指標監(jiān)測河流

防洪指標監(jiān)測河流

社會服務功能

供水指標監(jiān)測河流

航運指標監(jiān)測河流

《河湖健康評估技術導則》根據(jù)各評估指標綜合賦分,采用百分制,將河湖健康評估標

準分為5級:非常健康、健康、亞健康、不健康和病態(tài),見表5。

表5河湖健康評估分級

評估分級賦分范圍(HI)

非常健康80≤HI≤100

健康60≤HI≤80

亞健康40≤HI≤60

不健康20≤HI≤40

病態(tài)0≤HI≤20

目前,我國河流水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量綜合評估,主要通過河流健康評估指標綜合評估,通過

指標的加權求和,構建綜合評估指數(shù)來進行。

綜上所述,國內(nèi)針對河流水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測的方法多樣,除傳統(tǒng)的水質(zhì)理化指標監(jiān)測,

還增加了多種要素(生境要素、生物要素)綜合監(jiān)測,尤其是根據(jù)水生生物的特點進行水環(huán)

境的特定監(jiān)測,最終得到全面的水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。

3.2.2國內(nèi)現(xiàn)狀和進展

國內(nèi)從河流健康角度評價河流生態(tài)系統(tǒng)的研究近年才逐漸開展起來,主要在河流生態(tài)健

12

康的基礎理論、河流生態(tài)健康評價體系的建立及評價方法的應用三個方面開展了工作。自

2003—2006年間,國內(nèi)研究集中在總結和探討國外有關河流生態(tài)健康和河流生態(tài)完整性概

念的提出和發(fā)展,以及對河流健康內(nèi)涵的多種定義和理解等方面[56-59]。研究匯總了現(xiàn)有研究

對河流生態(tài)健康的不同理解,但對其內(nèi)涵還是定義為:生物完整性和可持續(xù)性[60],與未受

人為干擾河流的相似度,以及生態(tài)中的生物完整性、生境狀況和化學參數(shù)質(zhì)量狀況,也明確

提出了河流健康的概念及內(nèi)涵,對促進我國河流生態(tài)健康研究、指導河流保護具有重要的現(xiàn)

實意義。其次,在河流生態(tài)健康評價體系的構建方面,吳阿娜、耿雷華、馮彥[61-63]等多位學

者對河流生態(tài)系統(tǒng)健康評價方法進行了探討,研究內(nèi)容包含河流健康的評估原則、主要的表

征因子和評價指標的選取、評價方法和評價標準的確定,以及整個評價指標體系的建立等。

其中,馮彥分析了近40年國內(nèi)外相關研究中評價體系指標的使用率,從中篩選出使用率較

高的8個指標作為河流健康的評價指標(河岸植被覆蓋率、河流連通性、水質(zhì)達標率及魚類

生物完整性指數(shù)等)[63],為我國建立評價體系提供了參考。劉曉燕研究建立了黃河健康評

價框架和指標體系,理論研究中兼顧了河源、上游、中游、下游及河口段的不同指示指標,

但研究中沒有利用黃河數(shù)據(jù)對評價框架的有效性進行應用分析,其體系的適用性和準確性都

需要在長期的應用中進行驗證。

基于前兩個研究階段的發(fā)展,近年我國河流生態(tài)健康的研究集中在評價方法在具體研究

區(qū)域的實踐應用與探索。在國內(nèi)漓江、遼河流域、袁河、嘉陵江、珠江流域、長江[10,12,15,16,18,64-67]

等多條河流開展了現(xiàn)場生物群落調(diào)查,涉及生物完整性指數(shù)(IBI)、RIVPACS預測模型、

生境質(zhì)量指數(shù)(HQI)、多指標綜合評價等多種評價方法的應用,探討了不同方法對我國河

流生態(tài)健康監(jiān)測的適用性。在IBI方法的應用研究中,有學者在東江[20]和遼河流域[68]建立了

F-IBI和硅藻完整性指數(shù)(DiatomIndexofBioticIntegrity,D-IBI)并開展了適用性研究,表

明IBI方法可以準確測量河流狀態(tài),是監(jiān)測河流狀態(tài)的有效的評價方法。雖然目前這些方法

只在特定的研究區(qū)得到應用和驗證,但是仍然對相似類型河流的評價和河流的管理有重要的

指導意義。除了IBI方法的應用,國內(nèi)很多學者探索了多指標綜合評價方法在我國的適用性,

研究涉及不同類型的河流和不同尺度的評價,采用的評價方法也不盡相同[16,19,22,66,67,69]。雖

然目前綜合評價方法的案例應用仍處于早期的探索階段,評價系統(tǒng)的有效性還需要長時間連

續(xù)監(jiān)測數(shù)據(jù)的驗證,但初步的評價結果仍可為后期河流生態(tài)環(huán)境的恢復提供重要建議。有學

者對河口區(qū)域水體進行了評價研究,發(fā)現(xiàn)長江河口生態(tài)系統(tǒng)目前處在亞健康狀態(tài),提出河流

的修復需要更多、更長時間的人工干預。部分學者在城市水源地上游河流開展了綜合評價的

研究,探討了基于模糊概率法的多指標綜合評價方法在河流評價中的優(yōu)點,為綜合評價方法

的研究提供了一個嘗試性的研究。也有學者利用加權綜合評價、灰色關聯(lián)度綜合評價等不同

的方法在遼河流域、嘉陵江、鄱陽湖水系等開展了方法的開發(fā)和應用研究,以上這些研究的

目的都是探索不同的綜合方法在我國河流生態(tài)質(zhì)量評價中的準確性和適用性,及對人類開發(fā)

活動影響的評估。基于這樣的目的,從研究中也發(fā)現(xiàn)綜合評價方法存在一些問題:首先,綜

合評價法多指標的選擇中,一些指標對干擾響應的敏感性及其穩(wěn)定性尚需驗證;其次,由于

河流不同區(qū)段水生生物群落結構存在較大差異,難以采用同一套評價指標和標準;第三,參

數(shù)的參照值篩選和確定是研究中的難點。評價方法的準確性和適用范圍等問題,在目前的研

究中還沒有得到解決,仍然需要在后續(xù)的研究中通過更多的研究數(shù)據(jù)來完善,但多指標綜合

13

評價仍是國內(nèi)外河流生態(tài)系統(tǒng)健康評價的發(fā)展趨勢。除了對IBI和多指標綜合評價方法的研

究,還有學者探討了預測模型評價方法的應用效果。漓江流域[10]的案例表明RIVPACS預測

模型也適用于我國河流的評價,但是需要根據(jù)我國具體河流類型來選擇特定的參數(shù)。對于國

家范圍的評價,目前我國還無法避免預測模型在不同環(huán)境中應用的缺陷。

我國水生生物監(jiān)測發(fā)展歷程可以劃分為4個階段:20世紀80年代中期~90年代初期為

第一次快速發(fā)展期;20世紀90年代中期~90年代末期為衰退期;2000~2010年為恢復期;

2010年至今為第二次快速發(fā)展期。第二次的快速發(fā)展期主要依賴部里生物試點工作的實施

及“十一五”至“十四五”國家水專項等課題開展的推動。

3.3本標準與國內(nèi)外相關標準的關系

本標準是針對我國河流水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測與評價的規(guī)范,我國河流水生態(tài)環(huán)境復雜而

脆弱,隨著河流水資源利用和污染的加大,多數(shù)河流都出現(xiàn)了不同程度的污染,出現(xiàn)河流水

生生物多樣性降低和水生生物棲息地退化等問題,監(jiān)測和評價河流水生態(tài)質(zhì)量已經(jīng)成為我國

環(huán)境保護工作的重要內(nèi)容。2014年啟動該技術指南的修訂工作,本標準借鑒國外的相關標

準,結合我國河流水生態(tài)監(jiān)測狀況、生物地理區(qū)系和歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)的實際情況規(guī)定了河流水

生態(tài)質(zhì)量監(jiān)測中著生藻類、大型底棲動物的野外采樣方法、保存方式、實驗室內(nèi)鑒定方法,

生境調(diào)查方法,參照狀態(tài)的確定以及監(jiān)測中質(zhì)量保證和質(zhì)量控制要求,為我國河流水生態(tài)環(huán)

境保護和可持續(xù)發(fā)展提供相關技術支撐。本次修訂的目標是形成一部相對成熟、覆蓋全面、

指向明確、適用性強、具有總體指導性的河流水生態(tài)監(jiān)測與評價技術規(guī)范。

在本標準制定中,編制組有所側重地參照國外的相關性技術文件,充分考慮我國河流水

生態(tài)監(jiān)測與評價的實際開展情況和業(yè)務發(fā)展需求,以生物要素監(jiān)測為主體和核心,涵蓋生境

和水質(zhì)監(jiān)測和評價,根據(jù)可涉水和不可涉水河流的特點分別細化采樣方法、明確評價等級,

確保切實規(guī)范生物監(jiān)測過程各監(jiān)測步驟的要點和質(zhì)量控制與質(zhì)量保證要求,有效的支撐河流

水生態(tài)環(huán)境監(jiān)測工作。

4標準制訂的基本原則和技術路線

4.1指導思想

本標準編制和規(guī)定的技術內(nèi)容,本著服務于《水污染防治行動計劃》(“水十條”),服務

于國家層面河流水生態(tài)監(jiān)測管理。實現(xiàn)“水十條”中“到2020年區(qū)域水生態(tài)環(huán)境狀況好轉”

和“到2030年力爭全國水環(huán)境質(zhì)量總體改善,水生態(tài)系統(tǒng)功能初步恢復,到本世紀中葉,

生態(tài)環(huán)境質(zhì)量全面改善,生態(tài)系統(tǒng)實現(xiàn)良性循環(huán)”的工作目標。實現(xiàn)水環(huán)境管理目標從“污

染防治”向“水生態(tài)健康”轉變。達到《國務院辦公廳關于加強長江水生生物保護工作的意

見》(國辦發(fā)〔2018〕95號)第二十二條規(guī)定:“健全生態(tài)環(huán)境監(jiān)測技術裝備體系、標準規(guī)

范體系和運行保障體系,提升水環(huán)境監(jiān)測、水生生物監(jiān)測及環(huán)境風險防控技術支撐能力。到

2020年,建成覆蓋長江重要棲息地的物種及生境監(jiān)測網(wǎng)絡,建立監(jiān)測公報發(fā)布制度?!保?/p>

及《生態(tài)環(huán)境監(jiān)測規(guī)劃綱要(2020—2035年)》中提出的“地表水監(jiān)測要逐步實現(xiàn)水質(zhì)監(jiān)測

向水生態(tài)監(jiān)測的系統(tǒng)轉變,建立以流域為單元的水生態(tài)監(jiān)測指標體系和評價體系”的要求。

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