生态水文监测现状及发展探讨

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2016年增刊（二)

生态水文监测现状及发展探讨

饶科

(湖北省武汉市水文水资源勘测局，武汉430022)

摘要：为践行最严格水资源管理制度，加强水资源调查、水环境保护，湖北省水文水资源勘测局开展并实施

了生态水文监测。笔者结合生态水文监测理论和实践经验，从生态水文监测的必要性、国内外生态水文监测应用 以及关于生态水文监测发展的思考三个方面对生态水文监测进行阐述与分析。

关键词：生态水文监测；必要性；国内外应用；发展思考

近年来，随着经济社会的发展，水环境、水生态保护 面临严峻的考验。在旧有化学监测基础上，各地水环境 监测中心陆续开展实施了生态水文监测。这项举措不 仅积极回应了人民群众对清洁水资源监测的呼声，同时 也找到了新形势下水环境监测一个新的发展突破口，具 有重要的理论和实际意义。

2国内外生态水文监测的应用

近年来，国内已经有许多研究团队通过对水体进行 生态监测来评价水环境健康状况，并且取得了令人满意 的效果。例如，左其亭等实地调查监测了淮河中上游10 个断面水体理化指标、浮游植物、浮游动物、底栖动物及 栖息地状况等，结合提出的河流水生态健康定义，采用 频度统计法和相关性分析法对评价指标进行筛选，并用 熵权法确定指标权重，构建了水生态健康评价指标体系 和健康评价标准体系。蔡琨等根据2010年至2012年太 湖32个采样点的底栖动物、沉水植物等环境变量调查 结果，采用干扰程度最小系统法定义构建底栖动物生物 完整性指数的参照系统，提出了确定参照系统的4个基 本条件。他们发现太湖生态健康总体上呈现逐步提升 的趋势，影响太湖底栖动物完整性的重要环境变量是水 体中的氮含量。张赛赛等则通过2010年浑河流域62个 采样点的鱼类调查数据，应用F — IBI(鱼类生物完整性 指数)体系评价浑河河流的生态健康状况。他们发现浑 河中上游河段的健康状况基本处于健康、亚健康和一般 状态，而浑河下游的健康状况令人担忧，处于差和极差 状态。浑河下游恶劣的水生态状况主要是受到沈阳工 业区的影响。段学花等采用底栖动物作为指示物种，对 长江流域的水生态进行了调查研究和生态评价。在长 江上游支流、中下游干流及沿江湖泊上选取36个代表 性样点进行生态考察和底栖动物采样、鉴定和分析。他 们发现上游支流大部分样点水质清洁，中游干流及沿江 湖泊水质受到轻度到中度污染，下游干流水质污染加 重。底栖动物多样性在上游支流中最高，中游湖泊较 高，干流中下游较低；同时，总结得出了 4种河床演变条 件下的底栖动物群谱:上游支流河床稳定的河流底栖动 物密度较大、物种丰富、多样性高，侵蚀下切的河流底栖 动物密度、物种数和多样性较低，淤积抬升的河流底栖 动物密度、物种数和多样性更低一些。河势散乱且河床 运动剧烈的支流物种丰度和密度均很低甚至为零，生态 条件差。

在国外，基于生态学和统计学的考虑，Karr发现仅

1生态水文监测的必要性

传统的水环境监测主要是利用化学的方法，测定水

样中各种污染物在水中的浓度，再根据相关法规、标准

对水环境情况做出基本判断。因此，传统的监测手段具 有方便、快速、准确的优点。然而，近年来随着城市生活 污水、工业废水、农业污水等污染物不断排入自然水体 中，传统监测手段的缺点也不断显现出来。这主要体现 在以下几个方面:一是监测时效性短。化学的监测手段 虽然分析快速，但只能对某一时刻，所采取得水样的污 染物质作出判断，不能对该自然水体长期水质变化做出 判断。二是监测地域性窄。化学监测因为是在特定范 围较小水域采集水样，然后进行化学分析，因而采样点 是否具有普遍代表性具有较大的不确定性。三是监测 对象间接。化学监测主要对水中特定化学物质浓度进 行测定，从而间接判断水环境情况，并不能直观、全面地 对水质做出判断。

水生态系统是生活在水体中的生物群落及周围环 境的总和。因为水生生物会对周围水环境变化做出相 应的反应，特别是某些水生生物对环境变化非常敏感， 只有当环境到达一定水质条件时才会在水体中出现，而 这一系列的生物演替过程是长期的、在水体中广泛存在 的。因而，相比于化学监测上述短板，生态监测通过对 浮游植物、浮游动物、水生植物、鱼类、底栖动物、沉积物 等生态指标进行定性或定量的分析，从而对水环境做出 综合、全面、直观的评价。

收稿日期:2016-02-18

作者简介:饶科（1989 —），男，硕士研究生，质量监督员，助理工程师，主要从事水环境监测调查工作。

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水生态环境 • 55 •

明建设提供有力支撑。

3. 3生态水文监测应在监测规范上进一步完善

作为一项公益性事业，生态水文监测准确性、精确 性需要得到保证。然而，水生态监测因为是一门较新的 水环境监测技术，各项技术方法、监测对象、评价指标、 质量体系相比于化学监测还不是很成熟。因此，在严格 按照国家、行业或经认定的科研方法进行监测的同时， 也需要将生态水文监测同传统监测方法一样纳入实验 室质量管理体系，使得监测误差可控、监测操作规范、监 测数据可靠。

通过化学水质监测并不能全面反映水体生态状况，通过

采用与物种结构和生态结构的相关鱼类种群特征研究， 他首次提出生物完整性指数并应用于水生态健康评价。 生物完整性指数已成为应用最广泛的水生态健康评价 生物参数，底栖动物完整性指数成为所有生物完整性指 数研究和应用最多的指数。Cristina等则通过研究伊比 利亚浅水区不同湖泊季节间、年际间大型无脊椎动物种 群丰度、多样性等指标的变化，发现生物定性分类度量 对于生态监测是非常合适的工具。

3关于生态水文监测发展的思考

综上，生态水文监测不仅是新时期水环境监测的必

要举措，而且相关的成功经验也指出生态水文监测将是 我国水环境监测未来的发展方向。然而，作为一项新兴 的监测项目，生态水文监测如何发展成为了一项亟需解 决的问题。结合相关文献和实践经验，笔者认为生态水 文监测发展可以从以下四点着手。

3.1生态水文监测要在监测机制上进一步创新

生态水文监测不仅仅需要监测水生态过程，同时也 需要结合水文过程、水化学过程，形成具有水文特色的 生态水文监测机制。通过国内外近几十年以来水环境 监测、保护、治理的实践，不难发现单个水体环境健康与 否，很大程度上取决于它所在整个流域范围内的经济社 会和自然生态状况，人们需要综合化学、物理、生态等手 段，对水环境状况进行全面地分析，为水环境治理方案、 水环境保护政策提供强有力的理论依据与技术支撑。 例如，欧洲水框架指令要求水环境管理部门需用化学、 生物等定性元素分析(例如，大型无脊椎动物），对水域 进行生态功能分区。美国环境部门为了达到《清洁水 法》规定的水质目标，在过去20多年的实践中也逐步发 展形成了涵盖整个流域，包括水文、化学、生物等多重指 标在内的全国性流域综合生态健康评价体系。该体系 已经成为美国流域水质管理系统的重要组成部分，为水 环境保护和水生生态系统恢复提供了有力支持。3. 2生态水文监测应在监测目标上进一步明确

生态水文监测目标应该对接政府和群众的期望，推 进生态水文监测发展。《2015年武汉市政府工作报告》 指出：“全面开展水生态文明城市试点。深入实施水生 态修复工程。严格落实湖泊‘三线一路’保护规划，加快 建设临江环湖沿河公园。加强沉湖、涨渡湖等湿地自然 保护区建设，维护湿地原生态。切实保护长江、汉江、梁 子湖等战略水源地安全。研究制订《武汉市水污染防治 规划和行动计划》”。为此，经过长期培训与筹划，2014 年以来，武汉水文开展了鲁湖水生态环境调查及生态系 统健康评价，并取得了一定的成果，为武汉市水生态文

3. 4生态水文监测应在监测成果上进一步升华

生态水文监测是一项新兴的水环境监测，如果发挥 得当，可以为政府决策、社会民生、市场经济、科学研究 发挥巨大的作用。

3.4.1积极宣传。在重要河流、湖泊、水库旁，相关监 测结论可以用简单明了的展板形式展示给人民群众；同 时，也可针对水体污染状况向群众宣传环保知识，起到 创新机制、主动服务的效果。

3.4.2科研创新。监测中心可以和相关高校合作，取 得水环境保护、水生态治理的相关科研成果。3.4.3服务社会。主动出击，积极响应社会、市场对生 态水文监测的要求，为社会、市场可持续发展提供技术 服务。

参考文献：

[1] 段学花.底栖动物与河流生态评价.北京：清华大学出版

社，2010.[2]

左其亭，陈豪，张永勇.淮河中上游水生态健康影响因子

及其健康评价.水利学报，2015(46).

[3 ]蔡琨，张杰，徐兆安，吴东浩，张咏，王备新.应用底栖动 物完整性指数评价太湖生态健康.湖泊科学，2014(26):

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[4] 张赛赛，高伟峰，孙诗萌，孙航，张远，丁森，et al.基于鱼

类生物完整性指数的浑河流域水生态健康评价.环境科 学研究，2015.

[5] 段学花，王兆印，余国安.以底栖动物为指示物种对长江 流域水生态进行评价.长江流域资源与环境，2009 (18): 241-247.

[6] Karr JR. Assessment of Biotic Integrity Using Fish Com­

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[8] 张华，骆永明.美国流域生态健康评价体系的发展和实

践.应用生态学报，2013(24).

(责任编辑朱白丹）