水生生物调查指标体系构建及应用研究

吴玉梅，王 浩

（北京市水文总站，北京 100089）

党的十八大和十九大都提出生态文明建设的任务，要求水环境管理部门加强河道整治、改善水质。但由于我国现行地表水评价标准的限制，日常水质监测工作无法适应新时期对水环境治理及评价的要求。主要表现在缺少全面反映水环境优劣的标准，难以评估河道治理效果。为此，需要从水生态角度构建新的评价体系，将生物指标、生境指标与理化指标有机结合，综合评价水体水生态健康状况，评价水体优劣。

水生生物在稳定淡水生态系统结构、维持其生态功能中起着重要作用。各种水生生物类群的种群数量、优势物种是评估水生生态系统健康状况的重要指标[1]，被列为国内外水生态调查的重要内容。水生生物的调查，可反映水体的生物多样性变化，综合了解水体水生态现状，尤其是有些水生生物作为反映生态环境优劣的指示物种具有很强的环境变化指示作用，能够准确反映水体生态环境状况。为应对水生态健康评价以及水生态治理的需要，本文提出进行水生生物调查的指标体系和数据获取方法，打破以往单一使用理化指标评价水体优劣的评价方式，完善水环境监测体系，规范统一水生生物调查技术手段，为水生态健康评价提供技术支撑，促进水生态调查领域的发展，同时也为河长制的管理提供更直接的判断依据。

1 水生生物调查指标体系的构建

1.1 水生生物调查规范现状

水生态监测调查现有的标准如《内陆水域浮游植物监测技术规程》（SL 733—2016）等多是针对某一具体的生物类群，仅可满足水生态相关工作的部分需求。目前调查主要依据的是科研论文、调查类书籍等，尚未有指导淡水水生生物包括浮游植物、浮游动物、大型底栖无脊椎动物、水生维管束植物、着生藻类、着生原生动物、野生鱼类、两栖类、爬行类等水生生物调查的技术性文件。国外，以欧盟为例，2000年10月通过了《欧盟水框架指令》（WFD），要求各成员国应用生物指标、理化指标和水文地貌等相结合的综合评价方法。由于欧洲大陆的地理环境和水生态具有多样性，对于水生生物调查涉及的生物类群，具体调查测试方法没有统一规定[2-3]。水生生物调查目前主要应用在水域的生态健康评价方面，然而我国应用的水生生物物种相对较少，如刘麟菲等[4]采用硅藻群落特征评价渭河水生态健康。王艳杰等[5]通过大型底栖动物的研究分析水生态健康评价。水生生物调查缺少统一的多物种的技术指导性标准依据。

1.2 指标选取原则

本文构建水生生物调查指标体系主要遵循的原则如下：（1）科学性原则：该调查指标体系的设计必须具有一定的科学内涵，能够客观全面代表调查水域水生态系统各个层次。（2）可操作性原则：各调查指标意义明确，数据易于获得，易于计算、比较和分析，有利于生产和管理部门掌握和操作。（3）定量和定性相结合的原则：既有定性描述又有定量数据分析。既保证调查的全面性，又便于数据后期处理，以保证调查综合评价的客观理性。

2 水生生物调查指标体系的内容及应用

2.1 水生生物调查指标体系内容

本文依据调查指标选取原则，借鉴参考此方面专家学者多年研究成果[6-9]，并组织相关领域专家探讨，确定了该指标体系包括水生生物浮游植物、浮游动物、大型底栖无脊椎动物、水生维管束植物、着生藻类、着生原生动物、野生鱼类、两栖类、爬行类及湿地鸟类9大类群，并确定了相关的调查指标和技术（表1）。

表1 水生生物调查指标内容Tab.1 Index system for aquatic biological investigation

2.2 以该指标体系为依据的调查成果

北京市水生态监测采样站点由2009年以来的26个增加至2018年的48个，获得大量的水生生物监测数据，为水生态健康状况评价体系的建立奠定了坚实基础。选取十三陵水库、昆明湖、凉水河各1个采样点的监测数据，根据调查指标体系，进行水生态健康评价。

调查结果显示，十三陵水库2013—2017年的水生生物指标变化不明显，水环境状况稳定。昆明湖的藻密度，2013年达到7 930.8×104个/L，其余年份均高于3 000×104个/L，参考水华评价分级标准[10]评定昆明湖处于轻度水华状态，凉水河藻密度年均值介于两者之间，2013—2017年均低于2 000×104个/L，无明显水华。总的来看浮游动物、底栖动物和植被覆盖度方面，十三陵水库均优于昆明湖和凉水河，具体指标见表2。

表2 水生生物的调查结果Tab.2 Results of aquatic biological investigation

3个站点各生物类群种类组成如下：

浮游植物共检出7个门类，主要分布在蓝藻门（18种）、绿藻门（101种）、硅藻门（26种）、金藻门（4种）、甲藻门（7种）、隐藻门（4种）和裸藻门（15种），共有175种，其中绿藻门为优势门类，其次为硅藻门和蓝藻门。

浮游动物共检出3门80种。其中轮虫纲51种，为水体中主要的浮游动物种类；原生动物10种；对水质敏感的枝角类和桡足类种类共发现19种，其中桡足类仅4种。

底栖动物共检出3门6纲61种。其中昆虫纲37种，腹足纲12种，寡毛纲6种，蛭纲4种，双壳纲和鳃足纲各1种。昆虫纲和腹足纲为水体中主要的底栖动物种类。

水生维管束植物共记录65科223种，其中以禾木科（27种）、菊科（31种）、莎草科（11种）、豆科（12种）、藜科（7种）植物为主。植物种类以湿生植物和中生植物为主。

着生藻类共检出5个门类，主要分布在绿藻门（30种）、硅藻门（158种）、裸藻门（4种）、隐藻门（2种）和蓝藻门（6种），共有200种，其中硅藻门占绝对优势。

鱼类共发现46种，其中鲑形目3种、鲤形目30种、鲇形目2种、鲈形目8种。鳉形目、刺鱼目和合鳃目各1种。

两栖类、爬行类共发现两栖类10种，爬行类共8种，共中两栖-无尾目9种、两栖鳖目1种、爬行-蜥蜴目2种、爬行－有鳞目6种。

3 水生态健康评价

自2009年以来，经过大量的调查监测及研究[11]，结合生态专业人员的意见，形成了水生生物调查技术指标体系，逐步完善了水生态健康评价规范。评价规范参数包括生境指标、理化指标及生物指标三大类共21个参数，水域划分为水库、湖泊及河流（分山区河流、平原河流），健康等级分健康（80～100）、亚健康（60～80）、不健康（0～60）3个等级。用以上3个站点评价2013—2017年的水生态健康状况，见图1。

3种水域的水生态健康评价结果显示水库环境状况没有根本变化，在健康与亚健康临界点变化。评价结果与事实基本相符。湖泊环境条件较好，水质保持在《地表水环境质量标准》（GB 3838—2002）Ⅱ～Ⅲ类，生态健康。河流因没有天然来水，近年来开始使用再生水，经过截污及整治，环境状况得到明显改善，水生态健康评价得分也有提高。3种水域水生态健康评价得分变化趋势见图1。

图1 3种水域水生态评价得分Fig.1 Three water ecology evaluationscores

4 结语

本文建议的水生生物调查指标体系，从结构上考虑了浮游植物、浮游动物、大型底栖无脊椎动物、水生维管束植物、着生藻类、着生原生物、野生鱼类、两栖类、爬行类、湿地鸟类等因素，水生态系统层次结构完善，可以客观、全面、综合地评价水环境生态系统的生物多样性，为水生态健康评价生物因子的数据获取提供统一的依据。根据多年的水生态监测实践，水生生物调查技术得到逐步的完善，可将为水域生态调查及水生态健康评价提供技术支撑。