課題技術路線圖

大麻哈魚增殖放流

　　流域面積55.68萬平方公里，河長和水資源量居全國第三。松花江，一條孕育了兩岸青山綠水的水系，一條庇護了沿江兩岸生靈繁衍生息的母親河。隨著流域經濟的快速發展，松花江流域環境問題也日益突出。作為全國七大流域之一的松花江流域，重化工業多，歷史欠賬多，治理難度大，污染排放強度居高不下，河流的生態功能嚴重退化，沿流域廣大群眾生產生活受到極大影響，流域可持續發展受到制約。

　　“雖然近年來國家和地方對松花江流域生態環境保護日益重視，環保投入持續加大，松花江流域水質整體趨于好轉，但與上世紀60年代～70年代相比，流域生態系統健康總體狀況依然嚴峻。” 水專項“松花江水生態完整性評價與生態恢復關鍵技術研究及示范”課題負責人表示。

　　國家水專項課題“松花江水生態完整性評價與生態恢復關鍵技術研究及示范”立足于恢復松花江健康水生態系統的技術需求，經過兩年多的科技攻關取得顯著成果與進展。針對我國當前缺乏完善的寒冷性河流水生態完整性評價體系現狀，初步構建了松花江水生態完整性評價技術體系，可進一步豐富松花江流域生態環境管理手段，為推動松花江由水質管理向水生態系統健康管理轉變提供技術支撐。

　　針對松花江生物多樣性降低、河濱原生植被受損、面源污染嚴重、珍稀魚類減少等問題，課題重點突破了寒冷地區受損水體生態恢復技術、動物棲息地近自然恢復技術、濱岸帶農業面源污染控制技術、珍稀魚類生態恢復技術等，有效支撐了松花江流域水質改善與生態修復，為我國寒冷地區河流生態環境保護提供了可供借鑒的整裝成套技術支持。課題成果得到了黑龍江省相關管理部門及地方企業的高度重視和認可，在松花江流域管理和修復治理工作中得到了有效應用，助力黑龍江、吉林兩省水污染防治行動計劃的實施與松花江流域生態文明建設。

　　科學診斷

　　構建了寒冷地區河流水生態完整性評價技術方法

　　相關負責人介紹，課題圍繞松花江流域水生態系統保護工作技術需求，借鑒國內外相關研究成果，在流域水生態功能分區基礎上，闡明松花江上中下游水生生物與生態環境時空變化特征，初步構建了松花江水生態完整性評價技術體系，主要包括評價指標篩選技術、評價標準（參照狀態/閾值）選取技術以及評價模型構建技術。課題成果創新了寒區河流水生態完整性評價技術方法，支撐了松花江水生態系統退化過程及其驅動機制研究，有助于客觀評價松花江水生態系統受損程度與水生態恢復成效，可有效提升和進一步豐富松花江流域生態環境管理手段。

　　在評價指標篩選技術方面，課題在水生態功能二級分區基礎上，結合流域污染源分布情況，對松花江例行監測數據及研究性調查數據進行分析，篩選出不同水生態功能分區的各項評價指標，可在一定程度上揭示環境壓力與水生態響應因子的關系，改進了以往僅憑水化學指標進行評價的方式。通過數值分布特征分析、判別能力分析、冗余度分析、信噪比分析等一系列篩選過程，確定了松花江生物完整性評價核心指標為底棲動物物種數、搖蚊種類數、敏感種百分比、Hilsenhoff指數和Marglef指數。通過文獻調研、專家咨詢和松花江干支流實地勘察，建立了物理生境指標視覺篩選標準，進而提出了較為系統的松花江物理生境評價指標。

　　在評價標準（參照狀態/閾值）選取技術方面，課題在借鑒國內外已有研究成果基礎上，確定了水生態完整性評價標準選取技術。其中生物指標在水生態功能分區基礎上，結合算數平均、加權平均、多元統計等數學方法對指標進行無量綱化，設定對應的權重，以指標分布累積曲線的95%分位數為最佳值，低于這個值的分布范圍進行5等分，確定評價閾值和分級標準；物理指標通過專家組的最佳專業判斷法（BPJ），選擇能代表松花江干支流不同退化等級物理生境的典型江/河段作為研究對象，利用模糊評價、灰色系統評價、層次分析法及綜合評價等方法確定評價閾值及標準；化學指標則分別對化學合成物質采用生態毒理學風險評價技術確定閾值，對天然化學物質采用統計學及流域背景值法確定閾值。

　　在評價模型構建技術方面，課題采用預測模型法構建松花江水生態完整性評價模型，模型綜合了生物、化學、物理三大類要素層指標集。通過篩選或制定的參照/標準系統，利用統計學、數學方法計算期望值（E值），并將實際觀測值（O值）與之比較，計算指標表征值；利用專家經驗判斷法對各指標進行權重賦值，最終獲得水生態完整性評價表征值。

　　精準施策

　　突破了多項寒冷地區河流生態修復關鍵技術

　　針對松花江生物多樣性降低、河濱原生植被受損、面源污染嚴重、珍稀魚類減少等問題，課題開展受損水體生態恢復、動物棲息地近自然恢復、農業面源污染控制、珍稀魚類生態恢復等關鍵技術的集成研究與示范，建設了農業面源污染控制和受損濱岸帶生境恢復示范工程、受損水體生態恢復示范工程和珍稀魚類恢復示范工程，在河流生物多樣性提高、濱岸帶植被恢復等方面成效顯著。

　　開發的受損水體生態恢復技術，將自主研發的河流生態水文調控技術、底棲動物躲避物構建技術、雷氏七鰓鰻生境構建技術、沙洲植物群落構建技術、螺、蚌、雜食性魚類等水生動物增殖技術進行了技術集成與突破，實現了恢復水生生物棲息地，促進水生生物物種多樣性恢復的目的。在梧桐河中下游平原型河段進行了受損水體生態恢復技術示范，示范河段長度為20公里。調查結果顯示，小山示范區內雷氏七鰓鰻、麥穗、黑龍江鳑魮等野生魚類種群明顯恢復，底棲動物物種數由3種提高到8種，香農多樣性指數由1.58提高到2.69，生物量由0.02克/平方米提高到2.09克/平方米。

　　開發的寒冷地區動物棲息地近自然恢復技術，以打造適宜的動物棲息地為核心，以提高生物多樣性和延長生物鏈為導向，將自主研發的砂土基質改造技術、砂質陡坡河柳護岸——生物棲息地恢復技術、廢棄沙場水禽和林蛙生境近自然恢復技術進行了技術集成與突破，實現受損濱岸帶動物棲息地近自然恢復的目的。在梧桐河下游河段進行濱岸帶受損生境土壤基質改良關鍵技術示范，示范面積5000 平方米，在寶泉嶺農場、梧桐河農場的河岸帶進行動物棲息地構建技術示范，示范河段長度為30公里。調查結果顯示，示范區適生區域植物群落覆蓋率達到90%以上，恢復區棲息地適宜度指數從恢復前的52.5分上升至恢復后的92.5分。

　　開發的農業面源污染控制技術，從源頭減排和過程削減兩方面，采用單項技術突破與技術集成創新相結合的研究方法，將自主研發的農田化肥減施與營養補償技術（示范面積2 平方公里）、稻田排水回灌技術（示范面積5 公頃）、畜禽糞便綜合利用技術以及農業面源污染生物過濾帶構建技術（示范面積5000 平方米）進行了技術集成與突破，并在梧桐河農場和寶泉嶺農場的示范田及部分河段濱岸帶進行農業面源污染控制關鍵技術示范，農田化肥用量降低10%。

　　開發的珍稀魚類生態恢復關鍵技術，從珍稀魚類增殖放流和魚類產卵場修復兩方面開展技術研究。增殖放流是對珍稀魚類資源恢復的直接技術，通過對野生親體或子一代個體進行人工催產獲得受精卵，進行受精卵的人工孵化和仔魚培育，獲得放流的幼魚。本技術通過放流來補充自然資源量，減緩自然種群資源下降趨勢，實現自然資源的恢復或重建。魚類產卵場修復是利用魚類的自然繁殖習性，通過在河床上人工種植水生植物，對植物進行活體栽培，模擬和重建自然環境下魚類產卵場，吸引魚類來繁殖產卵，為魚類受精卵提供附著基質，促進魚類資源恢復。在梧桐河下游進行人工魚巢工程示范，示范面積2600平方米 ，人工魚巢附卵率最多達2300粒/平方米，幼魚豐度平均為326尾/平方米； 在梧桐河、同江放歸大麻哈魚3萬尾，鱘魚6萬尾，鰉魚1萬尾，總計10萬尾，示范區鱘鰉魚種群得到恢復。

　　積極推動研發成果轉化應用

　　助力松花江流域生態文明建設

　　兩年來，課題組從物理完整性、化學完整性與生物完整性方面入手，初步建立了適用于松花江的多尺度、多層面水生態完整性評價方法，自主研發了寒冷地區受損水體生態恢復等關鍵技術，進而提出了松花江水生態恢復戰略方案。建成了集農業面源污染控制和濱岸帶生境恢復、水體生態恢復、珍稀魚類恢復的生態恢復綜合示范區，河段長度58公里。目前已申請發明ZL和實用新型ZL22項，取得授權7項。

　　科技攻關的成果，是為了服務于支撐松花江水環境質量持續改善這個中心工作，服務于維護松花江水生態系統健康這個最終目標。

　　課題負責人表示，課題研發的寒區河流水生態完整性評價技術以松花江為研究對象，形成的評價方法框架為共性技術和方法，為后期制定相關技術規范奠定了理論和實踐基礎，可用于指導其他流域開展水生態完整性評價工作，具有較好的推廣前景。通過在示范區應用研發的整裝成套技術，雷氏七鰓鰻、中華多刺魚、東北林蛙等土著物種在示范區大量出現，生物多樣性明顯提高，河流生態系統服務功能顯著提升。這些系列技術的研發，將為今后在松花江全流域開展水生態恢復提供技術支撐，也有助于實現松花江由水質管理向水生態系統健康管理轉變，有助于推進松花江流域生態文明建設，應用前景廣闊。

　　課題研發的農田化肥減施與營養補償技術、稻田排水回灌技術、畜禽糞便綜合利用技術在梧桐河農場和寶泉嶺農場進行示范，并且在寶泉嶺管理區開展推廣工作。預期至2018年底，推廣面積將超過1萬公頃，每年將減少化肥使用量達450噸，節約水資源達5000萬噸，減少氮磷等污染物質排放超過400噸，節約種植成本230萬元。另外，該技術還應用于黑龍江墾區2018年“全國基層農技推廣體系改革與建設補助項目”，有力推動墾區農業面源污染的防控，為黑龍江墾區建設和環境治理提供了強有力的科技支持。

　　課題研發的珍稀魚類人工繁育技術已與黑龍江省撫遠市鱘鰉魚繁育養殖有限公司進行合作推廣，在大麻哈魚繁育中，解決了大麻哈魚繁育難、孵化率低的問題；課題研發的標記放流技術已經應用于黑龍江省佳木斯市漁政局2017年施氏鱘和達氏鰉的放流工作中，共標記3萬尾施氏鱘和達氏鰉，在后期的放流效果評估監測中，取得了良好的效果，為黑龍江和松花江施氏鱘和達氏鰉等珍稀魚類資源恢復提供了強有力的技術支撐。

　　除了具體項目的應用，課題負責人介紹，課題的另一個標志性成果，就是初步構建了松花江水生態恢復集成戰略方案，為黑、吉兩省松花江水污染防治行動計劃提供重要技術支撐。

　　針對松花江黑、吉兩省19個“二級水生態功能區”水生態受損的主要問題，課題基于松花江水生態完整性評價、診斷及其恢復技術研究基礎，以不同水生態功能區（不同河段）的水生態完整性恢復“良好”的總體目標和不同分階段具體目標為基準，綜合濱岸帶生境和水文等物理完整性恢復、魚類和底棲等水生生物完整性恢復、溶解氧等化學完整性恢復，結合流域經濟社會發展及政策措施，同時集成整個松花江項目“十二五”其他課題研發的有毒有機物削減及資源回收、下游沿江濕地恢復技術、牡丹江、阿什河、伊通河、飲馬河等支流恢復關鍵技術等，制定了物理、化學、生物完整性恢復技術路線圖，提出不同階段的松花江水生態完整性恢復（技術、工程與管理措施等）集成戰略方案，具體包括方案目標、方案內容、技術路線、技術難點、關鍵技術與創新點、研究范圍、預期成果、考核指標等，為實現“十三五”松花江流域水生態“良好”的目標提供技術支撐。

課題啟動會現場。

課題組人員松花江采樣。

示范前后景觀變化。