朱中竹李 萌曹龍智，3賈 麗王 瑾

濟南市水生態(tài)系統(tǒng)健康狀況時空分布

朱中竹1李 萌2曹龍智1，3賈 麗1王 瑾1

健康的生態(tài)系統(tǒng)不僅能夠保持其結(jié)構(gòu)的完整性和功能的穩(wěn)定性，而且具有抵抗干擾和恢復(fù)自身結(jié)構(gòu)和功能的能力，并能夠提供合乎自然和人類需求的生態(tài)服務(wù)。水資源作為一種多用途的有限再生資源，對維持全球生態(tài)系統(tǒng)的健康具有無可替代的重要作用。經(jīng)近幾年的修復(fù)，水生態(tài)系統(tǒng)的健康狀況有一定改善。然而，水生態(tài)系統(tǒng)是由無機環(huán)境及處于其中的所有生命構(gòu)成的復(fù)雜系統(tǒng)，單一的水質(zhì)或生物指標不能明確反應(yīng)其健康狀況，所以對水生態(tài)系統(tǒng)健康的評價逐漸受到關(guān)注。

本項目在2015年5月、9月、10月對濟南市重要河流、湖泊、水庫及泉域進行了3次全面的水生態(tài)監(jiān)測調(diào)查，獲取了全市魚類、浮游植物、浮游動物、底棲動物分布狀況的第一手數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上，通過對數(shù)據(jù)的整理分析，利用水生生物綜合健康指數(shù)對濟南水域進行健康評價，并分析了水生態(tài)系統(tǒng)健康狀況的時空分布，為濟南市水生態(tài)文明建設(shè)提供參考。

一、研究區(qū)概況及采樣點分布

濟南是山東省省會，位于山東省中西部，南依泰山，北跨黃河，地處中緯度地帶，屬暖溫帶半濕潤季風型氣候。市區(qū)多年平均降雨量618mm，多年平均徑流總量達5.87億m3。地形分為北部臨黃帶，中部山前平原帶及南部丘陵山區(qū)帶三帶。境內(nèi)主要有黃河、小清河和徒駭馬頰河三大水系，水網(wǎng)密集，水生態(tài)系統(tǒng)類型復(fù)雜。圖1為采樣點分布圖。

圖1 采樣點分布示意圖

二、采樣方法及結(jié)果分析

1.采樣方法

浮游動植物樣品采集按照國家標準及生態(tài)學調(diào)查標準規(guī)范方法進行，分為定性和定量調(diào)查。浮游動物采樣完成后按1.5%體積比例加入魯哥氏液固定，浮游植物按5%體積比例加入甲醛溶液固定。

底棲動物采樣工具是索伯網(wǎng)和彼得遜采泥器，參照目前國內(nèi)外比較有代表性的采樣方法進行。采樣過程中如發(fā)現(xiàn)采泥器不完全閉合等現(xiàn)象，需重新采樣，樣品采集完成后，在封口瓶中加70%酒精密封保存。

魚類采樣根據(jù)采樣點水深選擇相應(yīng)的采樣方法。采樣完成后立即進行現(xiàn)場鑒定，不能確定的保存后帶回實驗室鑒定。

2.采樣結(jié)果分析

（1）魚類群落結(jié)構(gòu)時空變化

2015年共鑒定魚類8科40種。年度物種值10月最大，其次為5月，9月最低。鯉科種類最多，共鑒定出鯉科26種；其次是鰍科和鯵科，各鑒定出3種。

（2）浮游植物群落結(jié)構(gòu)時空變化

2015年共鑒定出浮游植物8門104種。硅藻門種類最多，共鑒定出52種；其次綠藻門，鑒定出32種；第三是藍藻門，鑒定出16種。年度內(nèi)所有點位平均物種數(shù)為21種。從各點位上浮游植物物種分布狀況來看，大多點位隨著季節(jié)變化物種數(shù)呈現(xiàn)逐漸降低趨勢。

（3）浮游動物群落結(jié)構(gòu)時空變化

2015年共鑒定浮游動物4類56種。其中5月鑒定到的物種數(shù)最多，在所鑒定的物種中，輪蟲種類最多，共鑒定出輪蟲22種；其次是原生動物；第三、第四位的是枝角類和橈足類。年度各點位平均浮游動物物種數(shù)為8種。從各個點位上物種分布狀況來看，5月大部分浮游動物物種數(shù)比較高，整體變化規(guī)律受季節(jié)變化影響不明顯。

（4）底棲動物群落結(jié)構(gòu)時空變化

2015年共鑒定底棲動物19科42種。整個流域底棲動物平均物種數(shù)為6個，各月鑒定到的物種數(shù)變化不大，10月略多。在所鑒定的物種中，腹足綱種類最多，共鑒定出14種；其次是雙翅目，雙翅目中主要的優(yōu)勢物種為搖蚊幼蟲。濟南南北兩側(cè)流域的物種數(shù)明顯高于市中心，平均物種數(shù)最多的為并渡口，位于濟南南部山區(qū)，共鑒定出底棲動物11種，主要物種有東方蜉、四節(jié)蜉、河蜆和環(huán)陵螺。

三、水生態(tài)系統(tǒng)健康評價

利用水生生物綜合健康指數(shù)對濟南水域進行健康評價。水生生物綜合健康指數(shù)由四大指數(shù)構(gòu)建，浮游植物健康指數(shù)、浮游動物健康指數(shù)采用香濃維納多樣性指數(shù)；底棲動物健康指數(shù)、魚類健康指數(shù)采用IBI生物完整性指數(shù)。對各個點位指數(shù)值計算結(jié)果進行標準化處理，通過累加除權(quán)，最終獲得濟南水生生物綜合健康指數(shù)。

把四大生物類群各個健康評價指數(shù)除以自身95%分位數(shù)再相加，得到結(jié)果相加除以指標數(shù)，再放大100倍，最終得到濟南水域水生生物健康評價指數(shù)。以該指數(shù)75%分位數(shù)為標準，大于75%分位數(shù)為生物總體健康，小于75%分位數(shù)分成三等分，最終確定濟南市水生態(tài)生物健康標準，據(jù)此標準對濟南各采樣點位進行水生態(tài)系統(tǒng)健康評價。

2015年濟南市水生態(tài)系統(tǒng)健康評價結(jié)果如圖2，濟南全流域水生生物健康狀況一般，南北兩側(cè)明顯好于中部區(qū)域；位于中部區(qū)域的趵突泉和大明湖水源礦物質(zhì)含量高，浮游植物、浮游動物健康評價良好，底棲動物、魚類評價較差；南部山區(qū)并渡口、臥虎山水庫上游支流常年生物健康狀況良好。

圖2 2015年濟南水生態(tài)系統(tǒng)健康評價結(jié)果圖

四、結(jié)論

2015年濟南流域共鑒定出魚類8科40種，浮游植物8門104種，浮游動物4類56種，底棲動物19科42種，各物種隨季節(jié)變化規(guī)律不同。通過水生生物綜合健康指數(shù)對濟南水域進行健康評價，從總體健康狀況分布來看，濟南市南北兩側(cè)健康狀況要明顯好于市中心，但由于缺乏地下水健康評價標準，以地下水為補給來源的趵突泉和大明湖水源礦物質(zhì)含量高，水生生物少，評價不夠合理，需進一步發(fā)展適合地下水健康的評價標準對以泉為補給來源的水體健康進行深入評價■

（作者單位：1.山東省濟南市水文局250023 2.棗莊市水文局 277800 3.聊城市水文局 252000）

濟南市水生態(tài)時空變異驅(qū)動機制及自動監(jiān)測模式；山東省水利廳、山東省財政廳“水生態(tài)文明試點科技支撐計劃”資助。）