李紅海,夏夢(mèng)雨,馮德金
(襄陽(yáng)漢江國(guó)家濕地公園管理處,湖北 襄陽(yáng) 441021)
襄陽(yáng)漢江國(guó)家濕地公園位于湖北省襄陽(yáng)市漢江中游城區(qū)段,整個(gè)范圍從漢江四橋至崔家營(yíng)大壩的水域及周邊江灘,規(guī)劃段漢江中心線長(zhǎng)度約23.14 km,面積3 894.25 hm2。襄陽(yáng)漢江國(guó)家濕地公園自然生態(tài)格局以森林和水體較為突出,濕地資源豐富,水庫(kù)儲(chǔ)蓄量大。濕地公園內(nèi)植被豐富,觀賞性強(qiáng),但植物生長(zhǎng)也有周期性,難免會(huì)有枯枝落葉,不僅影響美觀性還會(huì)對(duì)水質(zhì)造成影響[1]。濕地公園的水體是個(gè)復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng),水體的變化除了采用物化因子等具體的量化檢測(cè)指標(biāo)變化來(lái)反映[2],還要通過(guò)水體中的生物物種尤其是植物種類(lèi)的變化來(lái)評(píng)價(jià)分析。本文擬對(duì)漢江濕地公園內(nèi)水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè),掌握水質(zhì)基本狀況及發(fā)展趨勢(shì),促進(jìn)濕地公園資源更好地利用。
采集的水樣必須有代表性,要能夠反映水質(zhì)在時(shí)間和空間上的變化規(guī)律。在濕地公園內(nèi)共設(shè)2 個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn),分別為白家灣入水口和余家湖出水口。在濕地公園地表水監(jiān)測(cè)中,為了能夠及時(shí)掌握水質(zhì)狀況,2014-2018年間每月采集一次,若天氣原因,采樣時(shí)間和次數(shù)可適當(dāng)調(diào)整。
使用深測(cè)錘測(cè)定水深。參考文獻(xiàn)[3-4]進(jìn)行水質(zhì)取樣。采集水樣時(shí),將取水器放入水深0.5 m 位置,水樣充滿取水器后提起,即可獲得水質(zhì)溫度,再把取水器下面塞管夾打開(kāi),將水樣緩緩倒入事先準(zhǔn)備好的廣口瓶中,立刻塞緊瓶塞,放入船只箱子中保存,進(jìn)行其他點(diǎn)的采樣。溶解氧的水樣要單獨(dú)采集,用溶解氧瓶放入水下0.5 m 位置,使水樣充滿整個(gè)廣口瓶中,將蓋子緩緩蓋上,不留氣泡。注意不能使水樣暴露在空氣中或氣泡殘存在采樣瓶中,可以用水樣沖洗溶解氧瓶后,緊接著注入水樣或用細(xì)管插入溶解氧瓶底部,注入水樣至溢流出瓶容積的1/3 ~1/2 瓶壁即可。
參照文獻(xiàn)[5]利用便攜式pH 計(jì)或pH 試紙測(cè)定pH 值;利用GDYS 水質(zhì)分析儀測(cè)定水樣中化學(xué)需氧量(COD)、溶解氧(DO)、總磷(TP)、氨氮(NH3-N)4 個(gè)指標(biāo)含量。依據(jù)GB3838—2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》[4]和SL219—1998《水環(huán)境監(jiān)測(cè)規(guī)范》[6]的地表水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(見(jiàn)表1),比較分析漢江國(guó)家濕地公園水樣類(lèi)型。
表1 地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)基本項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)限值Tab.1 Standard limit of basic project of surface water environmental quality standard/(mg·L-1)
參照文獻(xiàn)[7]的方法對(duì)近5年的5 項(xiàng)指標(biāo)變化趨勢(shì)建立折線圖,橫軸代表采樣點(diǎn)編號(hào),縱軸代表水質(zhì)指標(biāo),了解未來(lái)發(fā)展趨勢(shì),從而更好地分析水質(zhì)狀況。并對(duì)漢江國(guó)家濕地公園植物種類(lèi)及生長(zhǎng)布局進(jìn)行調(diào)查分析,并分析濕地植物的生長(zhǎng)對(duì)水質(zhì)的影響。
氨氮(NH3-N)即水中氨(NH3)和銨離子(NH4+)形成的氮,是水體中消耗氧的主要污染物。氨氮濃度越高,水體污染指數(shù)越高,對(duì)水生植物的生存造成一定的影響。氨氮近5年變化趨勢(shì)見(jiàn)圖1,白家灣和余家湖兩個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)2014年和2017年最低為0.15 mg/L,接近Ⅰ類(lèi)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),2015年最高為0.34 mg/L,傾向于Ⅱ類(lèi)水質(zhì),2014-2018 這5年來(lái)氨氮的含量呈下降趨勢(shì),水質(zhì)有望往Ⅰ類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展。
圖1 氨氮近5年變化趨勢(shì)Fig.1 Changes of NH3-N in past five years
水體中的溶解氧被消耗掉,還原初始狀態(tài),花費(fèi)時(shí)間越短,水體的自凈能力越強(qiáng)。水體中溶解氧的含量在10 mg/L 左右,對(duì)魚(yú)類(lèi)等水生動(dòng)物來(lái)說(shuō)更適合生存。溶解氧近5年變化趨勢(shì)見(jiàn)圖2,2017年余家湖斷面含量最低為6 mg/L,2017年白家灣斷面最高為9.7 mg/L,同一年中出水口與入水口兩個(gè)斷面相差較大,說(shuō)明2017年濕地公園范圍內(nèi)受人為活動(dòng)及自然變化的影響較大,徑流帶來(lái)了大量的有機(jī)污染物使其消耗分解。到2018年,水質(zhì)中溶解氧的含量又恢復(fù)平衡狀態(tài),濕地公園水體往Ⅰ類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)變,水質(zhì)狀態(tài)過(guò)飽和,適宜水體中魚(yú)類(lèi)等水生動(dòng)植物的生存。
圖2 溶解氧近5年變化趨勢(shì)Fig.2 Changes of dissolved oxygen in past five years
化學(xué)需氧量(COD)指用強(qiáng)氧化劑處理水樣時(shí)水質(zhì)中氧化劑所耗費(fèi)的量,反映受還原性物質(zhì)污染的變化程度,COD 濃度越高,表明水體污染物越多?;瘜W(xué)需氧量近5年變化趨勢(shì)見(jiàn)圖3。2014-2017 這4年間,COD 含量為6 mg/L 左右,處于平衡狀態(tài),優(yōu)于Ⅰ類(lèi)水質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn),2018年最高為12 mg/L,處于Ⅰ類(lèi)水質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn),但較前4年含量有所增加,說(shuō)明水中有機(jī)物處理不到位導(dǎo)致水質(zhì)略有下降。
總磷(TP)指經(jīng)過(guò)消解后各類(lèi)磷的總和,反映水體污染程度的高低,其污染源主要來(lái)自江邊不合理排放導(dǎo)致。TP 含量越高,水體污染程度越高,水體中水生植物增長(zhǎng)越迅速,尤其是藻類(lèi)植物,過(guò)快的增長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致其他水生生物缺氧死亡。TP 近5年變化趨勢(shì)見(jiàn)圖4,2014-2018 這5年來(lái),余家湖斷面總磷的含量都高于白家灣斷面含量,白家灣2014年最低為0.03 mg/L,2018年最高為0.06 mg/L,處于Ⅱ類(lèi)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),2014-2018 這5年含量有所增加,說(shuō)明濕地公園范圍內(nèi)可能存在不合理的排放及岸邊垃圾隨意亂倒等行為,濕地公園應(yīng)對(duì)余家湖周?chē)訌?qiáng)管理,嚴(yán)格控制各類(lèi)有機(jī)物排放。
圖3 化學(xué)需氧量近5年變化趨勢(shì)Fig.3 Changes of COD in past five years
圖4 總磷近5年變化趨勢(shì)Fig.4 Changes of total phosphorus in past five years
pH 值是監(jiān)測(cè)水質(zhì)酸堿度最直觀的指標(biāo)。一般水質(zhì)中pH 值在6 ~9 屬于可接受范圍。pH 值近5年變化趨勢(shì)見(jiàn)圖5,2015-2016 這兩年持平為8.2,2018年最低為7.9,較以前有所下降,2014-2018年這5年整體來(lái)說(shuō)處于6 ~9 之間,符合國(guó)家水質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)。
圖5 pH 值近5年變化趨勢(shì)Fig.5 Changes of pH value in past five years
綜上所述,濕地公園水質(zhì)處于Ⅱ類(lèi)標(biāo)準(zhǔn),江心洲及岸邊79 種維管植物在自然狀態(tài)下對(duì)化學(xué)需氧、總磷有一定的凈化作用,對(duì)水質(zhì)產(chǎn)生一定影響?;瘜W(xué)需氧量?jī)?yōu)于國(guó)家I 類(lèi)地表水標(biāo)準(zhǔn);氨氮、pH、溶解氧指標(biāo)略有變化,趨向于Ⅱ類(lèi)水質(zhì);而總磷波動(dòng)較大,總磷指標(biāo)變化會(huì)導(dǎo)致水體中溶解氧的指標(biāo)降低,從而導(dǎo)致水中植物的缺氧,因此應(yīng)嚴(yán)格控制濕地公園范圍內(nèi)不合理的排放,對(duì)生活污水集中處理后排放,降低水體中總磷的含量。
經(jīng)調(diào)查分析,截至2018年7月濕地公園內(nèi)共有79 種植物,其中濕生植物60 種、挺水植物12 種、沉水植物5 種、浮水植物2 種;濕生、挺水、沉水和浮水植物分別占濕地植物總數(shù)的75.96%、15.19%、6.32%、2.53%,其中最多的植物屬于禾本科,共19 種。與過(guò)去相比植物種類(lèi)有所增加,但喜旱蓮子草(Alternanthera Philoxeroides)、梭魚(yú)草(Pontederia cordata)、水芹(Oenanthe javanica)、蓮(Nelumbo nucifera)、萍蓬草(Nuphar pumilum)、碎米薺(Cardamine hirsuta)、金魚(yú)藻(Ceratophyllum demersum)等的數(shù)量及面積與蘆葦、再力花相比較少。
整個(gè)濕地公園內(nèi)濕地植物分布較廣,其中蘆葦(Phragmites communis)群數(shù)量最多,受外界影響小,分布于水域岸邊和島嶼上,多形成單優(yōu)勢(shì)種群,又是水禽的重要棲息場(chǎng)所;挺水植物分布于白家灣區(qū)域內(nèi)長(zhǎng)豐洲水域,再力花(Thalia dealbata)數(shù)量最多,繁殖能力快,是濕地公園重要監(jiān)測(cè)對(duì)象;浮水植物集中分布白家灣區(qū)域內(nèi)月亮灣公園水域,浮游植物種類(lèi)較少,主要分布于月亮灣公園,只有槐葉萍(Salvinia natans)和萍蓬草兩種,槐葉萍適合生長(zhǎng)在無(wú)污染的區(qū)域內(nèi);沉水植物中馬來(lái)眼子菜(Potamogeton malaianus)分布較多,生長(zhǎng)速度快,對(duì)水質(zhì)要求低,適應(yīng)力強(qiáng)。植物群落的多樣性、豐富度、均勻性,不僅改善了濕地公園水質(zhì)狀況,還為濕地公園魚(yú)類(lèi)、鳥(niǎo)類(lèi)等水禽提供食源,從而更好地營(yíng)造了特色水生植物景觀效果[8]。
黃麗等[9]研究表明,植物生長(zhǎng)發(fā)育與水質(zhì)好壞有重要關(guān)系,合理地種植水生植物可以改善水質(zhì)狀況。濕地公園內(nèi)白家灣區(qū)域內(nèi)植物分布最豐富,水質(zhì)狀況最好。為營(yíng)造景觀氛圍此區(qū)域內(nèi)多數(shù)物種以單株方式存在,只有再力花和蘆葦(Phragmites communis)群體較大,侵占力強(qiáng)、繁殖速度快、價(jià)值高,對(duì)水體凈化能力強(qiáng),因此該段的水質(zhì)狀況良好。而對(duì)于再力花的生長(zhǎng)要適當(dāng)控制,其快速繁殖會(huì)覆蓋整個(gè)水體及岸邊,從而影響水質(zhì)發(fā)展。由于余家湖區(qū)域內(nèi)受外界影響大,僅有少量的喜旱蓮子草及槐葉萍分布,但喜旱蓮子草生長(zhǎng)速度也較快,可以抑制其他物種的生長(zhǎng),需要合理地控制,近3年來(lái)水質(zhì)各項(xiàng)指標(biāo)狀況有所改善,說(shuō)明多樣的植物群落對(duì)水質(zhì)起到了凈化作用。
植物的種類(lèi)豐富度及分布數(shù)量,不僅能提高濕地公園的景觀價(jià)值,還對(duì)濕地公園的水質(zhì)產(chǎn)生一定的影響。不同水生植物對(duì)水體中的指標(biāo)含量高低有著不同的影響,在濕地公園內(nèi)可適當(dāng)保留植物枯萎部分,可降低水質(zhì)中各指標(biāo)含量。但要防止水生植物枯萎腐爛分解,因?yàn)槠洳粌H影響濕地公園的景觀以及破壞濕地公園的環(huán)境,還會(huì)再次影響水質(zhì)狀況,這兩者之間是相互影響的。漢江國(guó)家濕地公園人為及外界干擾小,保持原有的形態(tài),植物種類(lèi)及數(shù)量有限,兩個(gè)監(jiān)測(cè)斷面水質(zhì)指標(biāo)均在Ⅰ~Ⅱ類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)上下浮動(dòng),表明各區(qū)域水質(zhì)相對(duì)較好。