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水体富营养化是全球淡水生态系统面临的主要环境问题之一,其主要原因是不断增强的人类活动所带来的污水排放。河流是外源污染物进入湖泊水体的主要通道,而河口湿地是氮磷污染物截留和原位转化的主要场所,因此,运行健康的河口湿地对治理湖泊富营养化具有十分重要的意义。本文调查了两种类型(自然发育型、人为干扰型)河口湿地的生态环境状况;以保存较好的自然河口湿地(溧阳市大溪水库上游洙漕河河口湿地)为理论参照湿地,通过筛选评价因子并赋予恰当的权重,定量地评估巢湖主要入湖河口湿地的现状;探讨自然发育河口湿地不同植物群落形成的微环境对水体氮、磷污染物的截留效应;分析研究受损河口湿地修复及效果。主要研究结果如下:
(1)确定了以大溪水库上游洙漕河河口湿地为理论参考湿地,并结合安徽统计年鉴的相关信息及巢湖现状,建立了一套适合巢湖河口湿地的评价指标体系,运用层次分析法确定各指标权重,最后用综合指数法确定各指标得分总和。
(2)作为理论参考湿地的自然发育的洙漕河河口湿地水体理化性质季节分异特征明显。水体氮磷浓度在夏季最高,冬、春季最低,无机氮中以铵态氮为主,磷主要以有机磷的形式存在。沉积物中有机物、总氮和总磷在春季含量最高,夏季最低。浮游植物、浮游动物、底栖动物的数量和生物量顺着河口入湖的方向总体上呈现增加的趋势;不同植物群落形成的微生境对水体氮污染物的截留效应差异明显。首先,从沉积物对水体中氮吸附滞留的结果来看:水蓼>香蒲>芦苇>灯心草,其中主要以去除水中铵态氮为主。其次,从植物体吸收固定氮效率来看,灯心草效率最高,香蒲最低。植物富集磷的效率依次为水蓼>香蒲>灯心草>芦苇,其中主要以OP和Fe/Al-P为主。植物群落富集的磷主要积聚在根际土壤中,且主要集中在表层。
(3)巢湖主要入湖河口水质状况分异现象明显。聚类分析结果显示南淝河、十五里河和派河水质污染程度最为严重,CODMn、叶绿素a的污染负荷明显偏高,以有机污染为主;兆河、白石天河和杭埠河污染负荷居中,以磷污染为主;炯炀河、集水河、柘皋河和双桥河水质相对较好,各种污染物分布较为均衡,含量低。河口沉积物性质差异不明显。受水体中氮磷浓度影响,南淝河、十五里河和派河浮游植物生物量较高,水体浮游植物以绿藻、蓝藻和硅藻为主,浮游动物小型化明显,以枝角类和桡足类为优势种。生物多样性指数整体处于较低水平。
(4)巢湖主要入湖河口湿地均出现了不同程度的退化,其中南淝河、十五里河、杭埠河、白石天河和双桥河河口湿地生态系统为重度退化,派河和炯炀河河口湿地生态系统为中度退化,兆河、柘皋河和集水河河口湿地生态系统为轻度退化。各河口退化程度严重性排序为:南淝河>十五里河>白石天河>双桥河>杭埠河>派河>炯炀河>兆河>柘皋河>集水河。
(5)双桥河河口冲刷岸带消浪设施不仅可以消除风浪,而且可以促进泥沙淤积,有利于为湿地提供稳定的基底和形成稳定的植物群落。在修复湿地区域种植挺水植物后,湿地内植物覆盖率达到95%以上,生物多样性较高;调查结果显示,所种植的植物中,芦苇的耐淹能力相对较高。依据蓝藻观测陷阱结果推算,湿地捕获与消除蓝藻能力为108-360g/(m2·d);有湿地岸段靠近岸线水域的藻类和氮磷含量高于无湿地区域,湿地岸段敞水区(大湖面)的蓝藻较少,水质较好,低于无湿地区域,这是湿地捕获蓝藻和滞留氮磷作用的体现。