环境科学研究  2017, Vol. 30 Issue (5): 645-653  DOI: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.02.28

引用本文  

刘静, 刘录三, 郑丙辉. 入海河口区水环境管理问题与对策[J]. 环境科学研究, 2017, 30(5): 645-653.
LIU Jing, LIU Lusan, ZHENG Binghui. Problems and Countermeasures of Water Environmental Management in Estuaries[J]. Research of Environmental Sciences, 2017, 30(5): 645-653.

基金项目

国家环境保护公益性行业科研专项(201309007)

责任作者

刘录三(1975-), 男, 山东莒县人, 研究员, 博士, 主要从事水生态监测、评价和修复研究, liuls@craes.org.cn

作者简介

刘静(1981-), 女, 山东东营人, 助理研究员, 博士, 主要从事入海河口水质基准标准与评价研究, liujing@craes.org.cn

文章历史

收稿日期:2017-02-24
修订日期:2017-03-23
入海河口区水环境管理问题与对策
刘静1,2 , 刘录三1,2 , 郑丙辉1,2     
1. 中国环境科学研究院, 环境基准与风险评估国家重点实验室, 北京 100012;
2. 中国环境科学研究院, 国家环境保护河口与海岸带环境重点实验室, 北京 100012
摘要:入海河口(简称“河口”)既是河流的终端又是海洋的起点,水动力特征、水质特征和水生态特征均既不同于近岸海域也不同于河流,对近岸海域水环境质量至关重要.自20世纪50年代以来,我国河口海岸管理工作经历了重大发展与变革,各涉海管理部门提供了一定的管理支撑,但也存在多个问题亟待解决.如多个功能区划作用于同一河口水域;咸淡水水质功能类别不一致,水质指标体系存在显著差别;重要河口水环境质量评价结果长期“一片红”,不能客观反映公众、地区及国家水质目标责任主体需求;未明确河口的管理范围,造成与《环境保护法》相应的管理措施无法相适应等问题.针对上述问题,并在详细分析河口生态环境特征的基础上,借鉴国际河口水环境管理经验,提出了科学划分河口水体单元并纳入流域管理;以河口为纽带,开展我国重点流域及海域水生态分区工作;协调多个标准在河口区域差异,同步考虑GB 3838—2002《地表水环境质量标准》和GB 3097—1997《海水水质标准》修订工作;陆海统筹,河海兼顾,充分发挥从山顶到海洋的营养盐控制策略等相关衔接建议.
关键词入海河口    基准标准    水体单元    水环境质量管理    
Problems and Countermeasures of Water Environmental Management in Estuaries
LIU Jing1,2 , LIU Lusan1,2 , ZHENG Binghui1,2     
1. State Key Laboratory of Environmental Criteria and Risk Assessment, Chinese Research Academy of Environmental Sciences, Beijing 100012, China;
2. Laboratory of Estuarine and Coastal Environment, Chinese Research Academy of Environmental Sciences, Beijing 100012, China
Abstract: Estuaries are bodies of water that act as transit zones through which contaminants are transported from rivers to oceans. They have specific hydrological, water quality and ecological characteristics due to the fresh-saline environment. Since the 1950s, the management of estuaries has been greatly developed, benefiting the environmental management in China. However, there are still many problems to be solved. For example, there are significant differences in estuaries due to the application of many functional zones on the same estuary, the inconsistency of functional categories and the ambiguous applicable scope of Environmental Quality Standards for Surface Water (GB 3838-2002) and Sea Water Quality Standard (GB 3097-1997), which lead to low efficiency of management. Based on detailed analysis of the characteristics of estuarine ecosystems, this paper discussed the existing problems in estuaries. Combined with the international management experience, we proposed some suggestions to improve the water environment quality management in China, including the boundary demarcation of estuarine water units under the watershed management, the partition of ecological zones from watersheds to oceans, the simultaneous revision of GB 3838-2002 and GB 3097-1997 by coordinating multiple standards and the implementation of nutrient control strategies from mountaintops to seas.
Keywords: estuarine    criteria/standards    water unit    water environment quality management    

入海河口(简称“河口”)是河流的终端又是海洋的起点,其水动力特征、水质特征和水生态特征均既不同于近岸海域也不同于河流[1].河口因其特殊的地理位置,上游承接地表水,下游连接近岸海域,在我国水环境管理中发挥着重要作用,对近岸海域水环境质量至关重要[2-4].我国海洋环境污染物约有80%以上来自陆源,其中绝大部分来自河流输入.根据近40年长江口及毗邻海域赤潮事件统计,该海域70年代2次,而2000年后达126次,占总数的72%[5].陆源污染加之外来物种入侵、全球气候变化等因素,导致出现如底质荒漠化、湿地、红树林典型生态系统退化严重等大量的生态环境问题[4].自20世纪50年代以来,中国河口海岸管理工作经历了重大发展与变革,逐步形成了以环保、林业、海洋综合管理与分部门、分行业管理相结合的管理体制.中国各涉海管理部门在法律授权和各自的职能(“三定”方案)范围内对河口海岸的方方面面实施管理[6],提供了一定的管理支撑,但也存在多个问题亟待解决.如咸淡水水质功能类别不一致,水质指标体系存在显著差别,造成河口区水质责任目标不明确;现有评价方法和评价标准不够科学,重要河口水环境质量评价结果长期“一片红”,不能客观反映公众、地区及国家水质目标责任主体需求等问题.新《环境保护法》提出“国家加强对大气、水、土壤等的保护,建立和完善相应的调查、监测、评估和修复制度”. “应不断完善环境质量评价方法,使环境质量评价结果与人民群众的感受相一致”.鉴于此,该研究在详细分析河口水动力特征、水质特征和水生态特征的基础上,借鉴国际河口水环境管理经验,重点提出了相应的河海衔接建议,旨在提升河口及近岸海域水环境质量,对我国河长制、水质目标考核、领导干部自然资源资产离任审计等具有重要意义.

1 入海河口区生态环境特征

河口是个复杂的生态系统(见图 1),从词源看,起源于拉丁语“Aestus”即“潮汐的”或者说“河口”可以适合任何有潮汐影响的海岸[1]. 1951年Ketchum[7]便对河口作出定义,即“河口是河水与海水混合并在一定程度上将海水冲淡的水体”.之后关于河口的定义屡次被更新[8-9],直到1967年Pritchard[10]提出“河口是一个与开阔海洋自由相通的半封闭的海岸水体,其中的海水在一定程度上为陆地排出的淡水冲淡”.平均盐度成为Pritchard在1967年对河口进行自然分区的基础,加之潮汐淡水区域的研究,科学家们认为1980年Fairbridge[11]对河口的划分更为合适,认为河口是河流与海洋之间的通道,它向陆延伸到潮水的上限. Pritchard与Fairbridge对河口划分的主要差异在于确定上游界限,Pritchard以盐度来划分上游界限,而Fairbridge则以潮汐作用来划分上游界限,这个定义逐渐成为主流[12].根据众多学者[13-18]对河口研究的不断深入,有学者[19-21]提出,“河口是一个河流与海洋间的跨界区域,该区域内淡水与咸水相互混合;作为一个特殊的半封闭水体,其系统特征表现为沿着盐度梯度自然经历时空变化以及化学、物理和生物多种相互交错的生物和非生物结构组成”,该定义基本涵盖了物理、化学以及生物等诸多要素.该研究综合了国内外研究现状,将其归纳为以下几点:

注:河口生态系统组成剖面分为两部分,分别为图中① 和②. 图 1 河口生态系统组成示意图[23] Figure 1 The component of estuarine system

a)水动力特征:包括环流作用和波浪作用、咸淡水水体交汇层化作用,具有高浓度的悬浮物质,与河口水体环境、潮汐动力、沉积物的侵蚀与沉积等直接联系.

b)水质特征:受内陆径流和海洋潮汐双重作用,污染物在河口输移、回荡,随潮汐涨落的时变特点十分明显;水环境各类指标在不同河口甚至同一河口具有明显的区域特征,环境背景值相去甚远,特征污染物各异.

c)水生态特征:对盐度、温度、海流、水团、底质类型等环境因子的反应各不相同,呈现出与河流海洋差异化的水生生物类群(咸淡水水生生物双向生态渐变[22])和典型生态系统(盐沼湿地、红树林)的分布、营养结构及生态功能.

图 2 河口在不同盐度区域内生物渐变过程[22] Figure 2 Biological and chemical processes in the low salinity region of the estuary
2 我国河口水环境管理问题 2.1 多个功能区划作用于同一河口水域,造成功能区之间水质目标协调性考虑不足

河口因其特殊的水体特征和地理位置,在水环境管理方面涉及多个部门,通常会根据各自职能特点、管理权限在河口进行功能区划分.目前,与河口水体相关的功能区划有:GB/T 50594—2010《水功能区划分标准》和HJ 522—2009《地表水环境功能区类别代码(试行)》依据GB 3838—2002确定各功能区水质保护标准等级;HJ/T 82—2001《近岸海域环境功能区划分技术规范》依据GB 3097—1997《海水水质标准》确定各功能区水质保护标准等级;GB/T 17108—2006《海洋功能区划技术导则》侧重了规范海域的使用用途;《全国生态功能区划》侧重了区域生态功能定位;《主体功能区划》侧重了产业准入、产业结构调整、区域经济发展模式、重大工程准入;水生态功能分区侧重了设定水生态管理、空间管控、物种保护三大类管理目标,为开展水生态资产评估和生态红线划定提供边界.而水生态分区是制定基准、评价体系的重要单元,主要反映不同水体类型或相同水体类型不同区段背景差异.现有多个功能区划作用于同一河口水域,在地理空间范围上有很大的重叠,造成功能区之间达标协调性考虑不足.如相邻功能区之间的水质目标过于悬殊,容易造成低功能区的虚置,从而致相邻功能区的水质超标[24].

2.2 咸淡水水质功能类别不一致,造成水质目标不明确

目前河口主要采用河海划界的方式,实际操作中往往随意性较大,极易造成管理上的混乱[25].河口边界在《环境保护法》《水法》《海洋环境保护法》等法律中至今未进行明确界定.虽在相应的国家及行业标准如GB 3838—2002、GB 3097—1997、GB/T 24708—2009《湿地分类》、HY/T 085—2005《河口生态监测技术规程》等进行了界定.但法律位阶效力不够,相关管理部门之间很难相互认同、执行困难,至此产生数十年来陆海、河海边界之争.几十年来,河口究竟按照《地表水环境质量标准》,还是《海水水质标准》进行管理备受争议.目前流域规划中要求按照《地表水环境质量评价办法(试行)》(环办〔2011〕22号)进行地表水水质评价,按照GB 3097—1997进行近岸海域水质评价.依据水域环境功能和保护目标,地表水划分为五类,而海水划分为四类.以长江口为例,南支区部分水域执行GB 3097—1997 Ⅰ类~Ⅱ类水质责任目标要求,而相同区域在GB 3838—2002中却执行Ⅱ类~Ⅳ类水质责任目标要求,造成该区域水质目标不明确[3].

2.3 GB 3838—2002和GB 3097—1997分阶段制定,造成水质指标体系存在显著差别

在分析研究1979年以前国外水质基准、标准有关基础上,我国结合当时国情制定了GB 3097—1982《海水水质标准》,于1997年进行了第二次修订,即GB 3097—1997,由原国家环境保护局会同国家海洋局共同提出.而GB 3838—2002自1983年国家首次发布,经历了三次修订,2002年为第3次修订,由原国家环境保护局提出.由于两大标准制定的相关部门管理及监测的出发点不一致,造成水质指标存在显著差别.如环境保护部对水质的监测主要针对氨氮和总磷,而国家海洋局对近海水质的监测则考虑了硝酸盐、氨氮和磷酸盐等不同种类的营养盐.监测指标的差别制约着对营养盐污染状况和营养盐污染源的客观评估,在某一个河口可能存在指标无法对接,不能从根本上解决近岸海域富营养化的问题[6].

2.4 重要河口水环境质量评价结果长期“一片红”,不能客观反映公众、地区及国家水质目标责任主体需求

根据1989年至今近30年期间的《中国环境状况公报》和《中国海洋环境质量公报》研究结果,营养盐始终是我国河口区域首要超标因子,长江口、杭州湾、珠江口等重要河口水环境质量评价结果长期“一片红”,并未发生有效改善.很大程度上由于评价标准或评价方法不合理,导致评价结果过松或过严.由于不能客观反映水环境质量现状及变化趋势,对公众而言,无法与感受相一致;对区域水质目标责任主体而言,无法合理有效评估其绩效;对国家责任主体而言,无法有效支撑我国目前的水环境质量分析及预警工作,影响水污染防治综合督导机制.

2.5 未明确河口的管理范围,造成与《环境保护法》相应的管理措施无法相适应

长期以来,环境保护部、国家海洋局对河口区域的管理早已为事实,通过《中国环境状况公报》和《中国海洋环境质量公报》得以充分体现.由于未建立与河口水体单元相适应的环境管理体系,造成与《环境保护法》相应的管理措施无法得以有效实施.如“蓝碳”概念最早来自联合国2009年发布的《蓝碳报告》[26],指出河口咸淡水水生生物类群和湿地、红树林等生态系统具有极大的碳通量和储量潜力,河口边界不清,将会影响流域生态服务价值评估、生态资产和碳交易核算的准确性以及生态补偿机制的合理性. 2005年松花江污染事件催生了中国环境风险管理制度建设,2016年环境保护部针对《入海河流频现黑水红河河床变杂色居民买水喝—环渤海地区污染现状直击》等新闻开展调查,多家环渤海企业造成水体损害.而目前环境损害鉴定评估技术缺失该区域相应的恢复标准,无法客观评估污染环境或破坏生态行为所致环境损害的程度和费用收取标准等关键问题.同时,依据污染排放标准和环境质量标准为基础建立的排污许可制度[27],GB 3838—2002及GB 3097—1997标准的混乱使用,会造成河口及近岸海域污染防控无法有效实施.

3 国际河口水环境质量管理情况

21世纪初以来,全球河口海岸带环境持续恶化,如何有效保护恢复河口海岸带已成为世界各沿海国家所共同面临的问题.大量涌现河口海岸带水环境基准、监测及评价计划,上升到国家战略地位,如奥斯陆-巴黎(OSPAR)协议、欧盟水框架指令、澳大利亚生态健康监测计划、美国河口计划、美国近岸海域环境质量状况评价项目等[2].

3.1 河口边界划分

明确河口边界是进行流域综合水环境管理的前提条件.在《欧盟过渡和海岸水体分类方法及参照条件导则》[28]建议几个特征确定河口与海水边界:① 盐度梯度特征;② 地形特征:如岬和岛屿;③ 模型及其他欧洲国家法规中定义的边界.两种方法确定河口与河流边界:淡水/咸水边界或潮汐影响的界限.美国联邦地理数据委员会于2012年发布的《近岸海域生态系统分类标准》[23]指出,“河口生态系统由盐度和地形所定义.该系统包括被潮汐所影响的河口水域,河口上游界限为受潮汐影响平均振幅最小为0.06 m处水域,下游界限为在平均低潮线时连接陆地向海最前缘的虚拟连线,它将河口水团环绕在内”. 《昆士兰水质导则》[29]河口上边界通过以下特征进行界定:① 昆士兰湿地计划制图中存在的岛屿;② 约定俗成(被当局所认定)的界限;③ 能够阻挡盐水向上运动的坝;④ 盐生植物的生长边界;⑤ 盐水所能影响的上限以及研究区域水文研究所确定的边界.采用水质模型或盐度来确定河口下边界.如果上述两种方法都无法实现时,利用昆士兰湿地计划地图或者天文低潮以下6 m等深线进行界定.

3.2 河口水生态分区

水生态分区是制定基准、评价体系的重要单元,主要反映不同水体类型或相同水体类型不同区段背景差异[30-31]. US EPA(美国国家环境保护局)发布《河口海岸带水域:生物评价与生物基准技术指南》[32]指出,盐度是河口动植物分布的一个决定性因素,最著名的Venice系统基于盐度建立了5个河口区域;同时也提及Bulgar等在大西洋中部区域得出基于包含316种物种或生命阶段的五个河口盐度区域,这一生物地带分布与Venice系统类似,客观地来源于河口生物的盐度分布.针对单个河口,美国佛罗里达州23个河口[31],其中19个进行了分区并已制定了基准,共划分为89个河口片段,使得分区后各个区域具有相似的物理化学生物特性,其平均盐度、地貌、物理特征(桥、沙洲等)、压力响应差异等是主要依据.此外,可将具有保护价值的生态系统类型(如湿地、海草床、红树林)或保护区进行二次分区.澳大利亚昆士兰州[29]将河口划分为河口上游、河口中游、河口下游/封闭海岸.美国在俄勒冈Yaquina河口中根据沉水植被、食物链对营养盐的响应,以及枯季氮源来源情况,划分为海洋主导区和河流主导区[33].

3.3 河口水生态服务功能

水环境管理中使用功能与基准制定紧密相关,是水质标准制定的基础.澳大利亚称为“环境价值”、美国称为“指定用途”、我国称为“使用功能”等,都是指对公众或个人有益的特殊环境价值或用途.对于河口水环境使用功能主要分为两大类,即水生态和人类使用功能,集中体现在水生生态保护、水产养殖、工业用途等.如美国俄勒冈亚库伊纳河口将感潮河段指定用途包括贝类生长、鱼类及水生生物、鲑鱼产卵地和渔业养殖区、家畜废水、水体接触性娱乐等.在《澳大利亚和新西兰淡水及海水水质导则》[30]中,明确了河口水环境使用功能主要分为两大类,即水生态和人类使用功能(见表 1),通过设立水质保护目标值保护给定水体中所有的环境价值(或使用功能).当水体中存在多种环境价值(或使用功能)时,将支持指标中最严格的基准值作为水质保护目标值,即用来保护所有识别的环境价值(或使用功能)[29].

表 1 澳大利亚河口和地表水主要水环境功能和保护目标 Table 1 The water environment function and protection target of the estuary and surface water in Australia
3.4 河口水生态系统分级结构

对于水生态系统的分级结构,国际上依据指标的不同而方法不同.总体而言,可以分为生态类指标和有毒有害物质类指标.生态类指标主要反映区域产业结构、气候环境、地理地质异质性及河口本身特征,如河口营养状态项目及水生态群落结构项目等;有毒有害物质类指标包括天然存在有毒有害物质、人工合成有毒有害物质等.一般来说,生态类指标的分级设置方法比较简单,主要依据合适的参照位点或状态选择不同分位数进行分级.而有毒有害物质标准值的分级设置方法主要有两种:① 以物种保护度为主的分级方式,如加拿大目标在于长期保护任何地方100%的所有物种,欧洲和美国则旨在保护部分物种,通常为95%,在此基础上,采用双值法〔慢性始效值(欧洲称之为AA-EQS,美国为CCC)和急性始效值(欧洲称之为MAC-EQS, 美国为CMC)〕进行管理. ② 澳大利亚则直接按照物种保护度99%(原始地区)、95%(受轻微影响的生态系统)或80%(受重大影响的生态系统)进行分级[30].

3.5 河口水环境质量基准标准

评价指标方面,美国、欧盟、澳大利亚等的水环境质量评价指标涉及了物理、化学、生物等多方面内容,体现了水生态保护和生态完整性的理念.与此同时,在基于一些传统的水质指标的基础上,开始转向有机污染物研究,尤其是对新型有毒有害有机物的控制[34],如欧盟的水环境质量标准(2008/105/EC)建立了33种优先物质和8种其他污染物[34].评价阈值方面,就营养物和物理性指标来说(见表 2),需进行生态分区且推荐的营养物浓度水平必须反映出地理和水体类型差异[35]. US EPA发布了《河口海岸营养盐基准制定手册》[36]、《佛罗里达河口海岸水质标准》[31]、《Gulf河口的营养盐基准计算》[37]等提供了参照状态法、水质模型法、压力-响应统计法、营养盐数字终点法4种营养物基准值确定方法;欧盟发布了《欧盟过渡及海岸水体分类系统的方法及参照条件指导》[38],而澳大利亚制定了Brisbane River Estuary等单个河口的水质管理目标值[39].就有毒有害物质指标来说,包括咸淡水水质基准应用边界法、沿用海水水质基准值法、沿用海水水质标准法加外推系数法、取咸淡水水质基准最严值法四种做法.美国[40]及欧盟[34]分别在相关指导手册中将盐度1‰~10‰、5‰作为淡水和海水推荐的基准应用范围.就水生生物群落指标来说,常采用水生植物、鱼类、微生物、浮游生物及大型底栖无脊椎动物来指示生物环境的变化,包括多样性指数、生物指数、多参数法、多变量法、功能性方法[41-42].与营养盐和物理性指标类似,建立参照环境对于确定指标阈值至关重要.

表 2 ANZECC五大地理区域营养盐触发值[36] Table 2 The trigger value of nutrient in five geographic regions in ANZECC
3.6 河口水环境质量评价方法

目前,国际上主要集中在五类河口水环境评价方法:① 基于负荷-响应关系概念模型的营养状态评价法,如美国“河口富营养化评价法”[43]、爱尔兰河口海岸富营养评价法[44]、欧盟奥斯陆-巴塞纳综合评价法(OSPAR-COMPP)[45]和澳大利亚“距离评价法”[46],将区域背景值或基准值作为评价标准成为国际上主要发展趋势. ② 由OECD和UNEP合作开发的压力-状态-响应(PSR)指标结构模型是由压力、状态、响应三类指标组成,主要体现了人与生态系统各种因素之间的因果联系,强调经济运作及资源环境影响之间的联系.该方法也被应用于河流[47]、河口[48]等水生态健康评价. ③ 基于群落水平的生物评价法,是评估非点源污染累积效应最有效方法,这些效应涉及生境退化、化学污染,能准确地将生物评价与生态完整性链接起来[42].美国[42]、欧盟[45]、澳大利亚[30]认为生物评价是“评估水生态系统的重要部分,是评估环境保护绩效和有关水质指标达标率成效的工具”,一些代表性的指数如AMBI、M-AMBI[38]、IBI[32]等陆续在全世界范围内指示河口海岸生态环境质量状况. ④ 基于生态系统健康的水质-水生生物联合评价法,侧重考虑了水质与水生生物指标及联合评价方式,通常采用均值、权重系数[50],或者取最低等级[34]作为评价结果. ⑤ 综合生态状况评价法,如美国《国家近岸环境状况报告》[51],评价指数包括水质指数、沉积物指数、底栖生物指数、沿海栖息地指数、鱼类组织指数五部分,其中水质指标评价分区域由溶解无机氮、溶解无机磷、叶绿素a、水体透明度和溶解氧五个评价因子构成.

3.7 河口生态系统恢复、保育及管理措施

国际上,美国、澳大利亚、英国等都经历了河口生态系统退化到修复保护的发展历程.强调以自然恢复为主人工修复为辅的技术手段;同时以管理为抓手,辅以规章制度硬约束是多数国家采取的作法,如美国的《河口恢复法案》. 20世纪90年代以前,美国生态恢复主要是以单个项目形式进行的. 90年代以后,生态恢复的实践从特定物种或单个生态系统或小尺度的生态恢复工程逐渐扩大到大尺度的生态恢复项目转变,如“旧金山湾潮滩湿地恢复设计指南”、“长岛湾生境恢复行动”等[4].切萨匹克湾是北美最大的河口,2009年5月12日奥巴马签署了EO 13508“切萨匹克湾流域保护与恢复计划”[52].目前美国有DOI和NOAA两套生态环境资源损害评估程序,前者的生态环境资源损害评估程序包括预评估、评估计划、评估和后评估四个阶段,后者包括预评估、修复计划和修复实施三个阶段;欧盟的生态环境资源损害评估程序包括初始评估、确定和量化损害、确定和量化增益和确定补充和补偿性修复方案四个阶段[53].在这些恢复及评估管理方案中,水生态系统及相应的服务功能相关的背景值、基准、标准往往为各项管理目标的依据.

4 入海河口区环境管理建议与对策 4.1 科学划分河口水体单元并纳入流域管理

由于水环境介质的流动性,湖库、河流、河口、近岸海域等各个水体类型不是单一的个体,需要考虑对下游的保护.摸清不同指标在河口区衔接情况和响应规律,进而制定相应的管理措施,从而有效削减污染物.在尊重自然规律的基础上,科学划分河口水体单元,对维护环保、林业、水利、海洋等管理部门在水环境有序管理意义重大.此外,河口范围的划定更大的管理责任将确定所依附的流域边界合理性,为生态资产核算、损害鉴定、生态补偿等多项水环境管理制度提供有效依据,基于陆海统筹的河口水环境管理体系框架见图 3.将河口纳入流域管理,统筹流域上下游左右岸,不同水体类型之间的衔接,优化环境监管和执法职能配置,实现环境保护统一规划、统一标准、统一评价、统一监测、统一执法,提高环境保护整体成效.将河口生态系统恢复保护纳入“山水林田湖”治理体系中,从流域层面解决河口生态系统退化及污染防治问题.

图 3 基于陆海统筹的河口水环境管理体系框架 Figure 3 The water environment management system in estuaries based on watershed and sea
4.2 以河口为纽带,开展我国重点流域及海域水生态分区工作

许多评价指标在不同河口甚至单一河口不同区段的环境背景值相去甚远,不同区域的特征污染物各异,需开展河口水生态分区工作,同时以河口为纽带,扩展至重点流域及海域.在水生态分区基础上,系统梳理不同区段水体功能,根据不同区段生物、物理、化学背景及响应特征设置相应的水体功能,尤其是河口区咸淡水之间的差异性,如协调GB/T 17108—2006、HJ 522—2009和HJ/T 82—2001等功能用途之间的关系合理设置水质目标.此外,海洋局发布了GB/T 28058—2011《海洋生态资本评估技术导则》,生态系统服务可分为4组14项服务,包括供给服务、调节服务、文化服务、支持服务,而相关工作在地表水还未进行明确,亟待有效衔接两者差异,从而规范功能用途,提升生态系统服务价值.

4.3 协调多个标准在河口区域差异,同步考虑GB 3838—2002和GB 3097—1997修订工作

随着新形势下我国水环境管理保护需求,针对气候变化、环境内分泌干扰物、海洋垃圾、突发性及累积性污染事故等新的环境问题,亟待开展我国GB 3838—2002、GB 3097—1997等多个标准在河口区衔接工作,同步考虑GB 3838—2002和GB 3097—1997修订.系统梳理我国水环境质量指标结构,针对水生态保护需求,开展生态类和有毒有害指标分类工作.需重新构建基于不同保护水平的水生态系统及对应的环境功能类别标准体系,即以水生态系统作为水体分级基础,对水质的要求既需满足功能用途标准,又需达到保护水生态系统的目的.明确各类指标与功能用途之间的相互关联,开展功能用途类水质指标基准研究,譬如娱乐功能、游泳功能、潜水功能等,并将风险管理的理念贯穿其中.系统梳理国际生态系统健康评价、物理化学生物生态系统完整性评价、生态质量状况评价多个概念之间的区别与联系,建立符合我国国情的水质评价与生物评价联合评价方式,开展评价结果、不同方法之间的相互校验,构建我国生态分区-基准-评价方法一体化监管体系.

4.4 陆海统筹,河海兼顾,充分发挥从山顶到海洋的营养盐控制策略

根据近岸海域生态改善需求,解决氮磷等首要污染物在河口区衔接的问题,在陆海统筹,河海兼顾原则下,增加总氮、总磷、水生态指标及例行监测,统一营养盐总量控制指标,确保入海营养物质得到控制,有效缓解目前近岸海域存在的赤潮等水生态环境问题.提高工业集聚区、城镇污水处理设施脱氮除磷能力,加强畜禽养殖与农村面源污染控制,进行海水养殖、港口与船舶、石油勘探等污染防治,综合整治入海排污口、入海河流,减少陆源排放.由于地貌和水动力差异,导致河口种类繁多,使得不同类型河口对外来环境干扰的生态响应方式差异显著,需甄别和筛选我国河口优先级管理对象,实施重点河口计划,进行综合整治. “十一五”和“十二五”水专项提出了以统计学方法为主,综合考虑历史反演和模型推断法,并结合试验验证的湖泊营养物基准制定技术方法.同期,环保公益性行业项目提出了以统计学方法为主,以压力响应法、混合稀释法、水质模型法等其他方法佐证的河口及近岸海域营养物基准制定技术.需整体考虑制定方法的共性与差异性,统一制订不同类型水体营养物基准.

5 结论

a)入海河口(简称“河口”)是河流的终端又是海洋的起点,水动力特征、水质特征和水生态特征均既不同于近岸海域也不同于河流,对近岸海域水环境质量至关重要.目前存在多个管理问题亟待解决,如多个功能区划作用于同一河口水域,造成功能区之间达标协调性考虑不足;咸淡水水质功能类别不一致,水质指标体系存在显著差别,造成核定水质责任目标不明确;重要河口水环境质量评价结果长期“一片红”,不能客观反映公众、地区及国家水质目标责任主体需求,未明确河口的管理范围,造成与《环境保护法》相应的管理措施无法相适应等管理问题.

b)通过借鉴国际经验,提出了科学划分河口水体单元并纳入流域管理;以河口为纽带,开展我国重点流域及海域水生态分区工作;协调多个标准在河口区域差异,同步考虑GB 3838—2002和GB 3097—1997修订;陆海统筹,河海兼顾,充分发挥从山顶到海洋的营养盐控制策略等衔接建议.

参考文献
[1]
陈吉余. 中国河口海岸研究与实践[M]. 北京: 高等教育出版社, 2007. (0)
[2]
王菊英, 韩庚辰, 张志峰, 等. 国际海洋环境监测与评价最新进展[M]. 北京: 海洋出版社, 2010. (0)
[3]
郑丙辉, 刘静, 刘录三. 探析入海河口水质评价标准的合理性[J]. 环境保护, 2016, 44(3/4): 48-52.
ZHENG Binghui, LIU Jing, LIU Lusan. The evaluation rationality of the water quality standards in estuaries[J]. Environmental Protection, 2016, 44(3/4): 48-52. (0)
[4]
孟伟. 中国海洋工程与科技发展战略研究:海洋环境与生态卷[M]. 北京: 海洋出版社, 2014. (0)
[5]
郑丙辉. 入海河口区营养盐基准确定方法研究:以长江口为例[M]. 北京: 科学出版社, 2013. (0)
[6]
中国环境与发展国际合作委员会. 中国海洋可持续发展的生态环境问题与政策研究[M]. 北京: 中国环境出版社, 2013. (0)
[7]
KETCHUM B H. The flushing of tidal estuaries[J]. Sewage and Wastes, 1951, 23: 198-209. (0)
[8]
PRICHARD D W. Salinity distribution and circulation in the Chesapeake Bay estuarine system[J]. Journal of Marine Research, 1952, 11: 106-123. (0)
[9]
DIONNE J C. Toqards a more adequate definition of the St.Lawrence estuary[J]. Zeitschriftfur Geomorphologie, 1963, 7: 36-44. (0)
[10]
PRITCHARD D W. What is an estuary:a physical viewpoint?[J]. American Association for the Advancement of Science, 1967, 83: 3-5. (0)
[11]
FAIRBRIDGE R W. The estuary:its definition and geochemical role[M]. New York: John Wiley, 1980. (0)
[12]
DAY J W, HALL C A S, KEMP W M, et al. Estuarine ecology[M]. New York: John Wiley, 1989. (0)
[13]
CONLEY D J, KASS H, MOHLENBERG F, et al. Characteristics of Danish estuaries[J]. Estuaries, 2000, 23: 820-837. DOI:10.2307/1353000 (0)
[14]
KINNE O. Invertebrates[M]. London: Wiley Interscience, 1971. (0)
[15]
MEIRE P, VINCX M. Marine and estuarine gradients[J]. Netherlands Journal of Aquatic Ecology, 1993, 27: 471-496. (0)
[16]
MCLUSKY D S. Marine and estuarine gradients[J]. Netherlands Journal of Aquatic Ecology, 1993, 27: 489-493. DOI:10.1007/BF02334809 (0)
[17]
BULGER A J, HAYDEN B P, MONACO M E, et al. Biologically-based estuarine salinity zones derived from a multivariate analysis[J]. Estuaries, 1993, 16: 311-322. DOI:10.2307/1352504 (0)
[18]
PERILLO G M E.Definitions and geomorphologic classifications of estuaries[C]//PERILLO G M E.Geomorphology and sedimentology of estuaries.Amsterdam:Elsevier, 1995:17-47. https://link.springer.com/chapter/10.1007/1-4020-3296-X_1 (0)
[19]
KHLEBOVICH V V. On biological typology of the estuaries of the USSR[J]. Proceedings of the Zoological Institute Academy of Sciences, 1986, 141: 5-16. (0)
[20]
KHLEBOVICH V V. Some physico-chemical and biological phenomena in the salinity gradient[J]. Limnologica(Berlin), 1990, 20(1): 5-8. (0)
[21]
MCLUSKY D S, ELLIOTT M. The estuarine ecosystem:ecology, threats and management[M]. 3rd ed. New York: Oxford University Press, 2004. (0)
[22]
ATTILL M J, RUNDLE S D. Ecotone or ecocline:ecological boundaries in estuaries[J]. Estuarine, Coastal and Shelf Science, 2002, 55: 929-936. DOI:10.1006/ecss.2002.1036 (0)
[23]
Marine and Coastal Spatial Data Subcommittee.Coastal and marine ecological classification standard[R].Virginia:Federal Geographic Data Committee, 2012. https://coast.noaa.gov/data/digitalcoast/pdf/cmecs.pdf (0)
[24]
中国环境科学研究院. HJ/T 82-2001近岸海域环境功能区划分技术规范(征求意见稿)[R]. 北京: 环境保护部, 2015. http://www.doc88.com/p-7087793928121.html (0)
[25]
欧阳玉蓉, 王金坑, 傅世锋. 河口区水质标准问题的探讨[J]. 环境保护科学, 2011, 37: 53-55.
OUYANG Yurong, WANG Jinkeng, FU Shifeng. Discussion on water quality standards of estuary[J]. Environmental Protection Science, 2011, 37: 53-55. DOI:10.3969/j.issn.1004-6216.2011.01.016 (0)
[26]
NELLEMANN C, CORCORAN E, DUARTE C M, et al.Blue carbon report[R].Norway:UNEP, FAO and IOC/UNESCO, 2009. http://www.academia.edu/7437209/Safeguarding_the_blue_planet_six_strategies_for_accelerating_ocean_protection (0)
[27]
王金南, 吴悦颖, 雷宇, 等. 中国排污许可制定改革框架研究[J]. 环境保护, 2016, 44(3/4): 10-16.
WANG Jinnan, WU Yueying, LEI Yu, et al. A framework design of reform on emission permit system for China[J]. Environmental Protection, 2016, 44(3/4): 10-16. (0)
[28]
European Commission.Common implementation strategy for the water framework directive(2000/60/EC), Guidance document No.27.Technical guidance for deriving environmental quality standards[R].Copenhagen:European Commission, 2000. https://circabc.europa.eu/sd/a/6a3fb5a0-4dec-4fde-a69d-5ac93dfbbadd/Guidance%20document%20n28.pdf (0)
[29]
Environmental Policy and Planning, Department of Environment and Heritage Protection.Queensland water quality guideline[R].Queensland:State of Queensland, 2013. (0)
[30]
Australian and New Zealand Environment and Conservation Council, Agriculture and Resource Management Council of Australia and New Zealand.Australian and New Zealand guidelines for fresh and marine water quality.[R].Canberra, ACT:Australian and New Zealand Environment and Conservation Council, 2000. (0)
[31]
US Environmental Protection Agency.Water quality standards for the state of Florida's estuaries and coastal waters[R].Washington DC:EPA Docket Center, 2012. http://www.gpo.gov/fdsys/pkg/FR-2012-12-18/pdf/2012-30117.pdf (0)
[32]
US Environmental Protection Agency.Estuarine and coastal marine waters:bioassessment and biocriteria technical guidance[R] Washington DC:Office of Water, 2000. http://www.worldcat.org/title/estuarine-and-coastal-marine-waters-bioassessment-and-biocriteria-technical-guidance/oclc/48385240 (0)
[33]
US Environmental Protection Agency.An approach to developing nutrient criteria for pacific Northwest estuaries:a case study of Yaquina estuary, Oregon[R].Washington DC:US EPA Office of Research and Development, 2007. https://cfpub.epa.gov/si/si_lab_search_results.cfm?fed_org_id=858&SIType=PR&TIMSType=Published+Report&showCriteria=0&address=nheerl/pubs.html&view=citation&sortBy=pubDateYear&count=100&dateEndPublishedPresented=12/31/2009 (0)
[34]
European Commission.Common Implementation strategy for the water framework directive(2000/60/EC-technical guidance for deriving environmental quality standards[R].Copenhagen:European Commission, 2000. https://circabc.europa.eu/sd/a/6a3fb5a0-4dec-4fde-a69d-5ac93dfbbadd/Guidance%20document%20n28.pdf (0)
[35]
夏青, 陈艳卿, 刘宪兵. 水质基准与水质标准[M]. 北京: 中国标准出版社, 2004. (0)
[36]
US Environmental Protection Agency.Nutrient criteria technical guidance manual estuarine and coastal marine waters[R].Washington DC:Office of Water, 2001. (0)
[37]
US Environmental Protection Agency.An approach for developing numeric nutrient criteria for a Gulf coast estuary[R].Washington DC:Office of Research and Development, 2008. (0)
[38]
European Commission.Guidance on typology, reference conditions and classification systems for transitional and coastal water[R].Copenhagen:European Commission, 2002. http://www.eutro.org/documents/wfd%20cis2.4%20(coast)%20guidance%20on%20tcw.pdf (0)
[39]
Department of Environment and Resource Management.Brisbane river estuary environmental values and water quality objectives[R].Queensland:Department of Environment and Resource Management, 2010. https://www.ehp.qld.gov.au/water/policy/pdf/documents/brisbane-est-ev-2010.pdf (0)
[40]
US Environmental Protection Agency.EPA national recommended water quality criteria[R].Washington DC:Office of Water, 2002. (0)
[41]
刘录三, 郑丙辉, 汪星. 深水型(不可涉水)河流生物评估的概念及方法[M]. 北京: 中国环境科学出版社, 2011. (0)
[42]
郑丙辉, 刘录三, 李黎. 溪流及浅河快速生物评价方案:着生藻类、大型底栖动物及鱼类[M]. 北京: 中国环境科学出版社, 2011. (0)
[43]
BRICKER S B, FERREIRA J G, SIMAS T. An integrated methodology for assessment of estuarine trophic status[J]. Ecological Modelling, 2003, 169(1): 39-60. DOI:10.1016/S0304-3800(03)00199-6 (0)
[44]
IrelandEnvironmental Protection Agency.Water quality in Ireland 2001-2003[R].County Wexford:Environmental Protection Agency, 2005. (0)
[45]
OSPAR Commission.OSPAR Integrated report 2003 on the eutrophication status of the OSPAR maritime area based upon the first application of the comprehensive procedure[R].Paris:The Convention for the Protection of the Marine Environment of the North-East Atlantic, 2003. http://www.eutro.org/documents/p00189_Eutrophication%20Status%20Report%202003.pdf (0)
[46]
Office of Environment and Heritage.Assessing estuary ecosystem health:sampling, data analysis and reporting protocols[R].NSW:State of NSW and Office of Environment and Heritage, 2013. http://www.environment.nsw.gov.au/resources/soc/130125esthlthprot.pdf (0)
[47]
彭涛, 王珍, 赵乔, 等. 基于压力状态响应模型的黄柏河生态系统健康[J]. 水资源保护, 2016, 32(5): 141-145.
PENG Tao, WANG Zhen, ZHAO Qiao, et al. Ecosystem health assessment for Huangbai river based on PSR model[J]. Water Resources Protection, 2016, 32(5): 141-153. DOI:10.3880/j.issn.1004-6933.2016.05.026 (0)
[48]
叶属锋, 刘星, 丁德文. 长江口河口海域生态系统健康评价指标体系及其初步评价[J]. 海洋学报, 2007, 29(4): 128-136.
YE Shufeng, LIU Xing, DING Dewen. Ecosystem health assessment of the Changjiang river estuary:indicator system and its primarily assessment[J]. Acta Oceanologica Sinica, 2007, 29(4): 128-136. (0)
[49]
University of Maryland Center for Environmental Science.Chesapeake bay report Card[R].Maryland:IAN and EcoCheck, 2011. http://ian.umces.edu/pdfs/ian_report_card_208.pdf (0)
[50]
EHMP.Ecosystem health monitoring program 2004-05 annual technical report[R].Brisbane:Moreton Bay Waterways and Catchments Partnership, 2006. https://link.springer.com/article/10.1198/108571106X110649 (0)
[51]
US Environmental Protection Agency.National estuary program coastal condition report.Chapter 5:Gulf of Mexico national estuary program coastal condition, Sarasota bay estuary program[R].Washington DC:US Environmental Protection Agency, 2007. https://www.epa.gov/national-aquatic-resource-surveys/national-coastal-condition-reports (0)
[52]
The Federal Leadership Committee for the Chesapeake Bay.Strategy for protecting and restoring the Chesapeake Bay watershed[R].Washington DC:The White House, 2016. https://litigation-essentials.lexisnexis.com/webcd/app?action=DocumentDisplay&crawlid=1&doctype=cite&docid=40+Wm.+%26+Mary+Envtl.+L.+%26+Pol'y+Rev.+677&srctype=smi&srcid=3B15&key=0a9770a5b1ea8d8b2729bd097d635c0a (0)
[53]
於方, 张衍燊, 徐伟攀. 《生态环境损害鉴定评估技术指南总纲》解读[J]. 环境保护, 2016, 44(20): 9-11.
YU Fang, ZANG Yanshen, XU Weipan. Interpretation of theGeneral Principles of Technical Guide for Ecological and Environmental Damage Assessment[J]. Environmental Protection, 2016, 44(20): 9-11. (0)