水生態監測評價方法分析

劉增彩

（黔西南生態環境監測中心，貴州 興義 562400）

0 引言

隨著自然環境保護上升至國家戰略高度，在生態環境建設與恢復工作中，水環境保護與治理已成為重要內容。為促進水環境高質量發展，切實維護水生態系統健康，規范落實水生態監測的同時，還要使用合適的評價方法，探討現有不足，分析流域水生態監測發展方向，優化水生態環境建設、保護方案。

1 貴州省水生態監測情況

按照“十四五”印發的有關于地表水、控制環境質量等監測網設置方案通知文件要求，貴州省開展地表水環境質量監測工作，本次例行監測主要以人工監測為主，主要目的在于掌握水質類別和超標情況。此次地表水生態監測工作以湖庫、河流等為主，包括興西湖水庫、圍山湖水庫、木浪河水庫、法泥水庫、魯皂水庫等，重點監測水環境污染與超標成分，同時結合水體水質、生物多樣性等指標開展綜合評價，明確其豐富度、均勻度、多樣性指數。在工作方式方面，本次監測具體承擔三江口、蔗香北、蔗香南、坡腳、發耳、小云尚大橋、邊外河、界牌、頂換村、甲茶、從江大橋、井郎村大橋、清水鋪、清池、鰱魚溪、長沙、坡渡、茅臺、郭扶鎮、洪渡河入河口、兩匯水、太平渡、南洞溝、下干溪和魚市等25 個斷面流量監測[1]。

具體監測項目包括常規五參數、高錳酸鹽指數等，部分水站增測葉綠素a、藻密度、糞大腸菌群和重金屬等指標。每小時監測一次常規五參數，每4h 監測一次理化指標。從2014—2023 年，貴州省率先開展河流、湖庫等生態狀況評估工作，針對河流、湖庫生態健康狀況，評估水體不良構成超標率，包括氨氮、總大腸菌群等，明確水質類別等，評價標準因地制宜，科學掌握水體健康情況。

2 貴州省水生態監測方法及監測分析評價

2.1 水生態監測方法

2.1.1 方法分析

所謂水生態監測，主要是指監測水生態要素并收集相關數據，具體要素包括水質、水文、水生生物等，根據數據分析評價監測對象的生態環境現狀與變化趨勢，夯實水生態系統恢復、保護等工作的支持基礎。作為新時期下保護水生態系統，促進水生態環境恢復、可持續發展的重要工作，與傳統水環境監測不同，當前時代背景下的水生態監測方法更注重生態系統的完整性，強調水環境因子對生物的影響，以及水生生物對水生態條件的適應。因此，目前常用的水生態監測方法及其優缺點如表1 所示。

表1 水生態監測技術

2.1.2 方法內容及應用

在本次水生態監測過程中，主要將指標分為3 類，分別為生境、生物與理化，不同類別包括的指標內容存在差異。目前，貴州省開展的水生態監測工作中，生境指標包括水生生物、水深、水質類型等；生物指標包括浮游植物等；理化指標包括地表水環境質量標準等。除此之外，還配合土壤生態監測進一步提高水生態監測的科學合理性。一般情況下，水生態監測常用方法是“水質自動監測+常規監測”，其中，常規監測包括常規監測和自動監測，從1973 年至今，常規水質監測方法不斷發展、豐富，相關質量標準也相應調整。目前，環境管理部門建設了較多水質自動監測站，常規監測中的自動監測系統的應用愈發廣泛，已成為我國水環境監測網絡的重要組成部分。

在本次監測工作中，主要采用常規監測技術，項目內容涵蓋多項必測指標、選測指標與特定指標，包括氨氮、氰化物、水溫、酸堿值、葉綠素、溶解氧、化學需氧量、陰離子表面活性劑、高錳酸鹽指數、硫化物、生化需氧量、氟化物、總磷、總氮、金屬分子、揮發酚、石油類、糞大腸菌群、透明度等。監測期間，嚴格按照《地表水環境質量標準》規定的標準方法進行?！督逗Ｓ蛩|自動監測技術規范》是自動監測項目開展基礎，主要涵蓋必測指標、選擇指標，嚴格按照規定落實相關工作。而且，自動檢測方法主要應用于水質監測方面，在本次監測項目中，監測范圍根據環辦監測函〔2019〕532 號文件要求，通過當地水質自動監測站點實現。其自動化還體現在數據報送方面，借助水質監測質控和應急平臺、省中心數據平臺，實現水質監測數據的實時自動上傳。定性監測與定量檢測是生物指標監測的主要類別，從本次項目開展情況來看，貴州省在開展水生態監測工作時，仍以傳統人工采樣監測為主，在浮游動物、植物方面，種類的檢定與計數以鏡檢法技術為主，生物量估算以體積法、稱重法、經驗公式法為主，其中涉及少量鏡檢解剖。著生生物的監測與分析以藻類為主，選用的檢測技術為燒片法，通過鏡檢樣品實現對計數的準確鑒定。在對大型水生維管束植物進行監測時，主要以調查、觀測為主，通過采集典型樣品開展實驗室鑒定分析與測量稱重，實現對相關信息數據的準確把握。在對浮游植物進行監測時，主要選用光譜分析法對植物中的藻類葉綠素加以測定，結合使用圖像識別技術輔助鑒定藻類。在當前時代背景下，信息技術、人工智能技術的快速發展，使得水生態監測技術水平不斷提高，并極大地提高了水生態監測的效率和準確性。但是，本次監測工作將先進技術主要應用于數據傳輸方面，水生態監測新技術應用稍有欠缺，現有監測指標體系和頻次不夠完整、系統[2]。本次監測項目中，應用落實的方法標準如表2 所示。

表2 方法標準

我國也在水生態調查與河流健康評估中構建了適宜我國河流的生境評價指標體系。因此，本次水生態監測期間，還參考了《河湖健康評估技術導則》《河流水生態環境質量監測與評價指數指南》，為監測工作的開展提供了形態結構完整的指標支持，兩種指標體系在生境監測方面均選取了河岸帶穩定性、河岸帶人工干擾（人類活動強度）等高頻應用參數。在生境監測中，結合使用無人機、人工現場調查等獲取不同尺度特征參數的方法，依托于技術優勢整合，提高監測效率與質量。此外，落實“9+X”監測指標，其中，“X”為特征指標，包括基本指標的同時，還包括標準限值類指標，并根據當地水體污染防治工作落實靈活、動態調整。其中，基本指標以人工檢測為主，每月監測一次，“X”特征指標以人工監測為主，檢測頻次與基本指標的相同[3]。

2.2 監測分析評價

對于水生態監測而言，開展監測分析評價時，可選用的評價方法豐富，常用的評價方法及其優缺點如表3所示。

表3 評價方法優缺點

在地表水方面，應用較為廣泛的環境質量考核評價多以分離常規監測為主，部分斷面同步推進水質在線自動監測與常規手工監測相結合的考核方式。在本次水生態監測評價分析中，選用以個體為基礎的群落層級評價體系，其中包括指示生物、污染指數等。開展群落層級的多樣性評價分析工作時，主要圍繞其豐富度、多樣性指數和均勻度開展分析與討論，以此得到完整性評價結果[4]。

從河流生態與環境基礎科學研究和水資源管理的角度來看，魚類完整性指數的應用愈發成熟。以底棲動物為例，作為當前時代背景下應用較為廣泛的指示生物，物種豐富度、類群豐富度等是其常用評價方法；在水生態環境監測評價分析的浮游生物方面，可選擇群落層級多樣性評價、以硅藻為指示生物的評價指數方法等，常用指標、指數有生物硅藻指數、水環境腐殖質指數等。通過運用完整描述生態系統及呈現其變化的指標開展評價分析工作，能夠獲得每種生物指標值，明確其分布范圍和變化，促進當地水生態評價指標體系的持續化完善，促進水環境保護工作的高效開展。

3 新時期下水生態監測評價建議

3.1 夯實水生態監測基礎網絡信息

新時期下，為滿足不斷發展的水生態環境監測與評價分析工作，應結合時代特征，不斷夯實地方水生態檢測基礎網絡信息。例如，相關部門可整合現有信息化平臺，從中整理大量信息搭建數據庫系統，在每次水生態監測評價分析后，對數據庫加以更新。通過監測數據與評價結果的分類存儲，確保各項工作均有健全的水文水質資料做支撐，以便更好開展水生態保護、治理與恢復工作[5]。此外，擴大網絡覆蓋范圍，落實統一監測、評價指標，促進環境監測與分析評價工作的有序展開，保證作業質量與效果。

3.2 提升自動在線監測水平

為進一步提高水生態監測評價效率，可以通過整合應用BIM、遙感、人工智能等先進技術，依托于可視化模型、全自動智能控制系統等，不斷提高水生態監測工作的自動化水平，將線下工作挪至線上，依托于混合監測方式不斷提高現有水生態環境監測與分析評價方法的標準化程度，滿足不斷發展、變化的環境保護、治理、恢復等需求。

3.3 因地制宜出臺法律約束

為進一步提高水生態監測與評價分析質量、效率，地方應結合當地實際情況，有機整合區域性管理和流域性管理，從貴州省水域環境特點出發，加強生活用水排放管理，依托于相關法律法規的出臺和約束，規范指導水生態監測評價工作。

4 結語

綜上所述，新時期下，開展水生態監測與評價分析工作時，應注重現有規章制度的參考應用，并加強信息化建設，夯實水文等各類數據基礎，加大對新型監測與評價方法的研究與推廣應用，以此提高水生態監測質量、效率，滿足地方水生態建設要求。