浅谈水生态系统健康评估

余芬芳 阮 伟 段昌兵

（1 武汉中科水生环境工程股份有限公司 湖北武汉 430071 2 武汉市城市建设投资开发集团有限公司 湖北武汉 430070）

引言

由于受到过度的开发和利用，目前我国湖泊富营养化范围不断加大、程度加剧、进程加快。为修复湖泊水体生态系统功能，改善水环境质量，很多湖泊开展了相关的综合治理工作。各湖泊实施的综合治理工程主要包括截污控源和生态修复两大类工程，控源截污工程主要针对岸上点源和面源、及湖泊内源进行治理，削减污染负荷，包括清淤、管网建设、合流制改造、排口整治、垃圾清理、调蓄池建设等一些列措施。生态修复工程主要是在控源截污的基础上对湖泊生境的营造及关键物种的重建或恢复，主要工程包生境营造、水生植物种植、水生动物放养、群落的调控优化等措施，当这些关键物种存活、生长、繁殖，且有机组合形成网状结构后，才能构建成真正的健康稳定的水生态系统。后续对湖泊进行健康评估，显得十分重要，确保湖泊水生态系统朝着正确的方向发展。

1 水生态系统健康的内涵

水生态系统健康主要是通过恢复水体的物理、化学和生物完整性，维持水体的自然结构和生态功能。湖泊水生态系统健康是指湖泊内的组织结构完整，受到人为或自然干扰后能自我平衡，自我修复，从而保持原有的状态[1]。其物质循环、能量流动和信息传输方面不因外界的干扰而损坏，生态系统具有较高的稳定性和复杂性，充满活力并能维持系统各组成成分之间的平衡。目前现有的评价标准偏重于水质监测，但水质仅仅是湖泊水体评价的一个重要方面，仅靠水质来评价湖泊的水体环境情况是不够的，缺少相关生态评价指标就很难真实地评价湖泊的健康水平，也不能很好的推动湖泊的生态修复。良好的生态系统可维持湖泊的长治久清，现行的湖泊水体评价标准侧重于考核水体的水质指标和营养水平。湖泊在未形成良好生态系统的情况下，当污染物聚集、浮游植物繁殖厉害，水质往往又会恶化。湖泊健康对人类的生存和发展越来越重要，是重要的物质基础和保证，做好湖泊水生态健康评估对湖泊管理也有重要的作用。

2 实施水生态系统健康评估的意义

实施水生态系统健康评估对湖泊朝着健康的方向发展具有重要意义，主要表现在[2]：

（1）相比目前单纯的水质评价可以更加全面深入的了解水体健康状况；（2）生态评价指标能真实地评价湖泊的健康水平，推动后续生态修复的实施；（3）积累历史资料对了解生态系统发展和演变过程具有重要意义，其评价结果能一定程度上为推测湖泊生态演变趋势和空间分布情况、总结生态时空变化规律和特征提供依据；（4）指导水体及水生态的管理，有助于水体生态评价标准的制定积累经验；（5）指导生态修复工程的设计和实施，为湖泊生态修复提供依据；（6）评价水体生态修复技术和生态修复效果，为充分发挥水生态系统的自然价值和社会经济价值提供依据；（7）有助于分析流域生态与流域自然特征、人类活动之间的相关关系。在保证社会、经济、生态良性发展的前提下，合理的规划水资源利用、土地利用、污染物排放、水利工程等活动。从而使流域内水生态系统向着良性、健康的方向发展。

3 水生态系统健康评估内容

要评判生态环境好还是不好，需要的是系统思维，多维尺度。水生态系统健康评价主要通过生态监测手段进行实地监测，然后通过监测结果进行处理分析，利用分析结果评价水生态系统的状态。水生态系统的结构决定了生态监测的内容。完整的生态系统监测，空间尺度上须考虑流域、廊道、斑块不同层次监测的需要。每个层次上须通过生境、水质和生物指标各方面要素来进行评价。

生境指标（如湖泊水深、形态、植被覆盖度、底质状况、湖滨带状况、水体更换周期、水文形态、水资源利用及服务功能状况等）主要侧重于水文条件、地貌学特征等对于生物群落的适宜程度。水文条件的评估能了解各种水生生物可能利用的有效生境面积，是评估的一个重点要素，不同的水文条件可能通过自然选择影响生物群落的结构；地貌学特征是生境评估的重要因素，不同的地貌性质特征对水生生物的生活习性有较大的影响，其变化可导致生态系统生物群落结构发生改变。

水质指标（如水温、透明度、溶解氧、全盐量、酸碱度、总氮、氨氮、重金属、有机物、叶绿素浓度等）是反应湖泊水体水质最直观的指标，水质对于水生态系统的重要性不言而喻，能较直观了解水体水质情况和营养状况，良好的水质是保证水生生物生存与生长的基础条件，因此，现阶段各湖泊的监测也主要侧重于水质指标的监测。

生物指标（如浮游植物、浮游动物、底栖动物、鱼类的群落结构，水生高等植物、水禽类等）主要以水生动植物和微生物指标来体现[3]，生物指标的监测可与水质指标协同运用，并设定生态评价指标综合评级办法。

水生态系统健康评估主要内容及主要方法参考如表1[4]。各项指标可协同监测，根据监测结果设定生态评价指标应用范围和综合评级办法，最终评估邀请国内外的拥有相应评估能力的专家、技术机构以及科研机构进行综合评估，从而指导生态修复工程的设计和实施，使流域内水生态系统向着良性、健康方向发展。

表1 水生态系统监测基本内容与要素

4 水生态系统健康评估实施历程

水生态健康评估是近些年才被大家重视，其发展实施历程时间相对较短。2008 年，水利部明确表示，将水生态监测列入“水质监测”和“水功能区”及取退水水质监督管理”等经常性业务工作之中，并在国内重点湖泊进行试点。水生态健康监测是水生态健康评估的基础，自此，水生态健康评估在全国拉开了序幕。

2009 年，水生态监测试点扩大至33 个区域，涵盖了太湖、巢湖、滇池、洪泽湖等重点湖库。

2010 年，水利部印发《河流健康评估指标、标准与方法（试点工作用）》等文件，全国范围内正式启动河湖健康评估试点工作，水生态监测与健康评价成为工作重点，在全国陆续推广开来。

2012 年，哈尔滨市为保护松花江流域水生态环境颁布了《哈尔滨市水生态监测条例》，此条例成为全国首部规范水生态行业的管理法规，其实施具有较大的参考及指导价性意义。

2013 年，水利部水文局召开水生态监测工作座谈会，明确水生态监测工作是当前和今后一个时期水文部门必须深入推进的重点工作。

2018 年，水利部党组提出“水利工程补短板”的总基调，强调补齐生态修复短板是其中重要任务之一，并明确指出“在生态方面提出可量化、可操作性的指标和清单”。

2020 年，水利部发布 《河湖健康评价指南（试行）》。同时北京发布《水生态健康评价技术规范》。之后其他区域陆续发布各地方的技术规范，水生态健康评估在各地区逐步推广开来，也逐步受到认可。

2021 年，生态环境部也作出新的要求，后续要基本实现以“自动监测为主、手工监测为辅”的水环境质量监测与评估的体系。到“十四五”末期，预期能初步构建水生态监测技术体系，探索由常规理化指标评价向水生态环境综合评估的转变。

5 水生态系统健康评估实施情况

目前全国已有很多湖泊完成控源截污及生态修复工程，其治理效果已有初步成效，在此基础上也有部分地区已逐步开展水生态健康评估的工作，部分城市开展情况如下[5]。

（1）江浙沪地区。在上海，目前同济大学、上海海洋大学、上海师范大学等科研单位联合地区职能部门对黄浦江、淀山湖、金泽水库及上海中小型河道等水体已开展进行水生态系统健康评估工作，且这些水体的生态系统健康评估相关的监测指标已处于常态化水平。期间，通过这些指标的监测也产生了技术和科研产出，并已用于周边地区进行推广应用。在浙江，西湖一直是全国各科研单位重点关注的湖泊，西湖管理处联合各科研单位对西湖水域实施了一系列水生态修复工程并进行了长期的生态系统各指标的监测。实施生态修复期间，也遇到了一些技术瓶颈，如针对西湖水体富营养化和水生态退化等重要问题，科研团队研发出了基于香灰土底质改良的水生植物修复技术、沉水植物种群筛选与扩繁技术、人工干预-系统自调控植被管护等技术。通过后期生态系统各指标的长期监测，提出了低等藻类异常增殖控制技术、沉水植物恢复与群落优化调控等技术。这些技术的形成对其他湖泊的治理及生态监测均具有较大的指导意义。也因此西湖打造了一平方多公里的“水下森林”景观，形成了稳定的沉水植物群落，水体透明度、浮游植物和浮游动物、水生植物多样性均明显提高，具有显著的生态效益。（2）湖南地区。在长沙，松雅湖国家湿地公园受到人们的青睐，它是以退田还湖人工恢复形成的淡水湖泊，其治理也几经波折。该湿地公园由湖泊湿地、沼泽湿地和人工湿地三大湿地类型组成，2010-2014 年期间，其水质较好，水生态系统稳定性也较高，出现了烟波浩渺、候鸟飞舞的景象。2015 年以后，因外部原因导致水质逐渐恶化，松雅湖管理局因此开展了一系列的生态修复工程，实施完成后，水质逐渐转好。松雅湖管理局在后期运维中开展进行了生态系统的监测，通过日常的水生态系统监测和评估，为松雅湖的水生态系统的健康提供了有效的支持，湿地公园重现了良好的湿地景观，水生态系统逐渐稳定。（3）安徽地区。在合肥，位于合肥市高新区柏堰湖也是人们重点关注的对象，柏堰湖系大蜀山分干渠灌区反调节小Ⅰ型水库。前期因水质较差，水环境不容乐观，相关部门启动了一系列的生态修复措施，工程实施完成后，水质逐渐转好，透明度较高，生态系统趋于平衡和稳定。为保证湖泊维持良好的状态，2016-2017 年期间，依托于各科研院所，管理单位对柏堰湖进行水质（每月），水生态系统（季度）的调查及评估，分析维护期间出现的问题并根据监测情况作出有针对性的措施，这一系列的工作为柏堰湖的水生态系统稳定做出了较大支持。（4）湖北地区。目前，武汉市的重点湖泊均开展了一系列的治理工作，如何维持湖泊治理后稳定的水质和健康的生态系统显得尤为重要。全国政协委员中科院水生生物研究所研究员徐旭东表示，治理湖泊要先截污、破除围网、治理面源污染，促使水质好转，但这只是湖泊治理的第一步，恢复良性生态系统才是十分关键的一步。迈出“第二步”，才能让湖泊形成自我净化能力。而维护良好的生态系统需要对生态进行全面监测，只有进行全面的监测才能真实地评价湖泊的健康水平，因此，他呼吁相关部门应该推动建立内陆水体生态评价标准，促使湖泊恢复良性健康的生态系统。

结语

良好的环境是新时期人民群众对美好生活的期盼之一。通过对已经实施污染治理的湖泊进行水生态系统健康评估，可以为建立地区水生生物种质资源库提供宝贵资料，并逐步建立地区水生态系统评价体系及标准。加快设定地区水质评价标准为国家拟改革的地表水环境质量标准提供宝贵数据来源。促进水生态修复行业的技术发展与革新，并逐步向其他地区推广。