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赤水河河长制水生态环境评估指标的探索

【核心提示】赤水河不仅是长江上游重要的鱼类栖息地,也是长江上游重要的生态屏障。随着河长制的持续推进,从河长制实施效果和河长责任落实角度都亟需开展水生态环境保护效果评估。本文针对河长制六大任务中的水环境治理与水生态修复,从水文水资源、水质、河流物理结构、水生生物、环境管理等方面提出了赤水河河长制水生态环境评估指标体系,以期为赤水河的河长制实施效果的评估奠定基础。

2016年12月,中共中央办公厅、国务院办公厅印发了《关于全面推行河长制的意见》。目前,全国各省区市全力推行河长制。如今,河长制的建章立制基本结束,而切实有效推进河长制六大任务的落地将会是未来推行河长制的工作重点。赤水河是长江重要一级支流,在长江珍稀特有鱼类资源保护方面具有重要意义。

河流水生态修复效果评估也可理解为河流健康状态评估,目前国内外关于河流健康评估指标的相关研究较多,有学者对贵州省赤水河干流健康评估指标体系进行过研究,但目前大部分河流健康的评估是以物理、化学指标为基础,通过对物理化学指标的分析来反映河流系统所处的环境条件状况。如今,更多的研究采用生物指标进行河流健康评价,生物指标涵盖了个体、种群、群落和生态系统等多个层次,涉及浮游生物、底栖生物、鱼类等物种。目前在评价方法上河流健康评估一般都采用综合评价方法,在评价尺度上更会趋向于针对区域或流域进行评价。

而河长制要求在水资源保护、河湖水域岸线管理保护、水污染防治、水环境治理、水生态修复、执法监管等六个方面加强工作力度,并持续推进。这与传统的河流健康评估既有交叉,又有区别。本文试图在河长制机制下,从评估赤水河水环境治理效果和水生态修复效果的角度,提出赤水河水生态环境保护的评估指标体系,以期为赤水河河长制推行六大任务的实施效果提供技术支撑,同时也可为赤水河流域各级河长责任考核奠定基础。

赤水河河长制推行情况

赤水河是长江上游南岸较大的一级支流,发源于云南省镇雄县,沿川黔边界流至四川省合江县,与习水河相汇合后注入长江。全长444公里,流域面积18 932.2平方公里,涉及云、贵、川3省的4个地级(13个县级)行政单位。流域地处云贵高原与四川盆地接壤地带,属大陆气候,冬干旱夏湿热,最高气温39℃,最低气温-5℃,年平均气温15~20℃,中下游夏季炎热,冬季温和。上游高原区年降水量900~1000毫米,中下游丘陵区1000~1500毫米,降雨多集中在6月至9月,占年降水量的60%左右,冬季雨量稀少,12月至次年1月降水量仅占全年的4%。河流水量主要由降雨形成,洪、枯水位变幅大。赤水河平均流量296立方米每秒,年平均含沙量0.924公斤每立方米。

赤水河流域地质、气候和地形、地貌条件复杂,形成多样的植被和土壤类型。全流域共有珍稀保护动植物70余种,其中国家级重点保护植物共有38种,国家Ⅰ级保护动物5种,Ⅱ级保护动物27种。赤水河是长江上游唯一一条干流未建坝的一级支流,其干流和多数二级支流至今仍然保持与长江的自然连通,因而成为长江上游特有鱼类及多种水生生物的重要栖息地或产卵场。赤水河分布的112种鱼类中有15种为该流域所特有,占流域鱼类总数的13.4%。

《关于全面推行河长制的意见》要求,2018年底前全面建立河长制。根据《贵州省全面推行河长制总体工作方案》要求,赤水河流域流经的毕节市和遵义市分别出台了《毕节市全面推行河长制总体工作方案》和《遵义市全面推行河长制总体工作方案》,明确了省、市、县(区)、乡、村五级河长,设置了河长制办公室。部分县市还聘请了“四员”,即河道保洁巡视监管员、农村生活垃圾保洁员、护林管理员和道路保洁员,建立了“众长+四员”的治理模式,除了河长外,还设立了渠长、井长、溪长等。

河长制水生态环境评估指标筛选

河长制的六大任务中水环境治理和水生态修复在赤水河流域尤为重要。根据河长制要求,河流水环境治理重点关注河流水质、水量情况,水功能区水质达标情况,水源地水质达标情况,黑臭水体及劣Ⅴ类水体分布与范围,河流水文站点,水质监测断面布设和水质、水量监测频次情况等;河流水生态修复重点关注河道生态流量情况,河流水系连通性情况、河流流域内水土保持情况、水生生物多样性情况、自然保护区、江河源区生态保护情况等。

根据上述要求,综合分析国内外河流健康评估指标,并结合赤水河河长制推行的实际情况和要求,将赤水河河长制水生态环境评估指标体系设计为递阶层次结构,分为目标层、准则层和指标层。目标层是对河流总体水平的高度概括,赤水河定义为河流健康。准则层是从不同的侧面反应河流生态环境状况的属性和水平,在赤水河中设计水文水资源、水质、河流物理结构、水生生物、环境管理等5个准则层;指标层是在准则层选择若干指标所组成,选取定量定性指标直接反应河流健康状况,以定量为主,定性为辅。

水文水资源指标。一般河流健康评估指标体系中水文水资源指标大部分包括流量大小、流量变异程度、流量脉冲大小等指标[12]。关于水生态修复方面,河长制“一河一策”方案编制指南中要求评估河流的生态流量,而生态流量不仅包括流量大小,还包括流量发生的频率、持续时间、发生时间和变化率等参数。同时,赤水河特有鱼类种类较多,鱼类繁殖对流量大小、流量脉冲发生时间、频率等有一定要求。因此,建议赤水河水文水资源方面的评估指标为生态流量保障率,而生态流量保障率在计算过程中,需考虑流量大小,流量的发生频率、持续时间、发生时间和变化率等5个具体参数。

水质指标。一般河流健康评价指标中的水质指标包括水温、溶解氧(DO)、化学需氧量(COD),五日生化需氧量(BOD5),氨氮(NH3-N)、总磷(TP)、总氮(TN)等。赤水河流域造酒业发达,对河流水质有一定的影响,按照《发酵酒精和白酒工业水污染排放标准(GB27631-2011)》,对污水排放的PH、色度、悬浮物、五日生化需氧量、化学需氧量、氨氮、总氮、总磷等污染物指标有严格限制。而赤水河河长制对水功能区水质达标率、饮用水水源地水质达标率有要求。因此,建议赤水河水生态环境评估水质指标为悬浮物、五日生化需氧量、化学需氧量、氨氮、总氮、总磷、水功能区水质达标率、饮用水水源地水质达标率等8个指标。

河流物理结构指标。一般河流物理结构特征包括岸坡的稳定性、河道地形、底质类型、粒径、垂向透水性等。赤水河流域大部分属于天然河道,地形、底质、岸坡等参数不会有较大变化(城市河段除外)。而河长制水生态修复中关于河流物理结构方面对沿岸水土流失和河流连通性具有一定要求。因此,建议赤水河河流物理结构指标中列入河岸带水土流失率、河流纵向连通性等2项指标。河流纵向连通性对赤水河至关重要,也是赤水河目前能作为长江上游珍稀特有鱼类栖息地替代场所的重要理由。

水生生生物指标。生物指标涵盖了个体、种群、群落和生态系统等多个层次。一般河流健康评估中水生生物指标包括浮游植物的SHANNON-WEAVER多样性指数、浮游动物的MARGALEF多样性指数、底栖动物完整性指数及鱼类完整性指数。鉴于赤水河是长江流域重要的鱼类栖息地和生境替代场所,特有鱼类种类繁多,故河长制水生态修复的重点是修复鱼类栖息地。因此,河长制水生态环境评估指标除浮游植物、浮游动物、底栖动物外,还应包括特有鱼类相关的指标,如特有鱼类CPUE(单位捕捞努力量渔获量)等指标。

环境管理指标。传统的河流生态环境评价一般用生态系统服务功能指标来体现生态系统功能的变化,但根据河长制的要求,河流生态系统监控能力情况和保护区、水源地等敏感区的保护措施及其实施情况等环境管理要素将会是未来评价河长制实施效果的重要方面。从赤水河实际情况来看,自然资源禀赋较好,生态环境的变化主要取决于人为活动的影响。因此,建议将单位流域面积水文站数量、单位河长水质监测站点数量、保护区面积占流域面积比例等作为赤水河环境管理效果的评估指标。

各类指标的生态学意义

水文水资源指标。水文情势是河流生物群落重要的生境条件之一,特定的河流生物群落的生物构成和生物过程与特定的水文情势具有明显的相关性。年周期性的水文情势变化与相关物种的生理学需求密切相关,如赤水河分布的长江特有鱼类繁殖等特殊生活史阶段需要特定生态流量(含流量、发生时间、持续时间、频率和变化率)。其次,流量脉冲还可以将河流滩地与河道联系起来,促进水生物种与陆生物种间的能量交换和物质循环,完善河道内食物网结构。

水质指标。水质反映着水体的物理、化学特性及其组成的状况,任何生物生存都要在一定的物理、化学要素范围之内。水质指标可以客观评价生物生存的基本环境要素的水平(如水体温度、溶解氧、浊度等)及总氮、总磷等营养物质的含量。同时,也可反映农药、重金属等对生物生存有害的有机、无机污染物的含量和水平,对河流生态系统也有重大影响。

河流物理结构指标。河流物理结构可理解为基于河流地貌学的形态特征等指标。许多研究表明,在河流水质和流量不变的条件下,生物群落多样性与生境的空间异质性存在显著的正相关关系。同时,良好的物理结构特征也可以有效建立河道内与河岸带之间的物理联系,为河流提供必要的物质能量。

水生生物指标。水生生物是河流生态系统环境状态的最终体验者,同时也是河流生态系统的环境指示者,通过生物群落结构的变化,能够反映生态系统中某个环境要素或整体环境状态的变化情况。水生生物越来越多地被应用于生态环境的评价工作中。

环境管理指标。环境管理主要体现在两个方面,一是对河流生态系统状态的实时监控,为生态系统治理和修复提供技术数据,如水文数据、水质数据和水生生物数据等,它是生态环境保护的基础。二是针对已经出现问题的河段或方面,采取必要的修复治理和保护措施,使生态系统逐渐回归到正常状态,对自然生态系统而言,人为的修复措施一定程度上缓解了日趋严重的开发利用与保护的矛盾。

赤水河不仅是长江上游重要的鱼类栖息地,也是长江上游重要的生态屏障。水生态环境恢复效果的评估将会是河长制下阶段的工作重点,本文提出的评估指标体系既结合了目前国内外河流健康评估的指标,也结合了赤水河河长制的最新要求,具有一定的现实意义。但关键问题在于各指标的落地实施和具体操作,部分指标的实现仍需要长期不懈的努力。若赤水河流域各级河长严格执行河长制各项要求,按照水生态环境方面的评估指标开展相关工作,则赤水河流域“水清、河畅、岸绿、景美”的目标定会尽早实现。(作者单位:长江水利委员会长江科学院)

文章作者:□赵伟华 汤显强 郭伟杰 贡丹丹责任编辑:张濛