鄱陽湖濕地沉水植物群落與水體、底泥營養(yǎng)化及重金屬污染的關(guān)系.pdf

1、隨著各種營養(yǎng)鹽與重金屬等污染物質(zhì)不斷排入鄱陽湖，以及人類活動干擾的增強(qiáng)，鄱陽湖的水生生態(tài)系統(tǒng)及沉水植物群落已受到嚴(yán)重影響。課題選擇鄱陽湖的南磯山、吳城、鄱陽縣白沙洲與龍口、都昌縣周溪與西源等典型湖濱濕地作為研究區(qū)，分別于2013年秋季及2014年春季等兩個不同季節(jié)調(diào)查沉水植物群落并采集水體與底泥樣品，測定分析各樣點水體與底泥中氮、磷等營養(yǎng)鹽以及重金屬銅（Cu）、鉛（Pb）、鎘（Cd）等污染物的含量。以此為基礎(chǔ)對鄱陽湖沉水植物的種類分布、

2、植物群落與生物多樣性進(jìn)行研究；采用水質(zhì)富營養(yǎng)化評價方法與TSIM回歸模型對鄱陽湖水體進(jìn)行評價；運用地累積指數(shù)法和潛在生態(tài)危害指數(shù)法對底泥重金屬的污染現(xiàn)狀進(jìn)行評價；通過相關(guān)性分析和除趨勢典范對應(yīng)分析，尋找影響沉水植物群落的主要環(huán)境因子。論文得到國家自然科學(xué)基金（D41161035）：“鄱陽湖典型濕地沉水植物群落結(jié)構(gòu)及其水環(huán)境因子定量研究”的支持與資助。主要研究結(jié)果如下：
　　（1）兩個不同季節(jié)在研究區(qū)共發(fā)現(xiàn)沉水植物15種隸屬于9科1

3、1屬。其中，2014年春季共發(fā)現(xiàn)沉水植物11種，隸屬于7科9屬，其中輪藻(Chara vulgaris)為大型沉水藻類，其余種類皆為水生維管束植物。研究區(qū)分布較為廣泛的物種為苦草(Valliisneria spiralis)和黑藻(Hydrilla vertivilla)，而輪藻和大茨藻(Najas marina)是分布相對較少的物種。共發(fā)現(xiàn)12種沉水植物群叢類型，其中以苦草群叢與苦草+黑藻群叢居多?？嗖菔歉鱾€湖泊的優(yōu)勢植物，不同濕地優(yōu)

4、勢物種及組成均有所不同。南磯山濕地白沙湖與常湖的沉水植物物種多樣性較豐富，且分布較均勻。都昌與鄱陽白沙洲的物種多樣性不高，且分布不均勻。兩個不同季節(jié)中，南磯山濕地的白沙湖、常湖、三泥灣等各湖泊的物種組成比較穩(wěn)定，優(yōu)勢植物都為苦草、黑藻和小茨藻，其群叢類型有所不同；白沙湖與常湖生物多樣性指數(shù)變化不大，而三泥灣由于春季植物種群減少和分布不均勻，導(dǎo)致其生物多樣性減少。
　　（2）研究區(qū)水質(zhì)良好，水質(zhì)狀況排序為：白沙洲、吳城>南磯山>都昌

5、>龍口，前3個研究區(qū)水體的總氮（TN）、總磷（TP）、化學(xué)需氧量（COD）基本達(dá)到地表水環(huán)境質(zhì)量Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)，龍口的水質(zhì)最差，超出Ⅴ類水的標(biāo)準(zhǔn)。水體富營養(yǎng)化的兩種評價方法結(jié)果都顯示各樣地的水體呈富營養(yǎng)狀態(tài)。綜合分析底泥中的全氮（TN）、全磷（TP）和有機(jī)碳(OC)含量，南磯山的常湖與三泥灣的營養(yǎng)鹽含量均較高，都昌和鄱陽縣龍口的營養(yǎng)物質(zhì)含量都比較低，各樣地底泥的有機(jī)質(zhì)主要來源于高等植物，底泥有機(jī)質(zhì)是其氮的主要來源。兩個不同季節(jié)調(diào)查結(jié)果顯示南

6、磯山水體均達(dá)到Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)，且秋季水體呈中營養(yǎng)狀態(tài)，春季為富營養(yǎng)。兩季中南磯山水體營養(yǎng)物質(zhì)有顯著性差異，而底泥無顯著性差異。
　?。?）各樣點水體中（除都昌縣周溪濕地Pb含量外），3種重金屬含量均未超過地表水環(huán)境質(zhì)量Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)限值，且3種重金屬含量的大小為：ρ（Cu）>ρ（Pb）>ρ（Cd），鄱陽縣龍口湖濱區(qū)的3種重金屬含量相對較高，而白沙洲的較低。水體和底泥Cu、Cd含量最大值均出現(xiàn)在龍口，Pb最大值出現(xiàn)在周溪。南磯山兩季水體與底泥

7、中的重金屬Cu、Pb含量差異性顯著，Cd含量變化不大。地累積指數(shù)和潛在生態(tài)危害指數(shù)兩種評價方法的評價結(jié)果均表明龍口底泥重金屬的污染程度為中度，是研究區(qū)重金屬污染最嚴(yán)重的區(qū)域，其余區(qū)域的污染程度均為中度以下。潛在生態(tài)風(fēng)險指數(shù)結(jié)果顯示，南磯山兩季底泥的重金屬污染為輕度污染。
　?。?）Pearson相關(guān)性分析結(jié)果表明，水體透明度、水深、水體總氮含量與沉水植物的鮮重呈顯著負(fù)相關(guān)；水深與沉水植物物種多樣性呈極顯著負(fù)相關(guān)，且水體總氮、總磷、

8、Cu、Pb含量和底泥有機(jī)碳、全氮等均有顯著相關(guān)性。通過對沉水植物群落樣點與環(huán)境因子的除趨勢典范對應(yīng)分析（DCCA），結(jié)果表明，排序軸1主要反映水體透明度和水深，排序軸2主要反映水體Cu含量。綜上分析，影響春季鄱陽湖沉水植物群落的主要環(huán)境因子為水深與水體透明，其它影響較顯著的環(huán)境因子還包括水體營養(yǎng)物質(zhì)以及Cu含量。在不同季節(jié)，影響南磯山濕地沉水植物群落的主要環(huán)境因子有所不同，2013年秋季沉水植物多樣性與環(huán)境因子間無顯著相關(guān)性，而2014

9、年春季沉水植物多樣性與水深、水體透明度均呈顯著負(fù)相關(guān)。
　　綜合研究表明，鄱陽湖的水質(zhì)總體良好，基本達(dá)到地表水環(huán)境質(zhì)量Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)，底泥重金屬污染除鄱陽縣龍口為中度污染外，其余區(qū)域底泥為較輕度污染。影響沉水植物群落的關(guān)鍵環(huán)境因子為水深和水體透明度，大多數(shù)沉水植物群落分布在水位較淺、水質(zhì)較好的區(qū)域。南磯山濕地水位淺、水質(zhì)良好，沉水植物種類多，且生物多樣性豐富；而都昌水位高，水質(zhì)較差，其生物多樣性最低。對比分析南磯山濕地春、秋兩季的水土