近日，中國科學(xué)院水生生物研究所關(guān)于各類水生態(tài)治理工程如何在大的空間格局和較長時(shí)間尺度上聯(lián)合作用并減緩城市化對水生態(tài)系統(tǒng)影響的論文“Mitigation of urbanization effects on aquatic ecosystems by synchronous ecological restoration”在水環(huán)境經(jīng)典期刊《Water Research》上發(fā)表（https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S004313542100782X）。 

　　由于快速的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市化等人類活動(dòng)持續(xù)加劇自然生態(tài)系統(tǒng)的破壞和生物多樣性的喪失，為了解決經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境破壞之間的矛盾，生態(tài)治理/恢復(fù)工程已在很多國家得到較高程度的重視和推廣。然而，經(jīng)濟(jì)發(fā)展一定要以生態(tài)環(huán)境破壞為代價(jià)嗎？人類社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展和自然生態(tài)如何取得平衡呢？為了回答這些疑問，水生所的研究人員選取宜興市作為典型區(qū)域，通過收集2007-2017年宜興市實(shí)施和維護(hù)的水生態(tài)治理工程相關(guān)信息、土地利用數(shù)據(jù)及野外采樣調(diào)查的水質(zhì)、底棲動(dòng)物數(shù)據(jù)，研究了城市化進(jìn)程、不同類型水生態(tài)治理工程、水質(zhì)和底棲動(dòng)物多樣性三者之間的量化相互作用關(guān)系（圖1）。 

圖1 研究區(qū)域野外采樣點(diǎn)及治理工程分布點(diǎn)位。① 宜興市2002-2018年各類GDP增長情況；② 移動(dòng)窗格法圖解：正方形方格(250 x 250 m) 作為半徑6 km的移動(dòng)窗格的質(zhì)心，每個(gè)移動(dòng)窗格包含至少3個(gè)野外采樣點(diǎn)位和9個(gè)水生態(tài)治理工程點(diǎn)位。計(jì)算每個(gè)移動(dòng)窗格各類指標(biāo)2007-2017年的響應(yīng)系數(shù)，包括：工程指標(biāo)（求和）、水質(zhì)及底棲動(dòng)物指標(biāo)（平均值）和城市化進(jìn)程指標(biāo)（不透水表面積指數(shù)）

　　研究發(fā)現(xiàn)盡管2007到2017年間宜興城市化和GDP增速明顯，水質(zhì)的改善和不同類型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(guān)關(guān)系（圖2）；但由于大量不同類型水生態(tài)治理工程的實(shí)施，河網(wǎng)水體中的氨氮、總氮、總磷及大型底棲動(dòng)物多樣性均有顯著提升(圖3，圖4)。由于治理前所處的生態(tài)系統(tǒng)基礎(chǔ)狀態(tài)不同以及生物再定殖需要更久的時(shí)間，結(jié)果顯示生物指標(biāo)對水生態(tài)治理的響應(yīng)似乎滯后于非生物指標(biāo)。這些研究結(jié)果對于深入認(rèn)識生物及非生物指標(biāo)對不同類型的水生態(tài)治理工程的響應(yīng)力度，理解不同類型水生態(tài)治理工程所發(fā)揮的不同作用具有重要意義，同時(shí)對指導(dǎo)水生態(tài)治理工程類型分配及投資管理等方面具有重要參考價(jià)值。 

圖2 不同類型治理工程投資量和根據(jù)具體工程量計(jì)算所得的營養(yǎng)鹽去除量之間的關(guān)系（a-f），箱線圖顯示投資量和污染物去除量的分布；不同水質(zhì)指標(biāo)對不同類型水生態(tài)治理工程的響應(yīng)關(guān)系（g-l）。投資的原始單位是10⁵元，營養(yǎng)鹽去除量的原始單位是10⁴ t/a，這里均用log₁₀進(jìn)行了轉(zhuǎn)換。

圖3 營養(yǎng)鹽（-ln(2017/2007)）及底棲動(dòng)物群落相關(guān)指數(shù)（ln(2017/2007)）的響應(yīng)系數(shù)（a，b）；底棲動(dòng)物2007和2017年β多樣性相異指數(shù)（β_SOR）、周轉(zhuǎn)（β_SIM）和嵌套部分（β_SNE）分布圖（c）。

圖4 不透水表面積指數(shù)、不同類型工程投資量和營養(yǎng)鹽降低速率之間的相互作用關(guān)系。投資單位10⁵元，營養(yǎng)鹽去除量的原始單位10⁴ t/a，log₁₀轉(zhuǎn)換。

　　該研究得到了國家水污染控制專項(xiàng)、國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、中國科學(xué)院國際合作項(xiàng)目、國家留學(xué)基金委等的資助。研究工作由中國科學(xué)院水生生物研究所、中國環(huán)境科學(xué)研究院、華中農(nóng)業(yè)大學(xué)、英國利茲大學(xué)、日本北海道大學(xué)等單位合作完成。水生所生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)學(xué)科組符鴻博士研究生是第一作者，徐軍研究員等為通訊作者。