王文鋒，羅金明，王永潔，逄世良，高忠燕，王治良

（1.扎龍國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)管理局，黑龍江 齊齊哈爾 161005；2.齊齊哈爾大學(xué) 理學(xué)院，黑龍江 齊齊哈爾 161006）

扎龍濕地位于我國(guó)溫帶半濕潤(rùn)半干旱季風(fēng)氣候區(qū)，屬于典型的農(nóng)牧交錯(cuò)帶。該區(qū)域的生態(tài)功能表現(xiàn)出非常脆弱的特征，在受到外界干擾和影響下，濕地的生態(tài)功能很容易衰退而影響著鶴類的生態(tài)健康以及濕地生物的多樣性［1］。近幾十年隨著區(qū)域氣候變化及人類活動(dòng)劇烈的影響，扎龍濕地的水文格局已經(jīng)發(fā)生了深刻的變化［2］。水環(huán)境的變化將會(huì)引起濕地生態(tài)功能減弱，直接影響鶴類等生存和繁殖。研究表明，扎龍濕地的水質(zhì)已經(jīng)遭到不同程度的污染［3，4］，水體中的有毒元素（重金屬元素）的含量也逐漸增多，且沿著濕地生態(tài)系統(tǒng)食物鏈越高等的生物體內(nèi)累積越多［5］。濕地底泥和水中重金屬的含量直接關(guān)系著雌親鳥和雛鳥的健康狀況。部分重金屬經(jīng)過體內(nèi)代謝后在羽毛聚集導(dǎo)致羽毛富集重金屬水平往往較高［6］?？梢姡ㄟ^研究鶴類殼和羽毛可以反映雌親體內(nèi)以及雛鳥的重金屬的累積水平。近年來，學(xué)者對(duì)扎龍濕地土壤的滲透性、生態(tài)補(bǔ)水的安全閾值，以及對(duì)蘆葦?shù)戎脖簧L(zhǎng)的影響進(jìn)行了專門研究［7－11］。但是對(duì)鶴類棲息地的生態(tài)健康以及鶴的生態(tài)健康尚缺乏深入的研究。

本研究目的旨在探討在現(xiàn)代水環(huán)境條件下，扎龍濕地保護(hù)區(qū)內(nèi)珍稀動(dòng)物棲息地各組成要素的特征及其近期的變化特征，通過探討現(xiàn)代水環(huán)境對(duì)鶴類生態(tài)健康狀況的影響并做出評(píng)價(jià)，為濕地保護(hù)和管理提供參考。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

扎龍國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)地處黑龍江省西部松嫩平原、烏裕爾河下游湖沼葦草地帶，位于齊齊哈爾市的鐵鋒區(qū)、昂昂溪區(qū)、富?？h、泰來縣和大慶市的林甸縣、杜爾伯特蒙古族自治縣的交界地域（123°51′—124°37′E，46°48′—47°32′N），總面積2 100 km2。保護(hù)區(qū)內(nèi)丹頂鶴、白枕鶴等珍貴、稀有野生動(dòng)物資源十分豐富，原生性東北亞內(nèi)陸濕地生態(tài)系統(tǒng)特征顯著，在我國(guó)自然保護(hù)區(qū)網(wǎng)絡(luò)中具有典型意義。孕育著以水禽為主的鳥類共計(jì)296種，其中國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)鳥類就有35種之多［7］。它的蘆葦沼澤濕地面積居亞洲第一位。扎龍濕地核心區(qū)面積700 km2，是扎龍濕地中保存最完整、最原始、生態(tài)環(huán)境最具典型性和代表性的蘆葦沼澤濕地。保護(hù)區(qū)的丹頂鶴、白枕鶴有80%以上在這里筑巢繁殖。同時(shí)扎龍濕地對(duì)保障松嫩平原的生態(tài)環(huán)境和當(dāng)?shù)厣鐣?huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展起著重要的作用。

1.2 研究方法

在扎龍濕地選擇10個(gè)主要水庫(kù)／水泡（東升水庫(kù)、扎龍湖、吐木可小橋、六支干、八支干、九支干、克欽湖、東汗潭、小黑山和龍泡）分別于2009年10月和2010年5月進(jìn)行了水樣采集和分析。水質(zhì)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目有礦化度（TDS）、總磷（TP）、總氮（TN）、高錳酸鹽指數(shù)（CODMn）、五日生化需氧量（BOD5）、溶解氧（DO）和pH值。

水質(zhì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行國(guó)家地表水質(zhì)量GB3838－2002。

在2009年10月和2010年5月收集研究區(qū)濕地生態(tài)系統(tǒng)中水體、底泥和魚，常見水禽的羽毛、蛋殼以及糞便于室內(nèi)測(cè)定其重金屬含量，收集對(duì)象包括丹頂鶴、白鸛、白枕鶴等，測(cè)定項(xiàng)目包括Cr、Mn、Ni、Cu、Zn、As、Sr、Cd、Sn和 Hg。測(cè)定采用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（ICPMs－500ce型）。室內(nèi)用濃硫酸－高氯酸混合消解后定容，以電感耦合等離子體質(zhì)譜儀測(cè)定其重金屬濃度。

2 結(jié)果與討論

2.1 濕地水文地質(zhì)特征

扎龍濕地為烏裕爾河下游尾閭湖形成的葦草湖沼。末次冰期時(shí)期在松嫩平原西部的沙帶受嫩江的改造，在扎龍地區(qū)留下眾多牛軛湖，后期由于構(gòu)造抬升嫩江河道西遷，烏裕爾河成為內(nèi)流河，其尾閭湖最后演化成為現(xiàn)在的扎龍濕地［12］。洪泛期間嫩江水分以及來自烏裕爾河的水大量進(jìn)入扎龍濕地。在氣候干旱期，嫩江沿岸的堤壩則阻斷水流進(jìn)入扎龍濕地；另一方面，烏裕爾河上游沿江的大大小小的水庫(kù)截留直接導(dǎo)致扎龍濕地水分補(bǔ)給匱乏。扎龍濕地位于我國(guó)溫帶半濕潤(rùn)半干旱季風(fēng)氣候區(qū)，春秋季節(jié)蒸發(fā)強(qiáng)烈、氣候干旱是該地區(qū)典型的特征。扎龍濕地近4年的平均蒸發(fā)量為1 285.4mm，年平均降雨量為459.7mm。蒸發(fā)量為降雨量的2.8倍，并且降雨量年內(nèi)分布不均，6—8月的降雨量占全年的70%以上。4月和5月的降雨量?jī)H為全年的14%。春秋季為扎龍地區(qū)全年最大的蒸發(fā)時(shí)段。

扎龍濕地與連環(huán)湖是在風(fēng)成沙丘上形成的沼澤地，是整個(gè)嫩江流域生態(tài)環(huán)境最脆弱的一個(gè)關(guān)鍵區(qū)。一旦濕地消失，將導(dǎo)致這個(gè)地區(qū)的鹽堿化和沙漠化迅猛發(fā)展，對(duì)整個(gè)松嫩平原西部地區(qū)的生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重影響。水是濕地生態(tài)系統(tǒng)形成及其功能維持的重要因素。在氣候變化與人類活動(dòng)雙重影響下，扎龍濕地水資源短缺導(dǎo)致了該地區(qū)生態(tài)退化。

2.2 水質(zhì)變化趨勢(shì)

扎龍濕地水體的變化特征已經(jīng)引起了學(xué)者和濕地管理者的高度關(guān)注。有學(xué)者對(duì)1999、2000年扎龍濕地部分地區(qū)的水質(zhì)進(jìn)行的專項(xiàng)研究［13］發(fā)現(xiàn)：扎龍濕地水體的有機(jī)污染和富營(yíng)養(yǎng)化較重，表現(xiàn)為高錳酸鹽指數(shù)、總磷和總氮超標(biāo)。為進(jìn)一步跟蹤近年扎龍濕地水質(zhì)的變化趨勢(shì)，于2009年和2010年2次對(duì)該地區(qū)水質(zhì)進(jìn)行了測(cè)定（表1和表2）。水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，扎龍濕地水質(zhì)特征存在年內(nèi)變化和空間上的差異性?？傮w上看，該地區(qū)水體有機(jī)污染較重，并且富營(yíng)養(yǎng)化，各項(xiàng)指標(biāo)（除CODMn外）的含量最高的時(shí)期都為Ⅴ級(jí)，都遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于國(guó)家對(duì)濕地水質(zhì)Ⅱ的要求。另外，農(nóng)業(yè)活動(dòng)較頻繁地區(qū)的扎龍湖的水質(zhì)污染最重，例如總磷和總氮分別比Ⅴ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)下限還超標(biāo)12倍和15倍，與2000年相比，東升水庫(kù)的溶解氧升高了1.1倍，TP和TN也有明顯的升高。可見，扎龍濕地水環(huán)境總體上是呈逐年上升趨勢(shì)變化。

表1 扎龍濕地主要湖泊水體的各種指標(biāo)含量

表2 扎龍濕地主要湖泊水體的水質(zhì)等級(jí)

水體污染的主要來源有工業(yè)廢水、農(nóng)業(yè)施用的農(nóng)藥和化肥，及城鎮(zhèn)生活污水。上游城市的發(fā)展使工業(yè)、生活污水量和污染負(fù)荷都在增加，2002年排入烏裕爾河最終進(jìn)入扎龍濕地的工業(yè)廢水總量為2 045.9萬t，生活廢水為968.3萬t［13］。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和資源不斷開發(fā)，區(qū)內(nèi)建立了繁榮、東升及江東灌區(qū)，灌區(qū)面積逐年擴(kuò)大，農(nóng)藥、化肥的施用量也不斷增加，加上流域降水高度集中在6—9月，與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)具有同期性，加大了農(nóng)田徑流污染負(fù)荷量。此外，濕地內(nèi)泥炭層和腐殖質(zhì)層積累大量的污染物，在水文條件改變的情況下，成為水體污染物的內(nèi)部來源。在污染物增加的同時(shí)，烏裕爾河徑流量減少，使下游濕地水體的自我稀釋能力下降，十分容易受到外界環(huán)境的影響，水質(zhì)波動(dòng)性大。在枯水期點(diǎn)源污染是濕地污染物的主要來源；而在強(qiáng)徑流條件下，面源污染強(qiáng)度大大增加，使?jié)竦厮|(zhì)甚至比一般時(shí)期還差。濕地具有很強(qiáng)的自我凈污能力，但其自凈能力受濕地水文條件影響較大。野外調(diào)查發(fā)現(xiàn)，濕地水位與氮磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)之間存在結(jié)構(gòu)性對(duì)應(yīng)關(guān)系：高水位水體中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)濃度較低。由于濕地來水量的下降，改變了濕地內(nèi)部的生態(tài)過程，影響了植物和微生物的活性，導(dǎo)致其對(duì)污染物的凈化能力下降。因此，流域降水徑流的高度集中促進(jìn)了污染物向濕地的輸送，而濕地來水量的下降削弱了濕地對(duì)污染物的緩沖能力，濕地水體的污染呈不斷加劇趨勢(shì)，目前濕地內(nèi)地表水體屬于重營(yíng)養(yǎng)化范圍。

水是濕地生態(tài)系統(tǒng)形成及其功能維持的重要因素。在氣候變化與人類活動(dòng)雙重影響下，扎龍濕地水環(huán)境的變化可能對(duì)棲息在濕地的各種飛禽產(chǎn)生影響。

2.3 重金屬富集特征

表3是扎龍濕地水環(huán)境以及珍稀水禽體內(nèi)富集的重金屬含量。從表3可見，水體中重金屬各項(xiàng)指標(biāo)都低于I類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，不超標(biāo)，但在扎龍保護(hù)區(qū)底泥中Cu、Pb、Zn、Cd、Hg超過其背景值。從表3來看，水體中重金屬的含量很低，Cu和Ni都小于0.01 μg·kg－1。其他的重金屬含量均低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。在魚體內(nèi)，重金屬含量的平均值分別是水體中含量的數(shù)倍：Cu ＞500倍；Zn 208.83倍；Cr 250倍；Cd 200倍。此外，表3還表明扎龍濕地珍稀水禽中都不同程度地富集了一定量的重金屬，例如丹頂鶴的羽毛富集的Cr含量高達(dá)3.52μg·kg－1，Zn的含量更是高達(dá)41.57μg·kg－1。白鸛的羽毛富集的Cr則達(dá)4.00μg·kg－1。另外，各種水禽的蛋殼也都富集一定程度的重金屬元素，其中Ni、Zn、As、Sr和Hg的含量相對(duì)較高。

表3 扎龍濕地環(huán)境以及常見水禽體內(nèi)重金屬富集濃度 μg·kg－1

由此可見，扎龍濕地大型水禽對(duì)重金屬的積累量是水中的幾百倍，對(duì)其身體健康已經(jīng)構(gòu)成了潛在的威脅，同時(shí)濕地的水禽對(duì)其生存環(huán)境的微小變化都有極大的反應(yīng)，是環(huán)境污染的重要指示。

2.4 討論

20世紀(jì)80年代以來，烏裕爾河的沿途修建了60多座截流水庫(kù)，使扎龍濕地的進(jìn)水量由每年6.8×108m3銳減到0.4×108m3［13］。人為控制濕地上游的入水量而改變了扎龍濕地水環(huán)境，春秋季節(jié)上游的水不能流入扎龍濕地，造成濕地缺水。脆弱的自然生態(tài)環(huán)境和人類強(qiáng)烈擾動(dòng)相疊加，致使扎龍濕地的水環(huán)境整體處于不斷退化的過程，這必然影響濕地水質(zhì)以及棲息水禽的的系統(tǒng)特征。濕地被農(nóng)業(yè)區(qū)和工業(yè)區(qū)包圍，在枯水期也正是農(nóng)業(yè)和工業(yè)用水高峰期，這導(dǎo)致二者用水矛盾突出。大量的農(nóng)業(yè)用水直接減少了下游濕地水分補(bǔ)給量，而且農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的化肥、農(nóng)藥以及工業(yè)廢水則進(jìn)入低洼的扎龍濕地富集。這將直接導(dǎo)致扎龍濕地水體富營(yíng)養(yǎng)化和重金屬的富集。

除此之外，扎龍濕地內(nèi)建設(shè)了多項(xiàng)工程。大型工程破壞了濕地的自然形態(tài)，阻隔了濕地外圍的水流進(jìn)入濕地，造成濕地片斷化、內(nèi)流化，進(jìn)一步加劇了缺水形勢(shì)［2］。外加開墾、過度放牧等的擾動(dòng)，到2002年為止，扎龍保護(hù)區(qū)內(nèi)的明水及沼澤的面積僅為1.3×104hm2。扎龍濕地的核心區(qū)現(xiàn)有13個(gè)自然屯1 528戶（共5 396人）［7］。核心區(qū)內(nèi)頻繁農(nóng)業(yè)活動(dòng)不僅擾動(dòng)其生活環(huán)境，還直接干擾珍稀動(dòng)物日常習(xí)性［11］。

河流對(duì)濕地水量的補(bǔ)給直接或間接決定了濕地的水域覆蓋面積及淺埋深地下水區(qū)域的面積，進(jìn)而影響濕地內(nèi)蘆葦面積及分布形態(tài)。水源補(bǔ)給量的減少使得濕地蘆葦產(chǎn)量下降、破碎化程度加劇，并最終導(dǎo)致蘆葦被苔草和草甸草所取代。據(jù)統(tǒng)計(jì)，20世紀(jì)90年代，扎龍濕地中蘆葦覆蓋率已由20世紀(jì)70年代前的占保護(hù)區(qū)面積的80%，下降到僅占保護(hù)區(qū)面積的40%，且蘆葦密度也下降了50%以上。濕地來水量的下降，使?jié)竦睾莸拿娣e減少、水深變淺、水體連通性喪失，冬季時(shí)濕地中的水體易于完全被凍結(jié)，使魚類難以遷移到深水區(qū)越冬，打破了魚類正常生命過程。而水質(zhì)污染更是使魚類經(jīng)常發(fā)生非正常的死亡，兩因素共同引起扎龍濕地魚的種類及數(shù)量的減少，種群規(guī)模下降。如扎龍漁場(chǎng)在20世紀(jì)60年代產(chǎn)魚量高達(dá)801t，80年代下降到不足30t，20世紀(jì)末不足10t。鶴類是扎龍濕地的主要保護(hù)物種，棲息在連片的蘆葦沼澤地中，以魚為主要食物來源，其種群數(shù)量的變化受生境狀況、食物來源的影響。由于生境面積的減少、破碎度的增加及食物來源的限制，目前通過扎龍濕地遷徙的鶴類數(shù)量趨于減少。

由此啟發(fā)政府和相關(guān)管理者：（1）合理解決農(nóng)業(yè)用水和濕地生態(tài)需水直接的矛盾對(duì)維持濕地系統(tǒng)的相對(duì)穩(wěn)定具有十分重要的意義；（2）減少濕地內(nèi)人類活動(dòng)與干擾，增強(qiáng)濕地內(nèi)水流的通暢性，為各種保護(hù)物種提供良好的覓食環(huán)境和棲息生境。

3 結(jié)論

扎龍濕地水質(zhì)特征存在年內(nèi)變化和空間上的差異性。總體上看，該地區(qū)水體有機(jī)污染較重，并且富營(yíng)養(yǎng)化，多項(xiàng)指標(biāo)的含量最高的時(shí)期達(dá)到Ⅴ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。另外，農(nóng)業(yè)活動(dòng)較頻繁的扎龍湖的水質(zhì)污染最重，例如其總磷和總氮分別比Ⅴ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)下限還超標(biāo)12倍和15倍，與2000年相比，東升水庫(kù)的溶解氧升高了1.1倍，TP和TN也有明顯的升高。

扎龍濕地水體中重金屬各項(xiàng)指標(biāo)都低于I類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，扎龍濕地底泥中Cu、Pb、Zn、Cd、Hg超過其背景值。常見水禽的食物——魚，其體內(nèi)重金屬含量的平均值分別是水體中含量的數(shù)倍：Cu＞500倍；Zn 208.83倍；Cr 250倍；Cd 200倍。扎龍濕地珍稀水禽中都不同程度地富集了一定的重金屬，例如丹頂鶴的羽毛富集的Cr含量高達(dá)3.52μg·kg－1，Zn的含量更是高達(dá)41.57μg·kg－1。白鸛的羽毛富集的Cr則達(dá)4.00μg·kg－1。另外，各種水禽的蛋殼也都富集一定程度的重金屬元素，其中Ni、Zn、As、Sr和Hg的含量相對(duì)較高。由此可見，扎龍濕地大型水禽對(duì)重金屬的積累量已經(jīng)構(gòu)成了潛在的威脅。濕地的退化和重金屬的富集應(yīng)該引起相關(guān)部門的重視。

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