峽江樞紐庫(kù)區(qū)水生生物調(diào)查及水質(zhì)評(píng)價(jià)

姚毅臣等

摘要：對(duì)峽江水利樞紐施工期間庫(kù)區(qū)7個(gè)監(jiān)測(cè)斷面的水生生物及水質(zhì)進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，庫(kù)區(qū)水體中浮游動(dòng)物共4大類(lèi)27種，以輪蟲(chóng)類(lèi)為優(yōu)勢(shì)種，占總數(shù)的40.74%；浮游植物8門(mén)50種，硅藻以占種數(shù)的60.00%和占種數(shù)22.00%的綠藻位居生物量的前兩位；底棲動(dòng)物在枯水期與豐水期時(shí)空分布變化明顯，臨近壩址段的水體底棲動(dòng)物密度與生物量較大，同時(shí)由于水流在調(diào)查范圍內(nèi)變化較大，而水流過(guò)急以及卵石為主的底質(zhì)，導(dǎo)致個(gè)別調(diào)查點(diǎn)未檢測(cè)出底棲動(dòng)物；對(duì)水質(zhì)樣本采樣內(nèi)梅羅指數(shù)計(jì)算分析，在將水污染指標(biāo)按用途分三大類(lèi)的條件下，監(jiān)測(cè)點(diǎn)基本處于污染水平。其中ST5的內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)等于2.14，呈最高水質(zhì)污染水平。

關(guān)鍵詞：浮游動(dòng)物；浮游植物；底棲動(dòng)物；水質(zhì)分析；內(nèi)梅羅指數(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)：X824 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2015）18-4451-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.18.016

峽江水利樞紐工程位于贛江中游下端，壩址位于江西省吉安市峽江老縣城巴邱鎮(zhèn)上游約6.0 km的峽谷河段，是一座以防洪、發(fā)電、航運(yùn)為主，兼有灌溉等綜合利用功能的水利樞紐工程。工程產(chǎn)生的庫(kù)區(qū)主要涉及吉安市區(qū)、吉水縣、新干縣和峽江縣。水工建筑物的攔截，自然水系被人為的分割，使原來(lái)天然河道水生生物的原始棲息地的環(huán)境條件發(fā)生巨大的變化，種群數(shù)量銳減甚至瀕臨滅絕[1]。所以在此次調(diào)查中，水生生物主要包括浮游生物（浮游動(dòng)物和浮游植物）、底棲動(dòng)物。浮游動(dòng)物是一類(lèi)重要生物類(lèi)群，它是水生生物食物鏈的重要環(huán)節(jié)，其種類(lèi)組成、數(shù)量的時(shí)空變化及其對(duì)浮游植物的攝食都對(duì)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能運(yùn)轉(zhuǎn)和環(huán)境產(chǎn)生影響[2]。而底棲動(dòng)物的時(shí)空變化分布，對(duì)整個(gè)環(huán)境變化也有一定的生態(tài)評(píng)價(jià)作用[3，4]。因此，通過(guò)調(diào)查分析水生生物在各調(diào)查點(diǎn)的生存狀況，結(jié)合水體BOD5、CODcr、NH3-N、TP等監(jiān)測(cè)指標(biāo)的化學(xué)分析，對(duì)峽江庫(kù)區(qū)的水質(zhì)保護(hù)有著重要意義。

1 材料與方法

1.1 采樣時(shí)間與地點(diǎn)

在2012年3月和2013年12月間，監(jiān)測(cè)水質(zhì)現(xiàn)狀，而庫(kù)區(qū)涉及的贛江干流及其主要支流烏江、同江布設(shè)了7個(gè)水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)及調(diào)查點(diǎn)（ST1～ST7）具體監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置見(jiàn)表1和圖1。

1.2 樣品采集

采用25號(hào)浮游生物網(wǎng)（網(wǎng)孔0.064 mm）或PFU（聚氨酯泡沫塑料塊）采集浮游生物定性樣品（原生動(dòng)物、輪蟲(chóng)和浮游植物）；采用13號(hào)浮游生物網(wǎng)（網(wǎng)孔0.112 mm）采集枝角類(lèi)和橈足類(lèi)等浮游動(dòng)物，在表層中拖濾1～3 min。采用玻璃采樣器或橫式采樣器采集定量樣品，采水量為1～2 L，若浮游生物量很低時(shí)，應(yīng)酌情增加采水量。浮游生物樣品采集后，除進(jìn)行活體觀測(cè)外，一般按水樣體積加1%的魯哥氏溶液固定，靜置沉淀后，傾去上層清水，將樣品裝入樣品瓶中。

用拖網(wǎng)采取底棲動(dòng)物的定性樣品。選用Van-Veen抓斗式采泥器（丹麥）進(jìn)行定量采樣，在每采樣點(diǎn)采泥1～2次，將泥樣編號(hào)后帶回實(shí)驗(yàn)室，對(duì)其進(jìn)行挑出、種類(lèi)鑒定、計(jì)數(shù)和質(zhì)量測(cè)定。

1.3 水質(zhì)分析

pH、水溫、溶解氧由YSI6600型多參數(shù)水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定，BOD5、CODcr、氨氮、總磷則參照《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法》測(cè)定。

1.4 數(shù)據(jù)分析

圖形信息采集用ARCGIS 10.0軟件處理，生物數(shù)據(jù)及化學(xué)數(shù)據(jù)采用SPSS 11.5及Excel 2003等軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析處理，Sigma Plot 12.5軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 浮游生物

在枯水期與豐水期兩次調(diào)查中共檢得浮游動(dòng)物共4大類(lèi)27種。輪蟲(chóng)類(lèi)11種，其中螺旋龜甲輪蟲(chóng)（Keratellacochlearis）[5，6]、矩形臂尾輪蟲(chóng)（B. Leydigi）、裂足輪蟲(chóng)（Brachionus diversicornis）、臺(tái)氏合甲輪屬（Diplois daviesiae）、長(zhǎng)肢多肢輪蟲(chóng)（Polyarthra dolichoptera）、西氏晶囊輪蟲(chóng)（Asplanchna sieboldi Leydig）等占總種數(shù)的40.74%；枝角類(lèi)8種，其中晶瑩仙達(dá)溞（Sida erystallina）、短尾秀體溞（Diaphanosoma）[7]、僧帽溞 （D. cucullata Sars）、雙態(tài)擬裸腹溞（Moinodaphnia macleayii）、長(zhǎng)額象鼻溞（Boimina longirostris）等占總種數(shù)的29.63%；橈足類(lèi)6種，其中湯匙華哲水蚤 （Sinocalanus dorr）[8]、球狀許水蚤（Schmackerta forbesi）、廣布中劍水蚤（Mesocyclops leuckarti）等占總種數(shù)的22.22%；原生動(dòng)物種類(lèi)2種，其中瓶砂殼蟲(chóng)（Difflugia urceolata Carter）、冠砂殼蟲(chóng)（Difflugia corona Wallich），占總種數(shù)的7.41%。在各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)時(shí)空分布的定量分析（圖2），表明整個(gè)調(diào)查水域浮游動(dòng)物種類(lèi)組成中以輪蟲(chóng)類(lèi)為主，而學(xué)者研究顯示[9]，巢湖水體使輪蟲(chóng)的組成有很大的變化，一些富營(yíng)養(yǎng)化輪蟲(chóng)指示種將出現(xiàn)并成為優(yōu)勢(shì)種。整個(gè)庫(kù)區(qū)內(nèi)優(yōu)勢(shì)種包括輪蟲(chóng)類(lèi)的晶囊輪蟲(chóng)（A. priodonta Gosse）、長(zhǎng)肢多肢輪蟲(chóng)（Polyarthra dolichoptera）、螺旋龜甲輪蟲(chóng)（Keratellacochlearis），枝角類(lèi)的象鼻蚤和橈足類(lèi)的劍水蚤（Mesocyclops leuckarti）。

調(diào)查共檢得浮游植物8門(mén)50種，其中硅藻門(mén)[10]30種，占總種數(shù)的60.00%；綠藻門(mén)11種，占總種數(shù)的22.00%；藍(lán)藻門(mén)1種，占總種數(shù)的2.00%；金藻門(mén)4種，占總種數(shù)的8.00%；裸藻門(mén)1種，甲藻門(mén)1種，黃藻門(mén)1種，隱藻門(mén)1種，均占總種數(shù)的2.00%。該庫(kù)區(qū)浮游生物種類(lèi)以硅藻為主，其次是綠藻和金藻，在生物量上以硅藻占優(yōu)勢(shì)。這一特征可以反映出整個(gè)江段無(wú)機(jī)鹽能滿足藻類(lèi)的需要，是魚(yú)類(lèi)易于消化利用的餌料，可以說(shuō)明在庫(kù)區(qū)內(nèi)水域初級(jí)生產(chǎn)力較強(qiáng)。

2.2 底棲動(dòng)物

枯水期調(diào)查共獲得底棲動(dòng)物26種，隸屬于2門(mén)3綱5目11科。其中軟體動(dòng)物門(mén)2綱3目7科22種，占84.62%；節(jié)肢動(dòng)物門(mén)1綱1目4科4種，所占比例為15.38%。在軟體動(dòng)物中，瓣鰓綱和腹足綱的種類(lèi)數(shù)分別為13種和9種，是底棲動(dòng)物的主要組成部分。底棲動(dòng)物中蚌科種類(lèi)數(shù)最多為11種，占總數(shù)的42.31%；其次是田螺科，為4種，占總種數(shù)的15.38%。調(diào)查中優(yōu)勢(shì)種為河蜆（Corbicula fluminea）、淡水殼菜（Limnoperna lacustris）等，除優(yōu)勢(shì)種外，圓頂珠蚌（Unio douglasiae）、方格短溝蜷（Semisulcospira cancelata）在調(diào)查區(qū)域分布也很廣泛。豐水期調(diào)查共獲得底棲動(dòng)物16種，隸屬于2門(mén)3綱5目7科。其中軟體動(dòng)物門(mén)2綱4目5科14種，占87.50%；節(jié)肢動(dòng)物門(mén)1綱1目2科2種，占12.50%。在軟體動(dòng)物中，瓣鰓綱和腹足綱的種類(lèi)數(shù)分布為8種和6種，是底棲動(dòng)物的主要組成部分。底棲動(dòng)物中蚌科種類(lèi)數(shù)最多，為7種，占總種數(shù)的43.75%；其次是田螺科，為4種，占總種數(shù)的25.00%。優(yōu)勢(shì)種為河蜆、淡水殼菜等。而圓頂珠蚌、格氏短溝蜷同時(shí)所占比例較多。大量研究表明河蜆對(duì)高濃度有機(jī)物污染、重金屬敏感并且長(zhǎng)期與沉積物接觸，能夠反映河床的污染狀況，對(duì)水生態(tài)環(huán)境有指示作用[11-13]。

從底棲動(dòng)物密度分析（圖3A）來(lái)看，枯水期有3個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)密度小于或等于10.7 ind./m2，ST4密度最高，達(dá)453.3 ind./m2，淡水殼菜豐富，表現(xiàn)為生物高度密集；豐水期有4個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)密度小于或等于16.0 ind./m2，ST5密度最高，達(dá)到250.0 ind./m2?？菟赟T5生物量最高，達(dá)187 g/m2，主要因?yàn)椴杉胶油様?shù)量一般但個(gè)體較大；豐水期ST2生物量最大。在接近壩址段的ST5與ST4監(jiān)測(cè)點(diǎn)，伴隨底棲動(dòng)物種類(lèi)數(shù)的增加，在一定程度上表明峽江庫(kù)區(qū)水體有富營(yíng)養(yǎng)的趨勢(shì)[14]。

2.3 水質(zhì)評(píng)價(jià)

由地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB3838-2002）作為各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)值參照。由于枯水期與豐水期測(cè)定的各化學(xué)指標(biāo)數(shù)值相近，故采用內(nèi)梅羅（N.L.Nemerow）指數(shù)對(duì)枯水期與豐水期均值進(jìn)行庫(kù)區(qū)水質(zhì)評(píng)價(jià)。內(nèi)梅羅水污染指標(biāo)按用途分3類(lèi)[15]：人類(lèi)接觸使用水體，包括飲用、游泳等（PI1）；人類(lèi)間接接觸使用水體，包括養(yǎng)魚(yú)、農(nóng)業(yè)用途等（PI2）；人類(lèi)不可接觸使用水體，包括工業(yè)冷卻用水、航運(yùn)等（PI3）。其中第一類(lèi)和第二類(lèi)用途權(quán)重定為0.4，第三類(lèi)定為0.2，分別對(duì)應(yīng)W1、W2、W3。則可對(duì)綜合指數(shù)PI進(jìn)行判別：當(dāng)PI<1.0時(shí)，水質(zhì)處于清潔水平；當(dāng)1.02.0時(shí)，水質(zhì)處于污染水平。

由表4可知，有3個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)為輕度污染，其他4個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)為污染。但以地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，只有ST3與ST5達(dá)到Ⅲ類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，其他監(jiān)測(cè)點(diǎn)為Ⅰ類(lèi)或Ⅱ類(lèi)。采用經(jīng)過(guò)改進(jìn)的內(nèi)梅羅指數(shù)評(píng)價(jià)方法[16，17]，以水生生物作為綜合考慮水質(zhì)的評(píng)估因素可以看出，較高營(yíng)養(yǎng)水平的水體中水生生物迅速繁殖，結(jié)合BOD5、CODcr等水質(zhì)監(jiān)測(cè)指標(biāo)，結(jié)合內(nèi)梅羅指數(shù)分析，表明峽江庫(kù)區(qū)水體富營(yíng)養(yǎng)程度不高[18]。

3 小結(jié)

當(dāng)水環(huán)境由河流相變?yōu)閹?kù)區(qū)后，輪蟲(chóng)種類(lèi)和數(shù)量將有更大的發(fā)展空間。這種改變使原先占優(yōu)勢(shì)的硅藻逐步被綠藻替代，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的增多為浮游植物創(chuàng)造了有利的生長(zhǎng)條件。因此每年春季，浮游生物的數(shù)量及生物量可能出現(xiàn)峰值。

庫(kù)區(qū)水位的升高使其生長(zhǎng)環(huán)境發(fā)生變化，從原來(lái)以沙石和卵石為底質(zhì)，到淹沒(méi)區(qū)中大量的田地，極利于喜棲于泥底的底棲動(dòng)物生長(zhǎng)，突顯了峽江庫(kù)區(qū)生態(tài)環(huán)境有利于生物多樣性發(fā)展。

峽江庫(kù)區(qū)水質(zhì)BOD5、CODcr、NH3-N、TP等監(jiān)測(cè)指標(biāo)平均濃度均能滿足Ⅱ～Ⅲ類(lèi)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求，符合庫(kù)區(qū)水環(huán)境功能區(qū)要求。然而通過(guò)計(jì)算得到的內(nèi)梅羅指數(shù)來(lái)看，庫(kù)區(qū)水體是存在部分污染。結(jié)合水生生物調(diào)查情況，峽江庫(kù)區(qū)確實(shí)有水體富營(yíng)養(yǎng)化的趨勢(shì)。

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