前 言
我国湖泊和水库众多。然而,随着区域气候环境变化和人类活动干扰加剧,使得湖库萎缩和消亡严重、水质持续恶化、富营养化趋势逐年加剧。不仅如此,水环境质量下降所引发的生态问题也开始显现。近年来,湖库生态系统总体处于退化状态,鱼类资源大幅下降,生物多样性不断减低。目前,我国湖库的相关环境问题,已严重破坏生态系统平衡,很大程度上制约了湖库资源的可利用性和社会发展的可持续性。因此,监测并评价湖库水生态环境质量已经成为我国环境保护工作的一个重要内容。
为贯彻落实党中央和国务院让江湖湖泊休养生息的要求,加强流域生态环境保护,维护流域生态系统的健康,将环境保护部《关于开展流域生态健康评估试点工作的通知》(环办函[2012]1163 号)任务的成果进一步落实并推广,中国环境监测总站并编制了《湖库水生态环境质量监测技术指南》(以下简称“指南”),以指导我国湖库水生态环境质量的评估工作。
“指南”中规定了湖库水生态质量监测开展过程中的各项基本原则、技术要求以及实施方法,包括监测目的、监测内容、分级监测、监测方法及类群的选择、点位布设、监测频率和时间的确定、采样方法的选择、野外采样、实验室分析及资料汇总等。
本指南由中国环境监测总站提出。
本指南由“流域水生态环境质量监测与评价研究”课题组负责起草。 本指南由中国环境监测总站负责解释。
1
湖库水生态环境质量监测技术指南(试行)
1 总则
1.1 编制目的
根据《中共中央关于全面深化改革若干重大问题的决定》中“加快生态文明制度建设”“五位一体”的要求,为落实《国家环境保护“十二五”科技发展规划》、《国家环境监测\十二五\规划》,加快水生生物监测工作,推进我国水环境质量综合评价的进程,编制《湖库水生态环境质量监测技术指南(试行)》。
1.2 适用范围
本指南适用于湖泊及水库的水生态环境质量监测。
“指南”中规定了湖库水生态质量监测开展过程中的各项基本原则、技术要求以及实施方法,包括监测目的、监测内容、分级监测、监测方法及类群的选择、点位布设、监测频率和时间的确定、采样方法的选择、野外采样、实验室分析等。
1.3 指导原则
1.3.1 科学实用原则
结合湖库生态环境实际情况,遵循水生生物类群栖息及生存规律,确保监测结论客观反映水生态环境质量,为水生态质量综合评价提供科学依据。 1.3.2 因地制宜原则
充分考虑水域环境的自然地理条件、生物类群的时间变化特点、工作目的及人力、费用投入,选择监测类群、监测频次和时间、监测点位、采样工具及采样方法。 1.3.3 循序渐进原则
指南遵从先易后难、循序渐进原则,既可以为基础薄弱的从业人员提供技术指导,也可以为经验丰富的专业技术人员提供借鉴。
1.4 引用文件
HJ/T 52-1999 水质 湖流采样技术指导 HJ/T 91-2002 地表水和污水监测技术规范
HJ 493-2009 水质采样 样品的保存和管理技术规定 HJ 494-2009 水质 采样技术指导
2
HJ 495-2009 水质 采样方案设计技术规定
1.5 术语与定义
下列术语和定义适用于本指南。 1.5.1 湖泊 Lake
陆地上洼地积水形成的水域宽阔、水量交换相对缓慢的水体。 1.5.2 水库 Reservoir
在湖道、山谷、低洼地有水源或可从另一湖道引入水源的地方修建挡水坝或堤堰,形成的蓄水场所;或在有隔水条件的地下透水层修建截水墙,形成的地下蓄水场所。 1.5.3 水生态环境质量 Water Eco-environment Quality
以生态学理论为基础,在特定的时间和空间范围内,水体不同尺度生态系统的组成要素总的的性质及变化状态。 1.5.4 生境 Habitat
又称栖息地,指生物的个体、种群或群落生活地域的环境,包括必需的生存条件和其他对生物起作用的生态因素。 1.5.5 参照状态 Reference Condition
代表水域内未受人为干扰或所受人为干扰较小的最优生物状态。 1.5.6 浮游动物 Zooplankton
在水中营浮游生活的动物类群。它们完全没有游泳能力,或游泳能力微弱,不能作远距离的移动,也不足以抵抗水的流动力。淡水浮游动物主要包括原生动物、轮虫、枝角类、桡足类等类群。
1.5.7 浮游植物 Phytoplankton
水中营浮游生活的藻类,属于微藻类,广泛存在于河流、湖泊和海洋中。淡水浮游藻类主要包括蓝藻、绿藻、硅藻、裸藻、甲藻、金藻、黄藻和隐藻八个类群。 1.5.8 叶绿素 Chlorophyll
自养植物细胞中一类很重要的色素,是植物进行光合作用时吸收和传递光能的主要物质。叶绿素a(Chla)是其中的主要色素。 1.5.9 底栖动物 Benthic Invertebrate
指生活史的全部或大部分时间生活于水体底部的水生动物类群,主要包括水栖寡毛类、软体动物和水生昆虫幼虫等。为了研究方便,将不能通过500μm孔径筛网的底栖动物称为大型底栖动物,将能通过500μm孔径筛网但不能通过42μm孔径筛网的底栖动物称为小型
3
底栖动物,将能通过42μm孔径筛网的底栖动物称为微型底栖动物。 1.5.10 丰度 Abundance
一个物种在一定研究范围内的数量(如个体数量或生物量),通常与密度相通用。 1.5.11 密度Density
取样单位的平均丰度(=总体个数/样方数)或者是单位面(体)积上的丰度。 1.5.12 生物量 Biomass
某一时间单位面积或体积栖息地内某个种群、类群或群落内生物体的个体数、重量或含能量。
1.5.13 质量保证 Quality Assurance
湖库水生生物监测的质量保证是指整个生物监测过程的全面质量管理,其目的是保证调查数据准确可靠,包括从点位布设、现场调查、样品采集、贮存与运输、实验室样品分析、数据处理全过程的质量保证。 1.5.14 质量控制 Quality Control
质量控制是为达到调查质量要求所采取的一切技术活动,是调查过程的控制方法,是质量保证的一部分。
1.6 水生态环境质量监测要素
1.6.1 要素类别
主要包括:
——湖库水文气象基本参数 ——湖库生境状态描述 ——水体、沉积物重要理化参数 ——生物参数 1.6.2 生物类群
主要包括: ——浮游植物 ——浮游动物 ——大型底栖动物
应当根据特定的监测目的,充分考虑每个类群的特点、优势、生命周期,结合区域的环境特点,选择适合的水生生物类群。比如,较为短期的环境监测可选用浮游植物、浮游动物,较为长期的环境监测可选用大型底栖动物;监测化学水质变化(尤其富营养化)可选用浮游
4
植物、浮游动物,评价物理生境退化则可选用大型底栖动物。结合不同生物类群的监测结果,可以综合、全面地反映环境状态,但是考虑到现场的实际采样条件以及人员、仪器的配备情况,可以在充分达到既定监测目的的前提下对监测类群酌情增减。比如,水深超过7m的湖库或者有消落带存在的水库(如,三峡水库),可放弃采集大型底栖动物。
1.7 点位布设
1.7.1 一般原则
点位布设,取决于监测目的以及所用生物监测技术的特殊要求,需遵从以下原则: (1)连续性原则:尽可能沿用历史观测点位;生物监测点位应与水文测量、水质理化指标监测点位相同,尽可能获取足够信息,用于解释观测到的生态效应;
(2)代表性原则:在监测点位采集的样品,需对研究水域的单项或多项指标具有较好的代表性;如果监测的目的是建立大范围、全面的流域生物数据网络,点位需覆盖整个流域范围;如果监测目的是客观评估点源污染的影响,则需在一定范围内进行加密监测;
(3)实用性原则:在保证达到必要的精度和样本量的前提下,监测点位应尽量少,要兼顾技术指标和费用投入。 1.7.2 监测点位布设方法
可采用点位与断面结合的方法,设置湖库水生态环境质量监测点位。具体方法如下: (1)针对某一特定问题的专项调查,一般采用目标设计方案,或称“特定位点”设计方案,基于已知的问题或事件选择监测点位。通常,除了目标位点或范围,分别在其上、下游100m至1000m处各设置至少3个监测点位或断面。
(2)湖库或区域的基线调查及环境变化趋势评估,一般采用随机选择方案,尽量均匀地在监测范围内设置点位,以便为整个区域的整体环境提供精确的环境信息。根据监测任务目标、湖库面积大小以及人员、费用配备情况,确定监测点位数量。区域性的大范围监测,涉及多个湖库,可根据每个湖库的面积设置3~10个点位;特定湖库的监测,则至少设置10个点位。点位布设应兼顾湖滨和湖心,如无明显功能分区,可采用网格法均匀布设。河道型或狭长型湖库,可参考河流的点位布设方法,以断面的方式设置采样点位。 注意事项
选择点位时,应注意以下问题:(1)应在湖库的主要出入口、中心区、滞流区、饮用水源地、鱼类产卵区、游览区等设置相应的点位;(2)如采用断面法设置点位,断面应与附近水流方向垂直;(3)峡谷型水库,应在水库上游、中游、近坝区及库层与主要库湾回水区布设断面。
5