2.1　水生态

2.1.1　定义

水生态是指自然生态系统中，水本身存在的状态、水为系统中其他要素（动物、植物、微生物、土壤等）服务的状态、水和系统中其他要素相互适应的状态以及系统中各要素之间相互适应的状态。

2.1.2　内涵

水生态系统是根据社会经济发展和物质生产需求，运用生态学原理和系统工程方法，并利用水与自然环境之间、水与社会活动之间的相互作用而构建起来的一个高度开放的系统。

水生态系统主要是指河流、湖泊、水库、沼泽、池塘等构成的陆地地表水和地下水生态系统。水生态系统具有高度开放性，易受外界影响而发生变化，其影响因素可以分为自然因素和经济社会因素：自然因素主要有水文气象条件（如降水、干旱、泥沙、水温）、天体运动、地质变迁等；经济社会因素主要有过量取水、截流、排污、植被破坏、造田、修建工程项目等。这些因素不仅单独作用，而且相互作用，更具有叠加或叠减作用，影响效果可正可负，而影响水生态系统最根本、最直接的因素是水量、水质和水域空间。

水生态的定义是对水生态系统的一个状态描述，而不是对水生态系统健康与否的评价结果。当且仅当在对水生态所包含的四个状态进行调查和评价的基础上，对水生态健康与否进行评价，其结果也是对水生态系统健康与否的评价。

2.1.2.1　水的存在状态

大自然中水的存在形式主要有液态水、固态冰和气态水三种，但是根据不同的划分标准，自然生态系统中水的存在状态可以分为很多种，本节主要研究江河湖泊、湖沼湿地、近岸海域等区域内水的赋存状态、流动状态以及水的两重性状态。

1.水的赋存状态

根据水存在于地表或地下，可将水的存在状态分为地表水和地下水。地表水易于开发利用，是人类生产生活用水的主要来源，也是水污染等各类水问题频发区域。地下水因水量稳定、水质良好等特点，是农业灌溉、工矿和城市用水的重要来源之一。在开发利用地下水资源过程中，需要对地下水水位进行控制，若地下水位过低，易引发地面沉降、海咸水入侵等地质灾害问题，而地下水位过高，则易造成土地盐碱化。

根据水中含盐量的多少，又可以将地表水和地下水划分为淡水、半咸水和咸水，咸水的含盐量一般都在16‰～47‰之间，不能被人类直接饮用，而半咸水遍及近岸海域和河口地区，靠淡化半咸水也不是解决用水困难的根本措施，人类生产、生活用水主要依靠的是淡水。淡水是人类赖以生存的重要资源，因冰川在自然界的特殊地位，开发极不容易，故可开发利用的淡水主要集中在地下水、淡水湖和河流中，仅占地球总水量的3‰。由于淡水分布不均和需求激增，各地缺水现象日趋严重，且在沿海区域，因为过度开采地下水，致使地下水位急降，破坏沿海地下含水层中咸淡水之间的动力平衡，引发海咸水入侵内陆地下水，污染内陆地下淡水资源。

因此，在经济社会发展的同时，要合理配置、联合运用地表水和地下水资源。

2.水的流动状态

根据水的流动状态，可以将水的存在状态分为流动的水和静止的水。静止的水是指水流速度可以忽略不计，且与其他水系连通较差的水库、池塘等水域内的水；流动的水指具有一定的水流速度，且与其他水系相互连通的河流、沟渠等水域内的水。水的流动状态取决于河流、湖泊、池塘、沟渠等水系的三维连通性，以及河湖等各水系之间的连通性。河湖水系的三维连通性是指河流纵向、垂向和侧向连通性，水系各向连通性解释如下。

（1）河流湖泊纵向连通性是指上下游连通性，是许多物种生存的基本条件，纵向连通性保证了营养物质的输移、鱼类洄游和水生生物的迁徙，以及鱼卵和树种的漂流传播。

（2）河流垂向连通性是指地表水与地下水的连通性，垂向连通性维持地表水与地下水的交换，维系无脊椎动物生存，并促进溶解物质和有机物的交换。

（3）河流侧向连通性是指河道与河漫滩连通性，侧向连通性促进岸边植被生长，形成了水陆交错的多样性栖息地，保证了营养物质输入通道。

（4）河流与湖泊等水系之间良好的连通性，保证了河湖间注水、泄水的畅通，同时维持湖泊最低蓄水量和河湖间营养物质交换，河湖连通还为江河洄游型鱼类提供迁徙通道。

当水系的纵向、垂向、侧向连通性和水系之间的连通性良好时，水就处于流动状态，流动的水体在河流沟渠等水系内定向、有序地流动，可以置换水体、冲洗淤泥、带走生活垃圾，改善水质。

目前，随着社会经济的发展及城市化、工业化的推进，许多河流上广修大坝等水利工程，阻断河流纵向连通性；城市内大范围的地面硬化铺设及河岸不透水护坡严重影响河湖水系的垂向连通性；缩窄河滩建设的堤防及道路设施破坏河流侧向连通性。水系三维连通性的破坏，致使许多水域中的水体成为静止状态的水，无法运输移送物质（水体、泥沙和营养物质）、物种（游鱼类、鱼卵和树种漂流）和信息（洪水脉冲等），引发一系列水生态问题。因此，保证水系连通，使水体不断处于流动状态是解决水生态问题的重要途径。

3.水的两重性状态

水的两重性是指水量和水质。水的两重性状态就是主要研究水量的状态和水质的状态，水量和水质是影响水生态系统最根本、最直接的因素。

水量主要是指在一定的时间内，江、河、湖泊、水库等水域内存储水的总量。水量的状态主要可以分为三种：水量过多、水量适中、水量过少。水量过多指在一定时间内，流域上游来水量或本地区降水量或两者之和严重超过该地区江河湖泊等水域可存储水的总量，水量过多将直接引发洪水、城市内涝等灾害。水量过少指在一定时间内，流域上游来水量或本地区降水量或两者之和严重低于该地区生产生活需水量，水量过少将直接引发干旱、城乡供水紧张等问题。水量过多和水量过少都将严重威胁社会经济发展和人民群众的生命财产安全。水量适中指在一定时间内，流域上游来水量或本地区降水量或两者之和既不严重超过该地区江河湖泊等水域可存储水的总量，又能满足该地区生产生活需水量，水量适中是最符合社会发展要求的状态。

水质即水体的质量，反映了水体的物理、化学和生物特性及其组成状况。依照国家GB 3838—2002《地表水环境质量标准》中规定，将地表水分为五类：Ⅰ类水指国家级自然保护区内，未受污染的水；Ⅱ类水较清洁，过滤后可以成为饮用水；Ⅲ类水过滤清洁后可用作普通工业用水；Ⅳ类和Ⅴ类水为污水，不能作为人类饮用水。水质的状态可以根据水质标准，大体分为：合格和不合格两种。合格的水质不仅可以支撑人类社会经济发展，也能维持水生态系统的健康稳定，而不合格的水质既会阻碍社会经济发展，又会破坏水生态系统，引发一系列水生态问题。因此，良好的水质是水生态系统健康稳定的表现。

2.1.2.2　水为系统中其他要素服务的状态

系统中除水以外的其他要素主要指动物、植物、微生物、底栖生物、浮游生物和岩石土壤等，而水为这些要素服务的状态，就是指水为这些要素生存所提供的水量和水质的状态。维持适宜的水量，保证水体置换速率和水体流动性，就可以保证交互作用、吞吐自如、动态的水文条件和营养物，就可以使江河湖泊、湖滨地带等水域成为鱼类、水禽等动植物的理想栖息地。保证良好的水质，使水温、溶解氧、pH值、营养物等条件能满组水生生物的正常生存和发展。适宜的水量和良好的水质是水为系统中其他要素服务的健康状态。

2.1.2.3　水和系统中其他要素相互适应的状态

水和系统中其他要素之间相互适应的状态是指系统中各要素要适应水量和水质的变化，水也要适应系统中各要素对水量和水质需求的变化。

水量在年际之间存在丰水年、枯水年和平水年，在年内之间存在汛期和非汛期。系统中的水量是不断变化的，而水质随水温、溶解分散在水中气体和胶体物质的含量等因素的变化而变化，故水为其他要素提供的水量、水质是动态变化的，系统中各要素要适应水质、水量的变化。系统中其他要素对水质和水量的需求也是随机变化的，不同生物在同一时期对水量和水质的要求是不一样的，同一生物在不同时期对水量和水质的需求也是变化的，水也要适应其他要素对水质和水量需要的变化。所以，只有当水要素和系统中其他要素达到和谐共存、相互适应的状态时，水生态才达到健康状态。

2.1.2.4　系统中各要素之间相互适应的状态

水生态系统中除水以外的其他要素主要指动物、植物、微生物、底栖生物、浮游生物和岩石土壤等，这些要素除了要与水要素和谐适应外，各要素之间也要和谐共存、相互适应，形成完整的食物网。由于水生态系统的核心是生命系统，非生命部分的生态要素也直接或间接对生命系统产生影响，特别是影响河流湖泊的食物网和生物多样性，所以系统中除水以外的其他各要素之间达到良好的相互适应状态，形成完整平衡的食物网，有助于促进水生态系统健康稳定和保证系统中水生生物的多样性。

因此，当水存在的状态、水为系统中其他要素服务的状态、水和系统中其他要素相互适应的状态、系统中各要素之间相互适应的状态都达到健康、良好的状态时，水生态就达到了健康状态。