水生态环境质量评价方法及在黄河流域的应用进展

开展水生态环境质量评价方法研究,建立合适的河流健康评价体系是解决河流健康问题的前提和实现河流健康管理的重要手段。黄河自上而下生态环境现状迥异,水生态环境脆弱,寻求一种或多种适合黄河流域水生态环境质量的评价方法具有重要意义。该文介绍了国内外水生态环境质量评价方法及在黄河流域的应用进展,总结了鱼类生物完整性指数(F-IBI)、底栖无脊椎动物完整指数(B-IBI)、着生藻类生物完整性指数(P-IBI)及水生态环境质量综合评价法的主要指标,以及黄河流域不同区域生物种类的评价指标,分析了各评价方法优缺点及应用范围,并根据目前研究基础评述了黄河流域水生态环境质量评价存在的问题,对黄河流域水生态环境质量评价方法、指示生物的选择及水生态环境质量综合评价法的研究等提出了具体建议。     

北京市水生态监测评价方法构建及应用

根据北京市多年水生态监测的经验,确立了典型地表水体水生态监测的水文地貌、理化指标和生物要素。其中,生物要素评价因子主要包括浮游植物、浮游动物和底栖动物。并依据2014年监测结果进行了分析评价,将水生态状态等级分为5级。评价结果表明：北京市典型地表水体水生态状态综合评价结果中处于"中等"级别的监测断面数量为7个,占监测总数的41.2%,生物要素对最终评价结果影响略大。     

水生态监测技术路线选择与业务化运行关键问题研究

“十二五”期间,中国流域治理将由行政区管理向流域水生态管理转变、由水质达标管理向生态健康管理转变.在实施水生态功能分区的基础上,科学开展水生态监测和评价是实现流域水质目标的重要基础工作.对水生态监测技术路线选择与业务化运行关键问题进行研究,包括水生态表征及监测指标选择、水生态质量参照点的确定及评价分级标准的确定、水生态评价方法的确定以及水生态监测业务化运行体系构建.     

河流物理生境遥感监测研究与应用分析

简述了国内外河流物理生境监测研究进展和应用。从水生态监测体系完整性和物理生境监测手段的优缺点等方面,研究了河流物理生境遥感监测的必要性;结合我国水生态环境管理形势,介绍了河流物理生境遥感监测的应用领域;以辽河干流盘锦段为例,进行了物理生境遥感监测评估的实例分析。     

长江源区水生态系统健康研究进展

对截止至2021年6月报道的长江源区气候、水资源、水质、藻类、大型无脊椎动物和鱼类资源等水生态系统健康相关研究进行了综述,以期为进一步开展长江源区水生态系统健康研究与生态保护提供参考和依据。研究结果表明:①长江源区水生态相关研究主要关注于气候变化,其次为水资源变化和草地退化。②1948—2019年,长江源区全年平均气温呈上升趋势,增长速度为0.2~0.5℃/10 a;春季和冬季降水量呈增加趋势,增长速度分别为1.1~26.6 mm/10 a和0.2~9.1 mm/10 a;全年平均径流量呈增加趋势,增长速度为11.8~79.6 m³/(s·10 a);蒸发量呈增加趋势,增长速度为7.6~71.6 mm/10 a。③1969—2002年,冰川面积减少了68.1 km²,年均减少2.0 km²。1969—2015年,格拉丹东冰川面积减少了14.9~79.0 km²,减少速度为0.5~10.0 km²/a。1975—2015年,湖泊面积增加了2.7~831.6 km²,增速为0.3~96.2 km²/a。④1986—2015年,大部分河段水质为Ⅱ类及以上,且无明显年际变化。⑤针对水生生物的调查和研究非常匮乏。总体而言,长江源区水生态系统健康状况良好。近年来其气象因子以及水资源状况有所改变,未来气候变化可能会进一步影响长江源区水生态系统健康状况。今后亟须加强对长江源区的本底调查,完善基础数据,关注气候变化对水资源和水质的影响,并探索气候变化对水生生物的影响。     

水生态分区管理国际经验与太湖流域应用研究

简述了国外水生态区的发展历程以及国外水生态区在建立生态系统数据库、制定差异化水质标准、开展河流生态监测及评价水体健康等方面进行的应用研究。通过对太湖流域水生态功能分区的研究，指出当前水环境管理存在的问题与水生态区管理的优势，提出应重点从水生态区监测、试点考核、评价、修复等具体操作层面开展应用研究，引导我国水环境管理从水化学指标逐步向水生态综合指标转变，推动建立以水生态系统健康为导向的水环境管理创新体制。     

黄河流域水生生物资源评估及问题诊断

近几十年来,随着全球气候的变化和社会经济的发展,受筑坝建闸、河道断流、水质恶化、酷渔滥捕、人工引种、海水入侵、调水调沙等因素影响,黄河流域水生生物多样性及资源量呈下降趋势。在目前流域内多目标同步推进的要求下,黄河流域生态保护和高质量发展正不断面临新的挑战。通过分析黄河流域水生生物多样性和资源量在时空分布上的演变规律,明确了是水资源短缺、工程建设、水环境恶化等因素的共同作用导致了黄河流域的水生态危机。基于绿色生态、高质量发展的科学管理理念,提出了新时代黄河流域水文-环境-生态协同保护与修复的发展策略,为促进黄河流域水资源保护和生态系统可持续发展提供数据支持与理论参考。     

水生态完整性监测评价的基准与参照状态探究

水生态完整性评价通过对水生态系统中不同生态组分(非生物和生物)的监测,整合物理栖息地、环境水质和生物特征形成综合评价指数来反映水生态系统健康状况,是流域水环境管理的重要手段。笔者尝试从水生态完整性评价中基准与参照状态的核心要素出发,探讨基准与参照状态的概念框架与具体定义,综述评价参照状态的四大类确定方法(基于分类学的参照位点法、历史数据法,针对特定位点的模型预测法以及提供经验解释与描述的专家判断法),并对参照状态研究的挑战与应用予以展望。     

生物监测技术在工业废水监测领域的应用研究

生物监测可以系统反映污染物对生物生长的影响及其在生物体内的转化和迁移,在水环境监测与生态健康管理中的重要性日益突出。伴随着工业化的快速发展,中国水环境污染问题依然严峻,工业废水治理和排放问题仍旧突出。为进一步保障工业废水出水及受纳水体水质安全,迫切需要在工业废水监测中引入生物监测技术。对传统微生物群落监测法、水生生物毒性监测法和基于分子生物学技术的微生群落监测法等在工业废水监测领域的研究及应用进行了综述,并对存在的问题进行了总结。建议后续进一步完善工业废水生物监测体系时,参考国外成熟经验,制定出符合国内需求及特征的工业废水生物监测方法与评价标准,以便更好地掌握工业区整体环境健康及污染状况。     

环境DNA宏条形码监测水生态系统变化与健康状态

开展快速可靠的水生态监测并预测其变化趋势,对保护水生态环境具有重要的价值。近年来,环境DNA宏条形码技术(简称环境DNA技术)的快速发展弥补了传统形态学生物监测的缺陷,显著提升了水生生物群落的监测能力。与机器学习、遥感和云服务等技术结合,环境DNA技术不仅能大尺度、高频率、高灵敏度、自动化地获取生态监测信息,而且能准确地识别水生态系统的变化趋势,进而改变对水生态系统的认识与管理方式。因此,研究着重总结了环境DNA技术在水生态监测中的应用,分析了环境DNA技术与机器学习、卫星遥感等跨学科合作的潜在机遇,基于环境DNA技术简单、便捷的优势,提出了社会公民参与水环境保护的生态监测新思路。     

长江流域水生态评价指标初步研究

通过调研20世纪90年代以来国外主流水生态评价项目中采用的生境指标,统计了14个类型生境指标的使用频率,并针对不同的河流类型,筛选出物理形态特征、河岸带状况、生境组成、生境复杂性、人类干扰和水质状况等6个类型的11项评价指标,推荐作为长江流域河流生境评价指标.随后,利用层次分析法对国外水生生物评价指标进行了统计分析,并...     

河流水系编码规则的研究与应用

以黄河流域为主要研究区,利用ArcGIS、SQL Server等专业软件,针对1∶250000基础地理信息数据开展环境系统河流水系编码研究。通过对编码定义、规则及编码流程的具体阐述,提出了一种科学可行的河流水系编码方法。验证结果表明,该方法具有良好的应用性和推广价值,对于加强环境管理信息化以及更加科学高效地完成流域水环境监控与预警工作同样具有十分积极的意义。     

黄河流域水质和工业污染源研究

为科学评价黄河流域的水质状况及工业企业污染源现状,根据黄河流域2018—2019年地表水和饮用水水源地水质监测数据,建立了综合反映流域水环境质量和可定量分析排名的城市水质指数;利用大数据技术分析工业企业水污染物排放数据,研究建立了企业环境信用动态评价体系。研究结果表明:2018—2019年,黄河流域城市水环境质量得到一定程度的改善,城市地表水环境质量优和良等级数量从17个增加到19个,饮用水水源地优等级城市数量从7个增加到11个;但黄河流域中游地区水污染问题较为严重,需要重点加强水污染控制。水质污染主要以点源工业污染为主,COD和氨氮排放量较多,COD和氨氮年日均排放浓度平均值分别为51.1、3.1 mg/L,工业废水处理率偏低;山西、陕西、河南等"高"风险企业数量较多,分别达到3 047、1 630、1 442家。建议加强黄河流域上下游、左右岸、干支流协同配合,加大水污染防治工作的深度和力度。     

我国流域水生态完整性评价方法构建

流域水生态完整性评价是指通过对水生态系统中不同水生态指标(生物和非生物)的监测以及由数学方法综合形成的综合评价指数,来反映水生态系统完整性状况。近年来,世界各国水环境管理政策发生了变化,开始强调生态保护,重视水体的生态质量。中国现行的常规理化监测指标(如COD、氨氮、BOD5)很难满足水环境管理的需求,难以全面准确地反映水环境质量变化的趋势。因此,在借鉴欧美发达国家流域水生态完整性评价方法的基础上,结合中国目前监测现状以及流域水环境管理需求,构建了包括物理生境指标、理化指标、水生生物指标在内的流域水生态完整性监测与评价方法,以期为中国流域水质目标管理技术体系的业务化运行提供可资借鉴的技术支撑,实现从单一的化学指标监测转向综合的水生态系统监测,实现流域水生态完整性的监测与评价。     

CMT监测井在黑河流域地下水监测中的应用

以CMT监测井在黑河流域的应用为基础,通过对监测数据和采集的水样进行分析,了解了黑河流域地下水水位动态变化,掌握了黑河流域地下水水化学垂向分布规律,为合理利用黑河流域水资源提供了科学依据。     

黄河流域甘肃段面源污染估算与空间分析

采用遥感分布式面源污染评估模型（DPeRS）,对2018年黄河流域(甘肃段)面源污染空间分布特征进行分析,具体包括多类型污染量产排特征解析和流域优先管控单元识别。结果表明,污染量上,2018年黄河流域（甘肃段）总氮(TN)、总磷(TP)、氨氮(NH₃^-N)、化学需氧量(COD_Cr)的面源污染排放负荷分别为65.6,11.8,19.1和77.2 kg/km²,入河量分别为836.7,33.3,220.2和1 353.3 t;空间分布上,氮型(TN和NH₃^-N)排放负荷高值区主要分布在流域中部和东部局部地区,流域大部分地区TP排放负荷均较高,COD_Cr面源污染排放负荷高值区分布较为零散。与排放负荷相比,黄河流域（甘肃段）面源污染入河负荷并不突出,这与该地区水资源量少有密切关系。筛选出黄河流域（甘肃段）面源污染优先控制单元15个,面积占比为85.2%,I类优控单元主要分布在庆阳市、天水市、兰州市和白银市等地区,II类优控单元主要分布在甘南藏族自治州,且TN、TP、NH₃^-N和COD_Cr面源污染优控单元识别结果的平均精度达到80%。     

Monitoring of Aquatic Macrophytes for Detection of Long-term Change in River Systems

This paper presents details of the methodology developed by the United Kingdom's Environmental Change Network for the long-term monitoring of macrophytes in rivers and streams. The methodology is based on techniques first proposed by the Standing Committee of Analysts (1987) and later adapted by the National Rivers Authority (NRA) and Environment Agency, but differs in splitting the surveyed 100 m stretch of waterinto sections to provide an objective measure of the frequencyof occurrence of individual species in place of the moresubjective estimation of cover. A pilot study of the ECN methodology took place at five sitesin 1997. The results of this study, including a few practicaldifficulties in the application of the methodology, are presented and discussed. For all but one of the sites strongassociations were found between the number of species observedand the physical characteristics of the watercourse. The most important characteristics were degree of shading, substrate type, depth and clarity. The frequency of occurrence of individual species within sections of the watercourse was foundto be strongly related to the log of the overall estimates of cover. Because the use of sections, rather than a single overall coverestimate, enables variation in the pattern of vegetation over surveyed stretches to be detected and related to watercourse characteristics, the precision with which change can be detected is increased, and the possibility of determining the causes of change is thereby enhanced. Moreover the use of sections allows within-site variation to be calculated and hence the accuracy of estimated changes to be quantified.In general implementation of the ECN methodology was not found to be particularly onerous or difficult. As a result of the pilot study some changes in the ECN methodology have been made, primarily to reduce the workload so that sites can be surveyed comfortably in a single day.     

基于压力-状态-响应(PSR)模型的黄河流域环境安全评价体系法治化研究

黄河流域环境安全评价包括对水环境质量、水环境健康、水环境风险的综合评估和对环境治理有效性的评价,是监测河流环境安全和支撑环境管理决策的重要技术手段。当前,我国尚未形成全面、有效的黄河流域环境安全评价体系。为此,基于压力-状态-响应(PSR)模型,构建了一套具有法治特色的黄河流域环境安全评价指标体系,并以黄河流域河南段2019年和2020年环境治理工作为例,对模型进行了验证。同时,提出探索赋予河流合法权利,完善以《黄河保护法》为核心的黄河流域环境风险防控法律体系,将适应性治理融入联合执法,建立和完善“河长-警长-检察长”联动机制,建立黄河流域环境风险治理体系和突发环境事件监控预警体系等法治化建议。