滇池國家級水產(chǎn)種質(zhì)資源保護區(qū)水質(zhì)變化分析與評價

王文玉 鐘文武 孫 昳 周 睿

（云南省漁業(yè)科學研究院，云南昆明 650224）

滇池國家級水產(chǎn)種質(zhì)資源保護區(qū)位于昆明市，總面積1 865.3 hm2，其中核心區(qū)面積1 832 hm2，實驗區(qū)面積33.3hm2。核心區(qū)分為兩部分，第一部分是盤龍江上游的牧羊河、冷水河（沿河岸垂直外延100 m區(qū)域），起止拐點坐標分別為東經(jīng) 102°49'10.29″，北緯25°10'14.49″；東經(jīng) 102°46'21.82″，北緯 25°20'50.05″；東經(jīng) 102°48'58.55″，北緯 25°21'46.89″。 第二部分是滇池周邊以9個龍?zhí)队咳獮閳A心、半徑200m的區(qū)域。實驗區(qū)分為兩處：滇池西岸實驗區(qū)位于滇池西岸?？谵k事處白魚口村委會附近，范圍在東經(jīng)102°39'25.51″～102°39'27.04″，北緯 24°48'01.11″～24°48'21.25″之間，面積20 hm2；滇池東岸實驗區(qū)位于滇池東岸晉寧縣新街鄉(xiāng)附近，范圍在東經(jīng) 102°39'27.38″，北緯 24°48'11.35″之間，面積13.3 hm2。保護區(qū)主要保護對象是滇池金線鲃，其他保護物種有昆明裂腹魚、云南光唇魚、云南盤鮈、昆明高原鰍、橫紋南鰍、側(cè)紋云南鰍、細頭鰍等。

筆者根據(jù)2013—2016年保護區(qū)水環(huán)境質(zhì)量的常規(guī)監(jiān)測數(shù)據(jù)，對保護區(qū)的水質(zhì)狀況進行分析評價，以期為滇池國家級水產(chǎn)種質(zhì)資源保護區(qū)的水生態(tài)環(huán)境保護、種質(zhì)資源保護提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 監(jiān)測點設(shè)置和監(jiān)測時間

根據(jù)滇池國家級水產(chǎn)種質(zhì)資源保護區(qū)的規(guī)劃要求，設(shè)置6個采樣站點，核心區(qū)4個站點：黑龍?zhí)叮|經(jīng) 102°52'52.23″，北緯 25°16'23.40″）、上村龍?zhí)叮|經(jīng) 102°51'47.11″，北緯 25°17'44.16″）、青龍?zhí)叮|經(jīng)102°53'16.58″，北緯 25°18'14.15″）、冷水河（東經(jīng)102°51'57.34″，北緯 25°15'4.20″）。 實驗區(qū)在滇池內(nèi)設(shè) 2 個站點：白魚口（東經(jīng) 102°39'28.52″，北緯24°48'19.95″）、新 街（東經(jīng) 102°41'58.35″，北緯24°45'20.15″）。 監(jiān)測時間為 2013—2016 年，每年 5 月和8月在水面下0.5 m處對核心區(qū)和實驗區(qū)6個監(jiān)測站點進行水質(zhì)采樣監(jiān)測。

1.2 監(jiān)測方法和評價指標

滇池國家級水產(chǎn)種質(zhì)資源保護區(qū)水質(zhì)監(jiān)測指標為pH值、溶解氧、總磷、總氮、高錳酸鹽指數(shù)、非離子氨、Cu、Zn、Pb、Cd、Hg。 水質(zhì)采樣、水樣保存按《漁業(yè)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測規(guī)范》（SC/T 9102—2007）要求進行，各指標檢測方法如表1所示。

表1 水質(zhì)監(jiān)測指標檢測方法

除去監(jiān)測值低于 《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》（GB 3838—2002） Ⅱ類水質(zhì)標準的 Cu、Zn、Pb、Cd、Hg，最終選擇 pH 值、氨氮（NH3-N）、總氮（TN）、總磷（TP）、高錳酸鹽指數(shù)（CODMn）等5項指標作為評價因子。

1.3 評價方法

1.3.1 單因子污染評價法。單因子污染評價法也稱單因子指數(shù)法，是將各評價指標的實測濃度值與標準值進行對比以確定水質(zhì)類別的方法[2]。本文采用單因子指數(shù)法篩選主要污染因子，計算公式如下：

式中：Ci為水質(zhì)指標i的實測濃度；Si為水質(zhì)指標i的評價標準值，參照《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》（GB 3838—2002）Ⅱ類水質(zhì)標準進行評價。Pi≤1表示水體未污染；Pi＞1表示水體受到污染，具體數(shù)值直接反映污染物超標程度[2]。當pH值＞7.0時，參照下式計算pH值污染指數(shù)。

式中：PpH，j為采樣點 j的 pH 污染指數(shù)；cpH，j為采樣點 j的 pH 值；cpH，su為《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》（GB 3838—2002）中規(guī)定的pH值上限[3]。

單因子污染指數(shù)分級標準見表2。

表2 單因子污染指數(shù)分級標準

1.3.2 內(nèi)梅羅污染指數(shù)法。內(nèi)梅羅污染指數(shù)法兼顧了單因子污染指數(shù)平均值和最大值，在突出主要污染指標的同時，也兼顧較好指標對水體環(huán)境質(zhì)量的影響，是當前國內(nèi)外進行綜合污染指數(shù)計算的常用方法之一。計算公式如下：

式中：Pimax為監(jiān)測點單因子污染指數(shù)最大值，Piave為監(jiān)測點各項單因子污染指數(shù)平均值，n為參與評價的水質(zhì)指標個數(shù)。Pj＜0.70表示水體清潔（Ⅰ級）；0.70≤Pj＜0.90 表示水體尚清潔（Ⅱ級）；0.90≤Pj＜1.50表示水體輕污染（Ⅲ級）；1.50≤Pj＜3.00表示水體中污染（Ⅳ級）；Pj＞3.00 表示水體重污染（Ⅴ級）[4]。

2 結(jié)果與分析

2.1 保護區(qū)水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果

2013—2016年保護區(qū)主要水質(zhì)監(jiān)測指標年均值見表3，對照《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》（GB 3838—2002）中標準限值，核心區(qū)2013—2016年pH值、高錳酸鹽指數(shù)（CODMn）、氨氮（NH3-N）、總磷（2013 年、2015年、2016年）達到Ⅱ類水質(zhì)標準；總氮和總磷（2014年）達Ⅲ類水質(zhì)標準。實驗區(qū)pH值2013年、2016年超標，超標率2.3%；高錳酸鹽指數(shù)2013年達到Ⅴ類水質(zhì)標準，2014—2016年達到Ⅳ類水質(zhì)標準；總磷2013—2015年達到Ⅴ類水質(zhì)標準，2016年達到Ⅳ類水質(zhì)標準；總氮2013—2016年達到Ⅴ類水質(zhì)標準；氨氮2013年、2014年、2016年達到Ⅱ類水質(zhì)標準，2015年達到Ⅲ類水質(zhì)標準。

表3 2013—2016年保護區(qū)水質(zhì)監(jiān)測指標年均值

2016年水質(zhì)最好，核心區(qū)基本達到Ⅱ類水標準，實驗區(qū)基本達到Ⅳ類水標準。說明滇池通過引水入滇、入湖河道治理等措施效果明顯。

高錳酸鹽指數(shù)作為有機污染指標，當其超過4 mg/L時，表明水體受到有機污染[5]。核心區(qū)水體高錳酸鹽指數(shù)均值在0.94～1.33 mg/L之間，低于4 mg/L，表明其整體上未受到有機污染；而實驗區(qū)水體高錳酸鹽指數(shù)均值在9.45～15.20 mg/L之間，表明其整體受到有機污染。高錳酸鹽指數(shù)在實驗區(qū)與核心區(qū)差異顯著，實驗區(qū)遠遠大于核心區(qū)。

當水體中TN、TP含量分別達到0.20、0.02 mg/L以上時，水體存在富營養(yǎng)化的風險[6]。滇池國家級水產(chǎn)種質(zhì)資源保護區(qū)核心區(qū)、實驗區(qū)2013—2016年水體中TN、TP含量均大于限值，表明水體存在富營養(yǎng)化的風險。

2.2 保護區(qū)水質(zhì)變化分析

由表3可知，核心區(qū)2013—2016年pH值逐年下降；高錳酸鹽指數(shù)2013—2015年逐年下降，2016年有所上升；總磷、總氮2014—2016年逐年下降，最高值出現(xiàn)在2014年；氨氮濃度2013—2016年上下波動，無規(guī)律，最小值出現(xiàn)在2014年。

實驗區(qū)pH值2013—2015年逐年下降，但2016年有所上升；高錳酸鹽指數(shù)濃度年際變化上下波動，最小值出現(xiàn)在2016年，為9.45 mg/L；總磷濃度年際變化上下波動，最小值出現(xiàn)在2016年；總氮2013—2016年逐年下降；氨氮濃度2013—2016年上下波動，無規(guī)律，最小值出現(xiàn)在2016年。

2.3 單因子水質(zhì)評價結(jié)果

pH值單因子污染指數(shù)核心區(qū)在0.21～0.38之間，呈下降趨勢；實驗區(qū)在0.86～1.11之間，波動幅度相對較小，最大值均出現(xiàn)在2013年。由此可知，實驗區(qū)2013年、2016年處于輕度污染，其他均處于清潔狀態(tài)（表 4）。

表4 單因子污染指數(shù)計算結(jié)果

高錳酸鹽指數(shù)單因子污染指數(shù)核心區(qū)在0.27～0.33之間，實驗區(qū)在2.3～3.8之間，最大值均出現(xiàn)在2013年，高錳酸鹽指數(shù)核心區(qū)每年均處于清潔狀態(tài)，而實驗區(qū)每年均處于中度污染狀態(tài)。

總磷單因子污染指數(shù)核心區(qū)在0.37～1.63之間，實驗區(qū)在3.84～10.44之間，最大值均出現(xiàn)在2014年?？偭缀诵膮^(qū)2014年處于輕度污染，其他均處于清潔狀態(tài)；實驗區(qū)2016年處于中度污染，其他均處于重度污染狀態(tài)。

總氮單因子污染指數(shù)核心區(qū)在1.5～3.0之間，實驗區(qū)在3.20～7.57之間；最大值核心區(qū)出現(xiàn)在2014年，實驗區(qū)出現(xiàn)在2013年?？偟诵膮^(qū)2013年、2014年處于中度污染，2015年、2016年處于輕度污染；實驗區(qū)2013—2015年處于重度污染狀態(tài)，2016年處于中度污染。

氨氮單因子污染指數(shù)核心區(qū)在0.22～0.45之間，均處于清潔狀態(tài)；實驗區(qū)在0.73～2.19之間，2015年處于中度污染，其他均處于清潔狀態(tài)。

pH值、氨氮污染等級較低，在核心區(qū)基本處于清潔狀態(tài)，而在實驗區(qū)則基本處于輕度污染；高錳酸鹽指數(shù)、總磷在核心區(qū)基本處于清潔狀態(tài)，而在實驗區(qū)處于中度污染至重度污染；總氮污染等級較高，核心區(qū)處于輕度污染至中度污染，實驗區(qū)處于中度污染至重度污染。

2.4 內(nèi)梅羅污染指數(shù)評價結(jié)果

保護區(qū)水體的內(nèi)梅羅污染指數(shù)見圖1。核心區(qū)水體 pH 值（0.35）、高錳酸鹽指數(shù)（0.31）、氨氮（0.40）均處于清潔狀態(tài)；總磷（1.29）處于輕污染；總氮（2.68）處于中污染。實驗區(qū)pH值（1.06）處于輕污染、氨氮（1.76）處于中污染；高錳酸鹽指數(shù)（3.39）、總磷（9.07）、總氮（6.55）處于重污染。

圖1 內(nèi)梅羅污染指數(shù)

2.5 不同方法綜合比較

通過單因子污染指數(shù)法、內(nèi)梅羅污染指數(shù)法對保護區(qū)水質(zhì)進行評價，不同污染指數(shù)的評價結(jié)果存在差異，其綜合比較結(jié)果如表5所示。

表5 2種污染評價方法比較

核心區(qū)水體單因子污染指數(shù)法、內(nèi)梅羅污染指數(shù)法的評價結(jié)果顯示，pH值、高錳酸鹽指數(shù)和氨氮均處于清潔狀態(tài)；總磷單因子污染指數(shù)法顯示處于清潔狀態(tài)，而內(nèi)梅羅污染指數(shù)法的評價結(jié)果顯示處于輕污染；總氮2種評價方法顯示處于中度污染。

實驗區(qū)水體單因子污染指數(shù)法的評價結(jié)果顯示，pH值、氨氮均處于輕度污染，高錳酸鹽指數(shù)處于中度污染。內(nèi)梅羅污染指數(shù)法的評價結(jié)果顯示，pH值處于輕污染，氨氮均處于中污染，高錳酸鹽指數(shù)處于重污染；總磷和總氮2種評價方法顯示都處于重度污染狀態(tài)。

總體來看，核心區(qū)主要污染物是總氮；實驗區(qū)主要污染物是高錳酸鹽、總磷、總氮。核心區(qū)水質(zhì)優(yōu)于實驗區(qū)。

3 結(jié)論與討論

單因子污染指數(shù)法與內(nèi)梅羅污染指數(shù)法進行評價結(jié)果存在差異，綜合比較得出核心區(qū)主要污染物是總氮；實驗區(qū)主要污染物是高錳酸鹽、總磷、總氮。核心區(qū)水質(zhì)優(yōu)于實驗區(qū)。

（1）加強核心區(qū)水域保護，逐步改善水質(zhì)，利于滇池金線鲃等土著魚種群數(shù)量恢復。調(diào)查結(jié)果顯示，實驗區(qū)與核心區(qū)水質(zhì)狀況有顯著差異，核心區(qū)水體pH值、高錳酸鹽指數(shù)及氨氮、總磷、總氮含量均低于實驗區(qū)，核心區(qū)水質(zhì)明顯好于實驗區(qū)，表明保護區(qū)劃分功能區(qū)有利于核心區(qū)水環(huán)境的保護。黑龍?zhí)?、上村龍?zhí)?、青龍?zhí)?、冷水河為保護區(qū)核心區(qū)，此區(qū)域是滇池周邊特有名貴魚類滇池金線鲃繁殖、生長的區(qū)域，為重點保護地區(qū)，受人為影響較小，污染較少，但核心區(qū)水質(zhì)現(xiàn)狀不容樂觀，總磷、總氮已處于輕度污染至中度污染狀態(tài)。滇池金線鲃作為滇池旗艦物種，滇池金線鲃的種群數(shù)量，對滇池生態(tài)鏈意義獨特，其可捕食銀魚等小魚小蝦，從而抑制藻類暴發(fā)，有利于提升水質(zhì)。建議進一步加強對核心區(qū)水域的保護，在核心區(qū)做好滇池生態(tài)治理和生物多樣性恢復的長期工作，期望特有土著魚可逐步恢復種群數(shù)量。

（2）實驗區(qū)受污染較重，實施滇池流域環(huán)境綜合整治工程，效果較好。滇池西岸海口辦事處白魚口村委會附近、滇池東岸晉寧縣新街鄉(xiāng)附近為實驗區(qū)，受污染較重，除禁漁期外，可以進行漁業(yè)生產(chǎn)。實驗區(qū)高錳酸鹽指數(shù)、總氮和總磷濃度明顯超標，2013年達到Ⅴ類水質(zhì)標準，近年來由于流域環(huán)境綜合整治工程的實施，實驗區(qū)水況有所改善，表現(xiàn)為2013—2016年高錳酸鹽指數(shù)及氨氮、總磷、總氮含量均有所下降，2016年已經(jīng)達到地表水Ⅳ類水質(zhì)標準。在滇池周邊還需要堅持不懈地進行綜合治理，水質(zhì)有望得到進一步提升。

（3）滇池水質(zhì)污染的治理必須按照“末端治理與源頭控制”的方針進行綜合治理。滇池水質(zhì)污染不僅破壞流域生態(tài)環(huán)境、阻礙農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展，還對周邊旅游業(yè)甚至云南的經(jīng)濟發(fā)展都有影響。為維持保護區(qū)水質(zhì)穩(wěn)定，按照“山水林田湖草是一個生命共同體”的理念，必須加強對保護區(qū)潛在污染源的調(diào)查和流域環(huán)境的綜合整治。開展水域的生態(tài)修復、控制農(nóng)業(yè)面源污染及持續(xù)的水質(zhì)監(jiān)測，應(yīng)貫徹“末端治理與源頭控制”的方針，持續(xù)改善保護區(qū)水環(huán)境。