城市水綠復(fù)合系統(tǒng)的蚊蟲孳生現(xiàn)狀及機(jī)制分析

肖冰 陸昕渝 黃民生 李欣然 尹超 何巖

摘要：選取長風(fēng)公園濱岸帶和外環(huán)西段綠地排水系統(tǒng)為對象，通過對比分析其蚊幼孳生的效應(yīng)及成因，為城市水綠復(fù)合系統(tǒng)蚊蟲的防治提供理論依據(jù).結(jié)果表明：由于水質(zhì)較差、植物遮擋、天敵缺失和光照較弱等原因，外環(huán)西段綠地排水系統(tǒng)（劣V類）蚊幼密度顯著高于長風(fēng)公園濱岸帶（IV類）（p<0.05），外環(huán)西段綠地排水系統(tǒng)在高峰期蚊幼密度可達(dá)157.6條/勺.夏季由于相對封閉且植物生長過密，長風(fēng)公園菖蒲坑中蚊幼繁殖期較短（春末夏初），但密度較高;而荷花池水面開闊且與銀鋤湖連通，蚊幼密度較小;鐵臂山水池的堆石駁岸亦為蚊幼提供了孳生場所.兩區(qū)域均有一定的蚊害風(fēng)險，應(yīng)根據(jù)兩者情況采取填坑、開口、衛(wèi)生治理等蚊蟲防治措施.由于蚊蟲主要為淡色庫蚊，以成蚊形式越冬，兩地的血源密度差異導(dǎo)致其蚊幼初次出現(xiàn)的時間相差近20 d.根據(jù)冗余分析，蚊幼密度與溶解氧和葉綠素a濃度呈負(fù)相關(guān)，與NH+4一N、TP、BoD5和coDMn濃度呈正相關(guān).

關(guān)鍵詞：水綠復(fù)合系統(tǒng);蚊幼孳生;水質(zhì);植物

中圖分類號：x835 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DoI：10.3969/j.issn.1000-5641.2018.06.014

0引言

在自然生態(tài)環(huán)境中，水綠是不可分割的整體，為各種生物提供了理想的生存條件，同樣，水綠在城市生態(tài)環(huán)境中也發(fā)揮著極其重要的作用城市水域環(huán)境及其周邊植被組合形成了城市水綠復(fù)合系統(tǒng).既包括城市綠地系統(tǒng)的綠色空間，湖泊、河流、溝渠等的藍(lán)色空間，還包括濕地這一類水綠過渡和水綠交融區(qū)域，是城市生態(tài)調(diào)控的杠桿，稱為城市“腎肺”系統(tǒng)，維持著城市生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán).

城市水綠復(fù)合系統(tǒng)在城市生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的功能：①為多種生物的生存繁衍提供棲息地，保障并維持著城市生物多樣性.②水分蒸發(fā)和植物蒸騰作用能夠緩解城市熱島效應(yīng)，植物的凈化和放氧能夠改善城市大氣環(huán)境;③水體和植物都是天然海綿體，能夠調(diào)蓄徑流、凈化污染;④水體和綠地是賞景及游憩的重要場所.根據(jù)不同的功能和結(jié)構(gòu)，城市綠地可分為公園類、生產(chǎn)類、防護(hù)類、附屬類及其他.上海地區(qū)水資源豐富，綠地不僅需要自身的排水系統(tǒng)，而且水和綠往往交織在一起.

然而，城市水綠復(fù)合系統(tǒng)在城市中發(fā)揮生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會效益的同時，由于其水綠有機(jī)復(fù)合，為蚊幼蟲孳生提供了必需的棲息、覓食、生長發(fā)育和繁殖條件是蚊蟲孳生的相對理想環(huán)境，因此存在一定蚊害風(fēng)險.本文以兩種不同的城市水綠復(fù)合系統(tǒng)：上海市長風(fēng)公園濱岸帶（菖蒲坑、鐵臂山水池和荷花池濱岸）和外環(huán)西段綠地排水系統(tǒng)（雨水排水明渠和雨水井）作為研究對象，為探究城市水綠復(fù)合系統(tǒng)中的蚊蟲孳生效應(yīng)，于2017年3-11月（長三角地區(qū)蚊蟲生長繁殖季節(jié)）采集并監(jiān)測積水水質(zhì)和蚊幼數(shù)據(jù)，分析城市水綠復(fù)合系統(tǒng)蚊蟲孳生的分布及成因，為城市蚊害防治提供相關(guān)依據(jù).

1研究區(qū)域概況

長風(fēng)公園和上海環(huán)城綠帶中既有水域空間，也包含綠色空間，且水域和植被類型多樣，下墊面包含自然和人工基質(zhì)，具有代表性.

1.1長風(fēng)公園濱岸帶

長風(fēng)公園位于上海市中心城區(qū)西部，屬大型綜合性山水公園，公園面積363 600 m2，綠地面積102200m2，水體面積140 860 m2.長風(fēng)公園銀鋤湖是人工挖掘的城市景觀湖，相對封閉，雨季通過泵站排澇，其四周散布著睡蓮池、荷花池、水禽池等濱岸帶小水體，是保障并維持公園的生物多樣性和景觀多樣性的重要載體，同時在控制水土流失和凈化面源污染上也發(fā)揮著重要作用.長風(fēng)公園濱岸帶見圖1所示.

水禽池（圖1（a））位于銀鋤湖南部，與銀鋤湖相連，其濱岸散布著11個面積較小的菖蒲坑，基質(zhì)為自然土，坑中菖蒲為單優(yōu)植物且密度較高，有小型土壩與水禽池分隔，壩頂高于水禽池常水位，加上菖蒲坑容積小易干涸，導(dǎo)致坑中魚類難以進(jìn)入且不易存活.作為濱岸帶的特殊單元，雨水徑流通過菖蒲坑滲透和溢流進(jìn)入水禽池，對污染有一定的去除作用，同時增添了景觀多樣性.其周圍無樹木遮擋，陽光直射.當(dāng)雨量較大、水禽池水面上升時，坑中常有積水，加上長風(fēng)公園周圍有居民區(qū)和學(xué)校，園區(qū)客流量較大，蚊蟲血源豐富，存在蚊蟲孳生現(xiàn)象.

鐵臂山位于銀鋤湖東北部，山下環(huán)繞著水池（圖1（b）），池體通過混凝土壩與銀鋤湖分隔，由堆石和漿砌石塊構(gòu)成不規(guī)則駁岸，水體較為封閉，水面相對靜止，水深平均為35.7 cm，池中種有水生植物，池內(nèi)放養(yǎng)魚類等水生生物.由于山上濃蔭蔽日，水池較為陰涼，且枯枝落葉落入池底堆積，不規(guī)則駁岸易形成小面積積水與開闊水面分隔，魚類難以進(jìn)入，同時石塊和挺水植物能為蚊幼提供庇護(hù)點(diǎn)和附著點(diǎn)，因此可能孳生蚊蟲.

荷花池（圖l（c））位于銀鋤湖北部，自然石駁岸，池內(nèi)種有大面積的荷花，放養(yǎng)各類水生生物，水深平均為45.3 cm.周圍無山體和樹木遮擋，水面較為開闊且與銀鋤湖連通，陽光直射.

1.2上海環(huán)城綠帶

上海外環(huán)高速是城郊結(jié)合地帶，連接著上海城市高速公路，對上海的交通起到重要作用，上海環(huán)繞城市綠色帶狀系統(tǒng)（即環(huán)城綠帶）沿外環(huán)高速建立，該系統(tǒng)起著涵養(yǎng)水源、固持土壤、固碳釋氧、調(diào)節(jié)溫度、凈化大氣、維持生物多樣性、降低噪聲等功能但由于環(huán)城綠帶位于城郊結(jié)合部，人口密度較低，周邊環(huán)境較為復(fù)雜，局部區(qū)域存在較嚴(yán)重的污水排放和垃圾污染，造成綠帶內(nèi)水體的污染.外環(huán)西段綠地排水系統(tǒng)（圖2）為硬質(zhì)鋪裝，周圍有樹木遮擋陽光，排水溝渠和雨水井中枯枝落葉堆積，容易造成堵塞積水，附近有環(huán)衛(wèi)車停車場，洗車污水直接排放，加上游客及閑雜人員棄置的生活垃圾，導(dǎo)致外環(huán)西段綠地排水系統(tǒng)水體嚴(yán)重污染，加上樹木的遮蔽，成為蚊幼孳生的重要場所.

2材料與方法

本研究于2017年3月至兒月（長三角地區(qū)蚊蟲生長繁殖季節(jié)）對長風(fēng)公園各菖蒲坑、鐵臂山水池、荷花池和外環(huán)西段綠地2個排水明渠和1個雨水井進(jìn)行水質(zhì)和蚊幼蟲的采集（由于各菖蒲坑情況較為一致，因此數(shù)據(jù)分析時采用菖各蒲坑的平均值）.水樣采集為每月1次，在蚊蟲繁殖高峰期，蚊幼采集頻率為每月2次.根據(jù)國家《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838 2002），采用綜合水質(zhì)標(biāo)識指數(shù)（Lwp）、有機(jī)污染指數(shù)（A）和綜合污染指數(shù)（P）對水質(zhì)進(jìn)行分析和分類.根據(jù)《病媒生物密度控制水平蚊蟲》（GB/T 27771～011），采用標(biāo)準(zhǔn)勺捕法對蚊幼進(jìn)行采集，現(xiàn)場計數(shù)，實驗室培養(yǎng)鑒種.

3結(jié)果與討論

3.1城市水綠復(fù)合系統(tǒng)水質(zhì)狀況

水是城市水綠復(fù)合系統(tǒng)的重要組成部分，水質(zhì)好壞是影響其發(fā)揮各項功能的關(guān)鍵因素.

長風(fēng)公園濱岸帶和外環(huán)西段綠地排水明渠和雨水井的2017年3月至11月污染物平均濃度及平均綜合水質(zhì)標(biāo)識指數(shù)（1wq）、有機(jī)污染指數(shù)（A）和綜合污染指數(shù)（JF））如表1所示.

從表1中可以看出，長風(fēng)公園濱岸帶的水質(zhì)均為地表水IV類，受到輕度污染，主要超標(biāo)因子是CODMn.長風(fēng)公園屬開放式綠地，無點(diǎn)源污染，污染主要來源于降雨和地表徑流，以及游客散落但未清理的生活垃圾和綠化施肥.公園內(nèi)每日有垃圾清理，環(huán)境條件整體較優(yōu)，植物生長狀況較好.其中荷花池水體較大，且與銀鋤湖相連，水體流速較大，水生動植物較豐富，水體自凈能力較強(qiáng)，水質(zhì)較優(yōu);而菖蒲坑為較封閉的小型水體，其積水的不穩(wěn)定性導(dǎo)致了水生動物無法生存，水體自凈能力較差，但污染源也較少;鐵臂山水池大小介于前兩者之間，水體較為封閉，水生動植物豐富，水體相對靜止，污染由山上的枯枝落葉落入池中淤積腐敗帶入.

外環(huán)西段綠地位于高速公路旁，環(huán)境衛(wèi)生較為惡劣，生活垃圾隨處可見，其中排水明渠1中枯枝落葉堆積、淤塞、腐敗，而排水明渠2位于道路旁，附近有環(huán)衛(wèi)車停車站，環(huán)衛(wèi)車的沖洗污水直接排入綠地溝渠，造成水質(zhì)嚴(yán)重污染，均為劣V類，排水明渠2水質(zhì)最差，溶解氧濃度較低，氨氮和CODMn嚴(yán)重超標(biāo)，有機(jī)物污染程度較大.雨水井位于排水明渠1旁，常年積水，水深較大，平均為0.90m，相對排水明渠對污染物有一定稀釋作用.

3.2蚊幼孳生狀況

3.2.1長風(fēng)公園濱岸帶水體蚊幼孳生現(xiàn)狀

長風(fēng)公園濱岸帶在春末夏初時段有蚊蟲孳生，經(jīng)鑒定，蚊蟲均為淡色庫蚊，其蚊幼蟲密度的時空分布如圖3.蚊幼孳生需要適宜的溫度，其密度的消長受氣溫影響最為明顯，溫度過高或過低對蚊幼的發(fā)育均有抑制作用且植物密度對蚊幼孳生也有影響.2017年3月，溫度過低，蚊蟲還未開始繁殖.到了4月中旬菖蒲坑平均水溫為15.2°c，且菖蒲植被覆蓋率平均為7.8%，植株高度平均為11.3 cm，既為蚊幼蟲提供了孳生場所，又能遮擋陽光直射和天敵捕食，蚊幼密度較大.隨著時間推移，溫度上升，6月之后菖蒲覆蓋率達(dá)100%，植物覆蓋過密，且由于氣溫較高，水分蒸發(fā)和植物蒸騰作用加強(qiáng)，導(dǎo)致菖蒲坑很少積水或積水很淺，因此未再發(fā)現(xiàn)蚊幼.鐵臂山水池和荷花池僅在2017年5月6日有蚊幼孳生，荷花池蚊幼天敵較豐富，水流速度較大，蚊幼密度較小，為1條/勺，勺指數(shù)僅為3%.鐵臂山水池蚊幼密度為11.3條/勺，水體中的植物碎屑為蚊幼生長發(fā)育提供充足營養(yǎng)，且由堆石駁岸形成的封閉水坑為蚊幼提供了免于天敵捕食的蔽護(hù)場所.

雖然蚊幼在長風(fēng)公園濱岸帶中出現(xiàn)的時間較短，為期1個月左右，但菖蒲坑和鐵臂山水池的蚊幼密度大于5條/勺，未達(dá)到國家衛(wèi)生城市滅蚊考核標(biāo)準(zhǔn)，加上長風(fēng)公園周邊居民區(qū)、商業(yè)區(qū)密集，園內(nèi)人流量大，有一定的蚊害風(fēng)險.

3.2.2外環(huán)西段綠地排水系統(tǒng)蚊幼孳生現(xiàn)狀

外環(huán)西段綠地排水明渠和雨水井在2017年5月初開始有蚊幼孳生（圖4），蚊種主要為淡色庫蚊（占99.3%），少量騷擾阿蚊（0.7%）.2017年9月上海開始降溫，外環(huán)西段綠地排水系統(tǒng)蚊幼消失.排水明渠2的蚊幼密度較大，2017年6月為157.6條/勺，7月蚊幼密度為40.2～92.5條/勺，排水明渠1和雨水井5月的蚊幼密度在7.9～67.4條/勺，該排水系統(tǒng)蚊幼孳生現(xiàn)象較嚴(yán)重，應(yīng)重點(diǎn)防治.由于2017年8月采樣有連續(xù)降雨和雷陣雨，阻礙成蚊產(chǎn)卵并沖刷蚊幼，8月采集的蚊幼密度均較低.

對比長風(fēng)公園濱岸帶和外環(huán)西段綠地排水系統(tǒng)可知，外環(huán)西段綠地蚊幼密度顯著高于長風(fēng)公園濱岸帶（p<0.05），且外環(huán)西段綠地蚊蟲繁殖期較長，主要原因如下：①環(huán)境衛(wèi)生，長風(fēng)公園內(nèi)每日定期清潔垃圾，環(huán)境優(yōu)美，而外環(huán)西段綠地地處城郊結(jié)合，環(huán)境惡劣，垃圾隨處可見，無人清理;②水質(zhì)條件，污水中的有機(jī)物、氮、磷等可為蚊幼提供充足營養(yǎng)，污染較輕的水體中供蚊幼生長發(fā)育的食物較少外環(huán)西段綠地排水系統(tǒng)水質(zhì)受有機(jī)物污染嚴(yán)重，有利于蚊蟲孳生;③植物生長狀況，植物對蚊蟲孳生的影響是雙面的，一方面植物能幫助蚊蟲躲避天敵、遮擋陽光、減緩降雨的沖刷，并且提供食源（雄蚊吸食花蜜，蚊幼可食取植物碎屑和棲息地，有利于蚊蟲孳生，另一方面，植物生長過密反而會影響蚊蟲產(chǎn)卵和蚊卵的孵化，因此當(dāng)菖蒲坑中植物不斷生長直至完全覆蓋，蚊幼消失，而外環(huán)西段綠地排水系統(tǒng)為硬質(zhì)鋪裝，周圍有喬灌木遮陰，但并不阻礙蚊蟲產(chǎn)卵，其繁殖期較長;④天敵，長風(fēng)公園菖蒲坑在2017年4月至5月均發(fā)現(xiàn)蜻蜒幼蟲，且鐵臂山水池和荷花池中均有魚類等水生動物，捕食蚊幼，而外環(huán)西段綠地水質(zhì)較差，蚊幼天敵無法生存;⑤光照條件，陽光直射會使水溫上升較快且維持在較高溫度，不利于蚊幼生存，且紫外線對蚊幼和蚊蛹有致死作用，長風(fēng)公園濱岸帶夏季晴天的平均光照強(qiáng)度為34 964Lx，而外環(huán)西段綠地夏季晴天平均光照強(qiáng)度為6104 Lx.

長風(fēng)公園濱岸帶與外環(huán)西段綠地排水系統(tǒng)蚊幼初次出現(xiàn)的時間相差近20d，原因主要與蚊蟲的越冬形式和血源有關(guān)，兩地發(fā)現(xiàn)的蚊蟲均以淡色庫蚊為主，淡色庫蚊主要以成蚊越冬，且大部分淡色庫蚊越冬前已受精，到氣候轉(zhuǎn)暖時不用交配，吸血便可產(chǎn)卵，產(chǎn)卵地多選擇居民點(diǎn)、畜舍附近的淺水中，因此血源充足的長風(fēng)公園較早出現(xiàn)蚊幼.

3.3蚊幼密度與水質(zhì)參數(shù)的關(guān)系

將水質(zhì)參數(shù)與蚊幼密度進(jìn)行RDA分析（見圖5），結(jié)果表明蚊幼密度與溶解氧和葉綠素a濃度呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，而NH+4一N、TP、BOD5和CODMn濃度與蚊幼密度呈正相關(guān)關(guān)系，且根據(jù)投影長度可知，TP的相關(guān)度最高.溶解氧濃度較低、氮、磷和有機(jī)質(zhì)含量高的污染水體通常有利于蚊幼孳生，引誘蚊蟲產(chǎn)卵，但黑臭水體散發(fā)的H2S、NH3等氣體會影響蚊蟲產(chǎn)卵，且過高的NH+4一N對蚊幼有毒害作用.因此，蚊幼生長在具有一定污染程度的水體，且在一定范圍內(nèi)，隨著污染物濃度的升高，蚊幼密度增加，對這類污染積水的清除和凈化有助于減少蚊害.

4結(jié)論

（1）長風(fēng)公園濱岸帶的水質(zhì)均為地表水IV類標(biāo)準(zhǔn)，受輕度污染，其污染主要來源于地表徑流、游客散落的垃圾和綠化施肥.由于外環(huán)西段綠地的環(huán)境衛(wèi)生較為惡劣，附近環(huán)衛(wèi)車洗車污水排入綠地排水系統(tǒng)，枯枝落葉無人清理，造成排水系統(tǒng)的水質(zhì)受到嚴(yán)重污染，為劣V類水，溶解氧濃度較低，氨氮和CODMn嚴(yán)重超標(biāo).

（2）長風(fēng)公園濱岸帶在春末夏初有蚊幼孳生，鐵臂山水池和荷花池僅在2017年5月發(fā)現(xiàn)蚊幼，且荷花池蚊幼密度較低，僅為1條/勺，鐵臂山5月蚊幼密度為11.3條/勺.夏季由于菖蒲坑菖蒲生長過密阻礙蚊蟲產(chǎn)卵，因此其蚊幼繁殖期較短.但2017年4月至5月其蚊幼密度為11.3～21.7條/勺，勺指數(shù)均大于3%，在人流量較大的公園中蚊害風(fēng)險較大.

（3）長風(fēng)公園濱岸帶的蚊蟲防治，可通過駁岸的改造實現(xiàn).對于菖蒲坑，一方面可將菖蒲坑填平或改造成有一定坡度的濱岸，防止積水;另一方面，可將阻隔水禽池與菖蒲坑的土壩打通或換成較大縫隙的木樁，使水禽池中的魚等水生生物可進(jìn)入菖蒲坑，捕食蚊幼，既保留菖蒲坑的濱岸作用，又能控制蚊幼數(shù)量.對于鐵臂山水池，由于不規(guī)則駁岸創(chuàng)造了靜水和蔽護(hù)條件，因此可將駁岸改造使其不易形成積水死角.

（4）外環(huán)西段綠地在2017年5月至8月有蚊幼孳生，其中排水明渠2的蚊幼密度在6月達(dá)到157.6條/勺.外環(huán)西段綠地排水系統(tǒng)蚊幼密度高的原因主要在于其水質(zhì)的嚴(yán)重污染，因此外環(huán)綠地的蚊蟲防治應(yīng)從環(huán)境衛(wèi)生治理出發(fā)，嚴(yán)禁生活垃圾和生活污水的排放，定期清理排水明渠及雨水井中的落葉和淤泥，防止排水系統(tǒng)堵塞積水.

（5）蚊幼密度與溶解氧和葉綠素a濃度呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，與NH+4一N、TP、BOD5和CODMn濃度及氣溫和水溫呈正相關(guān)關(guān)系.水體中污染物濃度的減少，不利于蚊幼孳生，因此污染水體的治理不僅有利于生態(tài)環(huán)境，還能有效控制蚊幼蟲數(shù)量，降低蚊媒疾病傳播的風(fēng)險.