襄陽漢江國家濕地公園水質(zhì)分析及植物分布與水質(zhì)的關(guān)系

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）

0 引言

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。

1 材料與方法

1.1 樣點分布和采樣時間

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。

1.2 樣品采集與測定

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。

1.3 分析方法

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。

2 濕地公園水質(zhì)現(xiàn)狀分析

2.1 氨氮監(jiān)測結(jié)果分析

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

2.2 溶解氧監(jiān)測結(jié)果分析

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

2.3 化學(xué)需氧量監(jiān)測結(jié)果分析

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。

2.4 總磷監(jiān)測結(jié)果分析

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

2.5 pH值監(jiān)測結(jié)果分析

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。

3 濕地公園植物種類及其對水質(zhì)的影響

3.1 濕地公園植物種類

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］。

3.2 濕地公園植物對水質(zhì)的影響

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。

4 結(jié)語

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。