貴州安順虹山湖環(huán)境調(diào)查及蘆葦對湖內(nèi)生態(tài)環(huán)境影響探討

鮑淼 田衷琿 趙邈

（貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局一一二地質(zhì)大隊，貴州安順 561000）

1 引言

利用水生植物修復(fù)濕地生態(tài)環(huán)境，具有成本低、效率高、不產(chǎn)生二次污染、美化景觀等優(yōu)點(diǎn)，在濕地水體治理工程中得到廣泛應(yīng)用［1-3］。安順市虹山湖位于貴州省安順市中心城區(qū)北東面，總占地面積190.46 hm2，總庫容646 萬m3。安順的氣候宜人，冬無嚴(yán)寒，夏無酷暑，氣候溫和、涼爽、濕潤，空氣清新，陽光輻射低。虹山湖自然環(huán)境優(yōu)美，但人類活動對環(huán)境破壞嚴(yán)重，湖中水體出現(xiàn)富營養(yǎng)化現(xiàn)象，重金屬和農(nóng)藥等含量超標(biāo)，水質(zhì)污染嚴(yán)重。本文通過對虹山湖水庫內(nèi)的蘆葦資源現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)查以及蘆葦對生態(tài)環(huán)境的作用進(jìn)行分析，歸納蘆葦在虹山湖生態(tài)環(huán)境恢復(fù)中的作用，為打造虹山湖景區(qū)提供意見和建議。

2 虹山湖的生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)查

2.1 虹山湖水源補(bǔ)給區(qū)

在虹山湖水源補(bǔ)給區(qū)，居民的很多生活污水和生活垃圾未處理而直接往河道中排放，嚴(yán)重污染虹山湖上游的水源地環(huán)境，河面生活垃圾隨處可見，河水烏黑發(fā)臭，水質(zhì)嚴(yán)重污染，河面上隨處可見漂浮的死魚。河道長期未經(jīng)治理，兩側(cè)河堤垮塌，河流中淤泥堆積，沉水植物生長茂盛。壞死的大量沉水植物變質(zhì)腐爛后，嚴(yán)重污染水質(zhì)，見圖1。

圖1 水質(zhì)污染

2.2 虹山湖湖區(qū)

虹山湖因水源補(bǔ)給區(qū)污染嚴(yán)重，流入庫區(qū)嚴(yán)重受污染的水質(zhì)難以通過自身凈化恢復(fù)，虹山湖上游—中部—下游的水質(zhì)都非常差；加之虹山湖周邊的生活污水同樣未經(jīng)任何凈化處理便直接排放到湖中（見圖2），導(dǎo)致虹山湖自身凈化能力脆弱，水體質(zhì)量差。

圖2 排放入湖中的生活污水

2.3 虹山湖下游區(qū)

虹山湖下游大約有4.6 km 長的貫城河，為改善市區(qū)貫城河污染現(xiàn)狀，美化城區(qū)環(huán)境，安順市出巨資對貫城河進(jìn)行環(huán)境治理，預(yù)期通過治理改善河道污染問題。河道治理一共修筑攔河壩7 道，1—3 道攔河壩是自動化蓄水排水系統(tǒng)，4—7 道攔河壩是永久式攔河壩。通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在第一道攔河壩段，河水渾濁，河床底部堆積大量淤泥，當(dāng)天氣變化時，河床底部埋藏的淤泥產(chǎn)生的沼氣會帶動底部淤泥一起向河面上涌，見圖3。

圖3 第一道攔河壩河床底部淤泥上涌

另外，每到雨水季節(jié)，淤泥將被洪水帶到下游，嚴(yán)重污染下游環(huán)境；從第二道攔河壩到最后一道攔河壩，河水水質(zhì)逐漸變好，河道中水生植物和水生動物逐漸增多，河床底部未見淤泥堆積，見圖4。

圖4 第六道攔河壩水質(zhì)逐漸變好

虹山湖上游和湖區(qū)水質(zhì)污染嚴(yán)重，湖區(qū)內(nèi)大量的動植物群體難以生存，嚴(yán)重受污染的生態(tài)環(huán)境不但威脅安順市市民的健康生活，同時也威脅到下游廣大區(qū)域居民的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和健康生活。下游貫城河通過治理，河道污染得到改善，水生動植物也逐漸增多，水質(zhì)變好。遇到暴雨天氣，大量沉積在第一道攔河壩中的淤泥，會被暴雨攪動，隨河水一起帶到下游，威脅下游生態(tài)環(huán)境。

3 虹山湖水生植物現(xiàn)狀調(diào)查

為詳細(xì)了解虹山湖水生植物現(xiàn)狀，本文對虹山湖區(qū)內(nèi)的水生植物進(jìn)行了詳細(xì)的調(diào)查工作。經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，區(qū)內(nèi)水生植物分為5 類：挺水植物、浮葉植物、沉水植物、漂浮植物以及濕生植物。挺水植物有荷花、蘆葦、香蒲、水蔥、菖蒲、澤瀉、慈姑等。浮葉植物有睡蓮、萍蓬草、王蓮等。濕生植物有美人蕉、梭魚草、再力花、水生鳶尾、紅蓼、蒲草等。沉水植物有海菖蒲、苦草、金魚藻、穗花狐尾藻、黑藻等。漂浮植物有浮萍、紫背浮萍、鳳眼蓮、大薸等。區(qū)內(nèi)共有蘆葦123 m2、荷花156.72 m2、香蒲43.16 m2、水蔥14.23 m2、菖蒲64.23 m2、澤瀉89.24 m2、慈姑14.23 m2、美人蕉32.14 m2、梭魚草56.81 m2、再力花117.92 m2、水生鳶尾156.73 m2?？傮w而言，水生高桿植物種類較多，但數(shù)量不足。這些水生植物僅在湖岸邊緣稀疏種植，覆蓋率遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到湖區(qū)生態(tài)環(huán)境自我恢復(fù)的能力要求。

4 蘆葦?shù)纳鷳B(tài)環(huán)境恢復(fù)功能

蘆葦莖稈直立，植株高大，具有橫走的根狀莖，交錯形成網(wǎng)狀。蘆葦以根狀莖繁殖為主，其根狀莖具有很強(qiáng)的生命力，能長時間埋在地下，一旦條件適宜，仍可發(fā)育成新枝。蘆葦對水分的適應(yīng)幅度很寬，從土壤濕潤到長年積水，從水深幾厘米至1 m 以上，都能形成蘆葦群落。在水深20～50 cm，流速緩慢的河、湖，可形成高大的禾草群落，素有“禾草森林”之稱，對濕地生態(tài)環(huán)境修復(fù)具有非常重要的作用。

4.1 改良土壤

蘆葦在生長過程中，能從鹽堿地中吸收大量的含鹽類物質(zhì)而迅速生長，之后大量的枝、葉脫落到根部腐爛，形成豐富的有機(jī)物質(zhì)。吳林川、孫嬰嬰等人［4］研究結(jié)果表明，經(jīng)過7 年的蘆葦種植改良，土壤中Ca2＋，Mg2＋，Cl－，SO42－，HCO3－，CO32－6 種鹽分離子的含量均顯著降低60%以上；單生長季內(nèi)隨著蘆葦?shù)纳L，土壤黏粒含量有向下運(yùn)移的趨勢，表層土壤（0～20 cm）黏粒含量少量減少，底層土壤（40～60 cm）黏粒含量少量提高；同時表層土壤pH 值和電導(dǎo)率顯著下降，中層變化不顯著，下層則略有升高；蘆葦種植的鹽漬地表層土壤有機(jī)質(zhì)含量顯著高于中層和底層，且單生長季內(nèi)表層土壤有機(jī)質(zhì)含量隨蘆葦?shù)纳L含量提高顯著。

4.2 吸收水體中的有害污染物質(zhì)

蘆葦對酸性污水有降解能力，100 g 鮮蘆葦可在24 h 內(nèi)將8 mg 的酸代謝分解為CO2。同時蘆葦還具有較強(qiáng)的抗污染能力，對含酚、油、氰、硫化物的工業(yè)污水有較強(qiáng)的耐受力，能在含堿性的造紙廢液中生長發(fā)育良好。據(jù)王超等人［5］研究，有蘆葦區(qū)河段的氨氮削減量是無蘆葦河段的2 倍左右，蘆葦生長旺盛時，吸附氨氮能力強(qiáng)，蘆葦生長枯萎期，吸附氨氮的能力弱；污染物質(zhì)濃度越高，蘆葦吸附氨氮量越大，濃度越低，蘆葦吸附氨氮量越小。劉存歧等人［6］對蘆葦各構(gòu)件的生物量和氮、磷含量研究表明，各構(gòu)件生物量隨時間的推移而逐漸增加，葉片生物量的最大值出現(xiàn)在6 月，根狀莖生物量的最大值則出現(xiàn)在8月，葉鞘、地上莖和地上部分生物量的最大值出現(xiàn)在10 月；地上各部分氮、磷含量的最大值均出現(xiàn)在4月的生長初期，其后隨時間的推移而逐漸降低，最小值出現(xiàn)的時間各不相同，根狀莖氮、磷含量的最大值分別出現(xiàn)在8 月和4 月；各部分氮、磷儲量與生物量間存在顯著的相關(guān)性。

4.3 凈化水質(zhì)

據(jù)耿琦鵬等人［7］研究，蘆葦根系是除基質(zhì)外影響污水凈化的主要因素，它增加了基質(zhì)表面的水流通道，并溝通基質(zhì)上下層，使污水流動迅速，出水暢快。另外，蘆葦根系具有吸收、轉(zhuǎn)化污染物的顯著功能，它的根系周圍的富氧環(huán)境對好氧微生物活動具有促進(jìn)作用，這種生物效應(yīng)使其凈化效果得到了很大的提高。蘆葦有強(qiáng)大的地下根莖系和密集的地上植株，這是一般農(nóng)作物和水生、濕生植物無法相比的，蘆葦是天然的、功能較強(qiáng)的過濾器，對水質(zhì)凈化、減少環(huán)境污染、增強(qiáng)濕地生態(tài)功能有著重要作用。

4.4 調(diào)節(jié)氣候，改善空氣質(zhì)量

蘆葦濕地的熱容量大，導(dǎo)熱性差，使蘆葦濕地地區(qū)的氣候變幅小。另外，蘆葦濕地積水面積大，特殊地?zé)釋W(xué)性質(zhì)使蘆葦濕地源源不斷地為大氣提供水分，增加大氣濕度。蘆葦蒸騰系數(shù)為637～826，也就是生產(chǎn)1 t 蘆葦要向空氣中蒸騰700 t 左右的水分，大量的水蒸氣散發(fā)起到了增加空氣濕度、降低地表溫度、調(diào)節(jié)區(qū)域小氣候的作用。資料顯示，濕地儲存有陸地上35%的碳，當(dāng)濕地喪失或退化后，二氧化碳和其他溫室氣體便大量釋放到大氣層。保護(hù)濕地是維持現(xiàn)有碳儲存庫、防止二氧化碳和其他溫室氣體排放的最可行辦法，建造人工蘆葦濕地系統(tǒng)是減少溫室氣體排放的重要措施。

4.5 防止水土流失

蘆葦有強(qiáng)大的地下根莖系統(tǒng)和密集的地上植株，地下與地上生物量之比接近1∶1。在溝渠堤壩、沼澤兩岸栽植蘆葦，可有效起到護(hù)堤護(hù)坡作用和防止水土流失作用，特別是山區(qū)河邊生長的蘆葦，對保持山區(qū)有限的土地資源有著重要作用。

4.6 維持生物多樣性

蘆葦濕地內(nèi)溝渠相連，魚類資源豐富，如鯉魚、鯽魚、鏈魚、梭魚等。蘆葦濕地內(nèi)的多種生物組成了復(fù)雜的食物鏈，在水中生長的水生植物和各種魚、蝦、蟹等動物以及微生物，為鳥類、魚類提供了良好的生存空間，對物種的保存和保護(hù)物種多樣性發(fā)揮著重要作用。

4.7 調(diào)節(jié)流量，控制洪澇

蘆葦濕地是一個巨大的蓄水庫，可以在暴雨和河流漲水期儲存過量的降水，均勻地把徑流放出，減弱洪水對下游的危害。蘆葦具有深厚的葦根層，自然降水大多積于沼澤葦根層中，據(jù)測算，葦根層可含蓄相當(dāng)于它自身質(zhì)量8 倍的水，故沼澤葦塘被稱為“大型天然水庫”。因此，保護(hù)蘆葦濕地就是保護(hù)天然儲水系統(tǒng)。由于降雨的季節(jié)分配和年度分配不均勻，通過蘆葦濕地的調(diào)節(jié)，儲存來自降雨、河流過多的水量，從而避免發(fā)生洪澇災(zāi)害，保證工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有穩(wěn)定的水源供給。

4.8 防風(fēng)固沙，保持水土

蘆葦濕地內(nèi)生長有大量的蘆葦，可以抵御海浪、風(fēng)暴的沖擊，防止對海岸的侵蝕，同時蘆葦?shù)母悼梢怨潭ā⒎€(wěn)定堤岸和海岸，保護(hù)沿海農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。蘆葦濕地地勢低平，蘆葦?shù)纳a(chǎn)和有機(jī)殘體又有阻滯水流，從而降低流速，減少流水?dāng)y沙能力，使泥沙沉積，增加土層厚度和土壤養(yǎng)分含量，促進(jìn)蘆葦?shù)纳L發(fā)育，減弱流水侵蝕的作用。同時，蘆葦濕地可有效防止風(fēng)害，經(jīng)測算，在光板地面風(fēng)速為2.97 m/s，而蘆葦濕地地面風(fēng)速為0.11 m/s；光板地面蒸發(fā)量為1.05 mm/h，蘆葦濕地地面蒸發(fā)量為0.2 mm/h。

5 蘆葦對虹山湖生態(tài)環(huán)境修復(fù)作用探討

虹山湖在建設(shè)過程中，湖區(qū)內(nèi)地表鋪植了大量的外運(yùn)土壤，且大量深部的土壤被翻到地表，導(dǎo)致湖區(qū)內(nèi)地表土質(zhì)質(zhì)量較差。在湖區(qū)上游補(bǔ)給區(qū)及湖區(qū)內(nèi)湖岸淺水區(qū)種植大量高桿水生植物蘆葦，可以有效地改善湖區(qū)內(nèi)的土壤。同時，可以有效地吸收湖區(qū)內(nèi)水體中的污染物質(zhì)，凈化湖區(qū)內(nèi)的水質(zhì)，確保湖區(qū)內(nèi)水生動植物的生長和湖區(qū)下游居民的用水安全；可以有效地調(diào)節(jié)安順市的氣候，改善空氣質(zhì)量，確保湖區(qū)下游居民的呼吸健康。

虹山湖上游及湖區(qū)因農(nóng)民耕種以及湖區(qū)建設(shè)，造成大量的地表植被被破壞，巖石及土壤裸露地表，遇到暴雨天氣，大量的泥沙會被暴雨沖刷帶入湖中，隨著河水流入下游，造成大量的水土流失。在湖區(qū)上游補(bǔ)給區(qū)及湖區(qū)內(nèi)湖岸淺水區(qū)種植大量高桿水生植物蘆葦，可以有效地防止湖區(qū)上游水土流失，確保土地肥力，保障農(nóng)作物的生產(chǎn)豐收。同時，可以有效地保障湖區(qū)物種多樣性以及調(diào)節(jié)湖區(qū)流量，控制湖區(qū)洪澇災(zāi)害的發(fā)生，保障下游居民的生命安全不受威脅。