中国水污染综合治理的生态学思考

的生态系统，保证其各项生态系统服务功能的正常发挥。 从２０世纪７０年代起即逐步建立了一系列环境资源数据库。数
从生态系统角度研究水污染防治的机理
据储存在计算机内，并通过地理信息系统（ＧＩＳ）显示人口
水体污染以后，不但水质变坏，水中的生物种类和生物 分布、土地利用等要素间的关系，用户只需交纳少量数据加
群落都将发生变化，从而影响整个水域生态系统结构和功能。 工费或免费通过网络获取数据。这样做可减少花费，避免重
的水质总体退化。
从构建和谐社会角度加强环境教育、促进公众
研究表明，用水化学或物理指标作为水体生态状况评 参与、提高媒体监督
价工具存在难于综合及解释不充分等缺陷，而生物指标则
随着我国的经济发展和科技进步，我国水环境问题的
能克服这种缺陷，应作为河流水质及生态状况评价的主要 解决已有雄厚的资金和足够的技术支持。但与发达国家相
好的政பைடு நூலகம்需要公众的响应，需要通过公众参与来落实。
尽管众多的科学分支均在尝试描述自然现象的不同方面。 资料表明，在环境保护方面领先的国家和地区，其公民的环
生态系统占据的是多维的空间，其整体性却常被不完整地 保意识很强，参与程度也很高，反之亦然。公众参与可以提
理解。因此，尽管自 ２０ 世纪 ６０年代以来对生态系统的结构 高政府决策质量，降低政府管理成本，形成对环保的社会需
流域生态系统管理是在流域尺度上对生态系统的管理， 起源于传统的自然资源管理和利用领域。其有效管理的基 本原则包括 ：⑴流域生态系统是自然系统，具有时空尺度 上的可变性。自然过程维持着自然系统的有效性，如河岸生 态系统的生态特征由一系列时空尺度上的水文过程所控制。 ⑵流域生态系统管理必须有整体的观念，要正确理解持续 性和入侵性。自然环境生态属性长期的持续性要求维持好 自然变化的环境体 ；当这种环境体遭到改变，生态系统内 部将进行适应新入侵的外来有机体条件的联合的调整，在 流域生态系统管理中如何认识和量化物种和生态过程的持 续性和入侵性十分重要。⑶管理必须考虑连接性和不确定 性，流域生态系统管理的目标是让人类和自然之间保持相 对的动态平衡，在多个尺度上充分认识到社会和环境的联 系。由于管理连接性的数量方法还不十分精确，在考虑社 会环境问题时作出的决定仍存在一定的风险或不确定性。
特别关注
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中国水污染综合治理的生态学思考
蔡庆华／中国科学院水生生物研究所 淡水生态与生物技术国家重点实验室
中国水污染现状
当前的中国，水污染和水体富营养化已成为严重的环 境问题。
经济合作组织（ＯＥＣＤ）２００７年７月１７日的报告称，中国主
年的２５．０％上升到２００５年的３９．６％；而失去使用价值的劣Ⅴ 类水水库数占总评价水库的比例，则由１９９８年的３．９％上升 到２００５年的６．６％（表２）。
从流域层次开展水污染的综合治理 研究与实践表明，水域生态系统易受沿岸地区及汇水 区域的影响（包括生命活动和自然过程）。流域是水体的上级 单元，因此，仅仅研究水体是不够的。要维持一个健康的水 域生态系统，需要创建健康的流域环境，而健康的水域生态 系统是它的基础。近年来，有远见的生态学家甚至提出了流 域生态学的理论，将水体视为流域的基本单元，高度重视与 流域内陆地生态系统间的相互关系，强调流域的系统性及 完整性，从更高层次开展水域生态系统的研究和实践。 所谓流域生态学，即以流域为单元，研究流域内各子 系统间的物质、能量、信息流动规律，在将流域作为复合生 态系统的基础上，从中、大尺度上对流域内资源开发利用、 保护及环境问题进行研究，为流域陆地和水体的合理开发 利用决策提供理论依据。 以往流域管理的概念主要是以流域为单元，按照河流 系统一定的功能和目标，以控制和管理出现超标洪水，最大 限度地减少洪灾造成的损失为主，同时考虑人类经济活动
影响的能力，这些生物群落的结构和功能特性能够反映诸 制可以统一考虑整个流域水资源、水环境、社会经济之间的
如由于化学物污染、物理生境的消失和片断化、外来物种的 相互作用及发展趋势，提出宏观对策，为高层决策者提供建
入侵、水资源的过量抽取和河岸植被带的过度采伐所造成 议，真正实现水质、水量、水能、水生生物的集成管理。
我国水环境形势十分严峻，主要体现在：水污染状况 相当严重，饮用水安全存在隐患，部分流域水资源开发利用 程度过高、水污染事故频繁发生。从现代生态学的角度，笔 者提出以下建议。
从水资源战略高度认识水污染的严重性 我国人均占有水资源量仅２２３９ｍ３，为世界人均的１／４，在 １５３个国家中排第１２１位（１９９５年资料）。另一方面，随着人口 不断增长，国民经济迅速发展，水供需矛盾越发突出。更为 严重的是，近年来，随着人们生活和生产活动产生的大量工 业废水和生活污水排入江河湖泊和海洋，水体受到严重污 染，引起了水域生态系统一系列结构和功能变化。目前水资 源缺乏和水域生态系统损害已成为国民经济发展的桎梏。 水是淡水生态系统的基本要素，了解水资源是认识该 类生态系统服务的关键。传统的水资源包括水量和水能。随 着认识水平的提高，人们逐渐意识到水质及水生生物的重要
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特别关注
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水资源的四个主要内容，特别强调水质的重要性，这与备受 重视的水质恶化及按质处理的水资源利用方式密切相关。新 观点还把水生生物纳入水资源组成要素，强调水生生物在净 化水体、开发水体生产力以及生物多样性保护中的作用。
注：数据根据１９９７～２００５年中国水资源公报整理
性。水资源应明确包括水量、水 质、水能和水生生物四大要素， 与传统观点相比，前者更强调水 质和水生生物的重要性。在传统 观点中，水资源开发往往重量不 重质，重水本身而不重水生生 物，重开发利用而不重规划保 护，重经济效益而不重生态效益 ——既存在明显缺陷，也限制了 进一步开发。新观点明确把水 质、水量、水能和水生生物作为
示因子，对水体的生物监测从此开始。进入 ２０ 世纪后，化 提高了水资源项目效益。
学物质对水质的影响曾一度受到重视，却很少有人把化学
针对我国水污染加剧的态势，当务之急是建立流域综
和生物指标结合起来考虑。最近二、三十年人们才认识到， 合管理的权威机构及信息系统，统筹流域水资源的开发、分
水生生物群落具有整合不同时空尺度上化学、生物和物理 配、使用、污染控制、污水回用等与水有关的活动，这种机
表１ 中国河流水质状况
总评价河长（ｋｍ） Ｉ类水河长（％） ＩＩ类水河长（％） ＩＩＩ类水河长（％） ＩＶ类水河长（％） Ｖ类水河长（％） 超 Ｖ类水河长（％）
２００５ ２００４ ２００３ ２００２ ２００１ ２０００ １９９９ １９９８ １９９７ １４０４９７ １３３５９５ １３４６００ １２３０００ １２１０００ １１４０００ １１３６００ １０９７００ ６５４０５ ５．１ ６．３ ５．７ ５．６ ５．０ ４．９ ５．５ ５．４ ３２．８ ２８．７ ２７．２ ３０．７ ３３．１ ２７．６ ２４．０ ２４．５ ２４．４ ２７．１ ２５．９ ２６．２ ２６．０ ２８．８ ２９．８ ３２．４ ３３．０ ２３．６ １１．８ １２．８ １０．９ １２．２ １４．２ １６．１ １２．６ １３．７ ２７．７ ６．０ ６．０ ５．８ ５．６ ７．８ ８．１ ７．８ ６．６ ２１．３ ２１．８ ２０．７ １７．５ １６．４ １７．１ １７．２ １６．９ １５．９
和流域各个功能区环境目标。２０世纪９０年代后提出了可持 续管理的概念，其内涵和外延更为广泛，涉及流域内可持续 发展的主要内容：如生态的、社会的、经济的和道德的等方 面。可持续管理是按照一定的生态环境功能和社会经济发 展目标，综合运用行政、法律、教育、经济和科学技术措施， 达到社会经济和环境可持续协调发展目的。
在一个多世纪之前，有人就注意到人类活动产生的污 复，极大促进数据在水资源决策上的应用。２０ 世纪 ９０ 年代
染会对水生生物造成伤害，他们尝试着追踪这种生物群落 后，美国重视强调流域整体治理，统筹规划、设计、实施和
退化的程度，生物群落退化甚至被视为人类活动强度的指 保护，通过多单位协调，统一目标和项目，节省了人力物力，
（３．１％）
（５．１％）
５ （２．７％）
劣 Ｖ 类水水库数
２１ （６．６％）
１４ （４．３％）
２１ （６．８％）
８ （４．１％）
７ （３．８％）
８ （５．８％）
２ （１．４％）
４ （３．９％）
注：数据根据１９９７～２００５年中国水资源公报整理（括号内 数字为比例）
近年全国水域的环境质量监测调查统计显示，我国江 河水体普遍污染。失去使用价值的劣Ⅴ类水占总评价河流 长度的比例，由１９９７年的１５．９％上升到２００５年的２１．３％（表１）。 符合或优于Ⅲ类水的湖泊数占总评价湖泊的比例由１９９８年的 ３７．５％下降为２００５年的２７．４％，受到污染的湖泊比例则由１９９８
１１８
１１９
８３
ＩＩＩ 类水水库数
１０６ （３３．１％）
６６ （７６．９％） （８４．９％） （８４．４％） （８０．６％） （３３．７％）
ＩＶ 类水水库数
３４ （１０．６％）
４３
３２
２５
５７ （１６．３％） （１３．７％）
Ｖ 类水水库数
１０ （１３．４％） （１８．５％） １０
指标，目前已有许多针对不同种群的评价方法。今后，我国 比，我国水污染治理的效果却不尽如人意。除上文所述原因
“十一五”水环境管理应从目标总量控制向容量总量控制转 之外，我国在环境意识和公众参与等方面尚与发达国家存
变，从单纯的化学污染控制向水生态系统保护的方向转变。 在较大差距。
环境恶化的原因，可归结为人们对自然界理解的贫乏，
总评价水库数 ３２０
３２２
３０８
１９６
１８２
１３９
１４１
１０３
Ｉ 类水水库数
１４ （４．４％）
６
５
（３．１％） （２．７％）
ＩＩ 类水水库数
１３５
２６５
（４２．２％） （８２．３％）
２３０ （７４．７％）
７４ （３７．８％）
１４０
表２ 中国部分湖泊、水库的水质状况
２００５ ２００４ ２００３ ２００２ ２００１ ２０００ １９９９ １９９８
总评价湖泊数 ４８
５０
５２
２４
２４
２４
２４
１６
符合或优于 ＩＩＩ １７
１８
２１
６
１０
９
１０
６
类水湖泊数 （２７．４％） （３６．０％） （４０．３％） （２５．０％） （４１．７％） （３７．５％） （４１．７％） （３７．５％）
严峻形势下的思考
要城市水质近一半不完全符合饮用水源水质标准。污染源 当中，最主要的是粪便排污，其次为工业和农业化学污染； 据分析，目前中国饮用水情况虽有所改善，但常用的消除细 菌污染的方法并不能完全去除水中杂质。地表及近岸海域 水质方面，１／３河流和１／４近岸海域水质污染严重。
改革开放以来，我国经济一直处于高速增长阶段，成 绩举世瞩目。但由于认识和资金等方面的原因，环境无可避 免地成为经济增长的受害者，水体更是首当其冲，往往成为 污染的最终受纳者。２０余年来，我国废水排放总量一直呈上 升趋势（２００３年、２００６年《中国环境状况公报》）。
2007/7B 环境保护
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特别关注
SPECIALATTENTION
⑷流域管理必须将人类文化、生活方式考虑进去，建立综合 建立强有力的流域管理机构、建议有效的协调机制和流域
的、可持续的社会环境系统。
管理的立法等。
简而言之，流域生态系统管理的目的就是要维持健康
水资源管理的正确决策需要准确的数据和情报。美国
部分水体受到 污染湖泊数 污染严重湖泊
１９
１３
５
６
２
４
５
４
（３９．６％） （２６．０％） （９．６％） （２５．０％） （８．３％） （２８．６％） （２０．８％） （２５．０％）
１２
１９
２６
１２
１２
１１
９
６
数
（２５．０％） （３８．０％） （５０．０％） （５０．０％） （５０．０％） （４５．８％） （３７．５％） （３７．５％）