銀川閱海濕地水質(zhì)營養(yǎng)狀況評價

謝俊斐，米文寶

(1.寧夏工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院，寧夏銀川700021;2.寧夏大學(xué) 資源環(huán)境學(xué)院，寧夏銀川700021)

濕地是自然界最富生物多樣性的生態(tài)景觀和人類最重要的生存環(huán)境之一，它不僅為人類的生產(chǎn)、生活提供許多資源，而且在調(diào)節(jié)氣候、改變徑流時空分布、涵養(yǎng)水源、保持水土、降解污染等方面具有其他系統(tǒng)不可替代的作用。同時，濕地還是眾多野生動植物特別是許多珍稀瀕危水禽賴以生存和繁衍的場所。城市濕地作為城市重要的生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施，除具有上述作用外，還具有許多服務(wù)功能，如調(diào)節(jié)城市氣候、降低城市熱島效應(yīng)、提高城市環(huán)境質(zhì)量、為城市居民提供休閑娛樂場所以及豐富市民的業(yè)余生活等。

銀川市是寧夏平原湖泊濕地集中分布的區(qū)域，共有濕地47090 hm2，除黃河及泛洪濕地外，其他類型的濕地呈斑塊狀分布，分布密度大、范圍廣。隨著城市人口增多、城市建設(shè)不斷拓展，湖泊濕地水質(zhì)污染、富營養(yǎng)化問題成為銀川市湖泊濕地保護的重要研究課題之一［1］。閱海濕地是銀川市面積最大、原始地貌保存最完整的一塊濕地，本研究依據(jù)2006—2010年銀川市環(huán)境監(jiān)測站水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)，采用綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法TLI值對水質(zhì)進行評價，分析該濕地所面臨的問題，為防止?jié)竦厣鷳B(tài)環(huán)境的不斷惡化、保護現(xiàn)有濕地、恢復(fù)退化濕地提供技術(shù)支持。

1 閱海濕地概況

1.1 區(qū)位與景觀特征

閱海是中國西部干旱帶重要的湖泊濕地，同時也是銀川市面積最大、原始地貌保存最完整的一塊濕地，位于銀川市金鳳區(qū)，距市中心僅3 km，西依包蘭鐵路，南為城市道路，東、北均為農(nóng)田，地理位置介于東經(jīng)106°11'—106°14'、北緯 38°31'—38°37'之間，海拔1100 m，南北長10 km，東西寬2.7 km，濕地總面積2.2737 km2，其中湖泊面積1.7906 km2、沼澤濕地面積0.0938 km2、人工濕地面積0.3893 km2，平均水深2.5 m，豐水期平均水深可達(dá)3 m以上，水資源較豐富，水生植被較完整，具有較完整的生物多樣性，是寧夏境內(nèi)西北候鳥遷徙的重要停留地與繁衍地，也是重要的天然濕地，對城市生物多樣性的保護和生態(tài)環(huán)境的改善有著重要的作用。據(jù)調(diào)查，閱海濕地有高等維管植物157種、魚類17種、鳥類113種，2005年閱海建立了寧夏及銀川市第一個鳥類環(huán)志站［2］。

1.2 成因與補給水來源

閱海屬寧夏第四系儲水盆地沉降區(qū)之一，為沉降中心地帶，其湖體由第四紀(jì)冰川侵蝕地下水溢出匯集，再接受大氣降水和地面水的補給而成，湖體呈倒梯形，水資源屬黃河水系來水，歷史上曾為天然湖泊濕地。主要水系有唐徠渠、第二農(nóng)場渠、韃子渠、四二干溝等。

閱海主要補水水源為艾依河，其他補水水源有農(nóng)田退水、溝渠水，農(nóng)田退水通過湖泊西南方的2個強排站補入。在湖泊東側(cè)的四二干溝(清水溝)上修建有渡槽，用于斗渠向湖泊補水;在鴨子墩的斗渠邊建有電排站，用于在農(nóng)田退水期間向湖泊補水［3］。

2 閱海濕地水質(zhì)營養(yǎng)狀況評價

2.1 水體富營養(yǎng)化含義

水體富營養(yǎng)化(eutrophication)是指在人類活動的影響下，生物所需的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)大量進入湖泊、河口、海灣等緩流水體，引起藻類及其他浮游生物迅速繁殖，水體溶解氧量下降，水質(zhì)惡化，魚類及其他生物大量死亡的現(xiàn)象。在自然條件下，湖泊也會從貧營養(yǎng)狀態(tài)過渡到富營養(yǎng)狀態(tài)，不過這種自然過程非常緩慢，而人為排放含營養(yǎng)物質(zhì)的工業(yè)廢水和生活污水所引起的水體富營養(yǎng)化則可以在短時間內(nèi)出現(xiàn)。水體中過量的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)主要來自于未加處理或處理不完全的工業(yè)廢水和生活污水、有機垃圾和家畜家禽糞便以及農(nóng)施化肥，其中最大的來源是農(nóng)田大量施用的化肥。

2.2 數(shù)據(jù)來源

本研究所采用的水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)由銀川市環(huán)境監(jiān)測站于2006—2010年監(jiān)測。閱海水體主要功能為一般工業(yè)用水區(qū)及人體非直接接觸的娛樂用水區(qū)的景觀用水，2006—2010年每年監(jiān)測項目為21項，全年監(jiān)測6次。

2.3 評價方法的選擇

根據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量評價技術(shù)規(guī)范(試行)》以及中國環(huán)境監(jiān)測總站制定的《湖泊(水庫)富營養(yǎng)化評價方法及分級技術(shù)規(guī)定》，湖泊富營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)評分標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 湖泊富營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)評分標(biāo)準(zhǔn)

采用綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法TLI值對閱海濕地水質(zhì)營養(yǎng)狀態(tài)進行評價［4］，其評價指標(biāo)為葉綠素a(chla)、總磷(TP)、總氮(TN)、透明度(SD)和高錳酸鹽指數(shù)(CODMn)。計算公式為

其中

上6式中:TLI(∑)為綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù);TLI(j)為第j種參數(shù)的營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù);Wj為第j種參數(shù)的營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)的相關(guān)權(quán)重;chla計量單位為mg/m3;SD計量單位為m;其他指標(biāo)的計量單位均為mg/L。

綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法TLI值的相關(guān)權(quán)重見表2，水質(zhì)類別與評分值見表3，湖泊、水庫測點水環(huán)境質(zhì)量綜合評價見表4。

表2 中國湖泊(水庫)營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)相關(guān)權(quán)重

表3 水質(zhì)類別與評分值

表4 湖泊、水庫測點水環(huán)境質(zhì)量綜合評價

2.4 評價結(jié)果

按綜合營養(yǎng)狀態(tài)評價法對閱海水質(zhì)進行綜合評價，2006—2010年閱海水質(zhì) TLI(∑)值分別為51.2、49.8、50.1、52.3、53.0，除 2007 年水質(zhì)為中營養(yǎng)狀態(tài)外，其余年份均屬于輕度富營養(yǎng)狀態(tài)，2010年TLI(∑)值較2006年上升了3.5%。閱海水體綜合營養(yǎng)狀態(tài)評價指數(shù)統(tǒng)計結(jié)果見表5，綜合營養(yǎng)狀態(tài)變化趨勢見圖1。圖1表明，“十一五”期間閱海TLI(∑)值呈小幅度上升趨勢，水體基本保持輕度富營養(yǎng)化狀態(tài)。

表5 2006—2010年閱海水體綜合營養(yǎng)狀態(tài)評價指數(shù)統(tǒng)計

圖1 2006—2010年閱海水體綜合營養(yǎng)狀態(tài)變化

2.5 閱海水體主要污染物分布情況

(1)TP。2006—2010年閱海水體TP年均濃度值總體保持在0.07～0.08 mg/L之間，最低的2007年為0.046 mg/L，最高的2010 年為0.080 mg/L(圖2)。

圖2 2006—2010年閱海水體TP、TN含量

(2)TN。2006—2010年，閱海TN年均濃度值總體保持在 1.1～1.4 mg/L之間，最低的 2008年為1.143 mg/L，最高的 2009 年為 1.316 mg/L(圖 2)。

(3)CODMn。2006—2010年，閱海 CODMn年均濃度值總體呈下降趨勢，最低的2008年為5.49 mg/L，最高的 2006 年為 6.25 mg/L，2010 年為 5.58 mg/L ，較2006年下降10.7%，較2008年最低值上升1.6%。2006—2010年閱海水體CODMn年均濃度值見圖3。

圖3 2006—2010年閱海水體CODMn年均濃度值

(4)TLI(∑)。2006—2010年，閱海水體綜合營養(yǎng)指數(shù)值TLI(∑)呈小幅度上升趨勢，水體基本保持輕度富營養(yǎng)化狀態(tài)。

3 閱海濕地水質(zhì)綜合評價

隨著閱海周邊地區(qū)污水治理力度的加大以及景區(qū)周邊配套設(shè)施的完善，閱海濕地水質(zhì)呈現(xiàn)出逐漸好轉(zhuǎn)的趨勢。監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)閱海水質(zhì)隨著水溫的逐漸升高而進入水產(chǎn)養(yǎng)殖最佳生產(chǎn)期時，湖水中初級生產(chǎn)能力不斷加強，水質(zhì)綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法TLI值就會逐漸上升，雖依舊是輕度富營養(yǎng)狀態(tài)，但已接近中度富營養(yǎng)狀態(tài)。由此可見，隨著對閱海濕地水進行補給的農(nóng)田退水中化肥、農(nóng)藥的控制以及排水溝中污水的處理，水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)殘存的餌料、排泄的廢物、施用的化肥等在對閱海水質(zhì)的影響中比重上升。

閱海濕地總面積2.2737 km2，年蒸發(fā)量根據(jù)降水與氣溫變化等不同，一般為100萬～180萬m3/年［5］。蒸發(fā)量大加上城市規(guī)模的快速擴展導(dǎo)致用地需求矛盾更加突出，房地產(chǎn)開發(fā)、旅游業(yè)發(fā)展使得閱海濕地中沼澤濕地面積增多，不少湖泊濕地已退化為沼澤濕地，同時將一些自然濕地改造為人工濕地。水域面積的減小直接影響到生物種群數(shù)量，進而影響閱海濕地水質(zhì)使得水體富營養(yǎng)化狀況沒有明顯好轉(zhuǎn)。

4 關(guān)于改善閱海濕地水質(zhì)的建議

(1)加強水體污染防治和水體凈化工作，保證湖泊濕地水質(zhì)。由于農(nóng)藥、化肥的殘留物通過農(nóng)田退水進入湖泊濕地，加上生活污水、工業(yè)廢水污染和水循環(huán)不完善等，致使湖泊水體富營養(yǎng)化。鑒于此，閱海水體富營養(yǎng)化要從源頭上治理水污染入手，提高城市生活污水處理率、工業(yè)廢水排放達(dá)標(biāo)率，積極發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)，還可采取凈化生物法和生化處理法相結(jié)合的方法、生態(tài)處理法、生態(tài)型人工濕地污染處理系統(tǒng)等污水凈化技術(shù)凈化水質(zhì)。

(2)建立閱海濕地補水的長效機制。增加閱海濕地的補水來源，使補水渠道多樣化，使“中水”、渠水、井水、農(nóng)田退水得到合理利用，尤其在控制周邊農(nóng)村污染水源的同時，應(yīng)充分利用城市生活污水處理后的“中水”補充湖泊濕地水量;對“中水”回用的湖泊濕地制定優(yōu)惠政策和機制，鼓勵利用處理后的達(dá)標(biāo)水，以保持湖泊濕地水量平衡。

(3)建立湖濱植被帶，種植水生植物。在閱海濕地建立湖濱植被帶，既有利于降解污染物、保護湖泊水質(zhì)、發(fā)揮濕地功能，又可形成濕地景觀帶，給人們提供良好的休閑、旅游場所。在湖邊水位較淺的區(qū)域，采取無性繁殖的方法種植本地蘆葦，引進、試驗、推廣蘆竹，恢復(fù)蘆葦截污區(qū);在水位相對較深的區(qū)域種植蓮、菱、荸薺、慈菇等浮水植物。

［1］王亞娟，劉曉鵬.銀川閱海濕地水質(zhì)模糊綜合評價與分析［J］.寧夏大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版，2008(12):364－367.

［2］董亞萍，任建東，李衛(wèi)東.寧夏湖泊、水庫、濕地水環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)查與分析［J］.環(huán)境研究與監(jiān)測，2009(6):16－24.

［3］王亞娟，劉曉鵬.基于污染損失模型的閱海濕地水體污染的環(huán)境功能影響研究［J］.水土保持通報，2009，19(6):174－177.

［4］黃祥飛.湖泊生態(tài)調(diào)查觀測與分析［M］.北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1999:79－99.

［5］劉小鵬.西北干旱區(qū)湖泊濕地生態(tài)系統(tǒng)特征與綜合評價［D］.銀川:寧夏大學(xué)，2008.