基于硅藻和摇蚊的东鱼河及入湖河口区水环境质量研究

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位于山东省西南部的东鱼河是南四湖入湖河流水量监控的国家级站点之一,其水环境状况对南四湖水质及南水北调输水安全具有重要影响。为探讨东鱼河及入湖河口区水质状况,为东鱼河及入湖河口区水环境生态修复和治理提供科学依据。本文利用课题组2013年5月采集的东鱼河及入湖河口区水样和底泥样品,分析了摇蚊及硅藻群落特征和水环境质量状况。根据影响摇蚊及硅藻群落结构特征的显著水环境因子,对比分析了硅藻和摇蚊所反映的水环境状况及水质评价结果,评判了两者存在的差异和原因。主要研究结果如下:(1)改进型内梅罗污染指数分析显示,东鱼河及入湖河口区域水质整体处于Ⅲ~Ⅴ类水体,水环境质量状况较差,主要超标的理化因子为NH4+-N、TP、Hg。入湖河口处的水质污染状况最为严重,属于Ⅴ类水体,为治理的重点水域。东鱼河中上游及入湖河口区的东北水质状况较好,达到Ⅲ类水体水质要求;其余约有67%的水体属于Ⅳ类水体,Ⅳ~Ⅴ类水体约占总流域的80%。研究区水质污染原因是由于东鱼河中游及中下游沿岸为农业耕作区,农药中的N、P经地下水下渗进入河水中是造成东鱼河中游及中下游水环境污染的主要环境因子,与此同时沿岸生产生活废水的排放是另一主要原因;入湖河口区处于东鱼河与南四湖的连接处,水体受河流及湖泊的双重影响,并与京杭运河相连以及渔船停靠等,水环境受人类活动影响较严重。(2)东鱼河及入湖河口区15个采样点共采集2101个摇蚊幼虫头壳,分别隶属于3亚科20属,共30种。研究区底泥摇蚊亚化石头壳主要由Chironomus plumosus-type、Dicrotendipes nervosus-type、Glyptotendipes pallens-type、Tanytarsus mendax-type、Cricotopus sylvestris-type、Propsilocerus akamusi-type组成,含量共占所有摇蚊亚化石属种的74.89%。其中Chironomus plumosus-type、Glyptotendipes pallens-type和Cricotopus sylvestris-type是研究区的优势种,占全流域的49.93%,几乎全流域分布。采样点N-4并未发现摇蚊属种。生物学评价结果显示研究区整体属于“轻污染-中污染”等级。RDA结果显示NH4+-N是影响摇蚊组成与分布的显著因子,所解释的摇蚊变率为45.5%。(3)硅藻属种主要以附生底栖硅藻为主,主要优势属种为Cyclotella meneghiniana、Fragilaria fasciculata、Fragilaria ulna、Amphora libyca、Cocconeis placentula,共占总流域的63.36%。基于硅藻的生物学评价指数的水质评价结果表明,研究区水体整体处于轻污染-中污染状态。由于入湖河口区是东鱼河与南四湖的连接处,与京杭运河相连,河流扰动较大,使得底泥中的硅藻难以被完整的保留下来,导致这一区域硅藻种类及属种较东鱼河流域少。RDA结果显示,所有水环境因子中只有NH4+-N和DO达到了显著水平,分别解释了29.9%、16.4%的硅藻变率,表明研究区水体主要受营养盐的影响较大。约有60%的水体水环境质量较差属于Ⅳ类水质状况,主要位于东鱼河中游、中下游及入湖河口区部分水域;东鱼河上游及入湖河口区采样点N-4附近水域水质状况较好,达到Ⅲ类水体的水质要求;东鱼河与邵阳湖连接处水质状况最差,达到Ⅴ类水质状况。(4)基于摇蚊与硅藻的生物指数的水质评价结果皆显示研究区水质整体处于轻污染-中污染状态。表明硅藻、摇蚊都是敏感反映水质状况的水生生物。就东鱼河而言,摇蚊群落指示水质差的区域与硅藻所反映的区域存在一定的差异,硅藻较摇蚊更能敏感响应水质状况变化。
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