刘 俊
(承德市环境监控中心,河北 承德 067000)
承德避暑山庄始建于1703 年,位于河北省承德市中心北部,武烈河西岸一带狭长的谷地上,是中国现存最大的古典皇家园林(中国四大名园之一)、世界文化遗产、国家AAAAA 级旅游景区,是中国清朝皇帝的夏宫和处理政务的场所。避暑山庄及周围寺庙群均为全国重点文物保护单位、全国十大名胜和44处风景名胜保护区之一,承德也因此成为全国首批24座历史文化名城。山庄融南北造园艺术的精华于一身,整体布局巧用地形,因山就势,分区明确,景色丰富,其宫殿区布局严谨,建筑朴素,苑景区自然野趣,山庄建筑与天然景观和谐地融为一体,达到了回归自然的境界,是中国园林史上一个辉煌的里程碑,是中国古典园林艺术的杰作,享有“中国地理形貌之缩影”和“中国古典园林之最高范例”的盛誉。
承德避暑山庄完整的自然生态体系对承德市区环境起到很大调节和改善作用,对避暑山庄环境保护工作具有重大意义。
“十三五”期间避暑山庄景区环境空气主要污染物监测结果详见表1。
表1 “十三五”期间避暑山庄空气污染物监测结果
“十三五”期间,承德市避暑山庄空气污染指数及污染分担率详见表2。
表2 “十三五”期间承德市避暑山庄空气污染物指数统计表
1.污染物特征分析
采用污染分担率对“十三五”期间承德市避暑山庄污染类型进行分析,可以看出避暑山庄的二氧化硫污染分担率由2016 年6.6%下降到2020 年的4.4%,下降2.2 个百分点;二氧化氮由2016 年14.0% 上升到2020 年的16.9%,上升2.9 个百分点;可吸入颗粒物由2016 年19.8%下降到2020 年的19.5%,基本无变化;细颗粒物2016 年23.6%下降到2020 年的22.4%,下降1.2 个百分点;臭氧由2016 年26.8%上升到2020 年的28.1%,上升1.3 个百分点;一氧化碳由2016 年9.3%下降到2020 年的8.8%,基本无变化。“十三五”期间,二氧化硫、细颗粒物污染分担率呈下降趋势,臭氧、二氧化氮污染分担率呈上升趋势,一氧化碳和可吸入颗粒物基本无变化。细颗粒物、可吸入颗粒物和臭氧的污染分担率之和占到总分担率的70% 以上,是避暑山庄环境空气中主要污染物。“十三五”期间承德市避暑山庄污染分担率变化见图1。
图1 2016-2020 年避暑山庄污染分担率变化图
2.污染物月际变化
“十三五”期间,承德市避暑山庄二氧化硫、二氧化氮、可吸入颗粒物、臭氧、一氧化碳、细颗粒物六种大气污染物的月均值变化规律见图1。
从图1 和图2 可以看出,可吸入颗粒物和细颗粒物、二氧化硫和二氧化氮月均浓度变化规律基本一致,取暖期浓度高于非取暖期,低值基本出现在夏季;一氧化碳月第95%百分浓度均值在取暖期浓度相对较高,其峰值主要出现在取暖期的1 月和12 月,非取暖期浓度相对较低,且浓度变化不大;臭氧月第90%百分位浓度均值在取暖期相对较低,随着季节的变化,温度上升,使其峰值从5 月持续到8 月,随着温度的降低,臭氧浓度也相应下降。
图2 “十三五”避暑山庄污染物月均值变化图
3.污染物年际变化
“十三五”期间,承德市避暑山庄二氧化硫、二氧化氮、可吸入颗粒物、臭氧、一氧化碳、细颗粒物六种大气污染物的年际变化见图3。
图3 “十三五”避暑山庄污染物年际变化图
从图中可以看出,“十三五”期间,承德市避暑山庄二氧化硫浓度呈逐年下降的趋势,2020 年浓度最低,为9 微克/立方米;二氧化氮浓度无明显变化,2019 年浓度最高, 25 微克/立方米;可吸入颗粒物浓度呈先上升后下降趋势,2018 年浓度最高,为64 微克/立方米;臭氧浓度呈波动性下降趋势,2019 年浓度最高,为180 微克/立方米,2020 年最低,为153 微克/立方米;一氧化碳浓度呈逐年下降趋势,2020 年浓度最低,为1.2 毫克/立方米;细颗粒物呈逐年下降趋势,2020 年浓度最低,27 微克/立方米。
4.环境空气级别天数变化
“十三五”期间,承德市避暑山庄环境空气级别天数见表3。
表3 “十三五”避暑山庄环境空气级别天数统计表
从环境空气质量日报统计结果来看,“十三五”期间,2020 年承德市避暑山庄空气质量优良天数比2016 年增加32 天,其中一级天数增加44 天,二级天数减少12 天,优良天数比例由2016 年的81.6%增加到2020 年的90.4%,增加8.8 个百分点。
避暑山庄湖区共设立监测点位四个,分别为金山亭、水心榭、芳园居和热河。监测项目30 项,每年监测四次。监测数据采用《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)中的28 项进行评价(总氮、粪大肠菌群指标单独评价)。监测结果见表4。
表4 “十三五”期间避暑山庄湖水监测结果表
注:电导率单位为ms/m;粪大肠菌群单位为个/L;叶绿素单位为ug/L;其余监测因子浓度单位为mg/L。
“十三五”期间避暑山庄湖水评价结果见表5。
表5 “十三五”期间避暑山庄湖水评价结果
由表5 可见,避暑山庄湖区四个监测点位,参评28 项常规监测因子,监测结果年均值和五年均值符合《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)中的IV类水质标准,“十三五”期间避暑山庄湖水水质稳定达到其水体功能要求,水质总体状况良好。监测因子总磷在部分时段偶有超标现象,该项指标五年监测浓度范围为0.02mg/L ~0.155mg/L,最高值发生在2017年7 月14 日芳园居点位。
“十三五”期间,避暑山庄湖区水质监测因子总氮的年均值超出《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)中的IV 类水质限值,监测浓度范围为3.76mg/L ~7.99mg/L,最高值发生在2017 年7月水心榭测点。
避暑山庄湖区水体污染物主要以磷、氮指标为主。从湖泊、水库营养状态评价指标叶绿素 a、总磷、总氮、透明度和高锰酸盐指数五项因子监测结果来看,“十三五”期间避暑山庄湖水依然存在富营养化状态,有周期性水生植物密集生长和水体发生异味的表象,致使湖水环境质量变差并影响湖区景观。
“十三五”期间,避暑山庄湖区污染程度在时间分布上来看,有较强规律性,多发生于每年的5 -7 月之间;空间分布上,以人工湖岸边区为主。
水体富营养化是水体中氮、磷等营养盐含量过多而引起的水质污染现象,其实质是由于营养盐的输入、输出失去平衡性,从而导致水生态系统物种分布失衡,单一水生物种疯长,破坏了系统的物质与能量的流动,使水生态系统逐渐恶化。
承德市避暑山庄湖区水体中,营养盐的外来输入和湖区底质中营养物质的释放是造成避暑山庄湖区水质呈现富营养态的重要因素,同时,自然水体的富营养化,还与其光照、温度和溶解氧等影响水生生物生长的重要的物理因素变化相关。
承德市避暑山庄湖区水体呈现富营养态,大多发生于每年的5-7 月(通常在夏季分层时出现),此时日照充足、环境温度昼间最高普遍维系在25℃-33℃的范围,基本满足水体富营养化的外部气候条件。
湖区水体的营养物质如磷、氮等,主要来源于以下几个方面,第一,湖内死亡的水生生物及水生植物腐烂的根茎释放出的磷,其腐殖体沉积水底,造成营养物质的富集,并在特定环境条件下释放,造成湖区水质呈富营养态,这种现象尤以磷素的影响最为直接。山庄湖区水体内磷元素含量的变化直接支配着某类或几类水生植物的产生量,当磷为限制因素时,磷的增加会为水草等水生生物的大量繁殖创造有利条件,直接影响水质的富营养化程度。第二,水草等水生生物的大量繁殖和死亡又必然会消耗掉水体中大量的氧,致使水质进一步恶化。湖区各水层中溶解氧的降低,与总磷含量的增加有显著相关。一种营养物质来源是湖泊中各级营养者以分泌物、排泄物的形式释放出氮、磷物质,以及湖区内部有机物(主要是底泥沉积物)的转化、释放、供给过程中,在细菌分解它们的同时,其又返回到水体和沉积物中,在特定环境条件下释放。水生植物繁殖越快、活动越剧烈,越会促进底质中氮素和磷素的释放。第三,避暑山庄湖水的补给主要来源于承德市武烈河地表水,其水体中也含有过量的氮素,其主要来源于农业生产过量施用的肥料、农业废弃物和生活污染物,在地表水中主要以磷酸盐形式存在。第四,部分游客不文明旅游习惯,游客随意向湖区投放饵食、垃圾的行为,人为的向湖区水体加入磷素和氮素。
水生态质量的优劣,有一项很重要的指标是水生生物种群的选择和数量。在水体中损失水生生物的情况下,在食物链上只能流向生产者。湖泊中杂食性鱼类、噬草性鱼类及贝类、螺类理论上应达到一种平衡,称之为水生生物链。如其生物配比失衡、数量损失或生物捕食能力降低,将使得水域内的水生生物(如水草或藻类)生长量超过消耗量,平衡被打破,易发生水质营养态。除去湖区引水工程的影响,保障和维系避暑山庄湖区中水生生物平衡,是消除水质富营养化状态的基本选择。采取以下四种措施,一是实施湖底清淤与衬砌工程。因湖区底质淤积,在适宜条件下营养物质析出,是导致水草疯长、进而引起湖水补充和置换的过水断面缩小,是影响湖水生态恢复和自净能力的主要原因。目前,清淤和衬砌是抑制水草生长的最有效途径之一。因此,要消除水草对湖水质量的影响,应针对湖内水草情况,制定清淤与衬砌方案并加以实施。二是药物控制。引进适合我国对供水尤其是饮用水无害的专用除草剂。例如敌草快(diguat)和endolholl 等除草剂,撒入水中7-10 天即可起到良好的效果。三是水生生物种群的科学选择和配比。通过投放吃草类鱼苗,来限制水草生长是十分必要的,应致力于在山庄湖区水体内形成良性循环的鱼草平衡生态环境。引进食草类生物来限制水草生长,在国内外早有先例。但在引入天敌前,应进行详细地调查,防止再次受到外来物种侵害。四是避暑山庄景区加大环境宣传力度制止游客不文明行为。充分发挥大众传媒的作用,广泛开展湖区水质保护宣传,不断提高全民的环境保护意识,积极引导,制止游客不文明行为,最大可能的杜绝人为因素加重湖区水体内营养物质负荷。五是长效管理。针对避暑山庄湖区水体逐年呈营养态的现状,需制定避暑山庄湖区水环境治理的长效管理办法,从根本上改善湖区水环境质量。
承德市避暑山庄的自然生态环境状态包括地貌、空气、水和动植物等生态因子的环境状态,其有机结合和良性发展构建了避暑山庄旅游区优美环境并使游客产生愉悦感。从人类审美的心理需求来看,自然景观美是基础,在一个空气污浊、水体污染、四周嘈杂的环境中,游客是无法去领略、欣赏、体会具体游览对象的各种美学特征的。特别是随着经济的发展和科技的进步,人们的闲暇时间逐步增加,城市居民旅游、回归自然,借自然环境的洁净达到锻炼和疗养身心的愿望正日益高涨。由此看来,旅游区的自然生态环境从某种意议上来说也是一种旅游资源。所以,旅游区环境状况的好坏对旅游者旅游效果的影响是不可忽视的,游客旅游的满足程度与旅游区环境条件息息相关,直接影响旅游业持续发展,必须充分认识到保护旅游区环境的必要性与重要性。
承德避暑山庄是自然环境和人文环境的结晶,是历史和地区文化的积淀。它以其“十步一景观”的个性和特色、形成一张城市名片,对外界产生强烈的吸引甚至是心灵的震撼。根据承德市的旅游环境特点,应用系统工程的原理与方法,遵循经济发展规律与旅游区环境美学规律,因地制宜地对避暑山庄进行环境规划和设计,创造舒适宜人的旅游环境。我们的思想意识、观念态度是避暑山庄旅游环境保护的重要前提和基础,既要保证景区得到有效管理,同时又能突出其生态效益,促进环境保护和旅游协调发展。