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

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

編制說明

1項(xiàng)目背景

1.1任務(wù)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(jì)劃、“水體污染控制與治理

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

環(huán)保部開展松花江流域水生生物試點(diǎn)監(jiān)測工作，開始嘗試進(jìn)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(xué)研究院、遼寧省環(huán)境監(jiān)測實(shí)驗(yàn)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(xiàng)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(chǔ)，中國環(huán)境監(jiān)測總站組織相關(guān)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(shù)指南》（以下簡稱“指南”）。

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

作為水專項(xiàng)第二批擬通過綠色通道發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范轉(zhuǎn)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(guān)于開展〈河流水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測與評價

技術(shù)指南〉等28項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)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(shù)指南》（項(xiàng)目統(tǒng)一編號2020-L-5）作為2020年第一批綠色

通道立項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)制修訂項(xiàng)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(xiàng)提出“一河一策”

“一湖一策”的指導(dǎo)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(yīng)將適用于我國流域的監(jiān)測

與評價方法都納入進(jìn)來，各地在水生態(tài)監(jiān)測實(shí)踐當(dāng)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(diǎn)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(shù)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(shù)指南（試行）》依托十二五水專項(xiàng)課題先后在遼河流域、太湖流域、松花江流域開展了業(yè)

務(wù)化示范，取得良好效果。

（2）2015年11月3日，由環(huán)境保護(hù)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(shù)規(guī)范（試行）”評審會。評審專家聽取了技術(shù)規(guī)范編寫

組的匯報，審閱了相關(guān)資料，經(jīng)質(zhì)詢和認(rèn)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(shù)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(xiàng)和試點(diǎn)監(jiān)測等工作的基礎(chǔ)上，針對河流和湖庫的不同特點(diǎn)，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(shù)方法，符合我國現(xiàn)階段水環(huán)境監(jiān)測的實(shí)際情況和

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

主管部門審批并在監(jiān)測業(yè)務(wù)運(yùn)行實(shí)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(shù)指南（試行）》在全

國應(yīng)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(xì)化點(diǎn)位設(shè)置、

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

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

及生物評價方法選擇技術(shù)路線。修訂后的指南將更有力的規(guī)范并促進(jìn)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(shù)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(shù)指南》（征求意見稿）綠色通道立項(xiàng)評審會。評審專家聽取了技術(shù)規(guī)范編寫組的匯報，審

閱了相關(guān)資料，經(jīng)質(zhì)詢和認(rèn)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(jìn)本標(biāo)準(zhǔn)通過綠色通道立項(xiàng)，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(xiàng)。

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

與評價技術(shù)指南》等28項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范修訂工作的通知”的文件（監(jiān)測函[2020]4號），本標(biāo)準(zhǔn)

正式通過綠色通道立項(xiàng)。標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)

進(jìn)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(shù)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(shù)指南》（征求意見稿）技術(shù)審查會。評審專家聽取了技術(shù)規(guī)范

編寫組的匯報，審閱了相關(guān)資料，經(jīng)質(zhì)詢和認(rèn)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(guān)術(shù)語；②建議在指南中進(jìn)一步優(yōu)化點(diǎn)位布設(shè)的普適性要求；③按照《環(huán)境

保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)編制出版技術(shù)指南》（HJ565-2010）對標(biāo)準(zhǔn)文本和編制說明進(jìn)行編輯性修改。編制

組根據(jù)專家組意見對本標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了修改和完善。

2標(biāo)準(zhǔn)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(wù)院發(fā)布的《水污染防治行動計(jì)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(zhuǎn)”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(fù)，到本世紀(jì)中葉，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量全面改善，生態(tài)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)良性循環(huán)”的工作目標(biāo)。

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。《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(shí)現(xiàn)水質(zhì)監(jiān)測向水生態(tài)監(jiān)測的系統(tǒng)轉(zhuǎn)變，建立以流

域?yàn)閱卧乃鷳B(tài)監(jiān)測指標(biāo)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(bǔ)充，而是不同視角的深化監(jiān)測，是一項(xiàng)綜

2

合性監(jiān)測，有助于水環(huán)境管理目標(biāo)從“污染防治”向“水生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)”的轉(zhuǎn)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(diǎn)，其利用水環(huán)境中特征

生物的群落結(jié)構(gòu)、功能和生理生化指標(biāo)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(zhǔn)確等特點(diǎn)。

從20世紀(jì)80年代開始，國外水資源政策開始強(qiáng)調(diào)生態(tài)保護(hù)，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(dá)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(jì)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(jì)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(shí)

施《水框架法令》(WFD)，其主要目標(biāo)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(jìn)入21

世紀(jì)，韓國，巴西等一些國家也開始強(qiáng)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(luò)。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(biāo)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(qiáng)，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(fù)。常規(guī)的理化監(jiān)測指

標(biāo)（如COD、氨氮、重金屬等）很難準(zhǔn)確反映復(fù)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(dāng)前流域監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)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(shù)指南，規(guī)范水生態(tài)監(jiān)測和評價工作，滿足準(zhǔn)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(guān)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)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(zhuǎn)”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(fù)，到本世紀(jì)中葉，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量全面改善，

生態(tài)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)良性循環(huán)”的工作目標(biāo)。《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）正在修訂，

修訂的一個重要改變是重點(diǎn)考慮將水生態(tài)指標(biāo)納入環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。同時，《國務(wù)院辦公廳關(guān)

于加強(qiáng)長江水生生物保護(hù)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(shù)裝備體系、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系和運(yùn)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(fēng)險防控技術(shù)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(luò)，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(hù)法立法座談會上提交的

《長江保護(hù)法》（建議稿）也將水生態(tài)保護(hù)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(shí)現(xiàn)水質(zhì)監(jiān)測向水生態(tài)監(jiān)測的系統(tǒng)轉(zhuǎn)變，建立以流域?yàn)閱?/p>

元的水生態(tài)監(jiān)測指標(biāo)體系和評價體系”。以上國家層面的法規(guī)和任務(wù)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(wù)的開展。

2.3現(xiàn)行技術(shù)規(guī)范的實(shí)施情況和存在問題

目前國家層面沒有相關(guān)現(xiàn)行技術(shù)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(shù)指南（試行）》

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

域進(jìn)行了應(yīng)用。本指南基于以上技術(shù)文件，根據(jù)反饋的試用情況，對技術(shù)細(xì)節(jié)進(jìn)行完善和修

3

改。重點(diǎn)是補(bǔ)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(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)如點(diǎn)位設(shè)置、采樣和生境調(diào)查與評價進(jìn)行了補(bǔ)充，進(jìn)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(guān)標(biāo)準(zhǔn)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(guān)

工作起步晚，目前可參考的相關(guān)文件有限。為了全面評價河流生態(tài)結(jié)構(gòu)、服務(wù)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(wù)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(yīng)的方法體系，從而開展綜合監(jiān)測與評

價。

3.1國外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)現(xiàn)狀

3.1.1國外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)研究

河流水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價是發(fā)達(dá)國家流域管理的重要技術(shù)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(jìn)行診斷評價，還可以對河流水生態(tài)修復(fù)的進(jìn)程進(jìn)行監(jiān)測，為河

流健康的適應(yīng)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(qiáng)水生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，發(fā)達(dá)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(jì)劃，規(guī)定了各成員國應(yīng)保護(hù)、加

強(qiáng)和恢復(fù)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(jìn)一步惡化，保護(hù)并改善其狀況，促進(jìn)水資源的可持續(xù)利用。歐洲《水

框架法令》的近期目標(biāo)是最遲在2015年前地表水達(dá)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(guān)的水生生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能質(zhì)量”，水體健

康評價應(yīng)選擇與具體的壓力脅迫最相關(guān)的指標(biāo)；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(biāo)分為水體物理—化學(xué)質(zhì)量要素、生物質(zhì)量要素以及水文

形態(tài)學(xué)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(biāo)體系

分項(xiàng)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(xué)質(zhì)量要素

特征污染物：重點(diǎn)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(jié)構(gòu)

水文狀況：水量及動力學(xué)特征、與地下水體的聯(lián)系

水文形態(tài)學(xué)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(jié)構(gòu)與底質(zhì)、河岸帶結(jié)構(gòu)

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(jī)污染的影響有著悠久的歷史，雖然其方法和細(xì)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(biāo)。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(yīng)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(biāo)，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(biāo)的情況相對較少。雖然研究人員清楚地認(rèn)識到魚類是河流生態(tài)系統(tǒng)健康的重要指標(biāo)，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(jié)果很難

解釋。

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

[2]），明確提出立法的目標(biāo)是恢復(fù)和維護(hù)美國水域化學(xué)、物理和生物的完整性，其實(shí)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(biāo)用途的設(shè)定為水生生物恢復(fù)和保護(hù)建立

法律地位，類似化學(xué)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)所設(shè)定的水生生物用途設(shè)定相應(yīng)的生物標(biāo)準(zhǔn)，使得其生

物完整性與物理、化學(xué)完整性在法律上有同等地位。

20世紀(jì)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(shù)問題

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

管理提供基礎(chǔ)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(biāo)準(zhǔn)。著生

藻類作為可涉水河流的生物評價指標(biāo)，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(yàn)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(dú)使用，在結(jié)合一個或多個其他的類群使用時更為有效，尤其應(yīng)結(jié)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(jìn)行快速生物評價已經(jīng)成

為最受美國各州立水資源機(jī)構(gòu)歡迎的標(biāo)準(zhǔn)方法。隨后，由于大型溪流的自然結(jié)構(gòu)和功能與小

型的可涉水溪流系統(tǒng)有著顯著差異，導(dǎo)致許多可涉水溪流的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對大型河流系統(tǒng)不適

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

涉水區(qū)域進(jìn)行大型河流的生物評價，導(dǎo)致大型河流系統(tǒng)評估不夠全面、科學(xué)。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(fù)雜性和覆蓋

率、河岸植被的覆蓋及結(jié)構(gòu)、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(yīng)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(jié)構(gòu)同

樣很重要，可在一個河段中的多個位置進(jìn)行復(fù)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(yīng)用廣泛，但很少應(yīng)用于大型河流。一般認(rèn)為，

在大型河流中大型底棲動物缺乏多變性，耐受力卻更強(qiáng)，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(yīng)

用于一個系統(tǒng)的隨機(jī)方式）的聯(lián)合，通過對該方法的特性和可變性進(jìn)行研究，并在標(biāo)準(zhǔn)化、

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

點(diǎn)位狀況。LR-BP使斷面采樣應(yīng)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(yīng)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(biāo)（pH、溶解氧、水溫及電導(dǎo)率）；水體理化指標(biāo)（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?xiàng)臣凹S便指標(biāo)（腸球菌）等。

3.1.2國外現(xiàn)狀和進(jìn)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(biāo)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(jì)劃（AustralianRiverAssessment

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

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

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

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

化、生物、水文等多指標(biāo)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(yù)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(kuò)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(jì)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(xué)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(biāo)預(yù)測生物種群的研究，

在大量積累數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，英國建立起RIVPACS預(yù)測模型評價方法[20]。隨后，澳大

利亞在RIVPACS基礎(chǔ)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(shí)施了“河流健康計(jì)劃”，開展了河流健康監(jiān)測的相

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

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

究的進(jìn)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(guān)注的重點(diǎn)，

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(chǔ)得到廣泛應(yīng)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(shí)現(xiàn)水資源可持續(xù)利用為目標(biāo)的多要素綜合評價方法，并以

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

在于體現(xiàn)了多要素綜合評價的意義，強(qiáng)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(yán)格的方式處理了理化評價結(jié)果和生物評價結(jié)果的關(guān)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(xué)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(xué)者開展了新方法的研究，推進(jìn)了WFD

的應(yīng)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(jié)果可以有效支持后期的水資源管理和水生態(tài)修復(fù)。多個國家

已有應(yīng)用研究證實(shí)多要素評價在這方面的應(yīng)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(dá)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(fù)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(biāo)和化學(xué)指

標(biāo)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(jié)果為管理部

門對Stens?n河的水文修復(fù)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(yīng)用

結(jié)果，以最低評價原則來評價，瑞典大量的湖泊和水體都未達(dá)到優(yōu)的狀態(tài)；某些生物指標(biāo)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(shí)現(xiàn)優(yōu)的目標(biāo)。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(yán)重，因此，決

定加強(qiáng)水文地貌管理并采取必要的修復(fù)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(jié)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(fù)目標(biāo)和治理措施。雖然德國已經(jīng)開展了

三要素評價體系的應(yīng)用，但目前開展的WFD評價方法仍然處于試驗(yàn)性應(yīng)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(fù)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(zhǔn)確性受基礎(chǔ)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(diǎn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，專家確定生

物參照位點(diǎn)存在不合適的情況，對河流實(shí)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(zhǔn)確性。WFD提出的這種方法雖然已被證實(shí)在參考樣點(diǎn)缺乏的區(qū)域有效，但存在主觀性強(qiáng)

和缺乏定量判定依據(jù)等缺點(diǎn)[30]。德國[27]相關(guān)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(zhǔn)確評價河流的生態(tài)狀況。丹麥學(xué)者的研究也發(fā)現(xiàn)，由于缺乏參照

位點(diǎn)的數(shù)據(jù)信息、缺乏水質(zhì)分級和生物指標(biāo)數(shù)據(jù)，導(dǎo)致在歐洲和北美廣泛應(yīng)用的大型植物或

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魚類完整性指數(shù)無法在丹麥?zhǔn)褂肹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(xué)者還開展了“相互校準(zhǔn)”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(zhǔn)后的結(jié)果應(yīng)用在流域管理規(guī)劃

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

WFD整套技術(shù)體系中的關(guān)鍵內(nèi)容如下：

標(biāo)準(zhǔn)方法立法和標(biāo)準(zhǔn)化是歐盟實(shí)現(xiàn)其環(huán)境保護(hù)目標(biāo)所采取的兩大手段。在歐盟水框架指

令下，配套有完善的標(biāo)準(zhǔn)體系，此標(biāo)準(zhǔn)體系主要為歐洲標(biāo)準(zhǔn)化委員會（CEN）和國際標(biāo)準(zhǔn)化

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

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

生物調(diào)查數(shù)據(jù)的整理分析標(biāo)準(zhǔn)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(dá)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(jì)劃水框架根據(jù)不同的目的提出了三種類型的監(jiān)測計(jì)劃：①監(jiān)督監(jiān)測

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

（Operational），針對可能無法達(dá)到環(huán)境目標(biāo)或存在環(huán)境風(fēng)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(xiàng)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(jìn)行監(jiān)測和評價的，

IBI指數(shù)指標(biāo)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(xiàng)生境指標(biāo)；②45項(xiàng)候選生物指標(biāo)；③多項(xiàng)化學(xué)指標(biāo)。IBI的優(yōu)勢在于，具有較高

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

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

美國從推出EPA技術(shù)文件實(shí)施國家監(jiān)測和評價項(xiàng)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(xué)者在國家可涉水河流評估行

動中[38]，成功應(yīng)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(jìn)行了評價；證明了M-IBI在可涉水河流中的

適用性，研究結(jié)果為評價清潔水法案目標(biāo)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(xué)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(jìn)行了生物評價，在Guapimirim，Macae′和Grande

三個流域內(nèi)的研究結(jié)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(diǎn)[39]，為后期河流的管理和修復(fù)提供了生態(tài)受損位點(diǎn)及程度等重要

信息。，比利時學(xué)者JanBreine等在對溪流上游河段進(jìn)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(guān)性，驗(yàn)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(diǎn)及不同程度的受損位點(diǎn)，表明IBI

評價方法是生態(tài)評價的一個重要的補(bǔ)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(jì)劃中的應(yīng)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(xué)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(yàn)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(jì)劃，其方法也計(jì)劃在更多河流中開展更廣泛的應(yīng)用[42]。

在IBI適用性研究中，很多學(xué)者也分析了阻礙IBI發(fā)展和應(yīng)用的一些因素：①缺少標(biāo)準(zhǔn)

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(jì)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(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化；⑤基于

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

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

標(biāo)評價方法在河流生物監(jiān)測和生物評價中的發(fā)展和應(yīng)用。

EPA整套技術(shù)體系中的關(guān)鍵內(nèi)容如下：

標(biāo)準(zhǔn)方法EPA出臺的配套標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)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(shù)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(shù)方法系列、美國國家濕地監(jiān)測和評估技術(shù)方法系列及國家海岸狀況監(jiān)測

和評價方法系列。以上標(biāo)準(zhǔn)和指南中包含了位點(diǎn)的評估、生物類群現(xiàn)場采集方法、實(shí)驗(yàn)室操

作方法、完整性評價方法及質(zhì)量控制計(jì)劃等多項(xiàng)內(nèi)容。

監(jiān)測周期和頻次：美國國家監(jiān)測和評價項(xiàng)目EMAP項(xiàng)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(yù)測模型評價方法

英國RIVPACS與澳大利亞AusRivAS是預(yù)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(chǔ)上發(fā)展起來的，更適

應(yīng)澳大利亞的河流特點(diǎn)。預(yù)測模型評價方法在澳大利亞和英國得到了廣泛的應(yīng)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(jìn)行評價，如果這類

生物對河流的變化沒有敏感的響應(yīng)時，這類方法就無法反映河流的真實(shí)狀況，這是評價預(yù)測

模型法的主要缺陷。

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

亞及美國一些州都開展了應(yīng)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(diǎn)。在可涉水河流的研究中，一些學(xué)者基于大量的生物數(shù)據(jù)和大量的位點(diǎn)資料開發(fā)了預(yù)

測模型方法，遠(yuǎn)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(diǎn)，9年間的積累

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

9

對參考位點(diǎn)O/E值變化的檢查。研究結(jié)果表明，方法在空間和時間上都可以準(zhǔn)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(jìn)行有效評估，這項(xiàng)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(biāo)中非常有用。雖然一些學(xué)者研究證實(shí)了預(yù)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(xué)者研究發(fā)現(xiàn)了該方法的一些缺陷。如有學(xué)者在對維多利亞

境內(nèi)河流的研究時發(fā)現(xiàn)，預(yù)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(yù)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(yù)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(guān)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(jìn)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(shí)現(xiàn)方法評價的敏感性和準(zhǔn)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(yù)測方法不能準(zhǔn)確判定

干擾范圍，評價的敏感性也不足[51]。葡萄牙學(xué)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(diǎn)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(diǎn)[52]。

預(yù)測模型方法可以對一個特定環(huán)境類型進(jìn)行準(zhǔn)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(chǔ)[51]。在缺少數(shù)據(jù)基礎(chǔ)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(guān)標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)現(xiàn)狀

3.2.1國內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)研究

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

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

態(tài)健康評估試點(diǎn)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(shù)

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(biāo)主

要包括生境結(jié)構(gòu)、水生生物和生態(tài)壓力三類（權(quán)重0.4）；陸域生態(tài)健康評估指標(biāo)主要包括生

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

分標(biāo)準(zhǔn)（表2）。

表2流域生態(tài)健康評估指標(biāo)體系

評估對象指標(biāo)類型評估指標(biāo)指標(biāo)權(quán)重

水質(zhì)狀況指數(shù)（%）0.4

生境結(jié)構(gòu)(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(qiáng)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(biāo)，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(biāo)進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)（GB

3838—2002）[54]規(guī)定的24個項(xiàng)目進(jìn)行（表3）。

表3地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)基本項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)限值單位：mg/L

分類

序

標(biāo)準(zhǔn)值Ⅰ類Ⅱ類Ⅲ類Ⅳ類Ⅴ類

號

項(xiàng)目

人為造成的環(huán)境水溫度變化應(yīng)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(xué)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(jì))≤0.020.10.20.30.4

9總氮(湖、庫以N計(jì))≤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(jì))≤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(jìn)河湖水生態(tài)健康管理與保護(hù)工作，水利部編寫了《河湖健康評估技術(shù)導(dǎo)則》[55]，

該導(dǎo)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(biāo)、標(biāo)準(zhǔn)與方法，具體指標(biāo)見表4。

表4河流健康評估指標(biāo)取樣調(diào)查位置或范圍

目標(biāo)層準(zhǔn)則層河流指標(biāo)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(biāo)監(jiān)測斷面左右岸樣方區(qū)

河岸帶植被覆蓋度指標(biāo)監(jiān)測斷面左右岸樣方區(qū)

物理結(jié)構(gòu)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(diǎn)位

水質(zhì)底泥污染狀況監(jiān)測點(diǎn)位

水功能區(qū)達(dá)標(biāo)率監(jiān)測點(diǎn)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(biāo)監(jiān)測河流

防洪指標(biāo)監(jiān)測河流

社會服務(wù)功能

供水指標(biāo)監(jiān)測河流

航運(yùn)指標(biāo)監(jiān)測河流

《河湖健康評估技術(shù)導(dǎo)則》根據(jù)各評估指標(biāo)綜合賦分，采用百分制，將河湖健康評估標(biāo)

準(zhǔn)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(biāo)綜合評估，通過

指標(biāo)的加權(quán)求和，構(gòu)建綜合評估指數(shù)來進(jìn)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(biāo)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(diǎn)進(jìn)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(jìn)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(chǔ)理論、河流生態(tài)健康評價體系的建立及評價方法的應(yīng)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(jié)和探討國外有關(guān)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(xué)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(jìn)我國河流生態(tài)健康研究、指導(dǎo)河流保護(hù)具有重要的現(xiàn)

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

者對河流生態(tài)系統(tǒng)健康評價方法進(jìn)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(biāo)的選取、評價方法和評價標(biāo)準(zhǔn)的確定，以及整個評價指標(biāo)體系的建立等。

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

高的8個指標(biāo)作為河流健康的評價指標(biāo)（河岸植被覆蓋率、河流連通性、水質(zhì)達(dá)標(biāo)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(biāo)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(biāo)，

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

需要在長期的應(yīng)用中進(jìn)行驗(yàn)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(shí)踐應(yīng)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(yù)測模型、

生境質(zhì)量指數(shù)（HQI）、多指標(biāo)綜合評價等多種評價方法的應(yīng)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(yīng)用研究中，有學(xué)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(zhǔn)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(yīng)用和驗(yàn)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(dǎo)意義。除了IBI方法的應(yīng)用，國內(nèi)很多學(xué)者探索了多指標(biāo)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(yīng)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(yàn)證，但初步的評價結(jié)果仍可為后期河流生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)提供重要建議。有學(xué)

者對河口區(qū)域水體進(jìn)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(fù)需要更多、更長時間的人工干預(yù)。部分學(xué)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(biāo)綜合評價方法在河流評價中的優(yōu)點(diǎn)，為綜合評價方法

的研究提供了一個嘗試性的研究。也有學(xué)者利用加權(quán)綜合評價、灰色關(guān)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(yīng)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(zhǔn)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(biāo)的選擇中，一些指標(biāo)對干擾響應(yīng)的敏感性及其穩(wěn)定性尚需驗(yàn)證；其次，由于

河流不同區(qū)段水生生物群落結(jié)構(gòu)存在較大差異，難以采用同一套評價指標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)；第三，參

數(shù)的參照值篩選和確定是研究中的難點(diǎn)。評價方法的準(zhǔn)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(biāo)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(biāo)綜合評價方法的研

究，還有學(xué)者探討了預(yù)測模型評價方法的應(yīng)用效果。漓江流域[10]的案例表明RIVPACS預(yù)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(yù)測模型在不同環(huán)境中應(yīng)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(jì)80年代中期～90年代初期為

第一次快速發(fā)展期；20世紀(jì)90年代中期～90年代末期為衰退期；2000～2010年為恢復(fù)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(diǎn)工作的實(shí)施

及“十一五”至“十四五”國家水專項(xiàng)等課題開展的推動。

3.3本標(biāo)準(zhǔn)與國內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系

本標(biāo)準(zhǔn)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(fù)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(hù)工作的重要內(nèi)容。2014年啟動該技術(shù)指南的修訂工作，本標(biāo)準(zhǔn)借鑒國外的相關(guān)標(biāo)

準(zhǔn)，結(jié)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(shí)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(shí)驗(yàn)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(hù)和可持續(xù)發(fā)展提供相關(guān)技術(shù)支撐。本次修訂的目標(biāo)是形成一部相對成熟、覆蓋全面、

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

在本標(biāo)準(zhǔn)制定中，編制組有所側(cè)重地參照國外的相關(guān)性技術(shù)文件，充分考慮我國河流水

生態(tài)監(jiān)測與評價的實(shí)際開展情況和業(yè)務(wù)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(diǎn)分別細(xì)化采樣方法、明確評價等級，

確保切實(shí)規(guī)范生物監(jiān)測過程各監(jiān)測步驟的要點(diǎn)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(biāo)準(zhǔn)制訂的基本原則和技術(shù)路線

4.1指導(dǎo)思想

本標(biāo)準(zhǔn)編制和規(guī)定的技術(shù)內(nèi)容，本著服務(wù)于《水污染防治行動計(jì)劃》（“水十條”），服務(wù)

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

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(fù)，到本世紀(jì)中葉，

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

染防治”向“水生態(tài)健康”轉(zhuǎn)變。達(dá)到《國務(wù)院辦公廳關(guān)于加強(qiáng)長江水生生物保護(hù)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(shù)裝備體系、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)

范體系和運(yùn)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(fēng)險防控技術(shù)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(luò)，建立監(jiān)測公報發(fā)布制度。”，以

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(shí)現(xiàn)水質(zhì)監(jiān)測

向水生態(tài)監(jiān)測的系統(tǒng)轉(zhuǎn)變，建立以流域?yàn)閱卧乃鷳B(tài)監(jiān)測指標(biāo)體系和評價體系”的要求。