向海濕地水體水質(zhì)生長季動態(tài)變化研究

馬寒星 李明嶸 金晶 劉吉平

摘 要：對吉林向海國家級自然保護(hù)區(qū)內(nèi)的濕地水質(zhì)進(jìn)行調(diào)查，并采用單項(xiàng)指標(biāo)評價(jià)法進(jìn)行評價(jià)。結(jié)果表明：5—9月保護(hù)區(qū)內(nèi)水體均呈堿性或弱堿性，pH值介于8.03～9.91，平均值為8.73;5—9月溶解氧含量在3.58～9.37mg·L-1，呈逐漸降低的趨勢;5—9月葉綠素a含量在4.98～21.03μg·L-1;各采樣點(diǎn)最小濁度為0.433NTU，最大濁度為226.20NTU，平均值為74.92NTU，除B區(qū)為先增加后降低趨勢外，其余均呈逐漸增加趨勢;5—9月TDS呈逐漸增加的趨勢，平均值為0.66mg·L-1，屬淡水水質(zhì)。

關(guān)鍵詞：水質(zhì);向海濕地;濕地價(jià)值

中圖分類號：S181

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20201115035

收稿日期：2020-10-18

基金項(xiàng)目：吉林省科技廳項(xiàng)目（項(xiàng)目編號：2018010101085JC）

作者簡介：馬寒星（1994-），男，碩士。研究方向：濕地生態(tài)學(xué)。

濕地是地球表層獨(dú)特而重要的生態(tài)系統(tǒng)[1]，在調(diào)節(jié)氣候、調(diào)蓄洪水、凈化水質(zhì)維持生物多樣性等方面發(fā)揮著重要作用[2]。濕地水環(huán)境是濕地核心環(huán)境要素之一，對濕地的形成和演化起到了主導(dǎo)作用[3]，濕地水質(zhì)的變化直接影響濕地系統(tǒng)生態(tài)環(huán)境的質(zhì)量。因此，濕地水環(huán)境的保護(hù)對于維持濕地生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)健康和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義[4]。

向海國家級自然保護(hù)區(qū)位于松嫩平原的西部，是內(nèi)陸鹽沼濕地集中分布區(qū)[5]，具有典型的環(huán)境敏感性和脆弱性，受氣候變化和人類活動的影響，其水環(huán)境受到一定程度影響與破壞[6]。水質(zhì)現(xiàn)狀與富營養(yǎng)化狀況分析是掌握濕地水環(huán)境狀況和進(jìn)行水質(zhì)管理的基礎(chǔ)[7，8]。為此，對向海濕地的水質(zhì)現(xiàn)狀進(jìn)行研究與分析，旨在為向海濕地的污染治理和管理、水體修復(fù)及生態(tài)可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。

1?研究區(qū)和數(shù)據(jù)來源

1.1?研究區(qū)概況

向海國家級自然保護(hù)區(qū)地處松嫩平原西緣，北鄰吉林省洮向市，西接內(nèi)蒙古科爾沁自然保護(hù)區(qū)，總面積105467hm2，以地表水和大氣降水共同補(bǔ)給，屬內(nèi)陸濕地和水域生態(tài)系統(tǒng)類型區(qū)。大氣降水是向海濕地水分主要來源之一。向海自然保護(hù)區(qū)內(nèi)有霍林河和額木特河，均為嫩江支流，由于蒸發(fā)滲漏，在區(qū)內(nèi)無固定河道，只有在雨季水量豐富，形成季節(jié)性河流。本區(qū)內(nèi)南部有霍林河貫穿東西，中部有額木特河形成的草原沼澤，北部有洮兒河引水灌溉，3大水系在向海區(qū)域內(nèi)形成大都泡、付老文泡等22個(gè)大型沼泡。

1.2?樣品的采集和處理

分別在2018年5月、7月和9月中旬對向海濕地的興隆水庫（A）、向海一場（B）、堿地泡（C）、付老文泡（D）4個(gè)樣地共12個(gè)取樣點(diǎn)進(jìn)行取樣，并使用各樣地取樣點(diǎn)指標(biāo)的平均值進(jìn)行分析。每次取樣均在7d內(nèi)無極端天氣（如大規(guī)模降雨和沙塵暴等）的情況下進(jìn)行，并且采集區(qū)域無突發(fā)性污染事件，以避免高污染負(fù)荷沖擊對監(jiān)測帶來影響。采樣時(shí)間為8∶00—12∶00，現(xiàn)場使用便攜式多參數(shù)水質(zhì)分析儀對水溫、溶解氧、電導(dǎo)率、鹽度、溶解性總固體、pH、氧化還原電位進(jìn)行檢測，透明度采用塞氏盤法測定。

1.3?水質(zhì)分析標(biāo)準(zhǔn)和方法

水質(zhì)現(xiàn)狀分析以水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果為依據(jù);水質(zhì)評價(jià)參照國家頒布的地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行;富營養(yǎng)化評價(jià)采用綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)TSI（chla）法進(jìn)行評價(jià)。部分?jǐn)?shù)據(jù)來源于2018年吉林省水資源公報(bào)、吉林省2018年環(huán)境狀況公報(bào)、2018年吉林省統(tǒng)計(jì)年鑒。

2?結(jié)果與分析

2.1?pH值動態(tài)變化

5—9月向海濕地各樣地pH值在8.03～9.42（圖1），表明該區(qū)水質(zhì)總體呈弱堿性或堿性，水質(zhì)滿足地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。從圖1可以看出，5—9月4個(gè)樣地pH值呈先減少后增加的趨勢，以7月最低，A區(qū)9月最高，B，C，D區(qū)均為5月最高。從地區(qū)上看，D區(qū)pH平均值為9.45，明顯高于其它地區(qū)，C區(qū)的pH平均值為8.13，低于其它地區(qū)。主要是因?yàn)樵搮^(qū)域降水主要集中在7、8月份，水量增加降低了水體的pH值。水體偏堿性或弱堿性，這主要是由水體的化學(xué)特性決定的，沼澤區(qū)的礦化度低，造成研究區(qū)水質(zhì)呈堿性或弱堿性反映[11]。

2.2?溶解氧動態(tài)變化

向海濕地4個(gè)樣地的溶解氧含量從5—9月逐漸降低，由8.62mg·L-1下降到4.26mg·L-1，下降較為明顯。從空間分布上看，溶解氧5—9月平均含量以B區(qū)最高為7.21mg·L-1，D區(qū)最低為5.36mg·L-1，水庫地區(qū)高于水泡地區(qū)。主要是由于5—6月向海地區(qū)溫度升高植物剛進(jìn)入生長季，光合作用微弱，水生植物生長所消耗的溶解氧遠(yuǎn)大于光合作用產(chǎn)生的溶解氧[12]。同時(shí)，由于無機(jī)養(yǎng)分的消耗和動物數(shù)量的增長（如各種水禽、魚類），動物的排泄物和遺體分解會促進(jìn)有氧型細(xì)菌消耗氧氣量的增加[13]。故5—9月水體中的溶解氧濃度逐漸漸低。預(yù)計(jì)9月開始，隨著水生植物生長成熟，光合作用產(chǎn)生的氧氣會大于植物生長消耗的氧氣[14]，加之動物遷徙，水體中的溶解氧含量會有所增加。

2.3?葉綠素a動態(tài)變化

向海濕地水體中葉綠素含量的時(shí)空變化明顯。5—9月A區(qū)、C區(qū)、D區(qū)的葉綠素含量均在增長。但是B區(qū)的葉綠素含量5—7月增長，9月則發(fā)生了明顯的下降。這主要是由于經(jīng)過一個(gè)夏季的生長期，水生植物生長，藻類繁殖增強(qiáng)，數(shù)量增加，葉綠素的含量有所增加。B區(qū)的葉綠素含量先增長后下降，B區(qū)水庫在雨季到來時(shí)進(jìn)行了蓄水工作，7月后水庫蓄水水量增加的量大于葉綠素增加的量，因此單位容量葉綠素的含量有所降低。從空間分布上看，葉綠素a5—9月平均含量以B區(qū)最高為7.21mg·L-1，D區(qū)最低為5.36mg·L-1。

通過連續(xù)測定向海濕地2018年5—9月的葉綠素a含量，用營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)公式計(jì)算得出，監(jiān)測期間向海濕地各點(diǎn)位TSI（chla）值均大于53，由此可以看出向海濕地水質(zhì)處于富營養(yǎng)化狀態(tài)。

2.4?濁度動態(tài)變化

濁度是指水中的懸浮物體對透過光線的遮擋程度。水中的懸浮物包括水體微生物、泥沙、無機(jī)物等。因此濁度是衡量水質(zhì)的重要指標(biāo)。向海濕地各監(jiān)測點(diǎn)附近水體的濁度如圖5所示。從圖5可以看出，A區(qū)、C區(qū)、D區(qū)的濁度在5—9月均在提高，B區(qū)的濁度5—7月升高，7—9月則發(fā)生明顯下降，與葉綠素a的變化趨勢一致。這主要是因?yàn)楸O(jiān)測點(diǎn)附近土地鹽漬化較為嚴(yán)重，土質(zhì)較為松散，隨著雨季到來，雨水將大量松散土壤帶入水體當(dāng)中，造成濁度增大;此外，當(dāng)?shù)卣缔r(nóng)耕時(shí)節(jié)，農(nóng)藥化肥殘留通過徑流進(jìn)入水體也是造成水體渾濁的原因之一;一些生活設(shè)施，其造成的生活污水，如排泄物和洗滌污水等，也有可能流入水體，造成渾濁;B區(qū)水庫在雨季進(jìn)行蓄水工作，水庫水量增加量大于懸浮物增加量，造成水體濁度下降。

2.5?總?cè)芙夤腆w（TDS）動態(tài)變化

總?cè)芙夤腆w（TDS）是指1L水中存在的可溶解性的固體的總量，單位為mg·L-1。通常來講，單位容積內(nèi)的TDS數(shù)值越高，說明水中的溶解物質(zhì)越多，因此TDS也是衡量水體質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。如圖6所示，為5—9月份向海濕地監(jiān)測點(diǎn)附近的水體TDS含量和變化情況，向海濕地水體5—9月TDS介于0.04～2.02mg·L-1，平均值為0.66mg·L-1。總體來講，向海濕地監(jiān)測點(diǎn)附近水體水質(zhì)TDS符合國家標(biāo)準(zhǔn)，屬于淡水水質(zhì)，5—9月TDS呈逐漸增加的趨勢，從5月的0.36mg·L-1增加到9月的0.89mg·L-1。其中，C區(qū)的TDS月均值最小，這是因?yàn)镃區(qū)附近土地鹽堿化程度相對附近其它地區(qū)較低，水體及周邊生長著大量蘆葦、香蒲，磷酸鹽等有機(jī)物作為植物的營養(yǎng)物質(zhì)被大量吸收[15];同時(shí)土壤破壞程度輕，持水能力較強(qiáng)，水體和周邊的交換作用較弱，可溶解固體的來源較少。D區(qū)水體流速較慢且比較封閉，周邊土地鹽漬化較為嚴(yán)重，可溶物質(zhì)隨地下水流入泡中，夏季候鳥大量在此停留，魚類繁殖，動物的糞便和遺體等大量進(jìn)入水體，因此在5—9月D區(qū)水體TDS值相比其它地區(qū)增長較為迅速。

3?結(jié)論

通過對向海濕地保護(hù)區(qū)水體進(jìn)行單因素指數(shù)評價(jià)，向海地區(qū)水質(zhì)呈堿性或弱堿性，且有繼續(xù)堿化的可能。5—9月保護(hù)區(qū)內(nèi)水體均呈堿性或弱堿性，pH值介于8.03～9.91，平均值為8.73。5—9月溶解氧含量在3.58～9.37mg·L-1，呈逐漸降低的趨勢;5—9月葉綠素a含量在4.98～21.03μg·L-1;各監(jiān)測點(diǎn)最小濁度為0.433NTU，最大濁度為226.20NTU，平均值為74.92NTU，除B區(qū)為先增加后降低趨勢外，其余均呈逐漸增加趨勢;5—9月TDS呈逐漸增加的趨勢，平均值為0.66mg·L-1，屬淡水水質(zhì)。

本研究只是對向海濕地水體水質(zhì)狀況的初步研究，采樣點(diǎn)并未完全覆蓋向海濕地保護(hù)區(qū)的所有水體，因此向海濕地水體水質(zhì)狀況還有待進(jìn)一步深入研究。

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（責(zé)任編輯?李媛媛）