渾河流域水生態(tài)健康評價

時瑩　胡金麗　王艷

摘要[目的]評價渾河流域水生態(tài)健康狀況。[方法]運用包含物理、化學(xué)、生物3個層面的評價體系對渾河流域沈陽段及撫順段共12個斷面進行生態(tài)健康評價，評價體系包括3項1級指標(biāo)12項2級指標(biāo)。[結(jié)果]健康的斷面有天湖大橋、新立堡大橋及長青橋，生態(tài)健康狀況最差的是沈撫灌渠（入渾河），其余8個斷面均為亞健康狀態(tài)。渾河撫順段處于健康斷面的比例僅占23%，亞健康的斷面比例為67%，而沈陽段的健康斷面比例則為33%，可見渾河流域沈陽段的生態(tài)治理效果較明顯，而撫順段的治理亟待加強。[結(jié)論]今后應(yīng)科學(xué)、系統(tǒng)地強化對渾河流域的管理，減少污染物排放，恢復(fù)河流兩岸植被，減少人為干擾。

關(guān)鍵詞渾河流域；物理指標(biāo)；化學(xué)指標(biāo)；生物指標(biāo)；健康評價

中圖分類號S181.3文獻(xiàn)標(biāo)識碼A文章編號0517-6611（2017）22-0046-03

Abstract[Objective]To evaluate water ecological health of Hun River Basin.[Method]The ecological health evaluation was carried out on 12 sections of Hunhe River Basin in Shenyang and Fushun parts by including physical， chemical and biological aspects of the 3 evaluation system， the evaluation system included 3 first level indicators， 12 two indicators.

[Result]The results showed that the Fushun Tianhu Bridge， Xinlipu Bridge and Evergreen Bridge of Shenyang were healthy sections. The worst section was Shenfu irrigation channel. The others were subhealth sections. The percentage of health section in Fushun part was 23%， subhealth crosssection was 67%. The healthy section in Shenyang part was 33% which was higher than in Fushun part. This was the effect of ecological administration by Shenyang government， The ecological management should be laying more stress to improve the river health in Fushun part. [Conclusion]It is necessary to strengthen the ecological management of the Hunhe River Basin scientifically and systematically， such as to control pollutants， to restore vegetation on river banks and to reduce human disturbance.

Key wordsHunhe River Basin；Physical indicators；Chemical indicators；Biological indicators；Health assessment

河流生態(tài)系統(tǒng)擁有為人類提供服務(wù)的功能，即提供食物、水資源，貢獻(xiàn)休閑娛樂的場所，維持環(huán)境的穩(wěn)態(tài)，保護人們的生存環(huán)境。除此之外，還需要維持自身凈化能力，以保證自身健康狀況，從而為人類提供可持續(xù)服務(wù)[1]。隨著全球社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)取得了巨大進步，與此同時，大量工業(yè)污水排入河流，導(dǎo)致河流污染越來越嚴(yán)重。水質(zhì)評價的方法有多種，如單因子評價法、污染指數(shù)法及綜合水質(zhì)指標(biāo)指數(shù)評價等[2-8]。然而，在評價指標(biāo)中，有學(xué)者認(rèn)為，生物評價提供的是廣泛視角，而化學(xué)標(biāo)準(zhǔn)或其他一些常規(guī)測量方法相對較為狹窄，因此使用生物評價更好一些[9]。近年來，為了更準(zhǔn)確評價河流的生態(tài)系統(tǒng)健康狀況，一些學(xué)者運用河流生態(tài)系統(tǒng)健康指標(biāo)體系評價河流健康狀況。生態(tài)系統(tǒng)健康是指生態(tài)系統(tǒng)處于相對良好狀態(tài)，是人們對環(huán)境期望和管理的終極目標(biāo)，但它需要充分了解河流并適應(yīng)其特點，進行持續(xù)的定義和評估[10]。該評價體系包含物理、化學(xué)、生物3個層面，在健康狀況下，3個層面都具有相應(yīng)的完整性，利用其完整性對河流生態(tài)系統(tǒng)健康進行評價更為準(zhǔn)確、全面[11]。

渾河又稱“小遼河”，屬遼河支流。清原縣滾馬嶺為起源處，流經(jīng)的城市有撫順、沈陽等，全長415 km，主要支流包括上游入大伙房水庫的社河、蘇子河、東洲河、章黨河、海新河、將軍河、古城河、李石河等。近年來，渾河污染逐漸加重，主要原因是工業(yè)廢水及生活污水的大量排放，如沈撫灌渠主要承接的是撫順市的工業(yè)廢水及生活污水，其中一部分用于農(nóng)田灌溉，導(dǎo)致農(nóng)田污染，多余的廢水則匯入渾河[11]。在生態(tài)健康日益受到重視的今天，河流健康研究與恢復(fù)受到廣泛重視，各地政府都做了很多工作。

浮游藻類指水體中營浮游生活的小型藻類植物，作為河流與湖泊等水生態(tài)系統(tǒng)中的生產(chǎn)者，影響著該系統(tǒng)中的其他生物；另一方面藻類的種類構(gòu)成及數(shù)量變化對水生態(tài)系統(tǒng)的理化指標(biāo)較為敏感，是水生態(tài)系統(tǒng)健康與否的重要生物指示指標(biāo)之一[12]。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，浮游藻類的群落結(jié)構(gòu)、組成與水體環(huán)境密切相關(guān)[13]。為此，運用浮游藻類群落可進行水體富營養(yǎng)化監(jiān)測，進而評價水體水質(zhì)狀況。

為揭示目前渾河的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量狀況，筆者在參考前人研究[14-17]的基礎(chǔ)上結(jié)合渾河自身的特點，開展了物理、化學(xué)、生物3個層面的指標(biāo)研究，構(gòu)建了指標(biāo)評價體系，對渾河的生態(tài)健康狀況進行了初步評價，以期為相關(guān)研究及渾河的生態(tài)恢復(fù)與管理提供理論依據(jù)。

1資料與方法

1.1斷面設(shè)置

2016年5月在渾河流域撫順段及沈陽段共選取12個具有代表性的斷面，其中撫順段的研究斷面包括大伙房水庫下游、東洲區(qū)、天湖大橋、渾河大橋（撫順）、沈陽工學(xué)院、撫順下（沈撫灌渠入水口）、七間房、沈撫灌渠（入渾河）、新立堡大橋9個斷面；沈陽段的研究斷面包括長青橋、工農(nóng)橋、渾河閘3個斷面。選取的12個斷面主要來自撫順段，由于沈陽市自2001年開始對渾河進行治理，如掐斷排污口、大規(guī)模興建污水處理廠等，目前已經(jīng)取得了明顯的效果，因此該研究偏重渾河撫順段。各研究斷面的經(jīng)緯度及海拔見表1。

1.2指標(biāo)調(diào)查與分析

1.2.1物理指標(biāo)的調(diào)查。

在現(xiàn)場調(diào)查并記錄物理指標(biāo)，具體包括3項1級指標(biāo)12項2級指標(biāo)（圖1）。

1.2.2化學(xué)指標(biāo)分析。

利用便攜式溶解氧測定儀測定水質(zhì)溶解氧（DO）值，并在水面下0.5 m處采集1 L水于棕色瓶中，帶回實驗室測定化學(xué)需氧量（COD）、總磷（TP）、總氮（TN）、氨氮（NH3-N）含量。COD含量采用奧立龍分光光度計（AQ3700）測定，TP含量采用鉬銻抗顯色法測定，TN含量采用過硫酸鉀消解法測定，NH3-N含量采用納氏紫外分光光度法測定。

1.3浮游藻類的采集與分析

1.3.1采集。

水深不同，水樣采集方法不同，即水深大于10.0 m時，用1 L采水器分別在水面下0.5 m、中部及水底上0.5 m處采集水樣，將其混勻后，取1 L混合水樣；水深大于2.0 m，小于10.0 m時，采水面下0.5 m及水底上0.5 m水樣，混合后取1 L；若水深小于2.0 m，則在水下0.5 m處取1 L水樣。將所采水樣倒入1 L瓶中，加入10～15 mL魯哥氏試劑。水樣帶回實驗室后，沉淀24 h，濃縮至50 mL，貯存于棕色瓶中。

1.3.2鑒定、計數(shù)。

取0.1 mL水樣于浮游藻類計數(shù)框中，在10×40倍顯微鏡下鑒定藻的種類。浮游藻類計數(shù)需觀察至少2片計數(shù)框，每片計數(shù)框觀察50個視野。

1.4評價方法

由于不同指標(biāo)對河流生態(tài)系統(tǒng)的貢獻(xiàn)和影響不同，因此對每個1級指標(biāo)及2級指標(biāo)賦予不同的權(quán)重[14]。按加權(quán)平均法進行計算，每個1級指標(biāo)控制在20分，最后得分即為5個1級指標(biāo)得分之和。生態(tài)健康評價標(biāo)準(zhǔn)：81～100健康，61～80亞健康，41～60一般，21～40差，0～20極差。

化學(xué)指標(biāo)依據(jù)地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB 3838—2002，Ⅰ、Ⅱ類水賦值4分，Ⅲ類水賦值3分，Ⅳ類水賦值2分，Ⅴ類水賦值1分，劣Ⅴ類水賦值0分。

浮游藻類生物多樣性指數(shù)計算使用Margalef指數(shù)（底數(shù)為e），計算公式為

D=（S-1）/lnN

式中，S為藻類種類總數(shù)，N為藻類個體總數(shù)。生態(tài)健康評價指標(biāo)體系及評分標(biāo)準(zhǔn)見表2、3。

2結(jié)果與分析

通過對每個2級指標(biāo)的計算，得到物理、化學(xué)、生物3個層面1級指標(biāo)得分及生態(tài)健康指數(shù)總分，并根據(jù)相應(yīng)的評價標(biāo)準(zhǔn)得到每個采樣斷面相應(yīng)的指數(shù)等級見表4。由圖2可以清晰看出每個斷面的各項2級指標(biāo)的具體分值。結(jié)合表1和圖2可知，生態(tài)系統(tǒng)健康的斷面有天湖大橋、新立堡大橋、長青橋，健康狀況最差的是沈撫下（灌渠入口），評價結(jié)果為一般，剩余8個斷面皆為亞健康狀態(tài)，占所研究斷面的67%，而撫順段處于亞健康的斷面比例達(dá)67%，健康斷面的比例僅為22%，然而沈陽段的33%為健康斷面，且沒有評價為一般及以下的斷面。由此可見，渾河流域沈陽段治理效果較為顯著，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量較好，撫順段的治理亟待加強。

3結(jié)論與討論

渾河污染主要原因是工業(yè)廢水及生活污水的排放，如沈撫灌渠主要承接的是撫順市的工業(yè)廢水及生活污水，一部分用于農(nóng)田灌溉，其余部分匯入渾河。前些年，沈陽境內(nèi)的渾河沿岸排污口有數(shù)十個，使渾河受到嚴(yán)重污染。該研究發(fā)現(xiàn)，渾河沈陽段的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量明顯好于撫順段，原因在于沈陽政府及環(huán)保局非常重視河流的環(huán)境治理，投入了較大的人力、物力、財力來改善河流的生態(tài)環(huán)境，2001年沈陽境內(nèi)的37個排污口就已全部被掐斷并建立污水處理廠。采取其他措施主要包括控制污染物的排放、河岸帶植被的恢復(fù)，減少河流周圍的人為活動等，尤其是評價結(jié)果為健康的斷面，其河岸植被帶的寬度均在15 m以上，喬木、灌木合理搭配。然而，撫順段部分?jǐn)嗝嫒杂忻黠@的排污現(xiàn)象，河岸帶的植被破壞嚴(yán)重，存在著近岸施工、堆放垃圾、岸邊開荒種植農(nóng)作物的現(xiàn)象。

從渾河流域撫順段、沈陽段整體分析，渾河流域水生態(tài)系統(tǒng)屬于亞健康狀態(tài)的斷面比例較大，因此對于渾河流域的治理還應(yīng)繼續(xù)加強。為保護、改善渾河流域水生態(tài)環(huán)境，應(yīng)控制污水排放，包括工業(yè)廢水及生活污水；恢復(fù)河岸帶植被；減少人為干擾等。

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