近日，中國科學院水生生物研究所、中國環境科學研究院、華中農業大學、英國利茲大學、日本北海道大學等合作，在各類水生態治理工程如何在大的空間格局和較長時間尺度上聯合作用，並減緩城市化對水生態系統影響的研究中取得進展。相關研究成果以Mitigation of urbanization effects on aquatic ecosystems by synchronous ecological restoration為題，發表在Water Research上。
經濟發展和城市化等人類活動加劇自然生態系統破壞和生物多樣性喪失，為了解決經濟發展和生態環境破壞之間的矛盾，生態治理/恢復工程已得到較高程度的重視和推廣。然而，經濟發展要以生態環境破壞為代價？人類社會經濟發展和自然生態如何取得平衡？水生所選取宜興市作為典型區域，收集2007年至2017年宜興市實施和維護的水生態治理工程相關資訊、土地利用資料及野外取樣調查的水質、底棲動物資料，剖析了城市化程序、不同型別水生態治理工程、水質和底棲動物多樣性三者之間的量化相互作用關係（圖1）。
研究發現，2007年至2017年間宜興城市化和GDP增速明顯，水質的改善和不同型別的治理工程之間存在不同，且和投資量不一定成正比的相關關係（圖2）；而實施大量不同型別水生態治理工程，河網水體中的氨氮、總氮、總磷及大型底棲動物多樣性均有顯著提升（圖3、4）。由於治理前所處的生態系統基礎狀態不同以及生物再定殖需要更久的時間，結果顯示生物指標對水生態治理的響應似乎滯後於非生物指標。這對於深入認識生物及非生物指標對不同型別的水生態治理工程的響應力度，理解不同型別水生態治理工程所發揮的不同作用具有重要意義，並對指導水生態治理工程型別分配及投資管理等方面具有參考價值。
研究工作得到國家水汙染控制專項、國家自然科學基金、中科院國際合作專案、國家留學基金等的資助。
圖1.研究區域野外取樣點及治理工程分佈點位。① 宜興市2002年至2018年各類GDP增長情況；② 移動窗格法圖解：正方形方格（250 x 250 m）作為半徑6 km的移動窗格的質心，每個移動窗格包含至少3個野外取樣點位和9個水生態治理工程點位。計算每個移動窗格各類指標2007年至2017年的響應係數，包括工程指標（求和）、水質及底棲動物指標（平均值）和城市化程序指標（不透水錶面積指數）。
圖2.不同型別治理工程投資量和根據具體工程量計算所得的營養鹽去除量之間的關係（a-f），箱線圖顯示投資量和汙染物去除量的分佈；不同水質指標對不同型別水生態治理工程的響應關係（g-l）。投資的原始單位是105元，營養鹽去除量的原始單位是104t/a，這裡均用log10進行轉換。
圖3.營養鹽【-ln（2017/2007）】及底棲動物群落相關指數【ln（2017/2007）】的響應係數（a、b）；底棲動物2007和2017年β多樣性相異指數（βSOR）、週轉（βSIM）和巢狀部分（βSNE）分佈圖（c）。
圖4.不透水錶面積指數、不同型別工程投資量和營養鹽降低速率之間的相互作用關係。投資單位105元，營養鹽去除量的原始單位104t/a，log10轉換。
來源：中國科學院水生生物研究所
