皖中CH湿地生态环境健康状况评价

2024-02-26 17:21戴晓峰沈童张云华
安徽农学通报 2024年3期
关键词:生物多样性水质

戴晓峰 沈童 张云华

摘要 为科学准确评价湿地生态系统健康状况,本研究选择皖中CH湿地,采用湿地环境健康评价方法,筛选与当地实际相符的压力、环境、生物、景观和响应5项一级指标及12项二级指标,来构建湿地生态环境健康评价指标体系,分析2022年该湿地生物要素的种类特征和数量特征,探讨湿地生态系统的演变过程。结果表明,2022年CH湿地生态环境健康指数为2.81,整体处于亚健康状态,富营养化问题有待进一步改善。与往年相比,该湿地生态系统的健康状况呈逐年向好转变趋势;总体水质类别为Ⅳ类,西半湖水体总体呈现中度富营养状态,综合营养状态指数稳中有降,东半湖水体处于轻度富营养状态,综合营养状态指数稳中有升,需要引起重视。

关键词 湿地资源;湿地生态环境;水质;生物多样性

中图分类号 X826;[S19] 文献标识码 A

文章編号 1007-7731(2024)03-0056-05

湿地因其自身独有的水文、土壤和生物特征,被誉为三大主要生态系统之一,发挥着调节气候变化、防止水土流失和净化生态环境等生态功能,湿地的保护与利用研究越来越受到重视。面积减少、功能退化和环境质量变差等问题是当前湿地保护需要攻克的难题之一,需要加强对湿地结构、功能和生物多样性等方面的进一步研究,在此基础上,采取适宜的环境保护措施有利于湿地生态效益转化为经济效益。目前,湿地生态系统评价方法和理论体系研究尚处于探索发展阶段,与我国湿地保护管理体制建设的迫切需求尚存在一定差距。

湿地生态环境健康评价的研究方法主要包括LDI方法、景观特征法和指标体系法。本文以CH湿地为研究区,综合湿地特色,利用湿地生态环境健康评价手段,筛选压力、环境、生物、景观和响应这5个一级指标所对应的二级指标,构建了适用于该湿地的生态环境健康评价指标体系,以评估研究区的生态环境健康现状。

1 材料与方法

1.1 CH湿地概况

研究区位于安徽省中部,属于长江下游左岸水系,是我国五大淡水湖之一。其流域范围介于117°00′~118°29′ E、30°56′~32°02′ N。该湿地是国家级湿地保护区,拥有丰富的生态资源和独特的湿地景观,具有一定的科学研究和生态旅游价值。湖区面积为782 km,流域面积为1.35万km,流域地势呈东西长、南北短的轮廓,西部较高,东部较低,中部地区低洼平坦。湖区主要水源呈放射状汇入。湖区属北热带湿润季风气候区,四季分明,气候温和,年平均气温15.8 ℃,流域年均降水量1 100 mm,年际变化较大,年最高降水量为1 916 mm,年最低降水量为584 mm。该流域夏季主导风向为东南风,冬季为东北风,这可能是西部湖区夏季蓝藻聚集的重要原因之一。该湿地是众多物种的栖息地和繁殖地。每年春秋之际,大量候鸟从北方迁徙至此湿地,包括丹顶鹤、黑颈鹤和白鹳等稀有鸟类。植物方面,以芦苇、莲藕和水葱等为主要种类,构成了湖泊和沼泽的绿色屏障。

1.2 评价指标体系

根据《湿地生态环境健康评价方法(暂行)》(总站生〔2011〕30号)中的相关评价方法与赋分标准,各二级指标实际得分及赋分如表1所示。

1.3 指标计算方法

人口密度、土地开发利用强度和水生生境干扰状况指数等12个二级指标的数据来源及计算方法具体见表2。

评价指标体系中人口密度、土地开发利用强度和水生生境干扰等12个二级指标分级标准及赋分情况详情见表3。

1.4 生态环境健康指数

1.4.1 生态环境健康指数(WHI)  计算方法为WHI=0.2×压力指标+0.3×环境指标+0.3×生物指标+0.1×景观指标+0.1×响应指标。

1.4.2 湿地生态环境健康状况分级情况  遵循等值分级法的原则,将湿地生态环境健康状况分为极健康、健康、亚健康、不健康和病态5个分级,湿地生态环境健康状况分级详情见表4。

2 结果与分析

2.1 评价指标状况

2.1.1 人口密度  该流域总面积为13 680 km,除去水面面积,陆地面积约12 814 km。依据统计结果,2021年该流域总人口1 093万人,湿地单位陆地面积人口密度为853 人/km,该二级指标得分为1分。

2.1.2 土地开发利用强度  依据遥感监测解译结果,该流域一级保护区的陆地面积为214.55 km,总耕地面积为63.36 km,住宅和道路总面积为38.93 km,土地开发利用强度为0.49。该二级指标得分为3分。

2.1.3 水生生境干扰状况指数  根据现场调研和问询,2022年该湿地水生生境干扰指数得分情况如表5所示。按权重计算,其水生生境干扰状况指数最终得分为4分,该二级指标得分为5分。

2.1.4 地表水水质状况  依据水质监测数据,2022年该湿地8个监测点位中,达到III类水质标准要求点位0个、Ⅳ类点位6个、V类点位2个,I~III类水质比例为0%,劣V类比例为0%,该二级指标得分为3分。

2.1.5 综合营养状态指数  依据水质监测数据,2022年该湿地综合营养状态指数值为59.6,表征水体富营养化状况为轻富营养型,该二级指标得分为3分。

2.1.6 枯水期径流量占年均径流量比例  2022年该流域降水量依据平水期水量现状评估,该二级指标得分为2分。

2.1.7 土壤综合污染指数  依据2022年底泥5项重金属(Hg、Cr、Cd、As和Pb)监测结果以及土壤环境质量标准中农用地土壤污染风险筛选值(水田类),采用内梅罗综合污染指数法计算,2022年单项污染指数平均值为0.78,该二级指标得分为5分。

2.1.8 水生生物香农多样性指数  依据2022年水生生物监测结果,该湿地浮游植物、浮游动物和底栖动物的生物多样性指数分别为1.85、1.49和1.17,求得水生生物香农多样性指数值为1.50,该二级指标得分为3分。

2.1.9 底栖动物耐污指数  依据2022年底栖动物监测结果,该湿地底栖动物耐污指数值为6.67,该二级指标得分为3分。

2.1.10 景观均匀度指数  依据遥感监测解译结果,2021年该流域一级保护区一级地类的景观均匀度指数为0.35,该二级指标得分为2分。

2.1.11 森林覆盖度  依据遥感监测解译结果,截至2020年末该流域一级保护区森林面积为26.00 km,陆地面积为214.55 km,森林覆盖度为12.1%,该二级指标得分为1分。

2.1.12 污染物减排完成情况  该地市4项主要污染物减排均完成年度目标任务。该二级指标得分为2分。

2.2 生态环境健康状况

本研究基于《湿地生态环境健康评价方法(暂行)》选取压力、环境、生物、景观和响应5项一级指标及12项二级指标对研究区域的湿地生态环境健康现状进行综合评估(图1)。结果表明,2022年该湿地的生态健康指数(WHI)的值为2.81,表明该湿地生态环境整体处于亚健康状态,有待进一步改善。

3 结论与讨论

2022年研究区域湿地生态环境健康指数值为2.81,整体处于亚健康状态,富营养化问题有待进一步改善。湿地生态系统结构尚且完整,功能发挥一般,环境质量一般,生物多样性一般,斑块破碎明显,外界压力显现,生态环境亚健康;生态系统尚且稳定,接近湿地生态阈值,生态系统稳定性和可持续性下降。与往年相比,该地区湿地生态系统的健康状况呈逐年向好转变的趋势。东半湖水质属于轻度污染,水质类别为Ⅳ类,处于轻度富营养状态;西半湖水体总体呈现中度富营养状态。综合营养状态指数稳中有降,而东半湖呈现稳中有升趋势,需要引起重视。

该湿地的生态环境逐年向好转变,尤其值得注意的是,该地区珍稀鸟类的数量和出现频次逐年增加,这是生态环境得到改善的重要标志。东方白鹳、白鹤、黑脸琵鹭和青头潜鸭等珍稀鸟类在此繁衍,为湿地增添了独特的生态景观,也在一定程度上促进了当地生态系统的稳定性。此外,该湿地的浮游植物优势种和群落结构也呈现出向好转变的趋势。这表明该湿地水体的富营养化状况得到了一定程度的改善,水质的提升有助于维持湖泊的生态平衡,也为其他生物提供了良好的生存条件。生态环境的持续向好发展是保护湿地生物多样性的重要保障之一。

近些年,该湿地的生物多样性保护工作取得了积极成果,但仍面临一些挑战。一方面,该湿地的生态环境依然面临着一定的压力,如水污染和湖泊水域的淤积等。这可能对珍稀鸟类和其他生物的繁衍栖息地造成一定的影响,需要進一步加大保护力度。另一方面,湿地生物多样性保护研究力度有待进一步加强。通过开展更深入的科学研究,全面了解该湿地的生物多样性现状和生态系统运行机制,为保护工作的开展提供科学依据。同时,还需要加强与相关部门和专家团队的合作,共同推动湿地生物多样性保护研究的发展。除了加大研究力度,生物多样性保护工作的宣传普及也是关键所在。公众的参与和认识是保护工作的重要支撑,让更多的公众了解生物资源的价值和生态环境的重要性,形成更广泛的保护合力。通过举办展览、讲座和科普活动等形式,加强湿地生物多样性保护工作的宣传普及,向公众传递保护生物多样性的重要性和必要性,引导公众关注和参与保护行动。

本文以皖中CH湿地为研究区,综合湿地特色,利用湿地生态环境健康评价手段,筛选压力、环境、生物、景观和响应这5个一级指标及所对应的二级指标,构建了适用于该湿地的生态环境健康评价指标体系,为湿地生态环境现状的科学评估提供参考。

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(责编:何 艳)

基金项目 国家重点研发计划项目(2018YFD1100104)。

作者简介 戴晓峰(1980—),男,安徽合肥人,硕士,高级工程师,从事生态环境监测工作。

通信作者 张云华(1975—),男,安徽阜阳人,博士,教授,从事植物生理学、植物分子生物学和生态修复研究。

收稿日期 2023-11-08

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