曾 輝

（遼寧省林業(yè)發(fā)展服務(wù)中心，遼寧 沈陽(yáng) 110031）

河流生態(tài)系統(tǒng)作為陸地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分之一，在地球生物圈的物質(zhì)循環(huán)中發(fā)揮著非常重要的作用。水質(zhì)是河流生態(tài)系統(tǒng)的重要指標(biāo)，尤其是河流上游源頭區(qū)的水質(zhì)好壞對(duì)于下游生活用水、農(nóng)業(yè)灌溉、工業(yè)用水等有著重要的意義，河流的水量主要來(lái)源于上游的低級(jí)河流（一、二級(jí)支流），這些支流占據(jù)著廣泛的河流流域面積，是影響河流生態(tài)系統(tǒng)健康的主要原因。然而，河流上游集水區(qū)的植被類(lèi)型、森林覆蓋率、森林經(jīng)營(yíng)水平等影響著河流生態(tài)系統(tǒng)的健康與安全，通常低級(jí)河流分布在源頭的水源涵養(yǎng)林區(qū)，有大面積的森林植被覆蓋，河流具有較高的養(yǎng)分轉(zhuǎn)化及截獲能力，而較高級(jí)河流的養(yǎng)分轉(zhuǎn)化及截獲能力相對(duì)較低，同時(shí)由于集水區(qū)內(nèi)除了水源涵養(yǎng)林分布之外，還包括大面積的農(nóng)田和部分村莊，其面源污染程度也相應(yīng)增加，對(duì)河流水質(zhì)影響較大。因而，分析不同等級(jí)河流水質(zhì)指標(biāo)的變化規(guī)律，闡明影響河流水質(zhì)的關(guān)鍵因子，對(duì)于改善河流水質(zhì)和防控污染等具有非常重要的意義。

渾河上游是大伙房水庫(kù)的重要水源地（占大伙房水庫(kù)入庫(kù)水量的近52.7%），流域內(nèi)分布著大面積的森林（清原縣的森林覆蓋率為71.92%）、農(nóng)田及小城鎮(zhèn)等。近年來(lái)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，雖然上游河流匯水區(qū)內(nèi)的土地開(kāi)發(fā)利用比較頻繁，點(diǎn)、面源污染現(xiàn)象普遍，河流水質(zhì)不穩(wěn)定。但在全面實(shí)施天然林保護(hù)、水源涵養(yǎng)林工程等背景下，現(xiàn)有森林的水源涵養(yǎng)、水土保持與河流自?xún)裟芰β杂刑嵘?。本文通過(guò)分析渾河上游水源涵養(yǎng)林區(qū)不同等級(jí)河流的水質(zhì)變化規(guī)律，為流域水資源管理提供科學(xué)依據(jù)，同時(shí)也為上游地區(qū)的水源涵養(yǎng)林建設(shè)提供科技支撐。

1 研究區(qū)概況

1.1 研究區(qū)位置

渾河上游主要位于清原滿(mǎn)族自治縣（N41°47′52″～42°28′25″，E124°20′06″～125°28′58″），研究河流為流經(jīng)灣甸子鎮(zhèn)、大蘇河鄉(xiāng)、清原鎮(zhèn)、北三家的紅河、大蘇河、英額河及上游的典型支流。

1.2 地形、地貌、土壤和水文

渾河上游屬于長(zhǎng)白山余脈西南延續(xù)部分，自然形成低山、丘陵為主的地貌，土壤以棕壤為主（占80%），渾河發(fā)源于清原縣灣甸子鎮(zhèn)的“滾馬嶺”，流經(jīng)大蘇河鄉(xiāng)、清原鎮(zhèn)、北三家、南口前、紅透山5個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，在清原縣的北雜木入大伙房水庫(kù)，流程126.39公里。渾河水系發(fā)達(dá)，北口前水文以上有大小支流219條，其中50平方公里以上的支流有16條。

1.3 氣候條件

渾河上游屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候，受東亞季風(fēng)和地形的影響，蒸發(fā)量較大，四季分明，夏季涼爽多雨，冬季寒冷漫長(zhǎng)，春秋兩季較短。年平均溫度5.2℃，月平均氣溫最高28.7℃，最低-20.5℃，日最高極端氣溫36.9℃（1951年），最低極端氣溫-39.5℃（1987年），無(wú)霜期120～139天。降雨量季節(jié)變化非常明顯，主要集中在夏季，約占全年降雨量的47%。年平均降水量826.8毫米，日最大降水量185.4毫米。降雨日數(shù)歷年平均為100天，最多為115天，最少為78天。年平均降雪日數(shù)24天，最多為31天，最少為15天，一次最大積雪深度為260毫米。

1.4 植被

渾河上游主要植被類(lèi)型為森林（森林覆蓋率為71.92%）。主要林型有，蒙古櫟林、蒙古櫟與其他闊葉樹(shù)種混交林、無(wú)明顯主要樹(shù)種的闊葉混交林（雜木林）、楊樺林、胡桃楸、水曲柳、黃波欏等三大硬闊樹(shù)種及其伴生樹(shù)種稠李、香楊、暴馬丁香、衛(wèi)矛、山梅花等形成的硬闊混交林；灌木主要有榛子、衛(wèi)矛、胡枝子等；草本有苫房草、敗醬、龍膽草、大葉芹、落新婦、毛莨、細(xì)辛幌子等。人工植被主要有落葉松、紅松、油松、樟子松和赤松人工針葉林等。

2 研究方法

2.1 河流等級(jí)劃分

本研究將渾河上游匯水區(qū)內(nèi)的最原始小溪定義為一級(jí)支流，一級(jí)支流與一級(jí)支流相交匯后形成二級(jí)支流，二級(jí)支流與二級(jí)支流相交匯后形成三級(jí)支流，依次類(lèi)推劃分為四、五級(jí)支流。本研究中一、二、三級(jí)支流均為森林植被覆蓋的小支流，集水區(qū)內(nèi)分布著大面積的水源涵養(yǎng)林，而四級(jí)支流為紅河與大蘇河交匯處以下，五級(jí)支流為紅河與英額河的交匯處以下，四、五級(jí)支流的集水區(qū)內(nèi)除分布有水源涵養(yǎng)林外，還包括一定面積的農(nóng)田和村莊等。

2.2 取樣方法

野外采樣時(shí)間為2 0 2 1 年7～10月，在每月的中旬，選擇前3天無(wú)降水的天氣晴朗日，在渾河上游的紅河與英額河交匯處（五級(jí)支流）、紅河與大蘇河交匯（四級(jí)支流），以及大蘇河上游的一、二、三級(jí)支流設(shè)置采樣點(diǎn)。在采樣點(diǎn)斷面的主流線(xiàn)上設(shè)一條取樣垂線(xiàn)，不論河水深淺，只在一條垂線(xiàn)上的一個(gè)點(diǎn)取樣，對(duì)于前三級(jí)支流的取樣點(diǎn)應(yīng)在水面下0.2米處，距河底不應(yīng)小于0.2米；而對(duì)于河道較寬的四級(jí)、五級(jí)支流，取樣點(diǎn)距水面不應(yīng)小于0.3米，距河底也不小于0.3米。用1升潔凈的聚乙烯瓶在水下0.2米處采集水樣，在水樣采集過(guò)程中考慮到下水采樣所帶來(lái)的河水?dāng)噭?dòng)影響，一般在下水后稍等片刻，并于采樣者的上游位置采樣。

2.3 分析方法

利用便攜式水質(zhì)分析儀現(xiàn)場(chǎng)記錄pH、電導(dǎo)率、濁度和溶解氧等。收集各采樣點(diǎn)水樣在4℃條件下保存，盡快帶回實(shí)驗(yàn)室，利用流動(dòng)分析儀開(kāi)展和N測(cè)定。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同等級(jí)支流水體的pH

渾河上游不同級(jí)別支流水體的p H 均符合《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。在7、8月，不同等級(jí)支流水體中pH隨支流級(jí)別增加而增加，但在9、10月，明顯隨支流級(jí)別增加而下降（圖1）。在同一級(jí)別支流內(nèi)，7、8月的水體pH均低于9、10月。

圖1 不同等級(jí)支流水體的pH

3.2 不同等級(jí)支流水體的電導(dǎo)率

電導(dǎo)率指水中離子的導(dǎo)電能力，即表征水體中所有離子的總量大小。不同等級(jí)支流水體中的電導(dǎo)率隨支流級(jí)別與季節(jié)的增加而增加（圖2），五級(jí)支流的電導(dǎo)率最高，表明此處河水中的污染較多；除9、10月四、五級(jí)支流的電導(dǎo)率較低外，其他不同月份各級(jí)支流河水電導(dǎo)率差異不明顯。

圖2 不同等級(jí)支流水體的電導(dǎo)率

3.3 不同等級(jí)支流水體的濁度

濁度為水體的混濁程度，由水中含有微量不溶性懸浮物質(zhì)、膠體物質(zhì)所組成。不同等級(jí)支流水體濁度表現(xiàn)為7、8月高于9、10月（圖3），同時(shí)前四級(jí)支流中，一級(jí)支流水體濁度高于二、三、四級(jí)，而五級(jí)支流水體的濁度表現(xiàn)為最高。

圖3 不同等級(jí)支流水體的濁度

3.4 不同等級(jí)支流水體的溶解氧

溶解氧是指溶解于水中的氧含量，是影響水體凈化的重要因素之一。水體中較高的溶解氧有利于對(duì)各類(lèi)污染物的降解，反之，水體中污染物降解相對(duì)緩慢。不同時(shí)間、不同支流水體中的溶解氧差異較大，其中7月，一、二、三級(jí)支流水體的溶解氧達(dá)到地表水Ⅰ類(lèi)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，但四、五級(jí)支流水體的溶解氧介于Ⅲ～Ⅳ類(lèi)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)之間；8、9、10月，一、二、三級(jí)支流水體的溶解氧相對(duì)穩(wěn)定，均為Ⅱ～Ⅲ類(lèi)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，但8、9月，四、五級(jí)支流溶解氧略有下降，而10月則恢復(fù)到地表水Ⅰ類(lèi)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（圖4）。

圖4 不同等級(jí)支流水體的溶解氧

3.5 不同等級(jí)支流水體的銨態(tài)氮

水體中的銨態(tài)氮含量隨支流等級(jí)的增加而增加，但7、8月各支流水體銨態(tài)氮含量均普遍高于9、10月；低級(jí)支流（一、二、三級(jí)）水體中的銨態(tài)氮含量均達(dá)到地表水Ⅰ類(lèi)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，四、五級(jí)支流水體中的銨態(tài)氮均達(dá)到地表水Ⅱ類(lèi)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（圖5）。

圖5 不同等級(jí)支流水體的銨態(tài)氮

3.6 不同等級(jí)支流水體的硝態(tài)氮

不同月份一級(jí)支流水體硝態(tài)氮含量均最低，前三級(jí)支流水體硝態(tài)氮含量隨支流等級(jí)的增加而上升；但四、五級(jí)支流水體硝態(tài)氮含量低于二、三級(jí)支流，而10月各支流水體硝態(tài)氮含量隨支流級(jí)別增加而增加（圖6）。

圖6 不同等級(jí)支流水體的硝態(tài)氮

4 結(jié)論與討論

渾河上游水源涵養(yǎng)林區(qū)河流水體的水質(zhì)指標(biāo)因支流等級(jí)、季節(jié)不同而有所區(qū)別。不同等級(jí)支流水體的pH均符合國(guó)家地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，9、10月，由于雨季影響導(dǎo)致低級(jí)支流的水體pH上升，但隨支流等級(jí)增加，水體中的pH逐步趨于平衡；一至四級(jí)支流水體的電導(dǎo)率基本一致，但五級(jí)支流水體的電導(dǎo)率顯著提升，可能五級(jí)支流水體的濁度較高直接相關(guān)；一至四級(jí)支流水體的濁度隨支流級(jí)別增加而下降，但五級(jí)支流水體的濁度最高（10月除外），主要是由低級(jí)支流匯聚導(dǎo)致不溶性懸浮物質(zhì)的累積所致；除7月的四、五級(jí)支流水體溶解氧較低外，其他月份、各級(jí)支流水體的溶解氧均達(dá)Ⅲ類(lèi)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)以上；7、8月各支流水體銨態(tài)氮含量均高于9、10月，但各支流水體的銨態(tài)氮含量均達(dá)到地表水Ⅱ類(lèi)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)以上；前三級(jí)支流水體硝態(tài)氮含量隨支流等級(jí)的增加而上升，而四、五級(jí)支流水體硝態(tài)氮含量低于二、三級(jí)支流。不同等級(jí)支流的水質(zhì)指標(biāo)隨季節(jié)變化較大，可能與降雨后河流中的物質(zhì)循環(huán)相關(guān)，同時(shí)上游地區(qū)的面源污染也是影響水體各指標(biāo)的重要原因。