淺談水生態系統健康評估

余芬芳 阮 偉 段昌兵

（1 武漢中科水生環境工程股份有限公司 湖北武漢 430071 2 武漢市城市建設投資開發集團有限公司 湖北武漢 430070）

引言

由于受到過度的開發和利用，目前我國湖泊富營養化范圍不斷加大、程度加劇、進程加快。為修復湖泊水體生態系統功能，改善水環境質量，很多湖泊開展了相關的綜合治理工作。各湖泊實施的綜合治理工程主要包括截污控源和生態修復兩大類工程，控源截污工程主要針對岸上點源和面源、及湖泊內源進行治理，削減污染負荷，包括清淤、管網建設、合流制改造、排口整治、垃圾清理、調蓄池建設等一些列措施。生態修復工程主要是在控源截污的基礎上對湖泊生境的營造及關鍵物種的重建或恢復，主要工程包生境營造、水生植物種植、水生動物放養、群落的調控優化等措施，當這些關鍵物種存活、生長、繁殖，且有機組合形成網狀結構后，才能構建成真正的健康穩定的水生態系統。后續對湖泊進行健康評估，顯得十分重要，確保湖泊水生態系統朝著正確的方向發展。

1 水生態系統健康的內涵

水生態系統健康主要是通過恢復水體的物理、化學和生物完整性，維持水體的自然結構和生態功能。湖泊水生態系統健康是指湖泊內的組織結構完整，受到人為或自然干擾后能自我平衡，自我修復，從而保持原有的狀態[1]。其物質循環、能量流動和信息傳輸方面不因外界的干擾而損壞，生態系統具有較高的穩定性和復雜性，充滿活力并能維持系統各組成成分之間的平衡。目前現有的評價標準偏重于水質監測，但水質僅僅是湖泊水體評價的一個重要方面，僅靠水質來評價湖泊的水體環境情況是不夠的，缺少相關生態評價指標就很難真實地評價湖泊的健康水平，也不能很好的推動湖泊的生態修復。良好的生態系統可維持湖泊的長治久清，現行的湖泊水體評價標準側重于考核水體的水質指標和營養水平。湖泊在未形成良好生態系統的情況下，當污染物聚集、浮游植物繁殖厲害，水質往往又會惡化。湖泊健康對人類的生存和發展越來越重要，是重要的物質基礎和保證，做好湖泊水生態健康評估對湖泊管理也有重要的作用。

2 實施水生態系統健康評估的意義

實施水生態系統健康評估對湖泊朝著健康的方向發展具有重要意義，主要表現在[2]：

（1）相比目前單純的水質評價可以更加全面深入的了解水體健康狀況；（2）生態評價指標能真實地評價湖泊的健康水平，推動后續生態修復的實施；（3）積累歷史資料對了解生態系統發展和演變過程具有重要意義，其評價結果能一定程度上為推測湖泊生態演變趨勢和空間分布情況、總結生態時空變化規律和特征提供依據；（4）指導水體及水生態的管理，有助于水體生態評價標準的制定積累經驗；（5）指導生態修復工程的設計和實施，為湖泊生態修復提供依據；（6）評價水體生態修復技術和生態修復效果，為充分發揮水生態系統的自然價值和社會經濟價值提供依據；（7）有助于分析流域生態與流域自然特征、人類活動之間的相關關系。在保證社會、經濟、生態良性發展的前提下，合理的規劃水資源利用、土地利用、污染物排放、水利工程等活動。從而使流域內水生態系統向著良性、健康的方向發展。

3 水生態系統健康評估內容

要評判生態環境好還是不好，需要的是系統思維，多維尺度。水生態系統健康評價主要通過生態監測手段進行實地監測，然后通過監測結果進行處理分析，利用分析結果評價水生態系統的狀態。水生態系統的結構決定了生態監測的內容。完整的生態系統監測，空間尺度上須考慮流域、廊道、斑塊不同層次監測的需要。每個層次上須通過生境、水質和生物指標各方面要素來進行評價。

生境指標（如湖泊水深、形態、植被覆蓋度、底質狀況、湖濱帶狀況、水體更換周期、水文形態、水資源利用及服務功能狀況等）主要側重于水文條件、地貌學特征等對于生物群落的適宜程度。水文條件的評估能了解各種水生生物可能利用的有效生境面積，是評估的一個重點要素，不同的水文條件可能通過自然選擇影響生物群落的結構；地貌學特征是生境評估的重要因素，不同的地貌性質特征對水生生物的生活習性有較大的影響，其變化可導致生態系統生物群落結構發生改變。

水質指標（如水溫、透明度、溶解氧、全鹽量、酸堿度、總氮、氨氮、重金屬、有機物、葉綠素濃度等）是反應湖泊水體水質最直觀的指標，水質對于水生態系統的重要性不言而喻，能較直觀了解水體水質情況和營養狀況，良好的水質是保證水生生物生存與生長的基礎條件，因此，現階段各湖泊的監測也主要側重于水質指標的監測。

生物指標（如浮游植物、浮游動物、底棲動物、魚類的群落結構，水生高等植物、水禽類等）主要以水生動植物和微生物指標來體現[3]，生物指標的監測可與水質指標協同運用，并設定生態評價指標綜合評級辦法。

水生態系統健康評估主要內容及主要方法參考如表1[4]。各項指標可協同監測，根據監測結果設定生態評價指標應用范圍和綜合評級辦法，最終評估邀請國內外的擁有相應評估能力的專家、技術機構以及科研機構進行綜合評估，從而指導生態修復工程的設計和實施，使流域內水生態系統向著良性、健康方向發展。

表1 水生態系統監測基本內容與要素

4 水生態系統健康評估實施歷程

水生態健康評估是近些年才被大家重視，其發展實施歷程時間相對較短。2008 年，水利部明確表示，將水生態監測列入“水質監測”和“水功能區”及取退水水質監督管理”等經常性業務工作之中，并在國內重點湖泊進行試點。水生態健康監測是水生態健康評估的基礎，自此，水生態健康評估在全國拉開了序幕。

2009 年，水生態監測試點擴大至33 個區域，涵蓋了太湖、巢湖、滇池、洪澤湖等重點湖庫。

2010 年，水利部印發《河流健康評估指標、標準與方法（試點工作用）》等文件，全國范圍內正式啟動河湖健康評估試點工作，水生態監測與健康評價成為工作重點，在全國陸續推廣開來。

2012 年，哈爾濱市為保護松花江流域水生態環境頒布了《哈爾濱市水生態監測條例》，此條例成為全國首部規范水生態行業的管理法規，其實施具有較大的參考及指導價性意義。

2013 年，水利部水文局召開水生態監測工作座談會，明確水生態監測工作是當前和今后一個時期水文部門必須深入推進的重點工作。

2018 年，水利部黨組提出“水利工程補短板”的總基調，強調補齊生態修復短板是其中重要任務之一，并明確指出“在生態方面提出可量化、可操作性的指標和清單”。

2020 年，水利部發布 《河湖健康評價指南（試行）》。同時北京發布《水生態健康評價技術規范》。之后其他區域陸續發布各地方的技術規范，水生態健康評估在各地區逐步推廣開來，也逐步受到認可。

2021 年，生態環境部也作出新的要求，后續要基本實現以“自動監測為主、手工監測為輔”的水環境質量監測與評估的體系。到“十四五”末期，預期能初步構建水生態監測技術體系，探索由常規理化指標評價向水生態環境綜合評估的轉變。

5 水生態系統健康評估實施情況

目前全國已有很多湖泊完成控源截污及生態修復工程，其治理效果已有初步成效，在此基礎上也有部分地區已逐步開展水生態健康評估的工作，部分城市開展情況如下[5]。

（1）江浙滬地區。在上海，目前同濟大學、上海海洋大學、上海師范大學等科研單位聯合地區職能部門對黃浦江、淀山湖、金澤水庫及上海中小型河道等水體已開展進行水生態系統健康評估工作，且這些水體的生態系統健康評估相關的監測指標已處于常態化水平。期間，通過這些指標的監測也產生了技術和科研產出，并已用于周邊地區進行推廣應用。在浙江，西湖一直是全國各科研單位重點關注的湖泊，西湖管理處聯合各科研單位對西湖水域實施了一系列水生態修復工程并進行了長期的生態系統各指標的監測。實施生態修復期間，也遇到了一些技術瓶頸，如針對西湖水體富營養化和水生態退化等重要問題，科研團隊研發出了基于香灰土底質改良的水生植物修復技術、沉水植物種群篩選與擴繁技術、人工干預-系統自調控植被管護等技術。通過后期生態系統各指標的長期監測，提出了低等藻類異常增殖控制技術、沉水植物恢復與群落優化調控等技術。這些技術的形成對其他湖泊的治理及生態監測均具有較大的指導意義。也因此西湖打造了一平方多公里的“水下森林”景觀，形成了穩定的沉水植物群落，水體透明度、浮游植物和浮游動物、水生植物多樣性均明顯提高，具有顯著的生態效益。（2）湖南地區。在長沙，松雅湖國家濕地公園受到人們的青睞，它是以退田還湖人工恢復形成的淡水湖泊，其治理也幾經波折。該濕地公園由湖泊濕地、沼澤濕地和人工濕地三大濕地類型組成，2010-2014 年期間，其水質較好，水生態系統穩定性也較高，出現了煙波浩渺、候鳥飛舞的景象。2015 年以后，因外部原因導致水質逐漸惡化，松雅湖管理局因此開展了一系列的生態修復工程，實施完成后，水質逐漸轉好。松雅湖管理局在后期運維中開展進行了生態系統的監測，通過日常的水生態系統監測和評估，為松雅湖的水生態系統的健康提供了有效的支持，濕地公園重現了良好的濕地景觀，水生態系統逐漸穩定。（3）安徽地區。在合肥，位于合肥市高新區柏堰湖也是人們重點關注的對象，柏堰湖系大蜀山分干渠灌區反調節?、裥退畮?。前期因水質較差，水環境不容樂觀，相關部門啟動了一系列的生態修復措施，工程實施完成后，水質逐漸轉好，透明度較高，生態系統趨于平衡和穩定。為保證湖泊維持良好的狀態，2016-2017 年期間，依托于各科研院所，管理單位對柏堰湖進行水質（每月），水生態系統（季度）的調查及評估，分析維護期間出現的問題并根據監測情況作出有針對性的措施，這一系列的工作為柏堰湖的水生態系統穩定做出了較大支持。（4）湖北地區。目前，武漢市的重點湖泊均開展了一系列的治理工作，如何維持湖泊治理后穩定的水質和健康的生態系統顯得尤為重要。全國政協委員中科院水生生物研究所研究員徐旭東表示，治理湖泊要先截污、破除圍網、治理面源污染，促使水質好轉，但這只是湖泊治理的第一步，恢復良性生態系統才是十分關鍵的一步。邁出“第二步”，才能讓湖泊形成自我凈化能力。而維護良好的生態系統需要對生態進行全面監測，只有進行全面的監測才能真實地評價湖泊的健康水平，因此，他呼吁相關部門應該推動建立內陸水體生態評價標準，促使湖泊恢復良性健康的生態系統。

結語

良好的環境是新時期人民群眾對美好生活的期盼之一。通過對已經實施污染治理的湖泊進行水生態系統健康評估，可以為建立地區水生生物種質資源庫提供寶貴資料，并逐步建立地區水生態系統評價體系及標準。加快設定地區水質評價標準為國家擬改革的地表水環境質量標準提供寶貴數據來源。促進水生態修復行業的技術發展與革新，并逐步向其他地區推廣。