湘江长沙大坝库区水域生态环境现状及对策研究

■ 徐大建 耿相昌 刘鲩 康洋 王志明

（1 湖南农业大学动物科技学院；2 长沙市水生动物防疫检疫站）

2019年3月、6月、9月和11月对湘江长沙综合水利枢纽水域橘子洲头、浏阳河口、三汊矶大桥、蔡家坝水利枢纽坝前和坝后5个监测断面进行了水质、浮游动植物和底栖动物采样，并对3月份、9月份和11月份的水质进行分析检测，对6月份、9月份和11月份各断面水生生物的区系组成及特点、种类密度及生物量变化进行分析。

1 库区水域生态环境现状

1.1 水质情况

我站于2019年3月份、9月份和11月份次对湘江长沙段筑坝口的上坝口、下坝口、三汊矾大桥、浏阳河大桥、橘子洲头等5个断面的水质进行现场采样固定，并带回实验室进行化学检测。四次检测结果统计见表1。

1.1.1 重金属情况

对五个采样点水质中的铜、锌、镉、铬和铅5 种重金属进行了检测分析，由图1和表1可知，湘江长沙综合水利枢纽五个监测断面的水中重金属含量都在《渔业水质标准》（GB11607-89）和《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）确定的检测标准以下，铜：≤0.01 mg/L；锌：≤0.1 mg/L；铅：≤0.05 mg/L；镉：≤0.005 mg/L；铬：≤0.1 mg/L。湘江长沙综合水利枢纽水质中重金属3月份含量最高，见图1。

表1 湘江大坝3月、9月、11月检测项目结果

表2 湘江大坝3月、6月、9月、11月检测项目不合格表

表3 浮游藻类群落物种组成及比列

1.1.2 水质营养指标情况

对湘江长沙段综合水利枢纽的上坝口、下坝口、三叉矾大桥、浏阳河大桥、橘子洲头等五个断面3个月份检测发现，主要是氨氮、COD、总氮等项目超标，其余所检项目均合格。3月份主要是氨氮项目超标，9月份和11月份除了氨氮，还有COD、总氮项目超标。9月份和11月份浏阳河大桥COD超标严重，使水缺氧，造成水中大量的动植物因缺氧而死亡，同时使厌氧菌大量繁殖，加速水质恶化，造成附近水色呈出了墨绿色，水体发臭。不合格指标见表2。

由表1可知，五个断面中，浏阳河大桥断面水质污染最重，上坝口次之，下坝口、三汊矶大桥和橘子洲头较好。浏阳河大桥附近有一排污口，这些污染物排入水体，使浏阳河大桥附近水体严重恶化。由图2可知总氮年平均值以浏阳河大桥最高，为0.87mg/L。由图3可知氨氮的平均值以上坝口最高，为0.676mg/L。COD年平均值以上坝口最高，达28.56mg/L。由图4和图5可知，氨氮、硝酸盐、总磷以3月份最高，总氮和COD以11月份最高，溶解氧则9月份含量最高。

1.2 浮游生物

1.2.1 浮游植物的区系组成及特点

浮游藻类植物个体较小，在显微镜下观察种类特征不容易分别，一般种类仅鉴定到属。三次调查采样长沙段藻类植物共计有6门，24属。其中拥有种名最多的是硅藻门，共8个属，占调查中藻类植物种类总数的33.33%；其次是绿藻门有7属，占调查中藻类植物种类总数的29.17%；蓝藻门4属，占调查中藻类植物种类总数的16.67 %；其他三门较少（表3）。

浮游植物的平均密度为10,454个/L,浮游植物平均生物量为0.1513mg/L,由图6可知，在9月份数量和生物量都为最高，分别为13,263个/L和0.18246mg/L。数量和生物量都是以硅藻门，蓝藻门和绿藻门占优势。硅藻门、蓝藻门、绿藻门的数量与生物量见表4。

1.2.2 浮游动物组成与特点

三次采样共检出浮游动物37种，其中节肢动物门有13种，占35.14%；原生动物和轮虫各有12种，占32.43%。具体浮游动物种类名录见表5。

表4 采样点6、9、11月份主要浮游植物数量和生物量

表5 浮游动物群落的物种组成

三次采样浮游动物数量平均为31.9个/L,平均生物量为0.1364mg/L,优势类群为桡足类、枝角类。其中原生动物的生物量为0.85×103mg/L，占总量的0.65%，轮虫的生物量为0.0058mg/L，占总量的4.43%，枝角类的平均生物量为0.042mg/L，占总量的32.33%，枝角类的平均生物量为0.042mg/L，占总量的32.33%，桡足类生物量平均为0.081mg/L，占总量的62.61%。浮游动物三个月份生物量见图2，可知浮游动物在9月份数量和生物量最高，分别为36个/L和0.1563mg/L。三次采样浮游动物的数量和生物量见表4。

1.2.3 底栖动物动物组成与特点

三次采样共检出底栖动物4门15种，其中以环节动物门最多，有6种，占40%，节肢动物门次之有5种，占33.33%，软体动物3种，占20%，线形动物最少只采到1种，占6.67%。具体底栖动物种类名录见表7。由表8可知，环节动物和软体动物的生物量最大，9月份生物量最大。

1.2.4 湘江综合水利枢纽库区水质生物评价

利用Beek生物指数是评价水体污染程度的指标，生物指数值在10以上为清洁水体；数值1～9表示为中等有机污染水体；数值为0，表示严重污染水体。

从河段5个断面采集的底栖无脊椎动物定量样本进行计算，6月份、9月份和11月份的Beek生物指数值见表9。由表9可见，河段底栖无脊椎动物中，5个断面的生物Beek指数值在9～10之间，说明该河段水体5个断面有轻微有机污染。浏阳河断面的有机污染最为严重，尤其是在11月份。

用香农－韦弗物种多样性指数，对定量采得的浮游动物丰富度进行生物多样性指数计算。Shannon-wierer多样性指数值()与水体受污染程度的关系为：=0～1属重污染；=1～2属中度污染；=2～3属轻度污染；＞3属清洁水体。经统计，河段4个断面的生物多样性指数见表10。由表10可知，5个采样断面的生物多样性指数值在1～3，说明该河段水质受到有机污染。其中以浏阳河口生物多样性指数值为最低，为中度有机污染，11月份污染最为严重。

1.3 结果分析

2019年3月、6月、9月和11月对湘江长沙综合水利枢纽水域橘子洲头、浏阳河口、三汊矶大桥、蔡家坝水利枢纽坝前和坝后5个监测断面进行了水质、浮游动植物和底栖动物采样，并对3月份、9月份和11月份的水质进行分析检测，对6月份、9月份和11月份各断面水生生物的区系组成及特点、种类密度及生物量变化进行分析，检测结果表明3月份浏阳河河口和水利枢纽的坝后水质氨氮超标，9月份浏阳河口的氨氮和COD超标。11月份浏阳河口的COD、氨氮、总氮都严重超标，上坝口的COD超标，三汊矶大桥的总氮超标，不符合渔业水质标准。

三次调查采样藻类植物共计有6门，24属.其中拥有种名最多的是硅藻门，共8个属，占调查中藻类植物种类总数的33.33%，绿藻次之，隐藻和裸藻较少。数量和生物量都是以以硅藻门，蓝藻门和绿藻门占优势。浮游动物共计37种，优势群体为桡足类和枝角类。底栖动物共计4门15种，其中以环节动物门最多，占40%，节肢动物门次之。环节动物和软体动物的生物量最大。五个监测断面只有在橘子洲头发现在清洁流水环境中的二翼蜉，二尾蜉，其他断面均没有发现，浏阳河口水体中有大量的摇蚊幼虫、水蚯蚓和其他少量软体动物，说明该河段受到有机污染较重。从湘江各监测断面浮游生物量及种类组成来看没有很明显的变化，原因是采样时间的季节性不明显。浮游植物和浮游动物都在9月份生物量出现高峰，藻类优势种为舟形藻、直链硅藻和纤维藻、针形纤维藻。浮游动物优势种为冠砂壳虫、长额象鼻溞和剑水蚤，数量和生物量最高，分别为36个/L和0.1563mg/L。浮游动物中轮虫种类资源丰富，但其生物量较低，桡足类和枝角类的生物量较高。底栖动物数量和生物量则以环节动物占绝对优势。用Beek生物指数和用香农—韦弗物种多样性指数来评价湘江各断面的水质，五个断面都有轻微的有机污染，浏阳河断面受到的污染最为严重，尤其是11月份。

表6 五个采样点浮游动物数量和生物量

表7 底栖动物物种组成

表8 五个采样点底栖动物6月、9月、11月份平均生物量

表9 河段各断面Beek生物指数值

表10 河段各断面生物多样性指数值

2 对策

湘江库区水域生态环境监测是贯彻落实科学发展观、建立环境友好型社会必不可少的部分，维护好库区水域生态环境可以促进湘江流域社会经济的可持续发展，保障人民群众的切身利益与健康安全。通过湘江大坝库区水域生态环境监测项目一年的实施，初步确立库区生物监测的指示生物，分析了大型底栖动物与水质的关系，并开展了一次生物预警，为防止福寿螺和水葫芦的大面积爆发起到了一定作用。

生态环境监测是一项长期的工作，环境污染物的含量和其它环境条件改变的强度大小，是随时间而变化的，生活于一定区域内的生物，能把一定时间内环境变化情况反映出来。只有通过长期监测才可以提出合适的生态修复方案，进而系统性的进行生态环境综合整治，还湘江流域青山绿水，更加彰显长沙地区山、水、洲、城的特色，成为名符其实的、高质量的生态经济带，具有巨大地经济和社会效益，其中鱼类增殖放流可以为库区渔民带来至少百万元收益。湘江长沙段水域水质监测、水生生物资源监测及保护、鱼类增殖放流是贯彻落实科学发展观、转变经济发展模式和社会生活方式、提高发展质量的具体行动，是一项民心工程、民生工程、德政工程，还需要提供相关资金，以便继续开展研究。