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以流域水生态功能分区方案支撑全国水环境管理

导读: 当前,我国一些地区水环境质量差、水生态受损重、环境隐患多等问题十分突出,不仅影响和损害群众健康,也不利于社会经济持续发展。

以流域水生态功能分区方案支撑全国水环境管理

中德联合开展辽河流域水生态调查

以流域水生态功能分区方案支撑全国水环境管理

辽河流域鱼类调查

以流域水生态功能分区方案支撑全国水环境管理

重点流域水生态健康报告卡

当前,我国一些地区水环境质量差、水生态受损重、环境隐患多等问题十分突出,不仅影响和损害群众健康,也不利于社会经济持续发展。为全面改善水环境,我国出台了《水污染防治行动计划》,为“十三五”直至2049年的水环境管理提出了总体目标、工作目标和考核指标,其中明确提出建立流域水生态功能区体系。

长期以来,我国水环境保护是按照水功能区来进行水污染控制的,然而这种水污染控制没有考虑到水体所属的陆地单元,已有的区划由于不能很好地建立陆域自然地理要素和环境压力与水环境质量的关系,不能满足水环境质量的改善。在此情况下,基于流域水生态空间异质性,对水环境管理的单元进行科学的划定,形成具有水陆一致性及“三水”统一性的管理单元,并制定监测方案、评价方法、生态保护目标和管理措施,为落实“三线”管理提供技术支持就变得十分必要。

此前,“水体污染控制与治理”科技重大专项的“十一五”课题“流域水生态功能评价与分区技术课题”已经开展了水生态功能分区理论和方法研究,但是课题最后仅仅形成了重点流域的分区方案,尚未形成全国分区方案以及分区管理体系,尚不能支撑全国流域水质目标管理策略的实施。

为此,“十二五”课题“流域水生态保护目标制定技术”确定以构建全国流域水生态功能分区管理技术体系为目标,针对全国分区方案尚未形成、水生态保护目标制定和功能区适应性管理技术薄弱等问题,提出了全国水生态功能区划分方案,建立了“功能区划分-健康评价-生态目标制定-管理决策”的分区管理技术体系。

构建全国水生态功能分区方案,支撑全国水污染防治工作

我国将水体划分为保护区、饮用水源区、工业用水区、农业用水区、渔业用水区、景观娱乐用水区和过渡区等功能区,根据相应功能来确定环境质量目标,依据水功能区进行水污染控制。然而,以水功能区进行污染防治只是一种污染控制阶段的管理方式,割裂了陆水相互关系以及“水资源、水环境和水生态”系统特征。构建全国水生态功能分区方案,是将我国水环境管理推进到流域生态保护与恢复阶段、建立我国水环境精细化管理体系的基础。

据课题组相关负责人介绍,针对全国水生态功能分区,课题组收集和构建了全国从二十世纪五十年代以来鱼类、两栖动物、爬行动物、大型水生植物以及贝类共5个类群生物数据库,开展了全国水生态空间格局分布规律研究,进一步明确了国家尺度上的水生态影响因素。

在“十一五”课题典型流域三级分区方案成果的基础上,“十二五”课题构建了基于流域单元、行政区单元相耦合的全国分区框架体系,并综合统一性、等级性和尺度、区域共轭以及综合性和主导性原则,提出了影响水生生物地理分布格局的降水、年内月降水极差、积温、海拔等分区指标,最终建立起一套基于水生态数据集构建及空间异质性分析、水生态功能分区指标筛选、水陆一致性的定量划分、压力-状态水生态评价的全国水生态功能一、二级分区方法。负责人告诉笔者,这一工作为全国水生态功能区管理奠定了基础。

典型流域小尺度分区单元划分是课题组面临的一个技术问题。据介绍,课题组分别以辽河、太湖作为河流型和湖泊型流域的典型案例,从两种类型流域特征出发,在水生态离散型指标空间插值、水生境分类、保护物种生境识别、水生态功能判别和小尺度水陆一体化生境单元划分等技术上取得了突破,并对辽河、太湖两个典型流域的水生态健康、水生环境质量和水生态功能进行了评价。课题组因此提出了河流型流域、湖泊型流域的四级分区指标,即河道类型、水文条件、河岸土地利用、水化学特征,以及基于生境类型的四级分区方法。在提出了四级分区方法后,课题组进一步完成了辽河流域、太湖流域的水生态功能四级分区方案,为两个流域的精细化管理提供了技术支持。在这些研究的基础上,课题组完成了《河流型流域水生态功能分区技术规范》《湖泊型流域水生态功能分区技术规范》等建议稿。

2015年,在环境保护部水环境管理司组织下,课题组完成了全国水生态功能分区方案、典型流域水生态功能分区方案以及全国控制单元划分方案的整合,最终形成了全国流域水生态环境功能分区方案,包括10个生态流域区、338个水生态控制区和1784个水环境控制单元。分区方案还得到了环境保护部的采纳应用,这一全国水生态功能分区方案已经应用于环境保护部流域国控断面设置、优先控制单元选择、水污染防治工作方案编制、水质达标考核、“十三五”流域水污染防治规划等管理工作。

负责人表示:“这一课题突破了全国水生态空间异质性识别、水生态功能判别和河湖流域四级分区划分等关键技术,完成了全国水生态功能分区方案和辽河、太湖流域的四级分区方案,支撑了全国水污染防治工作。”

构建水生态系统健康评价方法,完成全国重点流域水生态健康报告卡

生态系统健康的研究,兴起于二十世纪八十年代中期的北美,随着人们对生态系统服务功能认识的逐渐深入和对生态环境质量要求的不断提高,生态系统健康状况受到越来越多的关注,对生态系统健康进行评价和研究具有重要的应用价值。当前,国内外许多学者和研究机构都在进行有关确定水生态系统健康评价指标体系方面的研究。据介绍,此前我国的水生态系统健康评价还处于实验和摸索阶段,尚未形成一套成熟的方法。

为此,针对我国水生态健康评价和水质目标管理的需求,“水体污染控制与治理”科技重大专项在“十一五”和“十二五”期间分别设置了两个专题,在辽河、 松花江、海河、淮河、东江、黑河、太湖、巢湖、滇池、洱海10个流域开始了水生态长期调查监测和健康评估研究工作,基本构建了适合我国流域的水生态健康评价指标体系、评价方法和信息平台。

据课题组负责人介绍,水生态健康评价指标体系包括水体基本理化(溶解氧、电导率、挥发酚、高锰酸盐指数、5日生化需氧量)、营养盐(总氮,总磷,氨氮)、藻类(物种丰富度、香农-维纳多样性指数、伯杰-帕克指数、生物完整性指数)、大型底栖动物(物种丰富度、EPT类群比例、敏感指数、伯杰-帕克指数)和鱼类(物种丰富度、香农-维纳多样性指数、伯杰-帕克指数、生物完整性指数)等5个方面,共21项指标。流域的水生态健康评价包括水体类型划分、水生态调查、评价指标计算、评价阈值确定与标准化、样点的健康得分计算、流域的健康得分计算等技术环节。其中,样点和流域的健康得分均采用多指标综合计算方法。流域健康综合得分的范围为0到1,根据流域健康综合得分平均设定5个健康等级,包括“优”、“良”、“一般”、“差”和“极差”。

基于所建立的评价方法,本课题组与“重点流域水生态功能三级和四级分区研究”课题组共同开展了10个重点流域水生态系统健康评价,完成了我国重点流域水生态健康报告卡。

课题结果表明,我国流域健康综合评价的平均得分为0.46,其健康状态处于一般等级,水生态系统退化严重,整体状况堪忧。在所选的10个重点流域水生态系统健康评价的具体表现上,相关负责人介绍说:“在所选取的10个流域中,洱海全流域综合评估平均得分为0.67,生态系统健康整体呈‘良好’状态;松花江、辽河、淮河、东江、太湖、巢湖、滇池水生态系统健康整体呈‘一般’状态;黑河全流域水生态系统健康整体上呈‘差’状态,海河流域健康状况呈现‘极差’状态。”

他说:“报告卡全面揭示了我国水环境质量改善与水生态保护状况,提升了老百姓对水环境质量改善的认知,对加快形成以水生态健康保护为核心的水环境管理体系起到了支撑作用。”

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