李紅海,夏夢雨,馮德金
(襄陽漢江國家濕地公園管理處,湖北 襄陽 441021)
襄陽漢江國家濕地公園位于湖北省襄陽市漢江中游城區(qū)段,整個范圍從漢江四橋至崔家營大壩的水域及周邊江灘,規(guī)劃段漢江中心線長度約23.14 km,面積3 894.25 hm2。襄陽漢江國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,水庫儲蓄量大。濕地公園內(nèi)植被豐富,觀賞性強,但植物生長也有周期性,難免會有枯枝落葉,不僅影響美觀性還會對水質(zhì)造成影響[1]。濕地公園的水體是個復(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指標(biāo)變化來反映[2],還要通過水體中的生物物種尤其是植物種類的變化來評價分析。本文擬對漢江濕地公園內(nèi)水質(zhì)進行監(jiān)測,掌握水質(zhì)基本狀況及發(fā)展趨勢,促進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)在時間和空間上的變化規(guī)律。在濕地公園內(nèi)共設(shè)2 個監(jiān)測點,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)測中,為了能夠及時掌握水質(zhì)狀況,2014-2018年間每月采集一次,若天氣原因,采樣時間和次數(shù)可適當(dāng)調(diào)整。
使用深測錘測定水深。參考文獻[3-4]進行水質(zhì)取樣。采集水樣時,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,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,進行其他點的采樣。溶解氧的水樣要單獨采集,用溶解氧瓶放入水下0.5 m 位置,使水樣充滿整個廣口瓶中,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[5]利用便攜式pH 計或pH 試紙測定pH 值;利用GDYS 水質(zhì)分析儀測定水樣中化學(xué)需氧量(COD)、溶解氧(DO)、總磷(TP)、氨氮(NH3-N)4 個指標(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)測規(guī)范》[6]的地表水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(見表1),比較分析漢江國家濕地公園水樣類型。
表1 地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)基本項目標(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[7]的方法對近5年的5 項指標(biāo)變化趨勢建立折線圖,橫軸代表采樣點編號,縱軸代表水質(zhì)指標(biāo),了解未來發(fā)展趨勢,從而更好地分析水質(zhì)狀況。并對漢江國家濕地公園植物種類及生長布局進行調(diào)查分析,并分析濕地植物的生長對水質(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,對水生植物的生存造成一定的影響。氨氮近5年變化趨勢見圖1,白家灣和余家湖兩個監(jiān)測點2014年和2017年最低為0.15 mg/L,接近Ⅰ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),2015年最高為0.34 mg/L,傾向于Ⅱ類水質(zhì),2014-2018 這5年來氨氮的含量呈下降趨勢,水質(zhì)有望往Ⅰ類標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展。
圖1 氨氮近5年變化趨勢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),花費時間越短,水體的自凈能力越強。水體中溶解氧的含量在10 mg/L 左右,對魚類等水生動物來說更適合生存。溶解氧近5年變化趨勢見圖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斷面相差較大,說明2017年濕地公園范圍內(nèi)受人為活動及自然變化的影響較大,徑流帶來了大量的有機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類標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)變,水質(zhì)狀態(tài)過飽和,適宜水體中魚類等水生動植物的生存。
圖2 溶解氧近5年變化趨勢Fig.2 Changes of dissolved oxygen in past five years
化學(xué)需氧量(COD)指用強氧化劑處理水樣時水質(zhì)中氧化劑所耗費的量,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年變化趨勢見圖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類水質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn),2018年最高為12 mg/L,處于Ⅰ類水質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn),但較前4年含量有所增加,說明水中有機物處理不到位導(dǎo)致水質(zhì)略有下降。
總磷(TP)指經(jīng)過消解后各類磷的總和,反映水體污染程度的高低,其污染源主要來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越迅速,尤其是藻類植物,過快的增長會導(dǎo)致其他水生生物缺氧死亡。TP 近5年變化趨勢見圖4,2014-2018 這5年來,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類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),2014-2018 這5年含量有所增加,說明濕地公園范圍內(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)對余家湖周圍加強管理,嚴(yán)格控制各類有機物排放。
圖3 化學(xué)需氧量近5年變化趨勢Fig.3 Changes of COD in past five years
圖4 總磷近5年變化趨勢Fig.4 Changes of total phosphorus in past five years
pH 值是監(jiān)測水質(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年變化趨勢見圖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年整體來說處于6 ~9 之間,符合國家水質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)。
圖5 pH 值近5年變化趨勢Fig.5 Changes of pH value in past five years
綜上所述,濕地公園水質(zhì)處于Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn),江心洲及岸邊79 種維管植物在自然狀態(tài)下對化學(xué)需氧、總磷有一定的凈化作用,對水質(zhì)產(chǎn)生一定影響。化學(xué)需氧量優(yōu)于國家I 類地表水標(biāo)準(zhǔn);氨氮、pH、溶解氧指標(biāo)略有變化,趨向于Ⅱ類水質(zhì);而總磷波動較大,總磷指標(biāo)變化會導(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。與過去相比植物種類有所增加,但喜旱蓮子草(Alternanthera Philoxeroides)、梭魚草(Pontederia cordata)、水芹(Oenanthe javanica)、蓮(Nelumbo nucifera)、萍蓬草(Nuphar pumilum)、碎米薺(Cardamine hirsuta)、金魚藻(Ceratophyllum demersum)等的數(shù)量及面積與蘆葦、再力花相比較少。
整個濕地公園內(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)勢種群,又是水禽的重要棲息場所;挺水植物分布于白家灣區(qū)域內(nèi)長豐洲水域,再力花(Thalia dealbata)數(shù)量最多,繁殖能力快,是濕地公園重要監(jiān)測對象;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,槐葉萍適合生長在無污染的區(qū)域內(nèi);沉水植物中馬來眼子菜(Potamogeton malaianus)分布較多,生長速度快,對水質(zhì)要求低,適應(yīng)力強。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,還為濕地公園魚類、鳥類等水禽提供食源,從而更好地營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、繁殖速度快、價值高,對水體凈化能力強,因此該段的水質(zhì)狀況良好。而對于再力花的生長要適當(dāng)控制,其快速繁殖會覆蓋整個水體及岸邊,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,但喜旱蓮子草生長速度也較快,可以抑制其他物種的生長,需要合理地控制,近3年來水質(zhì)各項指標(biāo)狀況有所改善,說明多樣的植物群落對水質(zhì)起到了凈化作用。
植物的種類豐富度及分布數(shù)量,不僅能提高濕地公園的景觀價值,還對濕地公園的水質(zhì)產(chǎn)生一定的影響。不同水生植物對水體中的指標(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,因為其不僅影響濕地公園的景觀以及破壞濕地公園的環(huán)境,還會再次影響水質(zhì)狀況,這兩者之間是相互影響的。漢江國家濕地公園人為及外界干擾小,保持原有的形態(tài),植物種類及數(shù)量有限,兩個監(jiān)測斷面水質(zhì)指標(biāo)均在Ⅰ~Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)上下浮動,表明各區(qū)域水質(zhì)相對較好。