從水生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)看水質(zhì)監(jiān)測課件

從水生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)看水質(zhì)管理從水生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)看水質(zhì)管理從簡單到復(fù)雜水質(zhì)監(jiān)測的最原始目的從水生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)的角度看水質(zhì)管理從簡單到復(fù)雜水質(zhì)監(jiān)測的最原始目的水質(zhì)監(jiān)測最初的目的水里有什么？能用嗎？

關(guān)注水本身物理、化學(xué)性質(zhì)水質(zhì)監(jiān)測最初的目的水里有什么？關(guān)注水本身水生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)1、生態(tài)保護(hù)目標(biāo)

2、特定管理目標(biāo)

3、基于控制危險(xiǎn)的管理目標(biāo)水生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)1、生態(tài)保護(hù)目標(biāo)可以理解為最基本的水生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)要求。也就是說作為生態(tài)系統(tǒng)，要保護(hù)其基本功能所需要考慮的問題。1、水生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)目標(biāo)可以理解為最基本的水生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)要求。也就是說作為生態(tài)系統(tǒng)，水生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)目標(biāo)水生態(tài)系統(tǒng)的特性由多種外部因素構(gòu)成：包括氣候和物理、化學(xué)因素，其中物理和化學(xué)因素受到洪水、干旱、氣候變化、植被的影響。在澳大利亞，有部分區(qū)域，主要受到厄爾尼諾氣候的影響，因此，如果制定保護(hù)這些區(qū)域水生態(tài)系統(tǒng)方案，就需要考慮這些基本要素和其中關(guān)鍵性要素。在監(jiān)測和評(píng)價(jià)時(shí)，要把這些要素放在監(jiān)測工作指標(biāo)中并考慮其中的權(quán)重。水生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)目標(biāo)水生態(tài)系統(tǒng)的特性由多種外部因素構(gòu)成：水生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)目標(biāo)水生態(tài)系統(tǒng)特性由多種內(nèi)部要素及其相互作用構(gòu)成：

內(nèi)部要素包括物理、化學(xué)和生物過程的相互作用，任何物理化學(xué)要素的改變，都會(huì)造成生態(tài)系統(tǒng)的變化。比如營養(yǎng)元素會(huì)增加浮游生物量，而多波浪又會(huì)減少浮游生物量。因此在設(shè)計(jì)監(jiān)測方案和評(píng)價(jià)某一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)時(shí)都要考慮上述因素及其過程。水生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)目標(biāo)水生態(tài)系統(tǒng)特性由多種內(nèi)部要素及其相互作用構(gòu)水生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)目標(biāo)

人類活動(dòng)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的健康產(chǎn)生巨大影響：來自工業(yè)、城市、農(nóng)業(yè)、礦山的污染；建設(shè)大壩和閘門；減少土壤鹽漬化帶來的問題；植樹和建設(shè)公路；河岸綠化；過渡捕撈；引進(jìn)外來動(dòng)植物種類；破壞棲息地等等。水生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)目標(biāo)人類活動(dòng)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的健康產(chǎn)生巨大影響：水生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)目標(biāo)結(jié)論一：

僅僅將水生態(tài)系統(tǒng)分為淡水和海水兩個(gè)生態(tài)系統(tǒng)是不夠的；在澳大利亞，僅從南緯10041’到43039’，水生態(tài)系統(tǒng)就可以分熱帶、半濕潤、低地等生態(tài)類型，在每一個(gè)生態(tài)類型內(nèi)部還繼續(xù)細(xì)分為淺水或者深水、咸水或者半咸水、流動(dòng)或者靜止的等類型。在設(shè)計(jì)監(jiān)測指標(biāo)和評(píng)價(jià)時(shí)要考慮這些因素水生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)目標(biāo)結(jié)論一：水生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)目標(biāo)討論：對(duì)于相對(duì)較好的水生態(tài)系統(tǒng)，怎樣設(shè)計(jì)監(jiān)測指標(biāo)體系？從原生態(tài)系統(tǒng)特性中考慮：1、地理位置？高海拔和低海拔水域有哪些特性？2、從靜水和流動(dòng)水體的角度應(yīng)該設(shè)計(jì)哪些指標(biāo)？3、從水的深淺方面，我們應(yīng)該設(shè)計(jì)怎樣不同的監(jiān)測項(xiàng)目？4、從水質(zhì)（咸水、半咸水等）設(shè)計(jì)哪些指標(biāo)？5、從氣候的角度應(yīng)該怎樣考慮不同區(qū)域的特點(diǎn)？水生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)目標(biāo)討論：生態(tài)保護(hù)目標(biāo)結(jié)論二：如果沒有詳細(xì)生態(tài)類型的描述，很難說什么樣的生態(tài)管理措施發(fā)揮了什么樣的作用。澳大利亞的國家水質(zhì)管理導(dǎo)則對(duì)全國的水域推薦了7種水生態(tài)系統(tǒng)類型：高原河流、低地河流、湖泊和水庫、濕地、河口、沿海、海洋。完整的生態(tài)系統(tǒng)信息不僅包括各子系統(tǒng)的差異，而且還包括管理措施是怎么在系統(tǒng)內(nèi)部運(yùn)轉(zhuǎn)、相互反應(yīng)并發(fā)揮作用的。生態(tài)保護(hù)目標(biāo)結(jié)論二：2、特定生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)目標(biāo)特定目的的含義：有目標(biāo)的水質(zhì)管理。比如為防止有毒有害污染物、為改變水生生物的組成和種類等。澳大利亞的水質(zhì)管理導(dǎo)則規(guī)定：水質(zhì)管理要能夠保護(hù)其生物多樣性，維護(hù)其生態(tài)循環(huán)過程和系統(tǒng)特性。2、特定生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)目標(biāo)特定目的的含義：有目標(biāo)的水質(zhì)管理。比特定生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)目標(biāo)可以將已有的水域按照三種不同類別分別考慮嚴(yán)格保護(hù)的生態(tài)系統(tǒng)：比如在國家公園、自然保護(hù)區(qū)或者其他不可隨意進(jìn)入的水域。持續(xù)自然系統(tǒng)：這些生態(tài)系統(tǒng)沒有明顯的因受到人類影響帶來的不可逆變化。已經(jīng)被改變的生態(tài)系統(tǒng)：這些生態(tài)系統(tǒng)已經(jīng)可以監(jiān)測到與類似的自然生態(tài)系統(tǒng)相比有明顯的變化。特定生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)目標(biāo)可以將已有的水域按照三種不同類別分別考慮特定生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)目標(biāo)對(duì)于已經(jīng)被改變的水生態(tài)系統(tǒng)，水質(zhì)管理需要在保護(hù)目標(biāo)和所有者之間談判（討價(jià)還價(jià)）。也就是說，水質(zhì)管理目標(biāo)的確定要建立在可行、可接受、可實(shí)施的基礎(chǔ)上?？山邮艿乃|(zhì)管理目標(biāo)最好的方式就是列出一系列的監(jiān)測數(shù)據(jù)和對(duì)應(yīng)的生態(tài)變化后果，從中確定在一定時(shí)間內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)的某一區(qū)域或者某一個(gè)目標(biāo)值。特定生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)目標(biāo)對(duì)于已經(jīng)被改變的水生態(tài)系統(tǒng)，水質(zhì)管理需要特定生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)目標(biāo)某些監(jiān)測指標(biāo)可以打捆監(jiān)測其綜合影響結(jié)果：有毒物對(duì)水體影響；底泥中有毒有害物對(duì)水體的影響水生植物的生長對(duì)營養(yǎng)鹽的影響維持水中溶解氧的因素懸浮物對(duì)水體的影響含鹽量變化對(duì)水體的影響pH值變化對(duì)水體的影響水流變化對(duì)水體的影響改變水域中原有組成帶來的影響特定生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)目標(biāo)某些監(jiān)測指標(biāo)可以打捆監(jiān)測其綜合影響結(jié)果：3、基于控制危險(xiǎn)的目標(biāo)管理

某一對(duì)生態(tài)系統(tǒng)造成影響的要素能夠造成多大的影響主要取決于以下三個(gè)方面：生態(tài)系統(tǒng)的類型，包括群落結(jié)構(gòu)影響要素的類型和來源受自然環(huán)境的影響因素（這也可能是主要的對(duì)生態(tài)系統(tǒng)造成影響的要素）3、基于控制危險(xiǎn)的目標(biāo)管理某一對(duì)生態(tài)系統(tǒng)造成影響的要素基于控制危險(xiǎn)的目標(biāo)管理生態(tài)危險(xiǎn)評(píng)價(jià)的概念（EcologicalRiskAssessmentERS）生態(tài)危險(xiǎn)評(píng)價(jià)不僅評(píng)估其危害影響的程度，也評(píng)估來自危險(xiǎn)要素影響的頻度。為了做好生態(tài)危險(xiǎn)評(píng)價(jià)，設(shè)定了影響要素——低風(fēng)險(xiǎn)水平線（triggerlevel)。在這個(gè)濃度下，生態(tài)系統(tǒng)受到影響的風(fēng)險(xiǎn)較小?；诳刂莆ｋU(xiǎn)的目標(biāo)管理生態(tài)危險(xiǎn)評(píng)價(jià)的概念（Ecologica基于控制危險(xiǎn)的目標(biāo)管理確定低風(fēng)險(xiǎn)水平線的方法：

1）生態(tài)效果數(shù)據(jù)：實(shí)測，但很困難。

2）同類系統(tǒng)比對(duì)數(shù)據(jù)：具體方法后面介紹

3）專業(yè)判斷：

4）預(yù)測模型：基于控制危險(xiǎn)的目標(biāo)管理確定低風(fēng)險(xiǎn)水平線的方法：基于控制危險(xiǎn)的目標(biāo)管理同類生態(tài)系統(tǒng)比對(duì)方法（方法2介紹）：適用于基本未受到影響的生態(tài)系統(tǒng)。選擇可能對(duì)生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生影響的要素（stressors)，對(duì)其實(shí)施監(jiān)測，按照從小到大的順序?qū)ζ浔O(jiān)測值進(jìn)行排列，以DO、COD為例，分別選取其20%和80%的濃度分布作為低風(fēng)險(xiǎn)濃度水平線?；诳刂莆ｋU(xiǎn)的目標(biāo)管理同類生態(tài)系統(tǒng)比對(duì)方法（方法2介紹）：基于控制危險(xiǎn)的目標(biāo)管理低危險(xiǎn)水平線基于控制危險(xiǎn)的目標(biāo)管理低危險(xiǎn)低危險(xiǎn)水平線基于控制危險(xiǎn)的目標(biāo)管理低危險(xiǎn)基于控制危險(xiǎn)的目標(biāo)管理基于控制危險(xiǎn)的目標(biāo)管理

在20%—80%之間，可以認(rèn)為這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)還沒有受到來自外界的壓力?；诳刂莆ｋU(xiǎn)的目標(biāo)管理在20%—80%之間，可以認(rèn)為這專業(yè)判斷：如果一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)很難找到參照系，就只能依賴于之前的一些工作成果，或者已有的研究成果，導(dǎo)則或者標(biāo)準(zhǔn)了。模型預(yù)測：如同上述原因，而且這些生態(tài)系統(tǒng)已經(jīng)受到了影響，影響因素還是多方面的，也沒有一個(gè)影響因素與生態(tài)系統(tǒng)反饋的直接對(duì)應(yīng)相關(guān)性，就可以使用負(fù)荷預(yù)測模型來預(yù)測了。基于控制危險(xiǎn)的目標(biāo)管理專業(yè)判斷：如果一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)很難找到參照系，就只能依賴于之前的主要的影響因子：磷，氮其他影響因子：溫度、光照、水流速度緩慢、懸浮物、有毒藻類生長、營養(yǎng)鹽等。主要修復(fù)目標(biāo)：控制葉綠素Ⅱa的濃度，控制藻細(xì)胞含量，控制水生植物群落的構(gòu)成。主要控制對(duì)象：氮、磷、水的滯留時(shí)間、水量及混合時(shí)間、光照、懸浮物、水生植物的生長速度等。其中營養(yǎng)鹽還有可能從底泥釋放出來。案例研究：富營養(yǎng)化水域，各種水生生物過量生長，造成水體魚類死亡，藻毒性增加。主要的影響因子：磷，氮案例研究：富營養(yǎng)化水域，各種水生生物過案例研究續(xù)：低危險(xiǎn)水平的確定：采用相鄰水域的監(jiān)測結(jié)果測定出三個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)的低危險(xiǎn)水平（總磷、總氮和葉綠素a)。相鄰水域可能是相同水生態(tài)系統(tǒng)，也可能是這個(gè)水域的上游區(qū)域。最后的確定值為：葉綠素（ug/L)總磷（ug/l)總氮（ug/L)低地河流2*371600高地河流ND**35340淡水湖泊和水庫950440濕地NDNDND河口245**80***海域0.355**350***注釋：ND：沒有數(shù)據(jù)*專業(yè)判斷**FRP河口4ugP/L,海域：6ugP/L***河口NOx5ugN/L海域：60ugN/L

河口NH420ugN/L海域：40ugN/L案例研究續(xù)：低危險(xiǎn)水平的確定：采用相鄰水域的監(jiān)測結(jié)果測定出三確定生態(tài)系統(tǒng)是否受損的步驟：案例研究續(xù)：

確定水體*通過科學(xué)信息*監(jiān)測數(shù)據(jù)*劃分生態(tài)類型確定管理目標(biāo)*保護(hù)的水平——基于生態(tài)狀況*確定環(huán)境目標(biāo)——根據(jù)生態(tài)指標(biāo)確定主要環(huán)境問題*比如有毒物，有害植物生長，*溶解氧降低、鹽度等確定低危險(xiǎn)水平值*影響要素的第危險(xiǎn)水平濃度值，*也可依據(jù)保護(hù)的水平*與低危險(xiǎn)水平值對(duì)比*與相應(yīng)的生態(tài)系統(tǒng)該值對(duì)比進(jìn)一步調(diào)查*具體點(diǎn)的調(diào)查*考慮使生態(tài)系統(tǒng)改變的要素高低低危險(xiǎn)高危險(xiǎn)低危險(xiǎn)如果發(fā)現(xiàn)問題十分嚴(yán)重，或潛在危險(xiǎn)高，可能要用模型。確定生態(tài)系統(tǒng)是否受損的步驟：案例研究續(xù)：確定水體確定管理目案例研究續(xù)：“是”或者“不是”線路圖：在很多情況下，問題并不十分復(fù)雜，因此可以采用是或者不是線路圖來確定保護(hù)目標(biāo)。這個(gè)線路圖以一個(gè)河流的藻類爆發(fā)為例，這條河流地處低地。這條河藻類爆發(fā)的主要三個(gè)因素是：營養(yǎng)鹽氮磷的濃度；光照（污濁度作為光照的代替值）河流的水文情勢(shì)（藻類爆發(fā)時(shí)候的水流速度）案例研究續(xù)：“是”或者“不是”線路圖：案例研究續(xù)：檢測營養(yǎng)鹽含量低危險(xiǎn)檢測光照以渾濁度記低-中等危險(xiǎn)檢測流速中等-低危險(xiǎn)高危險(xiǎn)NoYesNoYesNoYesTP＞15ug/L或者＜150ug/L？渾濁度是否＜30NTU藻類指標(biāo)有大約六天的“生長事件”發(fā)生？案例研究續(xù)：檢測低危險(xiǎn)檢測光照低-中等檢測流速中等-高危險(xiǎn)N什么是生長事件？是用來描述一個(gè)水域的水流速度的一個(gè)間接指標(biāo)，也可以說是用來藻類含量的。即流速低，使得藻類有生長的時(shí)間，迅速增長到警戒的5000個(gè)細(xì)胞/ml。如果一個(gè)水域在兩天時(shí)間內(nèi)細(xì)胞數(shù)量從最初的10-100個(gè)細(xì)胞/ml，迅速成本增長，那么，生長事件就描述為，連續(xù)六天流速低于長期流速記錄的中的25%的低流速。案例研究續(xù)：什么是生長事件？案例研究續(xù)：案