基于主客观数据的苏州河水生态系统状况综合评估研究

卢智灵

（上海市水利管理事务中心（上海市河湖管理事务中心）上海 200002）

0 引言

水生态系统是涵盖水生生物和水环境在内的综合体，在维持生物多样性、调节区域气候以及支撑人类社会发展等方面发挥了极其重要的作用［1］。河流作为最常见的水生态系统，在自然界中扮演了生物栖息场所、选择性过滤屏障、物质能量通道等多种角色［2］。然而，由于人类活动的强干扰对河流带来的负面影响超出其可承受限度，部分流域生物多样性减少、生境破碎等问题不断出现［3-6］。

目前，国际上已有兼顾科学性与可操作性的水生态评价体系［7-9］，从水文、栖息地等方向开展评估，但相关指标更适用于人为干扰程度较低的河湖生境，对于城市河流生态系统的适应性较弱［3］。生物监测可以利用生物个体、种群或群落在不同环境条件下的变化来指示生境的污染状况［10-11］，已有研究人员在水质监测［12］、鱼类群落或多样性［13］、浮游植物［14］、底栖动物［15-16］、着生生物［17］等方面开展了苏州河生态质量评估研究。本文基于主客观数据综合分析苏州河水生态系统状况，以期为国内河流评估与管理工作提供参考。

1 研究区域概况

苏州河全长125 km，其中上海境内53.1 km，平均河宽约40～50 m。1956—1978 年间，苏州河黑臭由中段蔓延至中上游，进而进入全线黑臭。20 世纪90 年代后，上海市先后实施了3 期苏州河环境综合整治工程，水质整体趋于好转。2019—2022 年间实施了第4 期工程，日前消除干流劣Ⅴ类水目标已基本实现。

2 数据分析方法及资料收集

大型底栖无脊椎动物、着生动物等数据来源于上海市环境监测中心数据；鱼类数据来源于上海市生态环境局鱼类专项调查；浮游植物状况为现场采样。公众感知情况采用网上问卷形式，有效问卷104 份。

2.1 数据采集断面的设置

对浮游植物、着生动物、大型底栖无脊椎动物，在干流共设置了7 个采样断面：赵屯（S1）、白鹤（S2）、黄渡（S3）、华漕（S4）、北新泾桥（S5）、武宁路桥（S6）、浙江路桥（S7）。对水生植物群落状况的调查在上游段［市域边界线—安亭上海汽车博览公园（蕰藻浜河口）］、中游段［安亭上海汽车博览公园（蕰藻浜河口）—环西一大道（外环线）］和下游段［环西一大道（外环线）—苏州河黄浦江河口］各设置3 个长1 km 的调查样段（图1），记录调查点位附近高等水生植被种类及盖度。

图1 苏州河分段示意图

2.2 计算方法

浮游植物和着生动物均采用了Shannon-Wiener 生物多样性指数（H）以确定河流清洁情况，并计算了浮游植物的Margalef 物种丰富度指数（D）。大型底栖无脊椎动物采用了Goodnight 修正指数（GBI）来评价河湖清洁情况。

3 结果

3.1 浮游植物

2022 年6 月调查到苏州河浮游植物共计16 种，平均数量为1 117 万个/L，平均生物量为6.54 mg/L。其中蓝藻门7 种，硅藻门4 种，绿藻门3 种，金藻门和裸藻门各1 种，绝对优势种为铜绿微囊藻。平均丰富度指数为0.74，多样性指数为0.54（图2）。

图2 2022 年6 月各站点浮游植物数量、生物量和指数分析图

3.2 着生动物

2021 年，苏州河干流7 个断面共检出着生动物21 种，平均栖息密度为19.29 个/cm2，其中浙江路桥栖息密度最高（64.10 个/cm2），白鹤断面最低（1.93 个/cm2）。各断面种类数在8～12 种间，优势种为钟虫（Vorticella）等。Shannon-Wiener 生物多样性指数评在1.07～1.88 间波动，均值为1.42，总体水质生物学评价为中污染。

3.3 鱼类

2019 年，上海市生态环境局鱼类群落专项调查共采集到定量和定性鱼类样本10 102 尾，隶属于8 目15 科37 属45 种。8 个目分别为鲤形目、鲈形目、鲇形目、鲻形目、鲱形目、鳗鲡目、颌针鱼目和合鳃鱼目。空间上，上游段调查到鱼类28 种，中游段37 种，下游段22 种。

3.4 大型底栖无脊椎动物

2021 年，苏州河干流各断面共检出底栖动物22 种，栖息密度均值为969 个/m2，年均生物量为228 g/m2。软体动物10 种、环节动物7 种、甲壳动物4 种、昆虫幼虫1 种。栖息密度上占优势的主要为霍甫水丝蚓，生物量上占优势的主要为铜锈环棱螺。2021 年苏州河各断面的Goodnight 指数在0.04～0.98 间波动，平均值为0.51，为轻污染。

3.5 水生植物

现场调查到高等水生植物6 种，包括4 种挺水植物（芦苇、菖蒲、水生美人蕉、蒲苇）和2 种典型入侵物种（凤眼莲、喜旱莲子草）。空间上，上游存在少部分自然生长的芦苇，中游和下游的芦苇、菖蒲和水生美人蕉为人工种植。沿岸有少量入侵物种，喜旱莲子草生长在下游提防凹槽内，中上游存在零星凤眼莲，全段河面有水葫芦漂浮。

3.6 公众感知情况

鱼类方面，13.46%的受访者认为苏州河的鱼类数量多，60.58%的受访者认为苏州河的鱼类数量一般，25.96%的受访者认为苏州河的鱼类数量少。

水鸟方面，17.31%的受访者认为苏州河的水鸟数量多，45.19%的受访者认为苏州河的水鸟数量一般，37.50%的受访者认为苏州河的水鸟数量少。

水草方面，1.92%的受访者认为苏州河的水草数量太多，73.08%的受访者认为苏州河的水草数量正常，25%的受访者认为苏州河的水草数量太少。

苏州河河水透明度方面，32.69%的受访者认为苏州河水透明度清澈，52.88%的受访者认为苏州河水透明度一般，14.42%的受访者认为苏州河水透明度浑浊。

河水颜色方面，42.31%的受访者认为苏州河水颜色优美，53.85%的受访者认为苏州河水颜色一般，3.85%的受访者认为苏州河水颜色异常。

4 讨论

4.1 苏州河水生态系统状况综合评估

苏州河水生生物状况反映出河流生态系统的生态状况一般，有待进一步改善。

浮游植物方面，调查中绝对优势种均为铜绿微囊藻，一方面与夏季蓝藻大量生长繁殖而造成水华现象有关［19］；另一方面是由于采样点附近商业、生活污水流入苏州河带来的有机污染使浮游植物大量繁殖。空间上，丰富度和多样性指数反映了浮游植物状况在各河段差异较小，在上游和中下游北新泾桥附近常出现高值，低值出现在下游浙江路桥附近，说明苏州河进入市区后，工业、生活污染导致浮游植物种数降低。

着生动物方面，总体水质生物学评价为中污染，中游段最差。原因可能是上游排入污水少、受干扰程度低而水体更新速度快；而下游虽累积了来自中上游的污染，但河口开闸时黄浦江水提供了一定缓释作用。

鱼类方面，上游和中游段鱼类群落结构稳定，物种相对丰富，但苏州河鱼类物种数为历史最高物种数的72.58%，仍有待提升。

大型底栖无脊椎动物方面，GBI 指数反映的总体水质生物学评价为轻污染。在生物量上占优势软体动物铜锈环棱螺对中度污染水环境有一定耐污性，表明从群落特征来看生态状况仍需继续改善。空间上，苏州河下游断面的寡毛类有较高检出率，反映了较上中游河段而言水生态状况仍较差。

水生植物方面，苏州河高等水生植物多样性低。上游零星有自然生长植物，下游段水生植物物种和数量较多，均为人工种植。

4.2 主客观数据在水生态系统评估中的适用性探讨

水生生物数量、种类、分布等信息对水体有很强的生物学指示作用［20］，而公众生态感知状况也可评估河流健康和生态服务供给，主客观数据比较可以反映居民期望与现实之间的对比结果［21］。

鱼类状况方面，大部分公众认为苏州河的鱼类“数量偏少”，这与中下游河段鱼类种类、数量较少的客观调查结果契合。原因一方面在于，大部分居民可达河段集中在中下游，受高强度人为干扰的河流生境给鱼类正常生存带来负面效应影响；另外河水透明度不高，鱼类无法被直接观察，也是另一方面原因。

水鸟状况方面，绝大部分公众表示水鸟数量“正常”或“偏少”，主要是与公众常接触的中下游河流滨岸带多混凝土等砌成的护脚，护坡倾角基本为90°，自然特征退化而减少了鸟类栖息空间。

河水透明度方面，公众大多对苏州河水透明度表示满意，苏州河富营养化状况尚在较好的控制范围内。

河水颜色方面，绝大部分受访者认为苏州河“优美”或“正常”，与河水透明度项的调查结果相对应。

综上，有关苏州河干流的主观和客观数据之间存在着一定对应关系。公众评价可以在一定程度上反映水生态系统的社会服务水平；而着生动物、鱼类、大型底栖无脊椎动物等客观项目也能为公众的生态感知结果作出科学解释。因此，为全面摸清苏州河水文生境、水环境要素等水生态家底，需要主观客观兼并考虑，科学、多元地进行评估，这对于后续合理分配资源、提高河流生态服务水平也具有重要意义。

5 结语

本文分别从客观水生生物监测指标层面以及主观公众生态感知状况层面评估了苏州河水生态系统健康状况。客观数据显示，苏州河水生态系统情况一般，有待进一步改善；空间上上游段相较于中、下游段的水生生物状况更佳。但由问卷调查所得到的公众主观感知结果显示大部分居民对于苏州河的生态现状表示满意，认为苏州河在鱼类数量、河道垃圾等方面仍有提升空间。主观与客观数据相结合，有利于综合反映河流生态系统生态状况。