上海市第三女子中學(xué) 陳琛 邵亞聞 朱倩

蘇州河底棲動(dòng)物現(xiàn)狀的調(diào)查研究

上海市第三女子中學(xué) 陳琛 邵亞聞 朱倩

選取蘇州河（上海境內(nèi)）上游、市郊、市區(qū)、河口地區(qū)斷面作為采樣點(diǎn)，采集水質(zhì)、底泥樣本。用80目（孔徑為0.2mm）的過濾網(wǎng)過濾，鑒定肉眼可見的底棲動(dòng)物并計(jì)數(shù)。

底泥環(huán)境 水質(zhì) 底棲動(dòng)物 霍甫水絲蚓 蘇州河

一、研究地區(qū)與研究方法

1. 研究區(qū)概況

蘇州河由西向東流入黃浦江，是黃浦江最大的支流。蘇州河源出太湖瓜涇口，流域北至蘊(yùn)藻浜，南至淀浦河，東至黃浦江，西至江蘇省界，總流域面積855 km2。蘇州河長125km，上海市境內(nèi)長約53．1km，河寬約40～50m，平均水位2．83m。蘇州河水道曲折，水流平緩，平均流速僅0．2 m/s。受長江潮汐作用的間接影響，蘇州河水系屬于平原感潮型河網(wǎng)，下游河段可容納黃浦江進(jìn)潮量的2%～3%。蘇州河流域?qū)俦眮啛釒Ъ撅L(fēng)氣候，溫和濕潤，日照充足，雨量充沛。

2. 研究背景

蘇州河是上海的母親河。自1920年部分河段第一次出現(xiàn)“黑臭”現(xiàn)象后，河水污染日益加劇。據(jù)1996年上海市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心測(cè)試，蘇州河上游的水質(zhì)為五類水，而下游的水質(zhì)遠(yuǎn)劣于五類水。1998年8月，上海河流污水治理一期工程奠基，市政府提出要把蘇州河作為“上海環(huán)保重中之重”開展全面綜合治理。二期和三期工程相繼于2003年4月11日和2007年11月7日開工。經(jīng)過十多年的不懈努力，目前蘇州河整治與生態(tài)恢復(fù)已取得階段性成果。

3. 研究方法

（1）數(shù)據(jù)來源

本研究中2000～2007年的水質(zhì)和生物學(xué)數(shù)據(jù)來源于上海市環(huán)保局各年度的《上海市環(huán)境質(zhì)量報(bào)告書》。2009年5月～2010年4月，對(duì)蘇州河的水質(zhì)和生物學(xué)指標(biāo)按每季兩次進(jìn)行監(jiān)測(cè)。具體時(shí)間為2009年5月（春季）、7-8月（夏季）、 9-10月（秋季）、12月（冬季)、2010年2月（冬季）、2010年4月（春季）。

（2）監(jiān)測(cè)點(diǎn)選取

選擇蘇州河上海境內(nèi)4個(gè)代表性斷面：趙屯、北新涇、武寧路橋、浙江路橋，分別代表上游、市郊、市區(qū)、河口地區(qū)。

（3）主要指標(biāo)和底棲動(dòng)物采集

主要水質(zhì)指標(biāo)為溶解氧（DO）、生物需氧量（BOD5）、化學(xué)需氧量（CODCr）、總氮（TN）、總磷（TP）、氨氮（NH3-N）、高錳酸鹽指數(shù)、石油類，單位均為mg/L；生物學(xué)指標(biāo)包括大型底棲動(dòng)物的密度（個(gè)/ m2）、生物量（g/m2）。

大型底棲動(dòng)物采用改良的Peterson采泥器（開口為1/40 m2）。每個(gè)斷面采集1份泥樣，密封帶回實(shí)驗(yàn)室。底泥用80目（孔徑為0．2毫米）的分樣篩篩選（小于80目的底棲生物不在研究范圍以內(nèi)）。用鑷子把留在濾網(wǎng)上的底棲生物分種類夾出，計(jì)數(shù)、稱量。再將選出的生物樣本用95%的乙醇固定，未知物種送交上海市環(huán)境科學(xué)院鑒定。蘇州河水質(zhì)指標(biāo)由上海市環(huán)境科學(xué)研究院環(huán)境檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室分析得出。

（4）底棲生物密度與生物量估算

生物密度（個(gè)/m2）=樣品中生物總數(shù)量（個(gè)）/抓斗開口面積（m2）

生物量=樣品中生物總重量（g/m2）/抓斗開口面積（m2）（以鮮重計(jì)，稱重用電子天平）

4. 主要研究對(duì)象簡介

底棲動(dòng)物是指生活史的全部或大部分時(shí)間生活于水底的水生動(dòng)物類群， 是淡水生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分。在淡水生態(tài)系統(tǒng)中，底棲動(dòng)物壽命長、遷移能力有限，敏感種和耐污種能較全面地反映當(dāng)前水生生態(tài)系統(tǒng)的健康狀況。因此，底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)變化及恢復(fù)研究已廣泛應(yīng)用于對(duì)受損水生生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)評(píng)價(jià)中。

霍甫水絲蚓屬環(huán)節(jié)動(dòng)物門寡毛綱顫蚓科水絲蚓屬。線性，體長約35～55mm，體寬約0．5～1mm。像蚯蚓，多紅色毛，以吃腐敗的有機(jī)物為生，最適溫度25～28℃?；舾λz蚓對(duì)水中溶解氧的要求極低，適應(yīng)在微流水、有機(jī)質(zhì)豐富、嚴(yán)重污染的水質(zhì)底泥中生活，在一定范圍中，其種群數(shù)量隨污染程度的增加而增加。因此，選取霍甫水絲蚓作為蘇州河底棲動(dòng)物中的主要研究對(duì)象。

1. 2009年蘇州河4個(gè)采樣斷面主要環(huán)境參數(shù)

二、結(jié)果

2. 2009年各采樣斷面霍甫水絲蚓的密度和生物量比較

霍甫水絲蚓屬喜溫動(dòng)物，水溫高于30℃或低于14℃時(shí)，其密度會(huì)大量減少。但所得數(shù)據(jù)并非如此。2009年，北新涇斷面的生物密度極大值出現(xiàn)在春季，其次是冬季；武寧路橋與浙江路橋的最大值則出現(xiàn)在夏秋兩季。這表明霍甫水絲蚓的繁殖受溫度的影響減小，而其他因素，如泥土中有機(jī)碎屑、微生物及水體富營養(yǎng)化的程度卻較大地影響了其繁殖的速率，即由于水質(zhì)和底泥的污染程度嚴(yán)重，導(dǎo)致霍甫水絲蚓的密度在增加。

橫向比較，春冬兩季，北新涇斷面的水絲蚓密度較大，夏秋兩季武寧路橋斷面的密度較大，且這兩個(gè)斷面水絲蚓的生物量也最大。浙江路橋斷面的霍甫水絲蚓密度和生物量都處于第三位，而趙屯的密度和生物量都遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其他三個(gè)斷面。初步得出：蘇州河上游的水質(zhì)最好，其次是下游，而中段的水質(zhì)污染程度較大。趙屯河段由于地處上游，附近地廣人稀，因此水體污染較輕；北新涇與武寧路橋河段地處中游，從圖表來看，水質(zhì)情況與變化趨勢(shì)也相近；浙江路橋河段位于下游，在黃浦江漲潮時(shí)可能會(huì)發(fā)生水體倒灌的現(xiàn)象，水質(zhì)得到凈化。

3. 蘇州河霍甫水絲蚓密度的時(shí)空變化（2000-2009）

上述圖表顯示，2000～2009年，蘇州河各斷面霍甫水絲蚓密度都呈上升的趨勢(shì)。而這一適應(yīng)在嚴(yán)重污染水質(zhì)中生存、繁殖的物種密度的增大，從側(cè)面反映出蘇州河底泥和水質(zhì)污染依然嚴(yán)重。

探究蘇州河水質(zhì)和底泥環(huán)境沒有顯著改善的原因，查閱資料發(fā)現(xiàn)：河流在遭到人為排放污染物之后，底泥會(huì)吸附污染物，使得底泥原先的“釋放與吸附”這一平衡被破壞。因此，底泥再次達(dá)到平衡需要的時(shí)間較長，期間，底泥會(huì)不斷釋放污染物質(zhì)，所以河流的污染會(huì)持續(xù)較長的一段時(shí)間。因此，蘇州河底泥的清理對(duì)于蘇州河的長遠(yuǎn)治理和水質(zhì)改善有著舉足輕重的作用。

4. 各斷面底棲動(dòng)物的物種比較

上表顯示：蘇州河（上海境內(nèi)）除上游地區(qū)外，底棲動(dòng)物的物種較少，且大部分屬于顫蚓科，而適應(yīng)在非嚴(yán)重污染水質(zhì)中生存的物種更少。首先，這說明了蘇州河底泥環(huán)境沒有顯著改善，因此底棲動(dòng)物多樣性較小。其次，顫蚓類底棲動(dòng)物的繁殖速率還應(yīng)受其他物種的限制，即各種生物的數(shù)量是相對(duì)的。

比較四個(gè)斷面水體10年來溶解氧的數(shù)據(jù)與適合在不同水質(zhì)中生存的物種，發(fā)現(xiàn)如今蘇州河中下游的水體從理論上說也能使螺螄等部分底棲動(dòng)物生存——北新涇河段螺螄的發(fā)現(xiàn)也充分印證了這一點(diǎn)。因此，霍甫水絲蚓的大量繁殖與底棲動(dòng)物多樣性的缺少也密切聯(lián)系。

5. 蘇州河水質(zhì)的時(shí)空變化（2000-2009）

四個(gè)斷面水體的氨氮含量、五日生化需氧量及水中溶解氧的數(shù)值雖有差異，但每個(gè)斷面的變化趨勢(shì)有相似之處。比較發(fā)現(xiàn)：水體的氨氮含量10年來有下降的趨勢(shì)，2006～2009年間的變化尤為明顯；五日生化需氧量的折線較為曲折，尤其是2000～2005年間各點(diǎn)離散程度較大，而且在近幾年有上升的趨勢(shì)；溶解氧的變化較為平緩，10年間沒有出現(xiàn)過異常值。

各指標(biāo)的折線幾乎都是在2001、2002年出現(xiàn)較低值，這說明蘇州河的水質(zhì)在整治初期有著很大的改善，但此后主要指標(biāo)浮動(dòng)不明顯。這應(yīng)是蘇州河全段水體富營養(yǎng)化程度大、底泥不斷釋放污染物質(zhì)所造成的結(jié)果。河水的流動(dòng)會(huì)將各個(gè)主干道與支流的污染水源串接起來，互相影響，使蘇州河的水質(zhì)不能有長足的改善。

三、結(jié)論

蘇州河上游的水質(zhì)最好，其次是下游，而中段的水質(zhì)污染程度較大；水質(zhì)和底泥的污染程度依然嚴(yán)重，導(dǎo)致霍甫水絲蚓的密度仍在增加；蘇州河全段水體富營養(yǎng)化程度大、底泥不斷釋放污染物質(zhì)、底棲動(dòng)物缺乏生物多樣性等原因使蘇州河的水質(zhì)不能有長足的改善；蘇州河底泥的清理對(duì)于蘇州河的長遠(yuǎn)治理和水質(zhì)改善有著舉足輕重的作用。

四、建議

1. 大范圍清除蘇州河（上海市區(qū)段內(nèi)）底泥

底泥中含有的有機(jī)物分解后以溶解性物質(zhì)釋放出來，一來使河水發(fā)黑，二來使水中的溶解氧含量減少，影響河內(nèi)動(dòng)植物生存。如果不徹底清除底泥，蘇州河的水質(zhì)和底泥環(huán)境不能得到長足改善。

在清除底泥的最初幾天中，河水會(huì)因?yàn)榍宄^程中對(duì)底泥的翻攪而發(fā)黑，市民可能會(huì)不理解。建議政府大力宣傳有關(guān)蘇州河底泥的知識(shí)和底泥清除的必要性，取得理解和支持。

2. 分步投放有助于改善底泥環(huán)境的物種

在清除蘇州河底泥后，建議政府先投放對(duì)水中溶解氧要求較低的物種（如螺螄）和能夠以底泥為食物的物種（如蝦米），以防止底泥的再沉積和再污染，并且增加蘇州河底棲動(dòng)物的物種多樣性。

在蘇州河的水質(zhì)溶解氧顯著提高后，再投放對(duì)水中溶解氧較高的物種（如柳條魚等），增加蘇州河水體中的物種多樣性和觀賞性。同時(shí)，在投放前和投放初期，向市民宣傳，不要在投放點(diǎn)附近釣魚。

1.戴雅奇, 熊昀青, 由文輝. 蘇州河底棲動(dòng)物群落恢復(fù)過程動(dòng)態(tài)研究. 農(nóng)村生態(tài)環(huán)境, 2005.

2. 劉寶興, 由文輝. 蘇州河大型底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)變化.生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境學(xué)報(bào), 2006.

3. 程曦, 李小平, 陳小華. 蘇州河水質(zhì)和底棲動(dòng)物群落1996～2006年的時(shí)空變化. 生態(tài)學(xué)報(bào), 2006.

4. 徐祖信, 夏德祥, 張錦平. 蘇州河一期整治的生態(tài)恢復(fù)現(xiàn)狀研究.

5. 上海市環(huán)保局. 2000～2007各年度上海市環(huán)境質(zhì)量報(bào)告書.

結(jié)果表明：蘇州河上游的水質(zhì)最好，其次是下游，中段污染程度較大；適應(yīng)在嚴(yán)重污染水質(zhì)中生存的霍甫水絲蚓仍為優(yōu)勢(shì)物種，適應(yīng)在非常嚴(yán)重污染水質(zhì)中生存的底棲動(dòng)物物種很少；蘇州河全段水體富營養(yǎng)化程度大、底泥不斷釋放污染物質(zhì)等原因使蘇州河的水質(zhì)不能有長足的改善。蘇州河底泥的清理對(duì)于蘇州河的長遠(yuǎn)治理和水質(zhì)改善有著舉足輕重的作用。

建議政府大范圍清除蘇州河（上海市區(qū)段內(nèi)）底泥，并做好前期宣傳工作；分步投放有助于改善底泥環(huán)境的物種，防止底泥再沉積、再污染，增加物種多樣性。