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长江流域水生态修复需一体考虑五个结构

Eedu.org.cn 作者:王玮    资讯来源:中国环境报    点击数:    更新时间:2024/8/22
摘要: 长江流域水环境质量持续改善后,如何加快补齐长江流域水生态保护这一短板?中科院水生生物研究所研究员、国际宇航科学院生命科学部院士、国际应用藻类学家终身成就奖获得者刘永定给出了建议。

本报记者 王玮

2025年,国家将对长江流域17省(自治区、直辖市)正式开展水生态考核。

长江流域水环境质量持续改善后,如何加快补齐长江流域水生态保护这一短板?中科院水生生物研究所研究员、国际宇航科学院生命科学部院士、国际应用藻类学家终身成就奖获得者刘永定给出了建议。

水环境好了水生态就好?

2023年6月,生态环境部等4部门联合印发《长江流域水生态考核指标评分细则(试行)》明确,2022—2024年在长江流域17省(自治区、直辖市)开展水生态考核试点,涉及长江干流、主要支流、重点湖泊和水库等50个水体,为2025年在长江流域全面开展水生态考核奠定坚实基础。

“从考核水环境质量到考核水生态,这是一个很大的进步,也抓住了问题的本质和核心。”刘永定说,我国的根本目标是建设美丽中国,而水生态系统,特别淡水生态系统是与人最密切相关的自然条件、资源条件和人居环境条件。只有水生态系统更好了,中国的长治久安才更有保障。

过去十年,在党中央坚强领导下,沿江省份大力推进生态环境整治,长江流域生态环境保护发生了历史性、转折性、全局性变化。根据生态环境部公布的数据,2020年以来,长江干流国控断面已经连续4年保持Ⅱ类水质。

“长江干流水质很好,已达到Ⅱ类,可是我们为什么总觉得还存在一些问题?”

刘永定说出了很多人的感受。在他看来,这是因为水的最根本问题——水生态问题还是没有得到缓解,也就是人与自然和谐相处还没有到位。

我国对水环境质量考核,主要涉及一些化学指标,例如溶解氧、化学需氧量(COD)、高锰酸盐指数、氨氮、总磷等,没有涉及生物或生态的指标。

“化学指标无法决定水体的本质,水体的本质还是在于生态系统的结构。” 刘永定告诉记者,结构决定功能,结构和功能是否适应会出现表征,水体生态系统的表征就是系统的行为,例如蓝藻水华暴发就是系统的一种行为。只有结构性的问题解决了,水生态才会变好。这里还要说明的是,不是说考核水生态就不管水环境了,水环境质量如果不好,也不会有好的水生态。

系统治理需考虑五个结构

即将步入杖朝之年的刘永定,还有一个身份是“滇池卫士终身成就奖”获得者和洱海保护治理专家工作站负责人。他长期扎根云南,常年驻守野外工作站点,昆明滇池、大理洱海、红河州石屏县异龙湖边,无数次留下了他的身影。采访中,他笑称自己是“跑江湖的”。

这个“跑江湖的”可不简单。长江流域水生态考核试点涉及重点湖泊等50个水体。对湖泊水体治理,刘永定有一套自己的思路。他非常赞同“三水统筹”,认为既要抓紧控污治污,又不能以污治污。他说,无论河流还是湖泊,之所以统称为水体,是因为它们是能量、是传媒,更是载体,因此,修复水生态必须进行系统治理、综合治理。具体来说,要考虑5个结构。

第一个结构是河流湖泊周边的经济结构、产业结构和人文结构,即社会经济人文环境。人与自然和谐相处,水体和周边的环境亦如此,经济和产业结构对水体都有显著影响。

第二个结构是湖泊的地理位置和物理形态结构。有的湖泊岸线弯曲,有的比较平顺,由此带来湖内的物质循环和水的流通并不相同。涉及此类的专门指标,叫蜿蜒度系数、湖岸带发育系数。还有水体的水下地形、地理位置和物理形态结构,实际上并非水体本身的内部结构,只要不人为破坏或遭受自然灾害,多少年也不会变,是一种自然状态。

湖泊水体治理应主要盯住湖内的3个结构。一是营养结构,水里面含有什么东西,无机的、有机的物质,例如氨氮、总磷、COD、BOD等;二是生物结构,包括水里面到底长了什么东西,生的多少,死的多少,如何循环;三是时空结构,这个容易被忽视,事实上,湖泊无论大小,其空间差异性和时间差异性一定存在,每天、每月、每年都不一样,东南西北都会有区别,而且水下地形决定了生长的生物不同。

刘永定说:“上述5个结构中,前两个是基础性的,后面3个才是直接导致表征性行为的。湖泊的事情很复杂,想要保护好一定要将5个结构一体考虑。”

处理好人工修复与自然恢复的关系

“水生态修复是把一个脏的、浑浊的、生物资源不足的系统,变成一个清的、营养盐较低的、生物多样性丰富的系统。”

作为国内知名的水生生物学和环境生物学专家,刘永定参与并见证了滇池等多地河湖水质的改善,对水生态治理中如何处理好人工修复与自然恢复的关系也有深刻思考。

他认为,修复的目标是实现生态系统健康,使用技术的前提要明确技术都是在有限制的条件下施行的。要注重生态学系统的时空分异规则,把握生态系统的平衡、循环与耦合,利用天然水体中藻类的光合生产与消费的调控,驱动生态修复,从而多稳态递进生态在自组织与人力干预相结合的“共力”修复下,恢复水生态。

刘永定曾作为项目评审验收组组长,参与上海青草沙实证基地饮用水水源净化和大理洱源西湖生态系统转化等两个实证研究项目。刘永定说,实验的效果很好,水体都变成了清水稳态。通过水下摄像头,可以一眼看到底,非常清澈,水底的虾、鱼、草都长得非常好。“这使我非常震撼。”

据介绍,这两个项目都利用了“催化介导水生态原位修复技术”。这一技术能在短时间内通过光催化先锋介导作用,使水环境、水生态联动,从而恢复水体自组织修复作用,进而改变水体结构性问题,提升系统功能。这一技术2017年研发至今,已在全国23个省(自治区、直辖市)200余个项目上得到应用。

“十四五”期间,长江保护修复任务依然艰巨。为积极应对新挑战,急需加快科技创新,完善科技创新体系,加快科技成果转化。党的二十届三中全会提出,要强化企业科技创新主体地位,加强企业主导的产学研深度融合。

生态环保领域现在很多新技术研发完全靠企业自身推进,独木难支。刘永定呼吁,国家应该加大支持力度,重视这类开拓性技术的研究和推广,帮助和鼓励更多的企业与相关科研院所一道,从源头开始将产学研用结合。他相信经过不断积累改进,这些新技术在它适应的水体里一定会有更好的表现,助力长江流域水生态修复加快进程。

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