可以从哪几个方面入手对南流江水质的现状及原
  时间:2019-03-28 16:49  点击量:   
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  鄱阳湖是中国最大的淡水湖。 对长江中下游水资源、水环境、水生态和水安全具有重要作用;在全球迁徙候鸟越冬和江豚保护上具有重要的国际地位。湖泊是陆地水循环最活跃的环节之一,湿地是地球的“肾”;湖泊生态系统是否健康在很大程度上反映了整个集水区域的生态健康程度。2007年4月,总理在江西考察时要求:“一定要搞好生态环境保护和建设,永远保持鄱阳湖一湖清水”。开展鄱阳湖生态监测与评估不仅是保持“一湖清水”重要措施之一,也是维护鄱阳湖流域生态健康的必然要求。

  江湖水系生态监测是指以生态学和环境学的理论为基础,运用可比的和成熟的方法,通过各种物理、化学、生化、生态、遥感和信息等技术手段,在时间、空间不同尺度,对江河湖泊水系内生态与环境的各个要素、生物与环境的相互关系、生态系统结构与功能进行观察与测试,为评价生态环境质量、保护生态环境、合理利用自然资源提供依据。

  按照生态系统基本空间尺度划分,生态监测分为宏观监测和微观监测两类,宏观生态监测对象的地域等级至少应在区域生态范围之内,最大可扩展到全球。微观生态监测研究对象的地域等级最大可包括由几个生态系统组成的景观生态区,最小也应代表单一的生态类型。宏观生态监测一般综合运用“3S”技术,以及生态调查和生态统计等技术;微观监测通过地面的监测站点或流动观察队、“3S”技术等获取环境、生物、经济及社会等多方面数据。因此,生态监测是一种综合技术。

  生态监测的内容、指标体系和检测方法都表现出全面性、系统性,既包括了对环境本底、环境污染、环境破坏的监测,也包括了对生态系统的结构、功能、物质循环等方面的监测,还包括人为干扰、自然干扰造成生物与环境之间相互关系变化的监测。

  生态监测的非生命成分监测是传统的环境监测,既有自然条件(如降水、水位、流量、蒸发等)的监测,也有物理、化学指标异常(如水体污染物等)的监测。

  生物监测包括两方面:一是生物系统结构、营养物和食物链、生物特性及循环规律的观察,包括对植物、动物、微生物的生命过程、与其他生物之间的关系及在生态系统中的作用;二是系统利用生物反应来评价环境的变化。

  生物与环境关系的监测包括对一定区域内生物与环境之间构成的生态系统组合方式、镶嵌特征、动态变化和空间格局监测。江湖水系中生物监测重点包括:鱼类与河流水文过程以及水的物理化学性质关系,无脊椎动物与底质、浮游生物、水动力学关系,湿地植物和水生植物组合方式、空间格局、镶嵌特征和动态变化,鸟类种群及食物链、候鸟的迁徙、分布等。

  生态监测的指标体系主要指一系列能够敏感清晰反应生态系统基本特征及生态环境变化趋势,并相互印证的参数集合。指标的选择首先要考虑生物类型及生态系统的完整性。江湖水系生态监测的指标大致包括:水温、气象、底质、浮游生物、底栖生物、水生植物、湿地植物、游泳动物和鸟类等。根据生态系统各自特点、类型及其结构和受干扰方式,指标体系选择一般要兼顾一般监测指标和应急监测指标。

  江湖健康监测的要素众多,面对如此庞大、复杂的监测系统和监测行为,要保证监测结果的准确可靠很不容易,除了健全和完善科学统一的监测行为准则和操作规范外;还要考虑数据的可获取性、监测成本以及人力、物力条件的限制。因此,在遵循科学原则的基础上,根据监测目标和面临的突出问题,选取尽可能少的但是代表性强的指标来反映生态系统的整体特征,尽量减少在反映特征与功能上作用相近的指标,增强指标体系实用性和可操作性。

  生态监测方法是就是对监测指标进行具体测量和判断,从而获得生态系统某一方面的特征数据,通过统计分析,反映与指标相对应的生态环境某方面的现状和变化趋势。在选择具体方法之前,要根据现有条件和监测目标制定相应的技术路线,确定最佳监测方案。技术路线和方案一般包括:生态问题的提出、监测场地、监测频度及周期描述,数据整理、数据库建立、信息或数据输出以及监测结果的应用等。检测方法要尽可能采用国际或国家标准方法;如果没有相应标准或相关的操作规范,尽量采用该学科较权威或比较公认的方法。在信息技术高度发达的时代,检测方法要与时俱进、不断创新:

  (1)提高野外监测自动化水平。最基本野外监测是定点定时的人工采样监测,随着科学技术发展和对数据精度、时效要求的提高,自动化连续监测技术已经逐渐应用到野外监测中来,如降水、江湖水位变化等。积极研究和开发操作简便、测定快速、价格低廉、能满足一定灵敏度和准确度的简易监测方法和仪器,是当前江湖自动化监测工作的发展趋势。

  (2)加强“3S”技术的应用。遥感监测的基本原理是利用卫星或雷达接收地面覆盖物(反射或辐射)光谱后将它以数据信息的形式发回地面,数据信息经计算机处理后以图像的形式表现出来,利用地理信息系统等工具对图像或数据信息进行分析,得到关于地表状况的有关信息(例如湖泊植被类型及面积、土壤类型)等。“3S”技术要与定点网络监测的定性和定量分析有机结合,两种方法相辅相成、取长补短,使生态健康得到全面准确的监测。

  江湖泊监测内容包括水、大气、生物、土壤以及社会经济相关要素,监测指标众多,数据量大,监测数据要达到“五性”要求:即代表性、准确性、完整性、可比性和精密性。在监测技术上向“五化”方向发展:即监测站点网络化、监测技术规范化、质量保证系统化、监测方法标准化、数据处理计算机化。 “3S”技术为生态监测信息管理动态化、综合化、宏观化提供了新的技术手段,为建立监测信息库,融合监测数据、实验分析数据、统计数据、文字数据、地图数据、图像数据等提供了良好而高效的平台;也是江湖生态健康分析与评估的基本工具。

  生态监测数据的分析与评估包括单项指标分析和综合评估。通过单项指标分析,可以使某一方面的监测结果细致、直观地表示出来,如总量及其分布、动态过程、平均状况、极端状态等。综合评估则要反映生态系统某一方面(如水量、水质、湿地植物、水生物等)或整体的基本情况,使人们有一个整体印象。单项指标(如水位、流量、降水量、污染物浓度或总量生物群落结构与数量、种群个体数量及其状态等)的分析方面已有比较成熟、可靠的技术手段和实用方法。生态监测数据信息库与信息技术、计算机技术有机结合,使得单项指标分析越来越简便、快捷。生态健康综合评估要反映生态系统的结构完整性、活力、恢复力、生态服务完备性等。综合评估方法丰富多彩,针对生态环境某一方面的特性分别采用不同方法,比如水环境质量现在多采用“单因素法”——一种污染物超标则认为整个水体超标,生物群落评价往往通过定量与定性相结合采用加权平均法——如“层次分析法”等,也可以采用代用指标法——如“生态足迹法”、“碳足迹法”等。

  墨累-达令河流域位于澳大利亚的东南部,是澳大利亚最大的流域,流域面积为106.15万平方公里,约占澳大利亚国土总面积的14%,南北长1365km,东西宽1250km,河流总长3750km。在行政上包括新南维尔士州、维多利亚州、昆士兰州、南澳大利亚州和首都直辖区。墨累-达令流域面积居世界第21位,其长度居世界第15位。河流水量非常小,其全年径流总量还不足亚马逊河一天的径流量。该流域内有20多条支流和地下水系,其中,墨累河是澳大利亚最大的河流,其长度达2530km,达令河是墨累河最大的一级支流,其流量占墨累河总流量的10%左右。

  墨累-达令流域是澳大利亚最重要的农业区,70%的灌溉农业占了超过全国农业生产产值的40%,流域大部分是干旱区或半干旱区。进入21世纪以来,墨累—达令流域的经济社会快速发展,用水量增加。由于持续干旱,对农业系统、农村社区和生态环境造成了严重的压力。因此需要对流域河流的生态状况进行检测和评价,用来评价现行水管理政策的有效性,并为管理决策提供更全面的生态学及水文学数据。墨累-达令流域河流生态系统健康综合评估系统以收集分析23条支流(见表1)的生物数据为基础,评估主要生态系统组成部分的情况,并评定河流生态系统的健康等级。

  墨累-达令流域河流生态系统健康监测与评估是一种综合评估。目前选择的指标体系为鱼类、无脊椎动物和水文情况。鱼类的生活周期较长且具游动性,特定河段鱼类的种类组成可以反映外界干扰对河流长期作用的结果,是河流健康评价的重要指示性生物。河流底栖无脊椎动物具有相对较长的生活周期、较高的生物多样性(在不同生境中都有分布)、形体易于辨别等优势;很多动物在其生活史中至少有一部分时间对生境有特定的要求,所以无脊椎动物群落的结构变化也能很好地反映河段生境条件的变化,是河流水质状况惯用的另外一项重要监测指标。水文情况反应了自然状况的变化以及社会活动对生态系统的影响。

  评价指标无量纲化,把监测地点实际的生物组成与在无人为干扰情况下该区域(或河段)能够生长的物种进行比较。首先通过选择参考点,建立理想情况下样本的环境特征及相应生物组成的经验模型,然后比较观测点生物组成的实际值(O)与模型推导的该点预期值(E),以O/E的值对其进行评价。

  (1)鱼类:在23条支流对487个测点取样,每条支流至少18个测点。取样通常选择在春天、

  夏天或秋天低水流条件下,北方和南方河流有一定的季节性差异。具体监测项目包括:每个测点本地和外来物种鱼类的平均生物量、种群数、种群个体数量。评价指标包括:物种数量,生物量——各支流或河段发现的本地物种和外来物种鱼类的相对生物量,期望指数——现存本地物种的统计观测数量与“期望”的本地物种的比值,本地鱼类指数——本地物种在鱼类数量、生物资源量和种群数量上胜于外来物种的比例。

  (2)无脊椎动物:在23条支流对773个测点取样,每条河流至少3个分区、35个测点。取样地点选择在浅滩或栖息地的边缘,时间在春天或秋天。具体监测项目包括:无脊椎动物种群数量、个体数量等。评价指标包括:期望指数——监测物种(O)相对于参考条件下期望量(E)的比例,信号指数——水生无脊椎动物平均数量损失。

  (3)水文:469个测点,具体监测项目包括:流量、水位等。评价指标包括:反映影响生态状况的高水流、低水流、水流变化性、季节性、年径流量大小变化等。

  墨累-达令流域河流生态健康评估每2年进行一次。表1是2007年生态健康评估的最终结果,鱼类、无脊椎动物和水文等三大类指标的详细评价不一一列举。监测结果和分析评价成果不仅要向墨累-达令流域管理委员会报告,还要利用报纸、网络及宣传品形式向公众告知。

  为了永远保持鄱阳湖“一湖清水”、支撑江西经济社会又好又快发展、形成中部崛起的新支柱、探索生态环境与经济社会协调发展的新途径,2008年,江西省委、省政府决定建设鄱阳湖生态经济区。在生态经济区建设中,根据主体功能区划要求,鄱阳湖作为“核心保护区”重点进行保护。开展鄱阳湖生态监测评估对建设鄱阳湖生态经济区不仅十分必要,也具有较好的基础。

  新中国建立以来,有关部门对鄱阳湖水文、湿地、生态环境进行了长期的监测,建立了较为完善的检测网站,1983年曾经组织了来自不同专业领域的600多位科学家对鄱阳湖进行了综合考学考察,为鄱阳湖生态监测评估奠定了坚实的基础。

  新中国刚刚建立,江西省水文局就在鄱阳湖的入湖五河主要断面、鄱阳湖水域及入江断面以及长江九江—湖口河段建立了水文或水位基本站,对江、河、湖有关断面或站点进行水文气象观测。1959年建立鄱阳湖水文气象实验站,2005年更名为鄱阳湖水文局,就鄱阳湖水量平衡、沙量平衡、热量平衡、湖水的物理、化学、生物特性以及湖水运动等问题进行监测研究。1963年在星子县沙湖山收集洲滩淹没、显露和野生植物的水文气象数据,进行考察和调查;至1975年,共设立都昌、棠荫等8个站点、9个观测场进行波浪观测;1980年1月设立都昌蒸发实验站;截止2008年底,鄱阳湖区共有各类水文监测站点68处,其中水文站12处,水位站15处,地下水监测站3处,墒情站4处,水质监测站点33处,实验站1处。按实验研究目的区分,常规的长期监测项目有:降水量、蒸发量、水位、水温、水质、酸雨和地面气象观测项目,目前水质监测覆盖了湖区水域2184km2范围。研究湖水运动的测验项目有:固定垂线湖流、悬移质含沙量、湖底质、颗粒分析、水质、风浪、拍岸浪等;流动观测项目有:湖流(流速、流向)、悬移质含沙量、湖底质、颗粒分析、水化学和气象观测;风浪和拍岸浪观测项目有:波高、周期、波长、波速、风向风速、波状、波向、水位、水深和天气状况等。鄱阳湖水文局先后完成了鄱阳湖风情及风浪特征实验研究;鄱阳湖湖流特征研究;鄱阳湖水温分布特征研究;鄱阳湖悬沙特征分析等,取得了一大批有重要价值的科研成果,在省内外具有较大影响,获得多项国家、省部科技进步奖。目前,正在着手监测、研究水环境和水生态问题,如对鄱阳湖水文水生态野外长期原位观测,积累和收集长系列资料、鄱阳湖水文过程、成因及其与长江和五河的协调关系、鄱阳湖水文过程与水生态、水环境相互作用关系和机理研究、鄱阳湖水资源与水环境承载能力研究、鄱阳湖对污染物降解功能研究、湖泊水体富营养化过程、控制原理与健康生态系统修复试验研究等。

  2003年环保部门开始对鄱阳湖水质开始监测,共布设康山、莲湖、都昌和蛤蟆石4个国控监测点位,测定项目包括pH值、溶解氧、高锰酸盐指数、五日生化需氧量、NH3、石油类、TP、TN、挥发酚9个污染因子。这4个监测点处于沿湖城镇和工业区排污口附近,对了解污染物质在鄱阳湖的扩散、降解规律具有较大意义。

  鄱阳湖国家级自然保护区行政上隶属于江西省林业厅。从1990年开始对鄱阳湖湿地越冬候鸟和本土鸟类进行监测,监测项目包括本土鸟类、越冬候鸟的总数及其白鹤等珍稀鸟类数量等,已经形成了较为完善的观测站点、规范的监测统计方法。

  江西山江湖办公室多年以来用“3S”技术对鄱阳湖湿地生态系统状况和演变进行监测。中国科学院南京地理与湖泊研究所重点发展湖泊水文与水资源、湖泊环境与生态、湖泊沉积与环境演化、湖泊-流域相互作用、流域资源环境与区域发展等学科方向。2005年开始建设“鄱阳湖湖泊湿地综合研究站”。

  健康的江湖水系必须具备充足的水量、良好的水质、水流的连通性、服务功能完备和生物多样性丰富等特征。根据鄱阳湖“高水是湖、低水似河”、“洪水一片、枯水一线”的自然地理特征,生态监测的内容大致包括5个方面。

  主要包括水文气象、水环境监测,在水环境监测中要注意影响湖泊水质的主要因素,如总磷、氮、COD、重金属、蓝藻和绿藻等浮游生物等;在全球气候变暖的背景下,要注意监测飓风、暴雨、干旱、洪水等极端气候事件的过程和结果。

  湿地是生产力较强、生物多样性最丰富的生态系统之一。据统计,沼泽类湿地初级生产力年均达2kg/ m2,与热带雨林相当。湿地植物和水生植物的监测侧重于有代表性植物群落的分布及变化,如苔草、蓼子草、芦、荻等湿生植物群落,芦、荻、水蓼、莲等挺水植物群落,菱、莕菜、芡实等浮叶植物群落,马来眼子菜、黑藻、苦菜、聚草等沉水植物等。

  无脊椎动物在水生生态系统中处于中间层次,对水体污染比较敏感,是水质状况评价的重要指标。无脊椎动物具有生活在水体底部、活动范围不大、容易捕捞、生命周期较长等特点,可以对固定断面进行长期监测。

  鱼类和水生哺乳动物(如长江江豚等)处于淡水生态系统的顶端,珍稀鱼类和水生哺乳动物的多样性不仅反映湖泊水文水势的变化特征,也是水域环境好坏的综合性指标。

  候鸟处于生态系统的顶端,迁徙性强。鄱阳湖是在全球迁徙候鸟的重要越冬地,越冬候鸟种群及其数量的多少反映了湖泊生境和生态系统健康程度,尤其是白鹤等珍稀、濒危鸟类更是湖泊生态系统健康的标志。

  1983年,对鄱阳湖进行了一次全面、深入的综合科学考察,各方面资料比较细致、真实、齐全。除了围垦以外,鄱阳湖生态系统处于人类干扰较少的状况。湿地和水生植物、无脊椎动物、鱼类和水生哺乳动物的评价指标可以利用这次考察的相应成果作为比较基数。这次考察时鄱阳湖尚未成为候鸟越冬栖息地,可以用有观测资料以来最好的状况作为基数。然后构造相应的评价指标体系。

  目前,鄱阳湖的水文气象、水环境和候鸟的监测已有比较完善的监测站点、规范的检测方法和比较成熟的指标体系,湿地和水生植物开展了初步工作,无脊椎动物和鱼类、水生哺乳动物尚未进行系统的监测工作。为了搞好鄱阳湖生态监测与评价工作,提出以下建议:

  (1)加强领导,明确责任。把湿地和水生植物、无脊椎动物、鱼类和水生哺乳动物的监测工作落实到具体机构,上述5方面生态监测与评价工作各有特点,不仅监测网络、站点、方法各不相同,评价指标与方法也不相同。因此5方面可以各自进行评价工作。

  (2)鄱阳湖生态健康5方面的评价固然重要,但综合评价可以从总体上说明鄱阳湖生态健康的状况,使公众容易了解、接受,有助于提高全社会保护生态环境的意识和自觉性。因此,需要明确进行综合评价的机构,制定相应的报送和发布制度。

  (3)如果进行综合评估,就需要整合资源,协调步调。所有监测机构在站点布设、监测时段要相互配合、支持,共同把鄱阳湖生态监测与评价工作搞好。作为起步阶段,着手建立鄱阳湖水文水生态监测实验基地,提升鄱阳湖生态监测与评价的能力,以水文系统为牵头单位,将鄱阳湖所有监测机构站点、监测时间进行同步协调,增加水汽通量等生态等项目监测,建立鄱阳湖水量水质自动监测体系;期望南京地理与湖泊研究所“鄱阳湖湖泊湿地综合研究站”担负起鸟类以外的湿地动植物检测任务;建立一个综合实验研究基地,搭建起国内一流、国际先进的湖泊实验研究与学术交流平台。



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