水生态监测评价方法分析

刘增彩

（黔西南生态环境监测中心，贵州 兴义 562400）

0 引言

随着自然环境保护上升至国家战略高度，在生态环境建设与恢复工作中，水环境保护与治理已成为重要内容。为促进水环境高质量发展，切实维护水生态系统健康，规范落实水生态监测的同时，还要使用合适的评价方法，探讨现有不足，分析流域水生态监测发展方向，优化水生态环境建设、保护方案。

1 贵州省水生态监测情况

按照“十四五”印发的有关于地表水、控制环境质量等监测网设置方案通知文件要求，贵州省开展地表水环境质量监测工作，本次例行监测主要以人工监测为主，主要目的在于掌握水质类别和超标情况。此次地表水生态监测工作以湖库、河流等为主，包括兴西湖水库、围山湖水库、木浪河水库、法泥水库、鲁皂水库等，重点监测水环境污染与超标成分，同时结合水体水质、生物多样性等指标开展综合评价，明确其丰富度、均匀度、多样性指数。在工作方式方面，本次监测具体承担三江口、蔗香北、蔗香南、坡脚、发耳、小云尚大桥、边外河、界牌、顶换村、甲茶、从江大桥、井郎村大桥、清水铺、清池、鲢鱼溪、长沙、坡渡、茅台、郭扶镇、洪渡河入河口、两汇水、太平渡、南洞沟、下干溪和鱼市等25 个断面流量监测[1]。

具体监测项目包括常规五参数、高锰酸盐指数等，部分水站增测叶绿素a、藻密度、粪大肠菌群和重金属等指标。每小时监测一次常规五参数，每4h 监测一次理化指标。从2014—2023 年，贵州省率先开展河流、湖库等生态状况评估工作，针对河流、湖库生态健康状况，评估水体不良构成超标率，包括氨氮、总大肠菌群等，明确水质类别等，评价标准因地制宜，科学掌握水体健康情况。

2 贵州省水生态监测方法及监测分析评价

2.1 水生态监测方法

2.1.1 方法分析

所谓水生态监测，主要是指监测水生态要素并收集相关数据，具体要素包括水质、水文、水生生物等，根据数据分析评价监测对象的生态环境现状与变化趋势，夯实水生态系统恢复、保护等工作的支持基础。作为新时期下保护水生态系统，促进水生态环境恢复、可持续发展的重要工作，与传统水环境监测不同，当前时代背景下的水生态监测方法更注重生态系统的完整性，强调水环境因子对生物的影响，以及水生生物对水生态条件的适应。因此，目前常用的水生态监测方法及其优缺点如表1 所示。

表1 水生态监测技术

2.1.2 方法内容及应用

在本次水生态监测过程中，主要将指标分为3 类，分别为生境、生物与理化，不同类别包括的指标内容存在差异。目前，贵州省开展的水生态监测工作中，生境指标包括水生生物、水深、水质类型等；生物指标包括浮游植物等；理化指标包括地表水环境质量标准等。除此之外，还配合土壤生态监测进一步提高水生态监测的科学合理性。一般情况下，水生态监测常用方法是“水质自动监测+常规监测”，其中，常规监测包括常规监测和自动监测，从1973 年至今，常规水质监测方法不断发展、丰富，相关质量标准也相应调整。目前，环境管理部门建设了较多水质自动监测站，常规监测中的自动监测系统的应用愈发广泛，已成为我国水环境监测网络的重要组成部分。

在本次监测工作中，主要采用常规监测技术，项目内容涵盖多项必测指标、选测指标与特定指标，包括氨氮、氰化物、水温、酸碱值、叶绿素、溶解氧、化学需氧量、阴离子表面活性剂、高锰酸盐指数、硫化物、生化需氧量、氟化物、总磷、总氮、金属分子、挥发酚、石油类、粪大肠菌群、透明度等。监测期间，严格按照《地表水环境质量标准》规定的标准方法进行。《近岸海域水质自动监测技术规范》是自动监测项目开展基础，主要涵盖必测指标、选择指标，严格按照规定落实相关工作。而且，自动检测方法主要应用于水质监测方面，在本次监测项目中，监测范围根据环办监测函〔2019〕532 号文件要求，通过当地水质自动监测站点实现。其自动化还体现在数据报送方面，借助水质监测质控和应急平台、省中心数据平台，实现水质监测数据的实时自动上传。定性监测与定量检测是生物指标监测的主要类别，从本次项目开展情况来看，贵州省在开展水生态监测工作时，仍以传统人工采样监测为主，在浮游动物、植物方面，种类的检定与计数以镜检法技术为主，生物量估算以体积法、称重法、经验公式法为主，其中涉及少量镜检解剖。着生生物的监测与分析以藻类为主，选用的检测技术为烧片法，通过镜检样品实现对计数的准确鉴定。在对大型水生维管束植物进行监测时，主要以调查、观测为主，通过采集典型样品开展实验室鉴定分析与测量称重，实现对相关信息数据的准确把握。在对浮游植物进行监测时，主要选用光谱分析法对植物中的藻类叶绿素加以测定，结合使用图像识别技术辅助鉴定藻类。在当前时代背景下，信息技术、人工智能技术的快速发展，使得水生态监测技术水平不断提高，并极大地提高了水生态监测的效率和准确性。但是，本次监测工作将先进技术主要应用于数据传输方面，水生态监测新技术应用稍有欠缺，现有监测指标体系和频次不够完整、系统[2]。本次监测项目中，应用落实的方法标准如表2 所示。

表2 方法标准

我国也在水生态调查与河流健康评估中构建了适宜我国河流的生境评价指标体系。因此，本次水生态监测期间，还参考了《河湖健康评估技术导则》《河流水生态环境质量监测与评价指数指南》，为监测工作的开展提供了形态结构完整的指标支持，两种指标体系在生境监测方面均选取了河岸带稳定性、河岸带人工干扰（人类活动强度）等高频应用参数。在生境监测中，结合使用无人机、人工现场调查等获取不同尺度特征参数的方法，依托于技术优势整合，提高监测效率与质量。此外，落实“9+X”监测指标，其中，“X”为特征指标，包括基本指标的同时，还包括标准限值类指标，并根据当地水体污染防治工作落实灵活、动态调整。其中，基本指标以人工检测为主，每月监测一次，“X”特征指标以人工监测为主，检测频次与基本指标的相同[3]。

2.2 监测分析评价

对于水生态监测而言，开展监测分析评价时，可选用的评价方法丰富，常用的评价方法及其优缺点如表3所示。

表3 评价方法优缺点

在地表水方面，应用较为广泛的环境质量考核评价多以分离常规监测为主，部分断面同步推进水质在线自动监测与常规手工监测相结合的考核方式。在本次水生态监测评价分析中，选用以个体为基础的群落层级评价体系，其中包括指示生物、污染指数等。开展群落层级的多样性评价分析工作时，主要围绕其丰富度、多样性指数和均匀度开展分析与讨论，以此得到完整性评价结果[4]。

从河流生态与环境基础科学研究和水资源管理的角度来看，鱼类完整性指数的应用愈发成熟。以底栖动物为例，作为当前时代背景下应用较为广泛的指示生物，物种丰富度、类群丰富度等是其常用评价方法；在水生态环境监测评价分析的浮游生物方面，可选择群落层级多样性评价、以硅藻为指示生物的评价指数方法等，常用指标、指数有生物硅藻指数、水环境腐殖质指数等。通过运用完整描述生态系统及呈现其变化的指标开展评价分析工作，能够获得每种生物指标值，明确其分布范围和变化，促进当地水生态评价指标体系的持续化完善，促进水环境保护工作的高效开展。

3 新时期下水生态监测评价建议

3.1 夯实水生态监测基础网络信息

新时期下，为满足不断发展的水生态环境监测与评价分析工作，应结合时代特征，不断夯实地方水生态检测基础网络信息。例如，相关部门可整合现有信息化平台，从中整理大量信息搭建数据库系统，在每次水生态监测评价分析后，对数据库加以更新。通过监测数据与评价结果的分类存储，确保各项工作均有健全的水文水质资料做支撑，以便更好开展水生态保护、治理与恢复工作[5]。此外，扩大网络覆盖范围，落实统一监测、评价指标，促进环境监测与分析评价工作的有序展开，保证作业质量与效果。

3.2 提升自动在线监测水平

为进一步提高水生态监测评价效率，可以通过整合应用BIM、遥感、人工智能等先进技术，依托于可视化模型、全自动智能控制系统等，不断提高水生态监测工作的自动化水平，将线下工作挪至线上，依托于混合监测方式不断提高现有水生态环境监测与分析评价方法的标准化程度，满足不断发展、变化的环境保护、治理、恢复等需求。

3.3 因地制宜出台法律约束

为进一步提高水生态监测与评价分析质量、效率，地方应结合当地实际情况，有机整合区域性管理和流域性管理，从贵州省水域环境特点出发，加强生活用水排放管理，依托于相关法律法规的出台和约束，规范指导水生态监测评价工作。

4 结语

综上所述，新时期下，开展水生态监测与评价分析工作时，应注重现有规章制度的参考应用，并加强信息化建设，夯实水文等各类数据基础，加大对新型监测与评价方法的研究与推广应用，以此提高水生态监测质量、效率，满足地方水生态建设要求。