滇池国家级水产种质资源保护区水质变化分析与评价

王文玉 钟文武 孙 昳 周 睿

（云南省渔业科学研究院，云南昆明 650224）

滇池国家级水产种质资源保护区位于昆明市，总面积1 865.3 hm2，其中核心区面积1 832 hm2，实验区面积33.3hm2。核心区分为两部分，第一部分是盘龙江上游的牧羊河、冷水河（沿河岸垂直外延100 m区域），起止拐点坐标分别为东经 102°49'10.29″，北纬25°10'14.49″；东经 102°46'21.82″，北纬 25°20'50.05″；东经 102°48'58.55″，北纬 25°21'46.89″。 第二部分是滇池周边以9个龙潭涌泉为圆心、半径200m的区域。实验区分为两处：滇池西岸实验区位于滇池西岸海口办事处白鱼口村委会附近，范围在东经102°39'25.51″～102°39'27.04″，北纬 24°48'01.11″～24°48'21.25″之间，面积20 hm2；滇池东岸实验区位于滇池东岸晋宁县新街乡附近，范围在东经 102°39'27.38″，北纬 24°48'11.35″之间，面积13.3 hm2。保护区主要保护对象是滇池金线鲃，其他保护物种有昆明裂腹鱼、云南光唇鱼、云南盘鮈、昆明高原鳅、横纹南鳅、侧纹云南鳅、细头鳅等。

笔者根据2013—2016年保护区水环境质量的常规监测数据，对保护区的水质状况进行分析评价，以期为滇池国家级水产种质资源保护区的水生态环境保护、种质资源保护提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 监测点设置和监测时间

根据滇池国家级水产种质资源保护区的规划要求，设置6个采样站点，核心区4个站点：黑龙潭（东经 102°52'52.23″，北纬 25°16'23.40″）、上村龙潭（东经 102°51'47.11″，北纬 25°17'44.16″）、青龙潭（东经102°53'16.58″，北纬 25°18'14.15″）、冷水河（东经102°51'57.34″，北纬 25°15'4.20″）。 实验区在滇池内设 2 个站点：白鱼口（东经 102°39'28.52″，北纬24°48'19.95″）、新 街（东经 102°41'58.35″，北纬24°45'20.15″）。 监测时间为 2013—2016 年，每年 5 月和8月在水面下0.5 m处对核心区和实验区6个监测站点进行水质采样监测。

1.2 监测方法和评价指标

滇池国家级水产种质资源保护区水质监测指标为pH值、溶解氧、总磷、总氮、高锰酸盐指数、非离子氨、Cu、Zn、Pb、Cd、Hg。 水质采样、水样保存按《渔业生态环境监测规范》（SC/T 9102—2007）要求进行，各指标检测方法如表1所示。

表1 水质监测指标检测方法

除去监测值低于 《地表水环境质量标准》（GB 3838—2002） Ⅱ类水质标准的 Cu、Zn、Pb、Cd、Hg，最终选择 pH 值、氨氮（NH3-N）、总氮（TN）、总磷（TP）、高锰酸盐指数（CODMn）等5项指标作为评价因子。

1.3 评价方法

1.3.1 单因子污染评价法。单因子污染评价法也称单因子指数法，是将各评价指标的实测浓度值与标准值进行对比以确定水质类别的方法[2]。本文采用单因子指数法筛选主要污染因子，计算公式如下：

式中：Ci为水质指标i的实测浓度；Si为水质指标i的评价标准值，参照《地表水环境质量标准》（GB 3838—2002）Ⅱ类水质标准进行评价。Pi≤1表示水体未污染；Pi＞1表示水体受到污染，具体数值直接反映污染物超标程度[2]。当pH值＞7.0时，参照下式计算pH值污染指数。

式中：PpH，j为采样点 j的 pH 污染指数；cpH，j为采样点 j的 pH 值；cpH，su为《地表水环境质量标准》（GB 3838—2002）中规定的pH值上限[3]。

单因子污染指数分级标准见表2。

表2 单因子污染指数分级标准

1.3.2 内梅罗污染指数法。内梅罗污染指数法兼顾了单因子污染指数平均值和最大值，在突出主要污染指标的同时，也兼顾较好指标对水体环境质量的影响，是当前国内外进行综合污染指数计算的常用方法之一。计算公式如下：

式中：Pimax为监测点单因子污染指数最大值，Piave为监测点各项单因子污染指数平均值，n为参与评价的水质指标个数。Pj＜0.70表示水体清洁（Ⅰ级）；0.70≤Pj＜0.90 表示水体尚清洁（Ⅱ级）；0.90≤Pj＜1.50表示水体轻污染（Ⅲ级）；1.50≤Pj＜3.00表示水体中污染（Ⅳ级）；Pj＞3.00 表示水体重污染（Ⅴ级）[4]。

2 结果与分析

2.1 保护区水质监测结果

2013—2016年保护区主要水质监测指标年均值见表3，对照《地表水环境质量标准》（GB 3838—2002）中标准限值，核心区2013—2016年pH值、高锰酸盐指数（CODMn）、氨氮（NH3-N）、总磷（2013 年、2015年、2016年）达到Ⅱ类水质标准；总氮和总磷（2014年）达Ⅲ类水质标准。实验区pH值2013年、2016年超标，超标率2.3%；高锰酸盐指数2013年达到Ⅴ类水质标准，2014—2016年达到Ⅳ类水质标准；总磷2013—2015年达到Ⅴ类水质标准，2016年达到Ⅳ类水质标准；总氮2013—2016年达到Ⅴ类水质标准；氨氮2013年、2014年、2016年达到Ⅱ类水质标准，2015年达到Ⅲ类水质标准。

表3 2013—2016年保护区水质监测指标年均值

2016年水质最好，核心区基本达到Ⅱ类水标准，实验区基本达到Ⅳ类水标准。说明滇池通过引水入滇、入湖河道治理等措施效果明显。

高锰酸盐指数作为有机污染指标，当其超过4 mg/L时，表明水体受到有机污染[5]。核心区水体高锰酸盐指数均值在0.94～1.33 mg/L之间，低于4 mg/L，表明其整体上未受到有机污染；而实验区水体高锰酸盐指数均值在9.45～15.20 mg/L之间，表明其整体受到有机污染。高锰酸盐指数在实验区与核心区差异显著，实验区远远大于核心区。

当水体中TN、TP含量分别达到0.20、0.02 mg/L以上时，水体存在富营养化的风险[6]。滇池国家级水产种质资源保护区核心区、实验区2013—2016年水体中TN、TP含量均大于限值，表明水体存在富营养化的风险。

2.2 保护区水质变化分析

由表3可知，核心区2013—2016年pH值逐年下降；高锰酸盐指数2013—2015年逐年下降，2016年有所上升；总磷、总氮2014—2016年逐年下降，最高值出现在2014年；氨氮浓度2013—2016年上下波动，无规律，最小值出现在2014年。

实验区pH值2013—2015年逐年下降，但2016年有所上升；高锰酸盐指数浓度年际变化上下波动，最小值出现在2016年，为9.45 mg/L；总磷浓度年际变化上下波动，最小值出现在2016年；总氮2013—2016年逐年下降；氨氮浓度2013—2016年上下波动，无规律，最小值出现在2016年。

2.3 单因子水质评价结果

pH值单因子污染指数核心区在0.21～0.38之间，呈下降趋势；实验区在0.86～1.11之间，波动幅度相对较小，最大值均出现在2013年。由此可知，实验区2013年、2016年处于轻度污染，其他均处于清洁状态（表 4）。

表4 单因子污染指数计算结果

高锰酸盐指数单因子污染指数核心区在0.27～0.33之间，实验区在2.3～3.8之间，最大值均出现在2013年，高锰酸盐指数核心区每年均处于清洁状态，而实验区每年均处于中度污染状态。

总磷单因子污染指数核心区在0.37～1.63之间，实验区在3.84～10.44之间，最大值均出现在2014年。总磷核心区2014年处于轻度污染，其他均处于清洁状态；实验区2016年处于中度污染，其他均处于重度污染状态。

总氮单因子污染指数核心区在1.5～3.0之间，实验区在3.20～7.57之间；最大值核心区出现在2014年，实验区出现在2013年。总氮核心区2013年、2014年处于中度污染，2015年、2016年处于轻度污染；实验区2013—2015年处于重度污染状态，2016年处于中度污染。

氨氮单因子污染指数核心区在0.22～0.45之间，均处于清洁状态；实验区在0.73～2.19之间，2015年处于中度污染，其他均处于清洁状态。

pH值、氨氮污染等级较低，在核心区基本处于清洁状态，而在实验区则基本处于轻度污染；高锰酸盐指数、总磷在核心区基本处于清洁状态，而在实验区处于中度污染至重度污染；总氮污染等级较高，核心区处于轻度污染至中度污染，实验区处于中度污染至重度污染。

2.4 内梅罗污染指数评价结果

保护区水体的内梅罗污染指数见图1。核心区水体 pH 值（0.35）、高锰酸盐指数（0.31）、氨氮（0.40）均处于清洁状态；总磷（1.29）处于轻污染；总氮（2.68）处于中污染。实验区pH值（1.06）处于轻污染、氨氮（1.76）处于中污染；高锰酸盐指数（3.39）、总磷（9.07）、总氮（6.55）处于重污染。

图1 内梅罗污染指数

2.5 不同方法综合比较

通过单因子污染指数法、内梅罗污染指数法对保护区水质进行评价，不同污染指数的评价结果存在差异，其综合比较结果如表5所示。

表5 2种污染评价方法比较

核心区水体单因子污染指数法、内梅罗污染指数法的评价结果显示，pH值、高锰酸盐指数和氨氮均处于清洁状态；总磷单因子污染指数法显示处于清洁状态，而内梅罗污染指数法的评价结果显示处于轻污染；总氮2种评价方法显示处于中度污染。

实验区水体单因子污染指数法的评价结果显示，pH值、氨氮均处于轻度污染，高锰酸盐指数处于中度污染。内梅罗污染指数法的评价结果显示，pH值处于轻污染，氨氮均处于中污染，高锰酸盐指数处于重污染；总磷和总氮2种评价方法显示都处于重度污染状态。

总体来看，核心区主要污染物是总氮；实验区主要污染物是高锰酸盐、总磷、总氮。核心区水质优于实验区。

3 结论与讨论

单因子污染指数法与内梅罗污染指数法进行评价结果存在差异，综合比较得出核心区主要污染物是总氮；实验区主要污染物是高锰酸盐、总磷、总氮。核心区水质优于实验区。

（1）加强核心区水域保护，逐步改善水质，利于滇池金线鲃等土著鱼种群数量恢复。调查结果显示，实验区与核心区水质状况有显著差异，核心区水体pH值、高锰酸盐指数及氨氮、总磷、总氮含量均低于实验区，核心区水质明显好于实验区，表明保护区划分功能区有利于核心区水环境的保护。黑龙潭、上村龙潭、青龙潭、冷水河为保护区核心区，此区域是滇池周边特有名贵鱼类滇池金线鲃繁殖、生长的区域，为重点保护地区，受人为影响较小，污染较少，但核心区水质现状不容乐观，总磷、总氮已处于轻度污染至中度污染状态。滇池金线鲃作为滇池旗舰物种，滇池金线鲃的种群数量，对滇池生态链意义独特，其可捕食银鱼等小鱼小虾，从而抑制藻类暴发，有利于提升水质。建议进一步加强对核心区水域的保护，在核心区做好滇池生态治理和生物多样性恢复的长期工作，期望特有土著鱼可逐步恢复种群数量。

（2）实验区受污染较重，实施滇池流域环境综合整治工程，效果较好。滇池西岸海口办事处白鱼口村委会附近、滇池东岸晋宁县新街乡附近为实验区，受污染较重，除禁渔期外，可以进行渔业生产。实验区高锰酸盐指数、总氮和总磷浓度明显超标，2013年达到Ⅴ类水质标准，近年来由于流域环境综合整治工程的实施，实验区水况有所改善，表现为2013—2016年高锰酸盐指数及氨氮、总磷、总氮含量均有所下降，2016年已经达到地表水Ⅳ类水质标准。在滇池周边还需要坚持不懈地进行综合治理，水质有望得到进一步提升。

（3）滇池水质污染的治理必须按照“末端治理与源头控制”的方针进行综合治理。滇池水质污染不仅破坏流域生态环境、阻碍农业生产的可持续发展，还对周边旅游业甚至云南的经济发展都有影响。为维持保护区水质稳定，按照“山水林田湖草是一个生命共同体”的理念，必须加强对保护区潜在污染源的调查和流域环境的综合整治。开展水域的生态修复、控制农业面源污染及持续的水质监测，应贯彻“末端治理与源头控制”的方针，持续改善保护区水环境。