長江流域開展經常性水生態監測的必要性與可行性研究

李鍵庸?馬沛明?史方

摘 要：從國家戰略、行業改革和強化履職等三個層面論述開展長江流域經常性水生態監測的必要性，對流域水生態監測的現狀與問題進行分析，綜合考慮現有工作基礎和條件，提出長江流域經常性水生態監測的目標、內容和效益，以期為長江流域經常性水生態監測的實施提供依據，保障流域社會經濟可持續發展。

關鍵詞：水生態;水生態監測;長江流域

中圖法分類號：X835? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ?DOI：10.19679/j.cnki.cjjsjj.2020.0207

多年來，受水資源開發、水域污染、過度捕撈、航道整治、岸坡硬化、挖砂采石等人類活動影響，長江生物多樣性持續下降，水生態系統結構和功能退化，水生生物生境和水環境健康情況不容樂觀。雖然國家各部委針對長江流域的水生態和水環境問題開展了一系列監測評價工作，但是長江流域的水生態監測體系仍不健全，存在缺乏頂層設計、監測標準化和信息化程度低、監測能力有短板等問題。開展長江流域經常性水生態監測勢在必行，這不僅是貫徹落實黨的十九大精神，推進生態文明建設和實施長江經濟帶發展戰略的需要，還是補齊水利行業生態短板的重要措施，為流域綜合管理、流域綜合規劃以及流域水生態保護與修復的實施提供技術支撐。

1 開展流域水生態監測的必要性

1.1 是全面貫徹“共抓長江大保護”國家戰略的必然要求

黨的十九大將生態文明上升為中華民族永續發展的千年大計，明確指出，應加大生態系統保護力度，提升生態系統質量和穩定性。習近平總書記考察長江經濟帶時指出，推進長江經濟帶發展必須從中華民族長遠利益出發，共抓大保護、不搞大開發，在堅持生態環境保護的前提下，推動長江經濟帶科學、有序、高質量發展。國務院2016年印發的《長江經濟帶規劃發展綱要》指出，要“建立生態環境硬約束機制”和“強化日常監測和監管”。2018年，《國務院辦公廳關于加強長江水生生物保護工作的意見》指出，要“全面開展水生生物資源與環境本底調查，準確掌握水生生物資源和棲息地狀況”。經過不懈努力，長江流域水資源與水生態環境保護體系逐步構建，但與推動長江經濟帶高質量發展的要求仍有較大差距，流域生態功能退化依然嚴重，近30%的重要湖庫仍處富營養化狀態，長江生物完整性指數到了“無魚”等級，水生態環境保護壓力持續增大。開展長江流域水生態經常性監測，有助于摸清流域不同時空的水生態變化狀況，為有效開展水生態保護和修復工作奠定基礎。

1.2 是水利行業改革及補齊水生態保護短板的重大舉措

2014年3月，習近平總書記在中央財經領導小組第五次會議上提出“節水優先、空間均衡、系統治理、兩手發力”的新時代水利工作思路，指明了推動人口規模、經濟社會發展與水資源、水生態、水環境承載能力相適應、相協調的空間均衡目標，以及管水治水需采取系統思維、綜合理念。2018年，水利部黨組提出了“水利工程補短板、水利行業強監管”的水利工作總基調，強調補齊生態修復短板是其中重要任務之一，并明確指出“在生態方面提出可量化、可操作的指標和清單”。目前，長江水資源開發面臨的制約因素已從過去的技術制約和資金制約轉變為現在的生態制約。流域梯級水庫聯合調度如何滿足庫區及下游水生態需求，河湖健康水生態水環境狀況評價指標如何構建和實施，河湖生態修復的實施和評估成為亟待解決的重要問題。開展長江流域水生態經常性監測，深入認識水生態問題、深入研究生態制約及協調對策，是協調長江水資源開發和水生態保護之間矛盾所必需的，對于保障水資源配置工程效益、實現梯級聯合優化調度、科學支撐水利事業改革發展具有重要意義。

1.3 是履行流域管理職責提升綜合管理能力的具體行動

近年來，長江委著力于流域水生態保護與修復，在流域水生態綜合調研、河湖生態水量（流量）保障、河湖水系連通、重要生境保護與修復、岸邊帶生態修復、水庫生態調度、過魚設施設計與建設和人工增殖放流等方面開展了一系列工作。然而，由于長江生態系統和生態問題的復雜性，以及流域水生態監測基礎信息的缺乏，導致部分工作的成效和進一步開展受到限制。開展長江流域水生態經常性監測，探索水文、水資源、水環境和水生態的綜合監測和耦合分析，提升流域管理綜合能力，能更好地履行和強化流域機構職能，實現系統思維管水治水，有效支撐流域管理和“四個長江”建設。

2 長江流域水生態監測現狀和問題

2.1 長江流域水生態監測現狀

水利部、生態環境部和農業部等部委，中國科學院、農業部和教育部下屬研究機構，以及長江各省市的水利、環保和農業等部門根據不同職能和工作需要，先后在長江流域開展了水生態監測和研究活動。20世紀50年代，相關院所開展長江中游淺水湖泊水生生物資源監測與評價，調查了湖泊形態特征與湖泊水生生物的演替規律;60年代，相關院所聯合沿江主要省市共同完成長江水產資源調查;80年代，中國生態系統研究網絡在武漢成立東湖生態系統試驗站，開展湖泊生態調查;90年代，“長江三峽工程生態與環境監測系統”建設正式啟動，為三峽工程建設和運行對長江流域水生態系統的影響積累了大量科學數據。水利部自2008年以來明確將水生態監測列入“水功能區、省界水體及取退水水質監督管理”和“水質監測”等經常性業務工作，長江委在金沙江上游、三峽水庫、長江干流宜昌—枝江段、赤水河和烏江等重點區域開展了常規性水生態監測工作。總體而言，上述工作僅限于長江流域的有限區域，監測的內容也各有側重，難以全面反映長江流域水生態狀況。

2.2 流域水生態監測存在的問題

與目前長江流域較為完善的水文、水環境監測體系相比，水生態監測起步晚、發展慢，存在以下問題。

（1）缺乏完善的水生態監測體制和機制

目前長江流域水生態監測缺乏統籌和協調，沒有形成統一和完善的水生態監測站網體系和工作機制，尤其缺乏對流域水生態監測工作進行頂層設計、總體布局和指導監督的總成機構，無法保障水生態監測工作正常運轉，難以完成水生態監測數據和信息的采集、匯總、處理、分析和發布。

（2）缺乏專項經費，日常監測難以開展

長江流域水生態日常監測缺乏專項經費的支持，目前僅在水利部財政經常性項目“長江流域水資源監測”的下設科目中列了少量經費，覆蓋的區域范圍和監測要素仍比較有限，在諸多重要河流、湖泊和河段仍缺乏監測數據資料，與新形勢下國家和行業對水生態監測要求存在較大的差距。

（3）缺乏統一水生態監測技術規范和評價體系

由于缺乏統一的水生態監測技術規范和評價體系，不同機構、部門或項目采用監測方法和技術規范存在差異，監測要素、內容、指標、方法和頻次不統一;監測數據可比性差，難以形成系統、有效的監測信息，進而導致水生態健康評價體系的建立與驗證難以深入開展。

（4）監測能力建設不能滿足工作實際需求

《長江流域（片）流域管理水利綜合監測站網規劃》從流域尺度上對水生態監測工作進行了規劃和布局，但因為沒有實質性支持，流域水生態監測能力建設明顯不足，一是體現在順應行業需求和流域管理要求，需更新補充規范化、自動化、信息化監測設施設備的需求方面;二是體現在根據持續監測和科研創新要求，需加強相關平臺建設的需求方面。

3 開展流域經常性水生態監測的可行性

水利部中國科學院水工程生態研究所（以下簡稱水生態所）作為長江流域水生態保護規劃和水生態監測系統規劃編制承擔者，負責流域內主要區域的水生態監測、調查和基礎數據的收集、分析與評估，編制主要河流水生態狀況報告，負責流域水生態狀況監測研究，編制相關的技術規程、規范，開展水生態保護有關的新技術示范與推廣等工作。長期以來，水生態所承擔了各類水生態監測相關項目，具備了開展長江流域經常性水生態監測的工作積累、人才隊伍、技術能力和平臺設施等方面的能力和條件。

3.1 具備開展長江流域經常性水生態監測的工作積累

近十多年來，水生態所結合水利水電工程水生態研究項目和相關水生態保護規劃工作，先后在長江流域和西南諸河開展了水生態調查和評價工作，掌握了大量基礎資料。2010年以來，依托水利部財政經常性項目“長江流域水資源監測（水生態監測部分）”，在三峽水庫干流、長江干流宜昌—枝江江段和赤水河等3處典型生態敏感區開展常規水生態監測，監測內容包括浮游植物、浮游動物、沿岸帶著生藻類、底棲動物和魚類等生物類群的種類群落組成、密度和生物量。2017年至2018年，依托水利前期項目“長江流域水生態及重點水域富營養化狀況調查與評價”的實施，完成了流域10個重點水域40個斷面的2次水生態現場監測，并進行了綜合評價。

3.2 具備開展長江流域經常性水生態監測的人才隊伍

水生態監測涉及到多類群、多尺度、多過程和多學科的綜合，監測對象可以是動物、植物、微生物及其生境中的任一部分或整體，監測層次跨越個體、種群、群落、生態系統、區域和流域等。水生態所現已形成一支近百人的年輕化、高素質、水生態專業門類齊全的監測隊伍。專業按學科涉及植物學、動物學、水生生物學、微生物學、生態學、生理學、遺傳學、毒理學、化學、環境工程、環境科學、水文學和水資源學等，按生物類群包括魚類學、藻類學、浮游動物學、底棲動物學、水生植物學和水生微生物學等專業。

3.3 具備開展長江流域經常性水生態監測技術能力和設施平臺

水生態所近年來研發了分子生態學、魚類水聲學、環境DNA檢測、魚類及藻類在線監測等新技術，建立了以魚類、藻類、底棲生物等生物完整性指數為主的水生態評價體系。擁有一批大型水生態監測設施設備，包括遙控水下測繪平臺、水下聲學記錄跟蹤定位系統、動物行為軌跡分析系統、魚類行為監控系統、魚類行為追蹤定位系統、魚類游泳能力測試系統和生物早期預警系統等國際先進設備設施，已基本建成開展流域經常性水生態監測所需的設施設備條件。2015年獲得了國家認證認可監督管理委員會頒發的資質認定計量認證證書，具備了按照國家和行業標準向社會提供水（含地表水、廢污水）、水生生物和水生動物種質資源等三大類公正數據的能力。同時，中國水利學會水生態專委會掛靠水生態所，近年來圍繞水生態監測技術開展了豐富多樣的交流合作。水生態所主辦的《水生態學雜志》，已成為水生態監測評估研究的重要平臺。

4 長江流域經常性水生態監測展望

4.1 工作目標

長江流域經常性水生態監測工作的總體目標是為了系統、準確和及時獲取長江流域水生態統監測資料和信息，定期發布長江流域水生態監測評價報告，掌握長江流域水生態狀況和發展趨勢，為長江流域水生態保護和修復以及流域綜合管理提供技術支撐。

近期目標包括，初步實現長江流域關鍵生態敏感區及受涉水工程影響重點區域（包括金沙江中下游、長江干流宜昌至湖口、三峽庫區、丹江口庫區、雅礱江中下游、赤水河、烏江中下游、漢江中下游、洞庭湖和鄱陽湖）的水生態監測和評價。

遠期目標包括，實現全流域的覆蓋干支流、上下游、兩湖、重要水庫以及長江口等不同生態系統類型的水生態監測;完善長江流域水生態監測與評價方法標準體系，顯著提高流域水生態監測標準化水平;實現常規、應急、專題和綜合等多種監測模式;全面、準確和及時獲取長江流域水生態系統監測信息。

4.2 主要工作內容

在監測內容方面，需要完成監測區域的水生生物群落和水生生境的現場調查與分析，其中水生生物群落監測要素包括浮游生物、底棲生物的種類、密度和生物量，魚類種類組成、體長、體重、年齡、食性和早期資源量，水體環境DNA核心序列種類與豐度;水生生境監測要素包括河湖沿岸帶物理、植被和改造特征，河道水文水環境特征參數。

在主要成果方面，需要開展區域或河段生物多樣性評價、生物完整性評價、生態需水保障評價、河流連通性評估和棲息地質量評價，形成《長江流域水生態監測與評價報告》，掌握流域水生態狀況及預測其發展趨勢。

4.3 效益分析

項目實施后，有助于全面、客觀、及時地反映長江流域水生態狀況，為長江流域水生態保護和修復提供科學依據，促進這些水域發揮健康水生態系統應有的服務功能，有利于綠色發展和社會穩定，具有較大社會效益、生態效益和間接經濟效益。同時，能為其他各類水體開展水生態監測提供范例。這對于實現人水和諧的流域可持續管理目標和保障流域水生態安全具有重要意義，同時使流域管理的重要作用更加顯著，影響力、話語權和社會地位進一步提升，預期效益具有持久性。

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Study on the Necessity and Feasibility of Regular Water Ecological

Monitoring in the Yangtze River Basin

Li Jianyong? Ma Peiming? Shi Fang

（Institute of Water Engineering Ecology，Chinese Academy of Sciences，Ministry of Water Resources，Key Laboratory of Ecological Effects and Ecological Restoration of Water Engineering，Ministry of Water Resources，Wuhan 430079，China）

Abstract：This article discusses the necessity of carrying out regular water ecological monitoring in the Yangtze River Basin from three levels：national strategy，industry reform，and enhanced performance of duties，analyzing the current status and problems of watershed ecological monitoring，comprehensively considering the existing work foundation and conditions，and proposing the objectives，content，and benefits of regular water ecological monitoring in the Yangtze River Basin，thus to provide a basis for the implementation of regular water ecological monitoring in the Yangtze River Basin，ensuring the sustainable development of the socio-economic development of the river basin.

Keywords：aquatic ecology;aquatic ecological monitoring;Yangtze River Basin

收稿日期：2020-02-24

作者簡介：李鍵庸，男，教授級高級工程師，水利部中國科學院水工程生態研究所所長，主要從事水工程生態保護與管理工作。