国家多层水生态健康保障体系构建

左其亭

（1. 郑州大学 水利科学与工程学院，河南 郑州 450001；2. 河南省水循环模拟与水环境保护国际联合实验室，河南 郑州 450001）

1 研究背景

生命起源于水中，水是一切生物的重要组分。水生态是以环境水因子为纽带形成的、水与生物组成的、相互作用、相互适应的系统。一切有生命的生物体，包括人类在内，都不可能离开水，都需要一个健康的水生态系统。此外，健康的水生态系统是保障流域或区域经济社会可持续发展、支撑生态文明建设的重要基础。因此，水生态健康及相关问题的研究一直是热点问题，也是国家水安全、生态文明建设的重大需求。

关于水生态健康的研究成果很多，大致可以分为三大类：（1）与水生态健康有关的基础研究。比如，关于水生态健康的认识［1］、水生态系统的监测［2］及结果分析［3］、变化机理等相关问题的研究［4］；（2）关于水生态分区、水生态功能分区及其相关问题的研究。比如，研究水生态一、二级分区技术［5］、基于水生态健康维护的空间开发管制分区研究［6］、用于水资源管理的多尺度河流环境分类［7］；（3）关于水生态健康评价相关的研究，成果非常多。比如，探讨水生态健康影响因子并进行健康评价和定量分析［8-9］，探讨水生态健康评价的方法应用［10］，对中国重点流域的水生态健康评价［11］、对海岸带生态系统的生态健康评价［12］、湖泊水生态健康评价［13］等。总体来看，关于水生态健康评价相关的内容较多，但针对水生态健康较差流域或区域的科学调控研究不多，特别是针对全国、不同层级区域、不同江河支流的水生态健康保障体系研究较少。基于目前研究需求和国家保障水生态健康的需要，本文在前期研究成果的基础上，研究提出国家多层水生态健康保障体系建设思路和关键问题。

2 水生态健康的内涵及判别准则

2.1 水生态健康的概念及内涵生态健康（或称“生态系统健康）概念的提出大致始于1980年代。类似于人体健康一样，认为生态系统也应该处于健康状态，因此，有必要对生态系统健康状态进行诊断。自生态健康概念提出以来，得到广泛认可和应用，国内外众多学者对该概念和内涵进行了讨论。比如，文献［14］定义的流域水生态系统健康，是指流域水生态系统组成的完整性和生态学进程的完整性；文献［13］介绍了多位学者定义的概念，其中，Costanza 等［15］将生态系统健康总结为6 个方面，即从6 方面来阐述水生态健康的概念。

综合来看，不同学者从不同视角来理解和界定水生态健康的定义，有的定义宽泛，有的定义具体，但大致都强调三个方面：（1）对水生态系统的结构，要求生境和化学、物理、生物过程具有一定的完整性；（2）对水生态系统的功能，要求水生态系统能够为人类稳定提供应有的功能；（3）强调水生态系统在应对外部影响或干扰时能够持续保持应有的结构和功能。

基于以上分析和内涵解读，笔者给出如下定义：水生态健康是指水生态系统良性循环的一种状态，包括水生态系统结构的完整性、为人类社会提供服务的稳定性以及抵抗干扰仍能保持自身结构和功能的持续性。

2.2 水生态健康判别准则水生态健康是一个比较宽泛的概念，到底从哪几方面来判断水生态健康状况；或者说，一种水生态系统状态满足哪些条件后就认为是健康的；以及如何评价水生态健康水平。回答这些问题，都需要寻找其判别准则。根据以上概念和内涵解读，笔者认为，判别水生态健康状况应从以下三个准则入手。当然，针对不同层级或区域的水生态系统可能具有不同的意义和表达指标。

（1）结构完整性。一个健康的水生态系统必然要求其具有较好的、适宜于生物繁衍和维持的生存环境，必然要求其水体具有一定“门槛”的化学特性、物理特性，必然要求其所依附的生物系统持续稳定发展。其主要表象为：所在的生境条件较好，各类生物需要的能量、营养和食物链结构完整，生物具有多样性。总结一句话，即要求水生态系统能够保持生境和化学、物理、生物过程的完整性。这是水生态健康的基础条件。

（2）功能稳定性。在正常情况下，一个健康的水生态系统都应该具有一定的服务功能，并且这些功能应该保持相对稳定性，能够持续为人类社会提供应有的服务。比如，供水、提供鱼类产品、娱乐和生态旅游等产品生产功能，涵养水源、调节气候、净化环境、生物多样性保育等生命支持功能。总结一句话，即要求水生态系统能够为人类社会提供应有的、稳定的服务功能。这是水生态健康的外在表现。

（3）健康持续性。水生态系统的外部环境是不断变化的，水生态系统本身也是不断演替的。一个健康的水生态系统具有抵抗干扰、恢复自身结构和功能的能力，即在不断变化的条件下能抵抗住人类的胁迫干扰和环境变化的影响，能够保持住水生态系统健康的持续性。总结一句话，即要求水生态系统抵抗干扰仍能保持自身结构和功能的持续性。这是水生态健康的内在表现。

3 水生态健康多层关系及协同保障理念

3.1 水生态健康多层关系分析水生态系统的空间尺度差异很大，大到全球尺度、国家尺度，小到生态单元甚至微小生态斑块。不同尺度水生态系统的结构、功能、保障体系等要求都有比较大的差异，因此，应针对水生态系统进行分层、分区研究。

水生态分区、分级方法很多［5］，主要考虑气候、水文和地貌等地理要素，水质、水生动植物、水功能需求等水域特征要素，以及社会经济行政分区要素。本文依据地理要素分区、行政分区相结合的思路，把水生态健康分成5 个层级（如图1），分别是：一级，全国水生态健康，目标是保障全国水生态安全，形成稳定的生态格局，支撑生态文明建设；二级，七大流域、省级行政区水生态健康，目标是符合全国水生态安全和生态格局要求，保障二级区水生态安全；三级，二级支流域、关键湖泊、湿地、自然保护区等地理单元水生态健康，地市级行政区、城市群、大城市等区域水生态健康，目标是符合上一级水生态安全和生态格局，保障三级区水生态安全；四级，三级支流域、重点水功能区、一般湖泊、湿地、自然保护区等地理单元水生态健康，县区级行政区、中等城市等区域水生态健康，目标是符合上一级水生态安全和生态格局，保障四级区水生态安全；五级，小流域、一般水功能区、小规模水域、生态水系等地理单元水生态健康，基层行政区、城市重点区域、小城市等区域水生态健康，目标是符合上一级水生态安全和生态格局，保障五级区水生态安全。总体来讲，下一级水生态健康支撑上一级水生态健康。

图1 水生态健康层级划分及关系

3.2 水生态健康协同保障理念一方面，全国层面水生态健康是由多个下一级水生态健康组成，下一级由再下一级组成，形成一个五层级的水生态健康组成体系；另一方面，水生态系统也是分区的，一般由多个子系统组成的。为了保障水生态健康，需要多层、分区协同进行。

如图2 所示，从三方面提出水生态健康协同保障：（1）多层协同。即五层级协同保障，表现在两方面，一方面，下一层级支撑上一层级，下一层级要符合上一层级的功能定位、制约因素指标约束等要求；另一方面，上一层级带领、把控下一层级，宏观引导和约束下一级管理和调控水生态系统。（2）分区协同。即除要求各分区水生态健康外，还要求各分区之间协同推进，主要包括全国七大流域间协同、流域与区域协同、流域上下游、左右岸协同、不同水生态区之间协同、不同流域或区域之间协同等。（3）多准则协同。即要求三准则（结构完整性、功能稳定性、健康持续性）协同推进，共同保障水生态健康。

图2 水生态健康协同保障原理

4 水生态健康保障体系框架及主要内容

4.1 一般水生态健康保障体系框架任一层级的水生态健康都涉及许多方面，需要多个系统共同作用，形成一个保障体系，来保障水生态健康。基于文献总结和前期研究成果［16］，把水生态健康保障体系概括为“八大系统”组成，如图3 所示，包括监测、评估、诊断、工程、调控、科技、制度、管理共8 个系统。该保障体系适用于各个层级的水生态健康建设，同样需要多系统协同保障水生态健康。

图3 水生态健康保障体系框架

4.2 保障体系的主要内容及关键问题

（1）监测系统。通过水生态监测系统，实时监测水生态变化，是保障体系的“眼睛”。监测内容或手段包括：水位、流速、泥沙含量等水文要素监测，水体物理、化学指标的水环境质量监测，鱼类、底栖动物、浮游生物、水生植物等的水生生物种群、个体数量、群落结构、优势种、生产力等水生生物监测。关键问题是：①空间上，尽可能布设到主要区域，实现系统监测；②时间上，除常规监测外，尽可能考虑到水生态变化特征，实现动态监测。比如，在水体蓝藻爆发时进行实时监测；③手段上，实现常规现场监测与远程自动监测相结合，特别是要采用先进的监测手段，比如，遥感监测，建设智能化监测系统。

（2）评估系统。通过水生态健康评估系统，实时评估水生态健康水平，是下一步采取水生态健康调控行动的“依据”。主要内容包括：建立评估指标体系，确定评估标准、评估方法，构建评价指标数据库，开发评估系统，实现数据收集、传输、储存、评估计算、结果保存与分析于一体的水生态健康评估系统平台。关键问题是：①构建的评估体系的科学性问题，主要涉及评估指标选择、评估标准确定；②评估结果的合理性问题，既要符合理论上的规律，又要符合实际上的认知。

（3）诊断系统。基于水生态监测数据和健康评估结果，通过构建健康诊断模型和健康成因诊断模型，并集成诊断方法和专家知识，诊断水生态健康变化的成因，是水生态健康诊断的“医生”。主要内容包括：确定水生态健康诊断指标，构建健康诊断和成因诊断模型，开发智能诊断系统。关键问题是：要构建科学合理的健康成因诊断模型，这是诊断系统的“大脑中枢”。

（4）工程系统。包括水生态保护、修复采取的一系列工程措施，是保障水生态健康的“硬件”。主要内容包括：水循环利用工程、生态水系治理工程、水生态保护工程、水环境污染控制工程、生态文化休闲观光建设工程以及信息化建设工程等的规划、建设和运行管理。关键问题是：要做好系统规划，重视运行管理。

（5）调控系统。通过协调水生态健康协同保障及其与社会经济发展的关系，对水生态健康进行优化管控，是水生态健康保障体系的“中枢”。主要内容包括：水生态健康调控目标确定，水生态保护与社会经济发展协调关系确定，不同目标下水生态健康调控模式选择，调控系统规划、设计与建设，水生态空间优化管控，水量-水质-水生态联合调度，闸坝和其他水利工程实时调控，突发水污染事故或水生态事件的应急调控，以及调控决策支持系统研发。关键问题是：①水生态健康调控目标和调控方案的确定，需要进行深入研究和论证；②水生态空间优化管控，目前还是难点问题；③水生态健康常规调控与应急调控的结合问题，目前的实践经验较少。

（6）科技系统。包括与水生态健康有关的基本理论、技术方法，是水生态健康评估、诊断、调控等一系列工作进行科学决策的“基础”。主要内容包括：水生态学和水环境学基础理论，河湖健康理论，人水和谐理论，水污染控制技术，水生态保护和修复技术，水生态健康评估技术、诊断技术、调控技术，水生态保护工程建设技术等。关键问题是：①水生态学基础理论研究还比较薄弱，对水生态健康保障的支撑作用还有待加强；②河湖健康理论、人水和谐理论对水生态保护、修复、治理的指导还不够，技术应用的系统性有待完善。

（7）制度系统。依靠水生态保护修复、水污染防治、水资源管理等相关的政策、法律、制度、条例、技术标准，来保护水生态，是实施水生态健康保障的“护符”。主要内容包括：水生态保护修复治理的制度体系框架、水生态保护红线控制制度、水生态补偿制度、建设项目水生态保护制度、水生态损害赔偿制度、公益诉讼制度以及相应的法律体系等。关键问题是：争议比较大的政策制度的制定问题，比如水生态补偿制度。

（8）管理系统。以监测系统和海量数据为基础，对接评估系统、诊断系统、调控系统，构建水生态健康保障管理系统，实现水生态信息共享、对外服务及信息发布，实现精细化管理，是水生态健康应用业务“平台”。主要内容包括：基础信息收集与共享、水生态健康业务功能模块构建、综合决策与服务。关键问题是：业务化功能模块构建和水生态健康综合管理信息系统研发。

5 水生态健康保障体系协同建设思路与建设重点

5.1 总体思路

（1）始终贯彻人与自然和谐共生的思想。人与自然和谐共生，是人类主动与自然界协调好关系实现和谐共生的良性循环状态，它关乎着民族未来、经济高质量发展以及全体人民共同富裕。水生态健康保障体系建设的目标是实现人与自然和谐共生，同时，人与自然和谐共生思想又是水生态健康保障体系建设的指导思想。一方面，保障水生态健康是人与自然和谐共生的最基本要求。坚持人与自然和谐共生的思想，首先要求水生态是健康的，这与水生态健康保障体系建设目标是一致的；另一方面，人与自然和谐共生的思想形成了一套理论体系，能够科学指导水生态健康保障体系建设。比如，坚持“山水林田湖草沙”综合治理思路，坚持节约优先、保护优先、自然恢复为主的思路，都可以应用于指导水生态健康保障体系建设。人水和谐治水思想是人与自然和谐共生理念的一种具体体现，人水和谐论理论方法［17］可以具体应用于水生态健康工作中。

（2）多层水生态健康协同保障思路。一方面，上一级水生态健康会带动、把控下一级水生态健康。也就是，上一级形成的健康水生态格局既会带动下一级，又会把下一级约束在其框架内。可能会出现：从下一级水生态自身来看可能不是最优的，但从上一级全局来看是最优的。另一方面，下一级水生态健康要支撑上一级水生态健康，服从生态“大局”，形成水生态健康分级协同保障体系。

（3）多区水生态健康协同保障思路。由于空间上存在分区特性，根据不同尺度和特性，客观存在着不同区域水生态系统。由于不同分区水生态系统可能有着一定的联系，需要协同建设水生态健康保障体系。比如，七大流域协同才能支撑全国水生态健康，所有地级行政区协同才能支撑全省水生态健康。

（4）多准则水生态健康协同保障思路。如前所述，判断一个水生态系统是否健康，有3 个准则：结构完整性、功能稳定性和健康持续性。既要保持生境和化学、物理、生物过程的完整性，为人类社会提供服务功能的稳定性，又能够在抵抗干扰的情况下保持水生态系统健康的持续性。一个生态系统只有同时具备这3 个准则，才能算上是健康的。因此，3 准则要协同保障水生态健康。

（5）多系统水生态健康协同保障思路。水生态健康保障体系是一个大工程，涉及许多因素，本文总结了“八大系统”，只有这八大系统协同起来才能保障水生态健康。

5.2 主要水生态健康保障体系建设重点按照水生态健康协同保障总体思路，针对主要水生态健康保障体系的建设问题，择要提出关键建设内容，供相应水生态健康建设工作参考。

（1）全国水生态健康保障体系建设。建设重点：基于全国生态空间格局，构建我国水生态健康空间格局和重点水生态区建设布局；整合全国水文、气象、生态环境、自然资源、林业、农业、统计等不同部门的监测网络或数据，构建全国水生态监测系统；开展全国尺度水生态健康评估，建立全国水生态健康评估系统，保持评估工作常态化；在评估的基础上，诊断影响水生态健康的成因，动态制定水生态健康建设规划方案；系统布局全国水生态健康建设骨干工程，并分阶段实施；建设全国层面影响水生态健康空间格局的大江大河和骨干工程的实时调控系统，制定影响水生态健康的重大事故应急调控预案；重点支持水生态健康有关的基本理论研究和关键技术研发；建立健全全国水生态健康法律法规、政策制度、技术标准和管理条例；建设跨部门的水生态健康综合管理系统平台，实现统一管理、协同管理、精细化管理。

（2）七大流域水生态健康保障体系建设。建设重点：基于全国水生态健康空间格局，布局本流域主要水生态区建设框架；在全国水生态监测系统中，整合本流域不同部门的监测网络或数据，重点建设全流域水生态监测系统；建立流域水生态健康评估系统，常态化开展水生态健康评估；诊断影响水生态健康的成因，动态制定水生态健康建设规划方案；布局流域水生态健康建设骨干工程；建设本流域主要水生态区和骨干工程的实时调控系统，制定重大水生态事故应急调控预案；开展水生态健康基本理论研究和关键技术研发；贯彻落实水生态保护修复有关的法律法规、政策制度、技术标准和管理条例；建设跨部门的流域水生态健康综合管理系统平台。

（3）省级行政区水生态健康保障体系建设。建设重点：科学布局本行政区水生态建设格局，建设全区水生态监测系统，常态化开展水生态健康评估，动态制定水生态健康建设规划方案，布局本行政区水生态健康建设骨干工程，建设主要水生态区和骨干工程的实时调控系统和应急调控预案，支持水生态健康基本理论研究和关键技术研发，贯彻落实水生态保护修复有关的法律法规和政策制度，建设跨部门的水生态健康综合管理系统平台。

（4）关键湖泊、湿地、自然保护区水生态健康保障体系建设。建设重点：建设完善的全天候水生态自动监测系统，常态化评估水生态健康水平，诊断影响水生态健康的成因，制定水生态健康建设方案，建设骨干工程，研究水生态健康基本理论和关键技术，贯彻落实水生态保护修复有关的法律法规和管理条例，建设水生态健康综合管理系统平台，实行自动化实时调控。

（5）大城市和城市群水生态健康保障体系建设。建设重点：科学布局本区域水生态建设格局，实时监测水生态状况，评估水生态健康水平，诊断影响水生态健康的成因，制定水生态健康建设规划方案，贯彻落实水生态保护修复有关的法律法规和管理条例，组织建设水生态骨干工程，建设水生态健康实时调控和综合管理系统平台。

（6）小流域、小区域水生态健康保障体系建设。建设重点：实时监测水生态状况，评估水生态健康水平，诊断影响水生态健康的成因；按照有关部门规划，建设水生态保护、修复和小流域治理工程；贯彻落实水生态保护修复有关的法律法规、政策制度和管理条例；按照上一级流域或区域规划和管理系统平台，实时调控和管理水生态健康保障的相关事宜。

6 结语

本文基于笔者前期工作基础和前人的文献总结，阐述了水生态健康的概念及内涵，提出了判别水生态健康的3 个准则；构建了水生态健康5 层级划分方案，并阐述了5 层级之间的关系，提出了水生态健康协同保障的理念；构建了一般水生态健康保障体系框架，包括八大系统；阐述了水生态健康保障体系协同建设的总体思路以及主要水生态健康保障体系的建设重点，可为全国和各级水生态区健康保障体系建设提供参考。

由于水生态健康问题复杂，涉及因素多，不同层级、不同分区水生态系统相互交织，水生态健康保障体系建设任重而道远，本文仅仅讨论了一个初步成果，构建了一个初步框架，还需要在实践中不断检验和改进，期待广大学者提出宝贵意见，共同努力促进水生态健康建设，实现人与自然和谐共生。