在长江中看到江豚的情况并不少见。
11月5日下午2时,生态环境部监测船“中国环境监测008”号驶向位于长江与洞庭湖交汇处的湖南城岭矶港。 船长看到一只江豚游过船的右前方,它的后背浅浅地露出水面,然后消失在水下。 船上的一名工作人员告诉《中国新闻周刊》,他们最常看到江豚“一家三口”。 此外,近两年来,它们在鄱阳湖遇到江豚的次数比洞庭湖还多。
2024年11月4日下午,在湖南省礼县丽水河畔,工作人员在浅滩上用圆筛对采集到的底栖动物样本进行清洗,并将初步清洗好的样本装袋。 摄影师杨志杰。
江豚位于长江水生生物食物链的顶端,是长江生态环境质量的“晴雨表”。 40年来,由于高强度的人类活动和环境污染,长江江豚数量急剧下降,从90年代初的约3600只下降到2024年的1012只。 为加强长江水生生物保护,2024年起,长江启动“禁渔十年”,并出台了《长江保护》等相关法律法规。 根据农业农村部向《中国新闻周刊》提供的最新数据,截至2024年,长江江豚数量为1249只。 这是自2024年开始监测记录以来的首次反弹。
然而,长江流域水生态保护仍面临水环境改善不平衡不协调、江河湖泊生态水保障不足等一系列突出问题。 今年6月,生态环境部、国家发展改革委、水利部、农业农村部联合发布《长江流域水生态评价指标评分规则(试行)》(以下简称《评分规则》),遴选出50个具有代表性的水体开展水生态评价试点,探索水生态生态建设长江流域评价机制.
水生态监测是水生态评价评价的前提和依据,是水生态评价的关键环节之一。 监测人员通过现场调查和遥感监测,获取影响生物生长繁殖的水生生物、水生生境、水资源等基础数据,确保评价的客观性和科学性。 生态环境部在《评分规则》中提到,2024年和2024年开展水生态评价试点,确定评价基础,2024年开展正式评价。
《中国新闻周刊》获悉,2024年长江流域水生态试点秋季监测样本采集工作已经结束。 据参与监测的相关技术单位介绍,预计12月中旬将完成所有鉴定工作。
上图:2024年5月11日,湖北省宜昌市的长江江豚在水中嬉戏。 图:新华社 下图左:2024年3月20日,江西省九江市永秀县,武城镇退休渔民何桂华与渔船合影留念。 下图右:2024年7月16日,何桂华和丈夫徐丽媛在自家餐厅。 2024年长江流域重点海域禁渔后,何桂华和丈夫在镇上开了一家餐馆。 图新华社。
监测,长江体检的第一步
11月4日下午三点半,湖南黎县丽水河畔,徐元召和同事穿上长袍,涉水入浅滩。 两人用集水器将一定量的河水装满,装瓶,加入固定液密封,用浮游生物网捞了好几遍,将浑浊颜色和样品的水装进小瓶子里,这就是收集浮游动物的过程。
随后,徐元钊开始采集大型底栖无脊椎动物(以下简称“底栖动物”)。 他戴上长柄手抄网,先用脚踢起沉入水底的泥沙,然后将手抄网压近河底,开始顺着水流方向走几米,底泥与底栖动物混在一起打捞入网中。 使用筛盘将样品在水中清洗并密封在透明袋中。 这项工作对岸上的村民来说很陌生,他们好奇地问:“你在钓鱼吗?”
11月以来,生态环境部长江流域生态环境监测科研中心(以下简称“长江局监测科研中心”)受湖南省生态环境监测中心委托,开展湖泊水生态样地调查, 其境内的水库和河流。徐元钊是长江局监测研究中心的监测员,在湖南四大河流水系之一的丽水市的多个地点采集底栖动物、浮游植物和植物植物的样本。 他和团队收集的技术规范和经验来自过去两年长江流域水生态评价的试点监测。
2024年以来,生态环境部组织开展重点流域水生态监测试点。 2024年4月,生态环境部发布《长江流域水生态监测方案(试行)》,根据评估水体范围和评估需求,进一步完善长江流域水生态监测网络。 长江流域现有水生生物监测点331个,水环境指标监测点323个,监测水生生物、水生生境、水环境、水资源四类指标。
四类一级指标分为14类二级指标。 根据《评分规则》,水生生物监测主要包括鱼类种类数量、重点保护水生生物数量、底栖动物物种数量、浮游动物群落结构等。 水生生境指标主要包括自然岸线速率、水连通性、水生境人类活动影响指数等指标。 水环境指标包括综合污染状况、汛期污染强度、综合营养状况等,水资源指标主要指生态流量达标率。
水生栖息地是水生生物的栖息地和载体,据生态环境部有关部门向《中国新闻周刊》介绍,传统的地面监测手段难以满足多种水生生境因子的调查需求,目前我国多颗高光谱、全光谱卫星已投入使用, 可实现对河流、湖泊、水库等的考核全线、全区域的考核监测,已应用于水生态监测工作。
熟悉长江流域水生态监测的周告诉《中国新闻周刊》,生态环境部、水利部、农业农村部对水生态系统健康、水生栖息地保护等大部分指标都有相对成熟的监测方法。 长江流域水环境保护、水资源安全、水生态评价等都能与之有效衔接。目前,主要挑战是如何完善原有业务体系中一些工作基础相对薄弱的监测项目,如底栖动物和浮游动物、大型水生植物等指标,由于现场监测条件复杂多样,在长江上、中、下游的统一部署最具挑战性。
底栖动物和浮游动物指标被广泛用于水生生态系统健康评估。 底栖动物栖息在浅滩和底部沉积物中,或附着在水生植被和石头上,肉眼可辨认,常见的有河贻贝、螺、蜻蜓幼虫等。 俗称“底栖动物”,虽然“体型大”,但体型很小,有些幼虫只有几毫米长。 它们对水环境的变化非常敏感,当水体受到污染时,底栖动物群落的结构也会随之发生变化,群落重建需要很长时间,因此底栖动物也被称为“水下哨兵”。
漂浮在水中的浮游动物,肉眼难以识别,包括原生动物、轮虫、枝足类和桡足类动物。 它们处于食物链的中间,既是鱼类的“捕食者”,又是鱼类的“猎物”,能够全面反映水环境的变化。 长江局监测科研中心水生态评价监测技术负责人张静向《中国新闻周刊》解释,以武汉东湖为例,上世纪60年代左右,浮游动物多为大型鳞翅目动物,但现在多为小型枝足类动物,活动性较强。 浮游动物群落结构的这种变化可能是由大量鱼类捕食和富营养化的双重作用引起的。
采样是水生态监测的第一环节。 2024年以来,长江流域春秋两季旱季,来自长江局监测科学研究中心、生态环境部太湖流域东海生态环境监督管理局(以下简称“太湖东海局”)的多个团队, 中国环境科学研究院已前往331个地点采集样本。每季度两个月内收集任务。
长江流域上、中、下游水生环境复杂多样,给采样工作带来了额外的挑战。 长江局监测科研中心总工程师王英才告诉《中国新闻周刊》,长江上游的点数不多,但大部分都在海拔四五千米。 一些监控人员刚刚到达三江源地区,由于缺氧,整个人呕吐头晕,无法站立,这是对体力的极端考验。 徐元钊在贵州参与了长江水生态监测工作。 贵州多山,他们曾经开车两个多小时才到达点岸,却发现脚下有悬崖峭壁,无法靠近水边。 他们不得不开车到对岸,下车,然后背着工具,走了40多分钟才到达可以下水的位置。
在长江干流或支流湖泊、水库中,有些地方水深。 监测人员将使用一级监测船“中国环境监测008”号对宜昌至上海、洞庭湖、鄱阳湖的长江河段进行监测,需在船上生活一个多月。 一些收集地点位于近岸水域,大型船只难以靠近它们,监测员必须使用工作船才能到达那里。
监测员使用泥浆收集器收集船上的底栖动物。 这是一对可以关闭的抓斗,监视器将泥矿工放在水下,并将关闭夹一起拉起,以捡起含有底栖动物的沉积物。 泥矿工重一二十斤,加上底泥,可以重达二三十斤,往往需要更厉害的人来操作。 污泥收集的不确定性更大。 去年,张静一行在鄱阳湖出海口附近某点取样,追水,水深、流速快,泥矿工总是打捞不出符合要求的泥沙。 在那次,他们总共收集了 21 次。
当天采样完成后,工作还没有结束。 11月4日上午8时许元召一行出发,在4点采集样本后,回到住处已是下午5时。 监测人员开始对当天采集的底栖动物样本进行筛选:透明袋中的底栖动物仍混入黑色沉积物中,经筛子冲洗后,将各点的样本分别倒入瓷盘中,过筛清洗后,用镊子将可见的底栖动物一一挑出, 放入单独的小塑料瓶中,加入酒精密封保存。底栖动物体型较小,选择工作需要耐心和细心。 为了保证没有遗漏,一个人在选择后需要由另一个采样者重新确认。
去年,参与春秋两季长江水生态试点监测的张静告诉《中国新闻周刊》,不同地点采集样本的难度各不相同,最难的就是团队成员从晚饭后一直工作到次日凌晨2点。
上图:2024年9月,监测人员在香江开展2024年长江流域水生态评价试点秋季监测工作。 图为大型底栖生物样本采集现场。 长江局监测科学研究中心李淑银摄 中:2024年7月5日,重庆市中县,科研人员在三峡库区耗散区开展相关监测。 图:2024年6月16日,研究人员在云南省丽江市白水河水文观测场测量冰川融水速度。 白水河1号冰川融水流入玉龙雪山风景区蓝月谷,最后在虎跳峡附近汇入金沙江,为长江上游供水。 图新华社。
“用尺子合一”。
多位受访专家强调,水生生物监测的首要难点是制定统一的采样鉴定规范,用同一把尺子对长江上、中、下游的不同水体进行监测,这样结果才能具有可比性,保证后期评估的公平公正。
在水生态评价试点监测之前,相关工作大多由高校或科研单位开展。 但是,科研项目的主题和目标不同,每个团队的监测方式也会不同,抽样结果也会有很大差异。 例如,根据研究的需要,一些科研项目为了更好地了解某个区域或深入研究某一组生物,可能在监测频率和指标上存在较大差异。
王英才说,水质理化指标往往有明确的标准,技术人员可以统一要求和管理,但水产生物监测标准制定难度大,规模把握难度大。 例如,位于云贵高原的草海,水底有很多水草,采集一个样本需要几个小时。 根据统一的方法,许多样品可以在某些地方回收,但在其他地方则根本无法回收。
2024年,生态环境部水生态环境司组织环境规划院、环境科学研究院、中国环境监测站、长江局监测科学研究中心等技术支持单位,设立长江流域水生态评价专班(以下简称“专班”)。 据生态环境部专家介绍,专案组花了很长时间讨论如何统一监测标准。 例如,在取样过程中,泥矿工需要在某一点上抓几次,每次收集多少个样品才合格。 从科学研究的角度来看,在一定范围内,采集次数越多,种类就越多,但这耗时长,投入大,而且从长期经营的角度来看,是不可持续的,需要平衡监测工作的科学性、代表性和及时性。 专家们经过调研论证确定,对于同类湖泊水体,单个监测点应用泥浆采煤机采集4次,一次采集的泥沙样品量必须达到泥浆采煤机体积的三分之一以上,再用拖网拖曳一次,采集合格后方可采纳。
自2024年底以来,中国环境监测总站陆续发布淡水浮游动物和底栖动物监测试点技术要求,涵盖样品取样、保存、运输、分析、质量控制等各个环节。 2024年4月,生态环境部进一步发布《河域水生生物水生态监测监测评价技术导则(试行)》等国家生态环境标准,并发布质量保证和质量控制技术要求,确保监测数据质量。
但是,有了标准,如何保证一线监控人员遵守规范也是重要的一环。 水生生物的采集和鉴定在很大程度上取决于个人的技术能力和经验。 如果从业人员缺乏专业性,抽样时没有严格执行监测规范,或者缺乏经验,就会影响后续结果的准确性和客观性。
周说,在一些地方,水生生境比较复杂,如水生草区、卵石区等生境条件,根据规定,采样人员需要在这些地方采集,如果监测人员不熟悉当地,采样时可能会省略个别生境类型, 导致样本缺乏代表性。为了解决这一问题,中国环境监测站要求,每季度在原产地监测的人员数量不应少于60人,以确保有熟悉当地情况的采集人员。 同时,要通过详细的现场调查,确定相对固定的抽样计划,保证监测工作的规范性、连续性和可比性。
首先,要保证人员的素质。 王英才向《中国新闻周刊》强调。 水生生物学的不同研究方向具有较高的专业门槛,浮游动物专业技术人员难以准确识别底栖动物的种类。 水生态评价监测工作要求监测人员必须具备专业背景,经过一个月的专业培训后,方可持证。
生态环境部还将对现场采样进行外部监督。 周军提到,监测站会公布每日采样组的安排,方便当地生态环境部门或其所属监测机构现场观察,也能起到监督作用。 监测站还将随机抽取10个点,并派专家到现场检查监测人员的操作是否规范。
此外,行业在水生生物监测的某些方面也存在一些差异。 张静举例说,目前关于浮游动物和底栖动物分类的参考书很多,但仍有相同物种、不同名称的情况,会影响鉴定结果的差异。
这在水生生物学领域就像一个“复调词”,但国内外还没有统一的《新华词典》。 周向《中国新闻周刊》提到,如何在鉴定过程中统一科研人员的认知,还需要不断的训练。 目前,相关技术单位已开始编制统一的底栖动物和浮游动物名录,并制作水生物种信息卡。 但现阶段,长江局监测科研中心、太湖东海局监测科研中心、中国环境科学院对某一物种的鉴定结果仍不一致。 据周军介绍,生态环境部将要求所有鉴定人员在提交资料时将鉴定结果作为凭证上传,并在季度集中鉴定后,定期组织不同部门的鉴定人员进行集中分析,各拿出部分样本,交叉鉴定,对比结果,尽可能消除误差。
上图:采样完成后,监测员选择当天采集的底栖样品。 下图:2024年10月下旬,2024年水生态评价试点监测秋季采样工作完成。 样品被运回实验室,在那里由检查员通过显微镜进行识别和计数。 本期由记者杨志杰拍摄。
各地要进一步“跟进”。
今年上半年,生态环境部向相关省级生态环境部门反馈了两项指标的评估结果,即评估水体底栖动物物种数量和人类活动对水生生物栖息地的影响指数。 这两个结果可以清楚地反映出评估水体中指标的现状与预期值之间的差距。 同时,生态环境部也与当地政府进行了充分沟通,督促和帮助当地政府分析了问题,初步分析了可能的影响因素。 例如,如果某一水体某点的底栖物种数量与预期值相差甚远,得分较低,专项团队将综合分析场地周围的生境状况,如水体水质、排污口分布、岸线硬化、泥沙污染、 或上游水电站的发展。地方**可以分析造成这些因素的原因,并提出切实可行的改进措施。
现阶段,在长江流域水生态评价试点工作中,尚未指派地方政府承担水生态监测任务。 但上述专家提到,长江流域水生态评价仅评估了长江流域50个试点水体,无法反映长江流域所有水体的背景状况和问题。 其次,各城市还需要自行开展水生态监测,了解当地水体的背景情况,找准各江湖的问题和原因,实施精准政策,促进问题解决。
周军将当前的水生态监测描述为“体检”,国家通过目前的一些情况为当地政府做了“诊断”:“比如你被诊断出高血压,但是什么原因,你需要进一步检查。 因此,未来地方政府仍需对问题清单进行进一步跟进。 在他看来,地方政府可以以水生态评价为抓手,找准水体生态基础,精准发现问题,开展保护修复,与国家工作形成合力,推动长江水生态环境改善。
水利部中科院水利工程生态研究所河湖生态研究中心副主任赵先福在接受《中国新闻周刊》采访时提到,水生态是一个非常复杂的系统,未来监测指标有待进一步完善。 目前,国家层面水生态统一监测是一个良好的开端,其重要意义在于完善长江背景调查。 从科学研究的角度来看,只有对背景情况有更全面的了解,才能对水生态问题有更清晰的认识,哪些问题目前是可以解决的,哪些问题长期存在,暂时难以改善。
周军提醒,今后地方水生态监测可以尽量不与国家已经开展的水生态监测点重合,而是在现有工作的基础上,对问题突出的水体进行更细致的监测,或者在其他支流进一步补充点,国家和地方协调, 监测数据共享,“比如,国家队现在对干流和一级支流进行监测,地方政府可以对二级支流进行监测,完善监测网络,以便从广度和深度上了解长江水生态的现状和问题。
周军从2024年开始参与水生态评价试点的筹备工作,他清楚地感受到了地方生态环境部门对水生态监测态度的变化。 2024年,他建议地方重视水生态监测,“但大家不重视”。 从2024年7月开始,水生态评价试点已经开始,各地多位监测部门主动找中国环境监测总站等单位积极开展水生态监测能力建设,竞相参加相关技术培训。
今年以来,中国环境监测总站、长江局监测科研中心等多家单位陆续举办水生态监测培训班。 9月,安徽省生态环境厅从24家相关单位中选拔50名技术人员组成安徽省水生态监测技术团队,参加长江局监测研究中心组织的水生态监测理论和现场实操培训,学习习水产生物野外采集的步骤和技术要点, 样品预处理和显微镜检查。
长江局监测研究中心成立水生态AI研发团队。 长江局监测科研中心彭宇摄。
抢夺人才,开启人工智能
对于“国家队”来说,落实监控技术规范要求,开展深度数据挖掘尤为重要。 然而,对于地方政府来说,储备水生态监测技术人才和形态监测能力是目前最大的挑战。 周军告诉中国新闻周刊。 目前,多地在争夺水生生物相关专业人才,省级生态环境厅或其所属监测机构应统筹行政区域内的监测能力,组建高效协调的水生态监测队伍,提高技术人员水平,弥补水生态监测的短板。
水生生物的分类鉴定其实是“劳动密集型”的工作,但相关的监测技术人员远远不够。 《中国新闻周刊》在长江局监测研究中心指出,浮游藻类AI识别系统已在长江干流、洱海、巢湖、千岛湖等重要水体推广应用,将科研人员从繁杂的检测工作中解放出来。 据专家介绍,从理论上讲,一台自动分析设备可以替代10名监测人员的工作量,可以大大提高检测分析的效率。
据赵说,传统监测往往缺乏标准,导致数据不易共享,不具有可比性。 新的监测技术和方法,如环境DNA和基于人工智能的显微图像识别,可以利用低专业化的收集方法和标准化的处理程序,自动生成大规模、高分辨率的观测数据,以识别物种和监测生物多样性。 一方面,它可以提高数据的准确性;另一方面,它也可以摆脱对人力的依赖。 不过,赵先福也强调,现阶段,由于相关数据不够,这些新技术的结果可能会有相当大的误差。
目前,长江水生态评价试点对监测数据的准确性要求极高,对地方有说服力,也关系到未来评价结果的公正性。 AI设备推广应用的前提,还需要更完整、更准确的相关数据库系统,未来还将针对湖泊、水库等不同水体开展专项研发和培训。
周君是化名)。
2024年发行12.18.《中国新闻周刊》第1121期。
杂志标题:水生态监测:长江的“体检”
记者:杨志杰.