漳江口红树林湿地自然保护区非点源污染研究

吴敏兰，吴锦城，谢映勤，方志亮

(1．漳州城市职业学院生物与环境工程系，福建 漳州 363000;2．福建省云霄县海洋与渔业局，福建 漳州 363000)

0 引言

水环境污染通常分为点源污染和非点源污染 (又称面源污染)．非点源污染 (Non-point Source Pollution，NPS)指溶解的或固体的污染物从非特定的地点进入受纳水体 (河流、湖泊、水库和海湾等)，引起水体富营养化或其他形式的污染[1]．相对于容易标识、排污口单一的工业和城市生活污水点源污染源，非点源污染源涉及面更广泛，这些污染物包括农田中过量施用的化肥农药、耕地或林地产生的水土流失、生活区或畜禽养殖所带来的氮磷流失等．漳江多年来一直是福建省污染最轻的河流之一，但随着周边地区工农业发展，生活污水等溶解的或固体的污染物越来越多地进入漳江，已经对保护区水质造成了一定影响 (如富营养化与酸化等)．尤其是自1960年以后，南北江拦河闸建成，河水基本处于静止状态．目前，有关漳江口红树林国家级自然保护区的研究主要集中在红树植物、昆虫、鸟类、水产资源及保护、保护区建设规划及管理等方面[2－5]，对保护区水质非点源污染研究鲜有报道．本文以福建省漳江口红树林湿地国家级自然保护区为研究对象，在2009—2011年选取5个水质采样点进行3次采样，研究保护区不同站位水质及非点源污染状况，以期为有效控制海洋陆源污染，保护漳江口红树林生态系统及海洋环境提供一定的科学依据．

1 研究区概况

漳江口红树林国家级自然保护区是被列入国际名录的国家级自然保护区，位于福建省云霄县．漳江干流长达58 km，流域面积855 km2，径流总量1.011×109m3(包括客水1.53×108m3)，全年全县平均径流量为6.35×108m3．

自然保护区地理位置坐标为 N23°53'45″～23°56'00″，E117°24'07″～117°30'00″，保护区总面积2360 hm2，是以红树林湿地生态系统、濒危动植物物种和东南沿海优质、水产种质资源为主要保护对象的湿地生态系统类型保护区，包括河口水域、滩涂和潮间带森林湿地等3种湿地类型，保护区内有红树植物5科6属6种，是北回归线北侧种类最多、生长最好的红树林天然群落[5]．

2 材料与方法

2.1 试验设计与水质取样

在保护区选取5个样地 (编号FZ1、FZ2、FZ3、FZ4、FZ5)，于2009年10月、2010年6月和2011年3月，分别取水样进行检测．检测参数包括DO、CODMn、氨氮、硝酸盐－氮、亚硝酸盐－氮、总磷、总氮、磷酸盐、油类．样地位置见图1，各样地描述如表1．

图1 漳江采样站位示意图Fig.1 Sampling station in Zhangjiang River

表1 样地描述Tab.1 Description of sampling sites

2.2 检测方法

检测分析方法 (包括采样、现场与实验室分析等)详见HY/T 077—2005 江河入海污染物总量监测技术规程、GB 17378—2007 江河入海污染物总量及河口区环境质量监测技术规程及GB 17378—2007 海洋监测规范．主要参数分析方法见表2．

表2 水质监测项目及分析方法Tab.2 Water quality monitoring and analysis methods

2.3 数据处理

采用DPS数据处理系统对所得数据进行单因素方差分析，并采用LSD法进行多重比较分析，显著性水平P〈0.05．Sigmaplot 10.0进行图表制作．

3 结果

3.1 水中溶解氧DO

溶解氧DO是指溶解在水中的分子氧．如果水被污染，有机腐败物质和其他还原性物质的存在会逐渐消耗水中的溶解氧，因此，可用溶解氧量表示水的污染程度．从图2可知:水中溶解氧FZ1为7.2667 mg/L，FZ5比FZ1高12.29%，表明流经红树林核心区的水中溶解氧DO含量增加了．FZ2、FZ3、FZ4、FZ5之间没有显著差异(P〈0.05)．各站点含量均远高于国家海水水质标准 (第二类)(GB 3097—1997)5 mg/L，水体自净能力较好．

3.2 化学需氧量COD

化学需氧量COD是表示水中还原性物质 (各种有机物、亚硝酸盐、硫化物、亚铁盐等)多少的一个指标，也是衡量水中有机物含量的指标．化学需氧量越大，说明水体受有机物的污染越严重．国家海水水质标准 (第二类)(GB 3097—1997)规定该指标为3 mg/L．图3显示:各站点含量均低于标准，流经FZ1、FZ2、FZ3、FZ4、FZ5的分别是该标准的92.67%、69.67%、47.78%、41.00%和29.33%．表明，流经红树林，其水中化学需氧量COD含量逐渐减少，表明水体有机物污染程度减轻，红树林生态系统对有机物有较好的净化作用．

图2 漳江采样点DO含量Fig.2 The content of DO in sampling point of Zhangjiang River

图3 漳江采样点COD含量Fig.3 The content of COD in sampling point of Zhangjiang River

3.3 无机氮 (NH4－N、NO2－N、NO3－N)和PO4－P

图4显示:水中无机氮含量均已超过0.30 mg/L的国家标准．FZ1、FZ2的含量分别为标准的4.76倍、4.53倍．FZ3为核心区，但周围的鱼虾池、竹塔村民的生活污水排放导致该站位无机氮的含量上升，达到了标准的5.0倍．流经种类和数量最多的红树林生态系统后，含量虽有所减少，但FZ4、FZ5仍超标286.67%、220.33%(见图4)，表明该水体富含无机氮．

从图5可知:各样点PO4－P含量均已超过0.030 mg/L的国家标准，且表现出与无机氮同样的变化趋势，5个样地FZ1、FZ2、FZ3、FZ4、FZ5分别超过标准33.33%、60%、190%、60%和66.67%(见图5)，显示水体严重富营养化．

图4 漳江采样点无机氮含量Fig.4 The content of inorganic nitrogen insampling point of Zhangjiang River

图5 漳江采样点PO4-P含量Fig.5 The content of PO4-P in sampling point of Zhangjiang River

3.4 酸度pH值

pH值是反映水溶液酸碱性大小的一个指标，它对污水处理、利用以及水中生物生长繁殖都有很大影响．图6显示，水中各样地pH值为7.44，均低于7.8～8.5的标准，水体呈现酸化．

3.5 油类

试验区5个样地FZ1、FZ2、FZ3、FZ4、FZ5油类含量均低于标准0.05 mg/L，表明油类尚未对该水域造成严重影响，但FZ2的油类含量0.0411已接近最低标准，应引起重视．其次，当水体流经红树林湿地生态系统后，水中油类从FZ2(0.0411 mg/L)到FZ5(0.0216 mg/L)，下降了47.44%，水体中的油类含量显著减少，各样地间有显著差异(P〈0.05)，表明红树林生态系统对水体中的油类有良好的净化作用 (见图7)．

图6 漳江采样点的pH值Fig.6 pH in sampling point of Zhangjiang River

图7 漳江采样点油类含量Fig.7 The content of oil in sampling point of Zhangjiang River

4 讨论

从世界范围来看，非点源污染已成为水环境的一大污染源或首要污染源．在美国，非点源污染量已经占污染总量的2/3以上，其中农业非点源贡献率更是高达75%以上[6]．丹麦270条河流，94%的氮负荷、52%的磷负荷是由非点源污染引起的．荷兰农业非点源提供的总氮、总磷分别占水环境污染总量的60%和40%～50%．在我国，非点源污染问题也日益严重，在太湖和滇池等重要湖泊，非点源污染已经成为水质恶化的主要原因之一．根据国内的统计数据[7]，北京密云水库、天津于桥水库、安徽巢湖等水域，非点源污染的比例已经超过了点源污染，其中农业非点源污染对非点源污染量的“贡献”最大．因此，非点源污染目前已经成为影响水体环境质量的重要污染类型[7]．

本研究结果显示:非点源污染已经给漳江和红树林保护区水体带来了一定程度的污染，对红树林生态系统产生了深远的影响，水体中N、P严重超标 (GB 3097—1997海水水质标准 (Ⅱ))而导致了富营养化和酸化，改变了红树林生境．虽然红树林湿地具有潜在的保持污水负载营养物的能力，水中溶解氧DO和化学需氧量COD的数据较好，表明对N、P和有机物有一定的净化作用，但还不足以说明它们能忍受长期的污水排放的压力，特别当所排放的污水的浓度及其排放量逐渐增大时．黄立南等[8]研究了城镇生活污水排放对红树林植物群落凋落物的影响，认为污水的排放对在红树林底泥上分解的叶片周围的环境产生了很大的影响，特别是污水悬浮物的沉积，使叶片处于一种更为封闭、缺氧的环境中，从而使叶片正常的分解过程受到阻碍[8]．刘玉等[9]研究认为，污水排入红树林后，大部分藻类因不能适应生境的剧变而死亡，只有少数适应性强的种类可以存活．因此，污水与红树林湿地之间的作用问题，如:污水排放对红树林的影响，包括重金属污水、含油废水、生活污水等不同类型污水排放对红树林生长、生理生态、红树林沉积物、林区藻类等的影响;红树林净化污水的效能，包括红树林累积、吸收和对污水中污染物的净化能力、净化效果的研究[10]等，需要人们更多地去关注和研究．

红树林河口湾和红树林湿地生态系统长期以来被认为是排放城镇生活污水和工业废水的便利场所[11]．保护区周边有4个村:北边的东厦村、船场村、溪塘村，南边的竹塔村，人口总计18647人;周边旅游饭店有7家;南北各建有一个下水码头，个体游船近10艘．由于居民环保意识弱，环保设施相对滞后，生活污染 (人粪尿、生活污水和生活垃圾)、家庭饲养禽畜粪尿等随意排放，没有集中处理，污染物直接排放于水中，这些因素的综合作用是造成该区域非点源污染的主要成因．

土地利用方式是影响非点源污染的关键性因素．保护区有滩涂面积近666.67 hm2．由于历史原因，红树林滩涂湿地曾遭到人为毁坏，如围海造农田、围海造鱼虾池、建造码头、开建道路等，特别是近年来发展大规模滩涂渔业养殖，围海造养殖池约80 hm2，人工饲养高经济价值的鱼、蛏、虾、蟹，造成这部分湿地生态特征改变，从而带来一定程度的污染．李俊然等[12]研究认为:不适当的土地利用方式和农田管理模式会导致土壤侵蚀及过量的氮、磷随地表径流流失，从而形成大面积非点源污染．

龙寒等[13]研究认为:随着工业的迅猛发展，工业废料源源不断地向海洋输入，污染日趋严重．漳江上游虽无大中型工业，但流域及保护区周边有许多小型企业，如石材加工厂、冷冻公司、食品厂等，这些企业有的无污水处理设施，有的由于运行成本过高而没有投入实际运行，一些企业生产循环用水率很低，甚至将污水直接排入漳江，引起水体悬浮物浓度升高，有毒有害物质含量增加，溶解氧减少，水体富营养化和酸化，污染湿地．

红树林生态系统对各种污染物有一定的抗性和耐受力，对水体有一定的净化能力．本文数据已表明，漳江的红树林湿地对来自陆地的污染物进行了一定的净化，无机氮 (NH4－N、NO2－N、NO3－N)、PO4－P、油类的含量均有所下降，这与多位专家学者的研究结果[13－14]是一致的．

漳江水在流经红树林湿地后注入东山湾，流向台湾海峡．因此，富营养化与酸化的水体排放到大海，势必将来自陆地的污染物带入海洋生态系统中，从而影响海洋生态系统的物质与能量循环以及海岸生境．当今，海洋生物多样性丧失和海洋生境退化及其由此引发的一系列海洋生态环境问题越来越受到更多关注，其中与海岸生境保护和海洋资源管理相关的问题尤为突出[15]，这正是研究者们应该所关注的．

致谢 感谢福建省水产研究所罗冬莲研究员给予的大力支持与帮助．

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