张掖黑河湿地国家级自然保护区水质现状分析研究

杨 冰，邓 刚

(1.甘肃省张掖水文水资源勘测局，甘肃 张掖 734000；2.甘肃省定西水文水资源勘测局，甘肃 定西 743000)

生态文明建设已提升至国家战略，走向生态文明新时代，建设美丽中国，是实现中华民族伟大复兴中国梦的重要内容。其中，湿地作为“地球之肾”，在生态环境保护、生物多样性保持和社会经济发展中有着至关重要的作用。

1 张掖黑河湿地自然保护区概况

张掖黑河湿地国家级自然保护区，位于黑河流域中游,处河西走廊“蜂腰”地带，北面靠巴丹吉林沙漠,南依祁连山自然保护区,横跨张掖市甘州区、临泽县和高台县的14个乡镇,是我国西北自然保护区重要节点。

张掖湿地面积公顷,核心区公顷，实验区公顷，缓冲区公顷。保护区内沼泽、湖泊、滩涂星罗棋布,有河流湿地、天然湿地、湖泊湿地和人工湿地四个类型。

张掖湿地属于荒漠地区中典型的内陆湿地和水域生态系统类型,是集生态保护、生物多样性保护、资源管理、科研监测、宣传教育和生态旅游等功能于一体的自然生态类保护区，具有很强的稀有性、典型性、濒危性和代表性。

这些湿地发挥着净化水质、调节径流、蓄洪防旱、调节气候、防风固沙等多种生态功能，不但是阻挡巴丹吉林沙漠南侵、减轻沙尘暴危害的天然屏障,还是经济社会可持续发展和黑河流域人民繁衍生息和的重要依托。

2015年12月。张掖黑河流域湿地国家级自然保护区被国际湿地公约组织列入《国际重要湿地名录》，是世界第2019块国际重要湿地[1]。

2 张掖湿地水质监测方法和技术路线

本项目的研究思路是在国家标准GB/T 27648-2011《重要湿地监测指标体系》基础上，分别以自然环境变化和人为环境变化下的黑河湿地特征性采样点水质状况作为研究对象，进而分别采取相应的研究方法对重点水质监测因子水质状况进行研究，再基于全年水质状况研究结果并结合单因子污染指数法和综合污染指数法从汛期、非汛汛期和区域性期等方面展开对黑河湿地水质现状的评价。

2.1 采样点的布设和频次

依据《湿地生态系统观测规范》和《国际重要湿地生态特征变化预警方案(试行)》等相关技术规范要求，通过现场勘察，选取特征性采样点13个。甘州区5个布设在黑河大桥、高崖、山丹桥、三闸二社、湿地学校南；临泽县3个布设在平川大桥、西湾水库、沙柳路黑河桥；高台县5个布设在明塘湖水库、天城湖水库、正义峡、高台湿地公园、马尾湖水库。

采样从2020年1月开始到2020年12月结束。每月1日采样，5日内完成检测任务。

2.2 检测方法与指标

检测方法参照国家标准GB/T 27648-2011《重要湿地监测指标体系》

检测指标选取总磷(TP)、氨氮(NH3-3)、总氮(TN)、溶解氧(DO)、五日生化需氧量(BOD5)、化学需氧量(COD)、高锰酸盐指数(Imn)等重要指标。

3 水质评价方法

选用单因子评价法和综合污染指数评价法，从汛期和非汛期等方面评价湿地水质各因子污染状况。

3.1 单因子评价法

依据《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)对张掖黑河湿地水质进行水质单因子评价。

3.2 综合污染指数评价法[2]

综合污染指数公式为：

(1)

式中：Pj为j监测点水质综合污染指数；Pij为j监测点i项污染物的污染指数；Cj0为i项污染物的评价标准；Cij为j断面i项污染物的监测数值；n为污染物的项数。

4 张掖湿地水质现状

选取重要污染因子分别为溶解氧，氨氮，COD、总磷、总氮、高锰酸盐指数和BOD5作为污染物研究对象[3]，分析张掖湿地各监测点汛期和非汛期水质变化情况。监测数据是2020年全年对张掖湿地13个采样点监测所得。

4.1 溶解氧

溶解氧各监测点在汛期和非汛期的平均浓度变化如图1所示。汛期溶解氧平均浓度最大值出现在湿地学校南，平均浓度最小值出现在明塘湖水库；非汛期平均浓度最大值出现在湿地学校南，平均浓度最小值出现在正义峡。

图1 溶解氧各采样点汛期、非汛期平均浓度变化图

同一监测点在不同时期的溶解氧平均浓度比较来看，各监测点汛期浓度>非汛期浓度。

4.2 氨氮

氨氮各监测点在汛期和非汛期的平均浓度变化如图2所示。汛期污染物平均浓度最大值出现在三闸二社，平均浓度最小值出现在明塘湖水库；非汛期平均浓度最大值出现在三闸二社，平均浓度最小值出现在黑河大桥。

图2 氨氮各采样点汛期、非汛期平均浓度变化图

同一监测点在不同时期的氨氮平均浓度比较来看(除黑河大桥)，各监测点规律是非汛期浓度>汛期浓度。

4.3 COD

COD各监测点在汛期和非汛期的平均浓度变化如图3所示。汛期COD平均浓度最大值出现在山丹桥；非汛期平均浓度最大值出现在三闸二社。

图3 COD各采样点汛期、非汛期平均浓度变化图

综合来看，在汛期和非汛期所有断面中，污染物浓度最大值出现在甘州区的山丹桥和三闸二社。

4.4 总磷

总磷各监测点在汛期和非汛期的平均浓度变化如图4所示。汛期污染物平均浓度最大值出现在山丹桥，非汛期平均浓度最大值出现在平川大桥。

图4 总磷各采样点汛期、非汛期平均浓度变化图

同一监测点在不同时期的总磷平均浓度比较来看，各监测点规律是非汛期浓度>汛期浓度。

4.5 总氮

总氮各监测点在汛期和非汛期的平均浓度变化如图5所示。汛期溶解氧平均浓度最大值出现在山丹桥，平均浓度最小值出现在明塘湖水库；非汛期平均浓度最大值出现在三闸二社，平均浓度最小值出现在黑河大桥。

图5 总氮各采样点汛期、非汛期平均浓度变化图

同一监测点在不同时期的污染物平均浓度比较来看，污染物最大值出现在山丹桥和三闸二社，最小值在黑河大桥，各监测点非汛期浓度>汛期浓度。

4.6 高锰酸盐指数

高锰酸盐指数各监测点在汛期和非汛期的平均浓度变化如图6所示。汛期污染物平均浓度最大值出现在三闸二社，平均浓度最小值出现在明塘湖水库；非汛期平均浓度最大值出现在三闸二社，平均浓度最小值出现在黑河大桥。

图6 高锰酸盐指数各采样点汛期、非汛期平均浓度变化图

同一监测点在不同时期的污染物平均浓度比较来看，各监测点汛期浓度>非汛期浓度。

4.7 BOD5

BOD5各监测点在汛期和非汛期的平均浓度变化如图7所示。汛期污染物平均浓度最大值出现在山丹桥，非汛期平均浓度最大值出现在三闸二社。

图7 BOD5各采样点汛期、非汛期平均浓度变化图

总体比较来看，各监测点汛期浓度>非汛期浓度。

5 水质结果分析评价

5.1 单因子评价

根据《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)对2020年张掖湿地监测结果中各污染因子评价，结果见表1。

表1 各水期单因子评价结果统计表 %

选取的监测因子评价指标共有20项。其中，汛期超过Ⅲ类标准的有3项，非汛期超过Ⅲ类标准的有3项。主要超标项目为氨氮、总磷和总氮。其他因子绝大部分在Ⅱ类水质以内。

综合所有污染因子，非汛期水质污染程度比汛期严重。张掖湿地各采样点污染主要是氮磷和有机物污染，因子按超标严重程度分别为：总氮、氨氮、总磷。

5.2 综合污染指数评价

张掖湿地各县区综合污染指数见表2。由表2可见：

表2 各采样点综合污染指数

(1)甘州区综合污染指数最大值是非汛期三闸二社为14.2，最小值是汛期黑河大桥1.5；临泽县综合污染指数最大值非汛期平川大桥5.1，最小值是汛期西湾水库1.7；高台县综合污染指数最大值是非汛期高台湿地公园6.6，最小值是汛期明塘湖水库1.0；

(2)甘州区的山丹桥和三闸二社监测点污染严重；

(3)对比三个地区污染综合指数平均值，水质从优到劣依次为高台县、临泽县、甘州区；

(4)非汛期综合污染指数绝大部分大于汛期，汛期水质优于非汛期水质。

6 结语

(1)综合水质评价结果，张掖黑河湿地自然保护区非汛期较汛期污染程度重；污染断面重点在甘州区山丹桥和三闸二社，高台湿地公园断面次之；张掖湿地水质主要是氮磷和有机物污染，因子按超标严重程度分别为：总氮、氨氮、总磷。

(2)甘州区山丹桥和三闸二社湿地区有人类活动，有耕地，生活和农业排污严重。高台湿地公园附近有高台县污水处理厂，对水质影响较大。氮磷和有机污染，主要来自生活污水和农业生产的排污。

(3)研究张掖黑河湿地水质，对水质检测数据进行分析评价，不仅有助于摸清张掖黑河湿地水质状况，使得政府能够科学的进行湿地管理，还能探寻湿地污染和萎缩原因及其与经济活动的关系，以促进张掖黑河湿地的利用和保护，反映潜在的水环境风险，为政府科学决策提高有利参考。