湘江長沙大壩庫區(qū)水域生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀及對策研究

■ 徐大建 耿相昌 劉鯇 康洋 王志明

（1 湖南農(nóng)業(yè)大學動物科技學院；2 長沙市水生動物防疫檢疫站）

2019年3月、6月、9月和11月對湘江長沙綜合水利樞紐水域橘子洲頭、瀏陽河口、三汊磯大橋、蔡家壩水利樞紐壩前和壩后5個監(jiān)測斷面進行了水質、浮游動植物和底棲動物采樣，并對3月份、9月份和11月份的水質進行分析檢測，對6月份、9月份和11月份各斷面水生生物的區(qū)系組成及特點、種類密度及生物量變化進行分析。

1 庫區(qū)水域生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀

1.1 水質情況

我站于2019年3月份、9月份和11月份次對湘江長沙段筑壩口的上壩口、下壩口、三汊礬大橋、瀏陽河大橋、橘子洲頭等5個斷面的水質進行現(xiàn)場采樣固定，并帶回實驗室進行化學檢測。四次檢測結果統(tǒng)計見表1。

1.1.1 重金屬情況

對五個采樣點水質中的銅、鋅、鎘、鉻和鉛5 種重金屬進行了檢測分析，由圖1和表1可知，湘江長沙綜合水利樞紐五個監(jiān)測斷面的水中重金屬含量都在《漁業(yè)水質標準》（GB11607-89）和《地表水環(huán)境質量標準》（GB3838-2002）確定的檢測標準以下，銅：≤0.01 mg/L；鋅：≤0.1 mg/L；鉛：≤0.05 mg/L；鎘：≤0.005 mg/L；鉻：≤0.1 mg/L。湘江長沙綜合水利樞紐水質中重金屬3月份含量最高，見圖1。

表1 湘江大壩3月、9月、11月檢測項目結果

表2 湘江大壩3月、6月、9月、11月檢測項目不合格表

表3 浮游藻類群落物種組成及比列

1.1.2 水質營養(yǎng)指標情況

對湘江長沙段綜合水利樞紐的上壩口、下壩口、三叉礬大橋、瀏陽河大橋、橘子洲頭等五個斷面3個月份檢測發(fā)現(xiàn)，主要是氨氮、COD、總氮等項目超標，其余所檢項目均合格。3月份主要是氨氮項目超標，9月份和11月份除了氨氮，還有COD、總氮項目超標。9月份和11月份瀏陽河大橋COD超標嚴重，使水缺氧，造成水中大量的動植物因缺氧而死亡，同時使厭氧菌大量繁殖，加速水質惡化，造成附近水色呈出了墨綠色，水體發(fā)臭。不合格指標見表2。

由表1可知，五個斷面中，瀏陽河大橋斷面水質污染最重，上壩口次之，下壩口、三汊磯大橋和橘子洲頭較好。瀏陽河大橋附近有一排污口，這些污染物排入水體，使瀏陽河大橋附近水體嚴重惡化。由圖2可知總氮年平均值以瀏陽河大橋最高，為0.87mg/L。由圖3可知氨氮的平均值以上壩口最高，為0.676mg/L。COD年平均值以上壩口最高，達28.56mg/L。由圖4和圖5可知，氨氮、硝酸鹽、總磷以3月份最高，總氮和COD以11月份最高，溶解氧則9月份含量最高。

1.2 浮游生物

1.2.1 浮游植物的區(qū)系組成及特點

浮游藻類植物個體較小，在顯微鏡下觀察種類特征不容易分別，一般種類僅鑒定到屬。三次調查采樣長沙段藻類植物共計有6門，24屬。其中擁有種名最多的是硅藻門，共8個屬，占調查中藻類植物種類總數(shù)的33.33%；其次是綠藻門有7屬，占調查中藻類植物種類總數(shù)的29.17%；藍藻門4屬，占調查中藻類植物種類總數(shù)的16.67 %；其他三門較少（表3）。

浮游植物的平均密度為10,454個/L,浮游植物平均生物量為0.1513mg/L,由圖6可知，在9月份數(shù)量和生物量都為最高，分別為13,263個/L和0.18246mg/L。數(shù)量和生物量都是以硅藻門，藍藻門和綠藻門占優(yōu)勢。硅藻門、藍藻門、綠藻門的數(shù)量與生物量見表4。

1.2.2 浮游動物組成與特點

三次采樣共檢出浮游動物37種，其中節(jié)肢動物門有13種，占35.14%；原生動物和輪蟲各有12種，占32.43%。具體浮游動物種類名錄見表5。

表4 采樣點6、9、11月份主要浮游植物數(shù)量和生物量

表5 浮游動物群落的物種組成

三次采樣浮游動物數(shù)量平均為31.9個/L,平均生物量為0.1364mg/L,優(yōu)勢類群為橈足類、枝角類。其中原生動物的生物量為0.85×103mg/L，占總量的0.65%，輪蟲的生物量為0.0058mg/L，占總量的4.43%，枝角類的平均生物量為0.042mg/L，占總量的32.33%，枝角類的平均生物量為0.042mg/L，占總量的32.33%，橈足類生物量平均為0.081mg/L，占總量的62.61%。浮游動物三個月份生物量見圖2，可知浮游動物在9月份數(shù)量和生物量最高，分別為36個/L和0.1563mg/L。三次采樣浮游動物的數(shù)量和生物量見表4。

1.2.3 底棲動物動物組成與特點

三次采樣共檢出底棲動物4門15種，其中以環(huán)節(jié)動物門最多，有6種，占40%，節(jié)肢動物門次之有5種，占33.33%，軟體動物3種，占20%，線形動物最少只采到1種，占6.67%。具體底棲動物種類名錄見表7。由表8可知，環(huán)節(jié)動物和軟體動物的生物量最大，9月份生物量最大。

1.2.4 湘江綜合水利樞紐庫區(qū)水質生物評價

利用Beek生物指數(shù)是評價水體污染程度的指標，生物指數(shù)值在10以上為清潔水體；數(shù)值1～9表示為中等有機污染水體；數(shù)值為0，表示嚴重污染水體。

從河段5個斷面采集的底棲無脊椎動物定量樣本進行計算，6月份、9月份和11月份的Beek生物指數(shù)值見表9。由表9可見，河段底棲無脊椎動物中，5個斷面的生物Beek指數(shù)值在9～10之間，說明該河段水體5個斷面有輕微有機污染。瀏陽河斷面的有機污染最為嚴重，尤其是在11月份。

用香農(nóng)－韋弗物種多樣性指數(shù)，對定量采得的浮游動物豐富度進行生物多樣性指數(shù)計算。Shannon-wierer多樣性指數(shù)值()與水體受污染程度的關系為：=0～1屬重污染；=1～2屬中度污染；=2～3屬輕度污染；＞3屬清潔水體。經(jīng)統(tǒng)計，河段4個斷面的生物多樣性指數(shù)見表10。由表10可知，5個采樣斷面的生物多樣性指數(shù)值在1～3，說明該河段水質受到有機污染。其中以瀏陽河口生物多樣性指數(shù)值為最低，為中度有機污染，11月份污染最為嚴重。

1.3 結果分析

2019年3月、6月、9月和11月對湘江長沙綜合水利樞紐水域橘子洲頭、瀏陽河口、三汊磯大橋、蔡家壩水利樞紐壩前和壩后5個監(jiān)測斷面進行了水質、浮游動植物和底棲動物采樣，并對3月份、9月份和11月份的水質進行分析檢測，對6月份、9月份和11月份各斷面水生生物的區(qū)系組成及特點、種類密度及生物量變化進行分析，檢測結果表明3月份瀏陽河河口和水利樞紐的壩后水質氨氮超標，9月份瀏陽河口的氨氮和COD超標。11月份瀏陽河口的COD、氨氮、總氮都嚴重超標，上壩口的COD超標，三汊磯大橋的總氮超標，不符合漁業(yè)水質標準。

三次調查采樣藻類植物共計有6門，24屬.其中擁有種名最多的是硅藻門，共8個屬，占調查中藻類植物種類總數(shù)的33.33%，綠藻次之，隱藻和裸藻較少。數(shù)量和生物量都是以以硅藻門，藍藻門和綠藻門占優(yōu)勢。浮游動物共計37種，優(yōu)勢群體為橈足類和枝角類。底棲動物共計4門15種，其中以環(huán)節(jié)動物門最多，占40%，節(jié)肢動物門次之。環(huán)節(jié)動物和軟體動物的生物量最大。五個監(jiān)測斷面只有在橘子洲頭發(fā)現(xiàn)在清潔流水環(huán)境中的二翼蜉，二尾蜉，其他斷面均沒有發(fā)現(xiàn)，瀏陽河口水體中有大量的搖蚊幼蟲、水蚯蚓和其他少量軟體動物，說明該河段受到有機污染較重。從湘江各監(jiān)測斷面浮游生物量及種類組成來看沒有很明顯的變化，原因是采樣時間的季節(jié)性不明顯。浮游植物和浮游動物都在9月份生物量出現(xiàn)高峰，藻類優(yōu)勢種為舟形藻、直鏈硅藻和纖維藻、針形纖維藻。浮游動物優(yōu)勢種為冠砂殼蟲、長額象鼻溞和劍水蚤，數(shù)量和生物量最高，分別為36個/L和0.1563mg/L。浮游動物中輪蟲種類資源豐富，但其生物量較低，橈足類和枝角類的生物量較高。底棲動物數(shù)量和生物量則以環(huán)節(jié)動物占絕對優(yōu)勢。用Beek生物指數(shù)和用香農(nóng)—韋弗物種多樣性指數(shù)來評價湘江各斷面的水質，五個斷面都有輕微的有機污染，瀏陽河斷面受到的污染最為嚴重，尤其是11月份。

表6 五個采樣點浮游動物數(shù)量和生物量

表7 底棲動物物種組成

表8 五個采樣點底棲動物6月、9月、11月份平均生物量

表9 河段各斷面Beek生物指數(shù)值

表10 河段各斷面生物多樣性指數(shù)值

2 對策

湘江庫區(qū)水域生態(tài)環(huán)境監(jiān)測是貫徹落實科學發(fā)展觀、建立環(huán)境友好型社會必不可少的部分，維護好庫區(qū)水域生態(tài)環(huán)境可以促進湘江流域社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，保障人民群眾的切身利益與健康安全。通過湘江大壩庫區(qū)水域生態(tài)環(huán)境監(jiān)測項目一年的實施，初步確立庫區(qū)生物監(jiān)測的指示生物，分析了大型底棲動物與水質的關系，并開展了一次生物預警，為防止福壽螺和水葫蘆的大面積爆發(fā)起到了一定作用。

生態(tài)環(huán)境監(jiān)測是一項長期的工作，環(huán)境污染物的含量和其它環(huán)境條件改變的強度大小，是隨時間而變化的，生活于一定區(qū)域內的生物，能把一定時間內環(huán)境變化情況反映出來。只有通過長期監(jiān)測才可以提出合適的生態(tài)修復方案，進而系統(tǒng)性的進行生態(tài)環(huán)境綜合整治，還湘江流域青山綠水，更加彰顯長沙地區(qū)山、水、洲、城的特色，成為名符其實的、高質量的生態(tài)經(jīng)濟帶，具有巨大地經(jīng)濟和社會效益，其中魚類增殖放流可以為庫區(qū)漁民帶來至少百萬元收益。湘江長沙段水域水質監(jiān)測、水生生物資源監(jiān)測及保護、魚類增殖放流是貫徹落實科學發(fā)展觀、轉變經(jīng)濟發(fā)展模式和社會生活方式、提高發(fā)展質量的具體行動，是一項民心工程、民生工程、德政工程，還需要提供相關資金，以便繼續(xù)開展研究。