廣州市牛欄河近自然狀況研究

張金瑞, 劉炳鎮(zhèn), 任 改, 韓潔春, 張 鵬, 劉慧博

(1.廣州市水務(wù)科學(xué)研究所, 廣東 廣州 510220; 2.北京圣海林生態(tài)環(huán)境科技股份有限公司, 北京 100035; 3.環(huán)境保護(hù)部華南環(huán)境科學(xué)研究所, 廣東 廣州 510220)

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廣州市牛欄河近自然狀況研究

張金瑞1, 劉炳鎮(zhèn)1, 任 改3, 韓潔春1, 張 鵬1, 劉慧博2

(1.廣州市水務(wù)科學(xué)研究所, 廣東 廣州 510220; 2.北京圣海林生態(tài)環(huán)境科技股份有限公司, 北京 100035; 3.環(huán)境保護(hù)部華南環(huán)境科學(xué)研究所, 廣東 廣州 510220)

[目的] 揭示牛欄河的生態(tài)現(xiàn)狀，為今后生態(tài)治理和修復(fù)工程提供依據(jù)。[方法] 通過對研究河段的水質(zhì)狀況、河岸帶狀況和污染來源等進(jìn)行實地調(diào)查，并采用綜合評價方法對調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行評價。 [結(jié)果] 牛欄河整體近自然狀況較好，研究河段8—10號河段均處于自然狀態(tài)，3，5—7號河段均處于近自然狀態(tài)，1，2，3號河段均處于退化自然狀態(tài)；牛欄河總體水質(zhì)較差，繼續(xù)進(jìn)行河流的生態(tài)修復(fù)與治理，有由下游到上游逐漸變好的趨勢。 [結(jié)論] 研究河段的主要污染源為養(yǎng)殖糞便污染、生活垃圾污染以及生活污水污染，在今后牛欄河的治理中應(yīng)著重考慮這些問題。

近自然評價; 牛欄河; 水質(zhì); 河岸帶

文獻(xiàn)參數(shù)： 張金瑞, 劉炳鎮(zhèn), 任改, 等.廣州市牛欄河近自然狀況研究[J].水土保持通報，2016,36(4)：269-272.DOI:10.13961/j.cnki.stbctb.2016.04.047

河流是人類文明的發(fā)源地，對經(jīng)濟社會發(fā)展有著巨大的推動作用，與此同時河流多樣的棲息環(huán)境能夠為很多物種提供棲息條件，這體現(xiàn)了保護(hù)和維持物種多樣性的生態(tài)功能[1]。但近年來隨著對河流的開發(fā)利用程度的增加，許多河流的生態(tài)狀況急劇惡化，加強對河流的生態(tài)修復(fù)和生態(tài)治理已經(jīng)到了刻不容緩的地步。廣州市位于中國南方亞熱帶地區(qū)，降水相對較多，市內(nèi)河流水量充沛，河流具有航運、發(fā)電、養(yǎng)殖和旅游等一系列功能。近年來，隨著人為干擾因素的增加，廣州市內(nèi)多條河流的生態(tài)環(huán)境也遭到了不同程度的破壞，這也引起了相關(guān)部門的重視[2]。目前，廣州市相關(guān)的河道生態(tài)修復(fù)項目已經(jīng)正式啟動，但在工程措施實施之前，需要對每條河流的生態(tài)狀況進(jìn)行摸底調(diào)查，了解本相關(guān)河流目前的生態(tài)狀況、破壞原因以及治理需求等，以此來為今后廣州市的河道治理提供治理依據(jù)和借鑒。在這種背景下，本研究對廣州市流溪河支流牛欄河進(jìn)行了調(diào)查研究，相關(guān)的調(diào)查結(jié)果對于今后針對牛欄河制定相應(yīng)的治理措施具有重要的指導(dǎo)意義。

1　研究區(qū)概況

牛欄河又名安山河，長20.3 km，集雨面積118.4 km2。該河發(fā)源于良口錦村的牛角窿，在南向北流經(jīng)溪頭、河背村，到呂田的古村后折向東，經(jīng)火燒牛欄(地名)后再向北，在水口同呂田河匯合注入流溪河水庫尾。牛欄河有一條主流源于呂田小杉橫坑口，自東向西流經(jīng)九曲水、馬鞍山腳，在鎮(zhèn)安附近加入干流。牛欄河流域有呂田的小杉、草埔、安山(鎮(zhèn)安)、旱田和良口的聯(lián)溪(溪頭)、三村等地，耕地面積466.67 hm2，人口約8 000人。牛欄河地處亞熱帶沿海，屬海洋性亞熱帶季風(fēng)氣候，以溫暖多雨、光熱充足、夏季長、霜期短為特征。全年平均氣溫20～22 ℃。一年中最熱的月份是7月，月平均氣溫達(dá)28.7 ℃。最冷月為1月份，月平均氣溫為9～16 ℃。平均相對濕度77%，年降雨量約為1 720 mm。

2　調(diào)查內(nèi)容與方法

2.1調(diào)查內(nèi)容

牛欄河共長20.3 km，本次調(diào)查共設(shè)10個調(diào)查河段，每個河段長度為2 km。調(diào)查的主要內(nèi)容為河流水質(zhì)、河岸帶生態(tài)狀況以及河流污染源，調(diào)查時間為2015年7月。其中水質(zhì)調(diào)查內(nèi)容為pH值、溶解氧、氨氮、磷酸鹽等；河岸帶調(diào)查包括土地利用方式、岸坡狀況、岸坡結(jié)構(gòu)、緩沖帶等等；污染源調(diào)查內(nèi)容為污染物、污染物來源以及污染時間、程度等。

2.2調(diào)查方法

2.2.1河流水質(zhì)調(diào)查每個調(diào)查河段內(nèi)按照每100 m布設(shè)一個水質(zhì)調(diào)查斷面，共計20個，具體操作為：用燒杯將河水取出，在燒杯底部放一張白紙，進(jìn)行清澈程度的判定；將燒杯放在鼻子下方，嗅出其氣味；溶解氧、氨氮、磷酸鹽等采用便攜式試劑盒快速測定[3]，數(shù)值測定后，每個調(diào)查河段取均值。

2.2.2河岸帶調(diào)查河岸帶調(diào)查采用實地踏查的方式，主要分為以下6個方面[4-5]: (1) 兩岸土地利用方式。根據(jù)近自然等級劃分原則，將兩岸土地利用方式劃分為建筑用地、道路用地、農(nóng)業(yè)用地、休憩用地4類。 (2) 岸坡結(jié)構(gòu)。通過肉眼觀察的方式，并依據(jù)近自然等級劃分標(biāo)準(zhǔn)將河岸結(jié)構(gòu)分為堆石護(hù)坡、漿砌石或干砌石護(hù)坡、天然植被護(hù)坡、長草堆石護(hù)坡4類。 (3) 緩沖帶植被寬。寬度測量一般采用皮尺進(jìn)行，每100 m一次，但在測量條件不允許的情況下可選取目測較為準(zhǔn)確的調(diào)查人員進(jìn)行目測估算。 (4) 緩沖帶結(jié)構(gòu)完整性。完整的緩沖帶應(yīng)具備喬、灌、草3個空間植被層次，觀察有幾層植被并記錄下來。 (5) 岸坡植被覆蓋度。觀測岸坡地帶植物種類的數(shù)量，并觀測其蓋度。 (6) 侵蝕程度。觀察岸坡侵蝕溝和侵蝕點的數(shù)量，以及人為干擾活動痕跡的多少與顯著程度。

2.2.3污染源調(diào)查對10個調(diào)查河段內(nèi)出現(xiàn)的污染源進(jìn)行走訪調(diào)查，確定其是工業(yè)污染、農(nóng)村生活垃圾污染、生活污水污染還是養(yǎng)殖糞便污染等。

3　結(jié)果與分析

3.1近自然狀況評價

3.1.1水質(zhì)和河岸帶調(diào)查結(jié)果將牛蘭河水質(zhì)和河岸帶狀況調(diào)查數(shù)據(jù)統(tǒng)計整理進(jìn)行整理。結(jié)果詳見表1—2。

表1　牛欄河水質(zhì)狀況調(diào)查結(jié)果

表2　牛欄河護(hù)岸狀況調(diào)查結(jié)果

3.1.2評價方法采用高甲榮、馮澤深等[6]關(guān)于河流近自然評價相關(guān)的評價方法，采用綜合評價指標(biāo)體系，并通過構(gòu)建判斷矩陣、層次單排序、層次總排序、一致性檢驗4個步驟來確定準(zhǔn)則層和指標(biāo)層各指標(biāo)權(quán)重[6](表3)。指標(biāo)采用定量和定性的方法，分為自然(4分)、近自然型(3分)、退化型(2分)、人工型(1分)4級，運用多目標(biāo)線性加權(quán)函數(shù)法進(jìn)行計算。

表3　河溪近自然評價指標(biāo)體系

表4　牛欄河的河道生態(tài)狀況分段評價結(jié)果

式中：N——點河流生態(tài)系統(tǒng)自然性綜合評分值; Di——第i個準(zhǔn)則層的權(quán)重； Dj——第j個指標(biāo)在該準(zhǔn)則層所占的權(quán)重； Fij——第i個準(zhǔn)則層中選取的第j個指標(biāo)的評分值； m——標(biāo)層中指標(biāo)的個數(shù)。

當(dāng)N值處于3.25～4.00時，判定該河段處于自然狀態(tài)；當(dāng)N值處于2.50～3.25時，判定該河段已經(jīng)受到輕微侵?jǐn)_，屬于第2等級近自然型；當(dāng)N值處于1.75～2.50時，則判定該河段受到劇烈的人類活動的侵?jǐn)_，屬于第3等級退化自然型；當(dāng)N值處于1.00～1.75時，則判定該河段被認(rèn)為是人工狀態(tài)的，屬于第4等級人工型。

3.1.3評價結(jié)果在2015年7月調(diào)查數(shù)據(jù)資料的基礎(chǔ)上，運用相關(guān)的評價方法[7-9]得出，研究河段有3個調(diào)查點處于自然狀態(tài)，4個調(diào)查點處于近自然狀態(tài)，3個調(diào)查點處于退化自然狀態(tài)，尚無人工狀態(tài)的調(diào)查點。因此，牛欄河河段總體上屬于近自然狀態(tài)，但個別河段生態(tài)情況不容樂觀。由表4可得，8—10號河段均處于自然狀態(tài)，3，5—7號河段均處于近自然狀態(tài)，1—3號河段均處于退化自然狀態(tài)，可以看出牛欄河的河道生態(tài)狀況整體較好，但個別河段受到人為干擾的程度較高，如不進(jìn)行治理可以進(jìn)一步退化為人工狀態(tài)；值得一提的是，河流上游8—10號河段處在自然狀態(tài)，生態(tài)系統(tǒng)保存完好，動植物種類繁多，具有很好的生態(tài)功能、景觀功能和社會功能。此外，在數(shù)據(jù)計算的過程中我們發(fā)現(xiàn)，牛欄河上下游河岸狀況差別不大，河流水質(zhì)是造成評價結(jié)果不同的主要原因，而造成河流水質(zhì)污染的主要原因在于牛欄河中下游存在不少的污染源。

3.2污染狀況調(diào)查與分析

3.2.1水質(zhì)分級判定根據(jù)地表水分級標(biāo)準(zhǔn)和表1水質(zhì)調(diào)查數(shù)據(jù)，對10個調(diào)查河段進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)判定得出編號1，2，4為地表水Ⅳ類；編號3，5，6，7為地表水Ⅲ類；編號7，8，9為地表水Ⅱ類；編號10為地表水Ⅱ類。調(diào)查河段的編號由小到大依次按照從河流下游至上游排列，結(jié)合表1可以看出，河流上游的水質(zhì)狀況明顯好于河流下游，這也與表4中河流近自然狀況分級標(biāo)準(zhǔn)相通，分析原因認(rèn)為上游總體上受到的人為干擾因素較小，受破壞和污染的程度相對于下游較低，表明牛欄河總體的水質(zhì)狀況較差，應(yīng)該采取相應(yīng)的治理措施對河流水質(zhì)進(jìn)行生態(tài)修復(fù)。

3.2.2污染源調(diào)查根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)可知，生活垃圾污染源個數(shù)為3個，生活污水污染源個數(shù)為6個，養(yǎng)殖污水污染源為3個，旅游垃圾污染源為3個，調(diào)查河段內(nèi)無工業(yè)污水污染源。從中可以看出，生活污水和養(yǎng)殖污水是牛欄河的主要污染源，其次是生活垃圾污染和旅游垃圾污染，無工業(yè)污染源，造成這種情況的主要原因主要是跟牛欄河附近的經(jīng)濟社會發(fā)展相關(guān)，牛欄河流域居民收入主要以農(nóng)業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)和旅游業(yè)為主，因此在今后牛欄河流域的治理過程中要著重對生活污水、生活垃圾、養(yǎng)殖污水和旅游垃圾進(jìn)行規(guī)范化處理。

4　結(jié) 論

(1) 研究河段8—10號河段均處于自然狀態(tài)，3，5—7號河段均處于近自然狀態(tài)，1，2，3號河段均處于退化自然狀態(tài)，牛欄河的河道生態(tài)狀況整體較好，呈現(xiàn)上游優(yōu)于下游河段的趨勢，但個別河段較差，出于退化自然的邊緣，應(yīng)該及時進(jìn)行生態(tài)治理和修復(fù)。

(2) 牛欄河總體的水質(zhì)狀況較差，水質(zhì)污染較為嚴(yán)重，應(yīng)該采取相應(yīng)的治理措施對河流水質(zhì)進(jìn)行生態(tài)修復(fù)。此外，牛欄河水質(zhì)有由下游到上游逐漸變好的趨勢，說明該研究河段上游地區(qū)相對于下游地區(qū)受人為干擾因素的影響較小。

(3) 研究河段的主要污染源為養(yǎng)殖糞便污染、生活垃圾污染以及生活污水污染，因此，在今后牛欄河的治理中應(yīng)著重考慮這3個方面。

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A Study on Natural Conditions of Niulan River of Guangzhou City

ZHANG Jinrui1, LIU Bingzhen1, REN Gai3, HAN Jiechun1, ZHANG Peng1, LIU Huibo2

(1.GuangzhouWaterResearchInstitute,Guangzhou,Guangdong510220,China;2.Beijing’sEcologicalEnvironmentofHailinPolytronTechnologiesCo.,Ltd,Beijing100035,China; 3.SouthChinaInstituteofEnvironmentalSciences,MEP,Guangzhou,Guangdong510220,China)

[Objective] The ecological condition in the Niulan River was investigated to provide bases for ecological management and restoration project. [Methods] Based on the investigation of water quality, riparian zone and pollution sources of the study reach, a comprehensive evaluation method was used to evaluate the survey data. [Results] The natural condition of Kraal River is good. Of which, reaches of 8—10 are in the state of nature, 3, 5—7 reaches are in near natural state, 1, 2, 3 reaches are in a degraded natural condition. The water quality of Kraal River is general poor. If river harnessing being continued, the water quality would improve from downstream to upstream gradually. [Conclusion] The main pollution sources of the study reach are manure, garbage pollution and sewage pollution. Therefore, in the future governance, these pollution should be focused.

near natural； Kraal River; water quality evaluation; riparian zone

2015-03-09

2015-03-28

2015年廣東省水利科技創(chuàng)新項目“水源地生態(tài)退化機理與生態(tài)修復(fù)技術(shù)研究”(2015-21)

張金瑞(1983—),男(漢族),山東省單縣人,博士,工程師,主要從事水土保持、林業(yè)生態(tài)工程和生態(tài)河道治理等研究工作。E-mail:zhangjinrui_0_0@163.com。

A

1000-288X(2016)04-0269-04

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