游 萍，李 珍，彭遠(yuǎn)義，薛曉輝，張以忠，馮 圖

（1.貴州工程應(yīng)用技術(shù)學(xué)院生態(tài)工程學(xué)院；2.貴州省普通高等學(xué)校生物資源開(kāi)發(fā)與生態(tài)修復(fù)特色重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；3.貴州省畢節(jié)市七星關(guān)區(qū)楊家灣中學(xué)，貴州畢節(jié)551700）

草海位于貴州西部威寧彝族回族苗族自治縣西部，是貴州最大的天然淡水湖，中國(guó)三大高原湖泊之一[1]。古稱(chēng)“松坡湖”，是國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)，是我國(guó)特有高原鶴類(lèi)——黑頸鶴的主要越冬地之一，其中以黑頸鶴為代表的珍惜鳥(niǎo)類(lèi)就多達(dá)10余萬(wàn)只，具有“鳥(niǎo)的天堂”的美稱(chēng)[2]。在人類(lèi)的長(zhǎng)期活動(dòng)和自然作用下，形成了由不同類(lèi)型的生態(tài)系統(tǒng)組成的草海濕地綜合生態(tài)環(huán)境[3]，但也是由于人為的干擾，給草海的生態(tài)環(huán)境造成了破壞，使得草海的水質(zhì)也受到一定程度的影響。

微生物是生態(tài)系統(tǒng)的重要成員，在物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)中起著關(guān)鍵作用。水體中微生物的數(shù)量和分布主要受到營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)水平、溫度、光照、溶解氧、鹽分等因素的影響。含有較多營(yíng)養(yǎng)物或受生活污水、工業(yè)污水污染的水體有相應(yīng)多的微生物[4]。但目前關(guān)于濕地的研究中，對(duì)肉眼難以辨識(shí)、直接反應(yīng)濕地生態(tài)質(zhì)量的微生物群落結(jié)構(gòu)關(guān)注不多[5]。細(xì)菌是水體中數(shù)量較多的微生物，它體現(xiàn)了一般營(yíng)養(yǎng)性有機(jī)物的污染情況[6]。因此，本文分三個(gè)時(shí)期：平水期、枯水期和豐水期，分別調(diào)查了草海水體不同位置的細(xì)菌數(shù)量，以及這三個(gè)時(shí)期水體的水溫、pH和溶解氧的情況，來(lái)了解草海的水質(zhì)污染情況，為草海的環(huán)境治理做一個(gè)基礎(chǔ)性的研究。

1 材料和方法

1.1 水樣的采集

2016年11月-2017年6月，在威寧草海國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)，選取12個(gè)點(diǎn)作為采樣點(diǎn)（圖1），為保證樣點(diǎn)的一致性，采樣過(guò)程中采用GPS定位系統(tǒng)進(jìn)行位置的標(biāo)定，其經(jīng)緯度見(jiàn)表1。分3個(gè)時(shí)間段：枯水期、平水期和豐水期，10-12月份為平水期，每年4-9月份為豐水期，1-3月份為枯水期[7，8]。分別在2016年11月（平水期），2017年3月（枯水期），2017年6月（豐水期），進(jìn)行水樣的采集。

圖1 草海水樣采集分布點(diǎn)

表1 草海國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)水質(zhì)監(jiān)測(cè)采樣點(diǎn)信息

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

pH的檢測(cè)、溶氧量的檢測(cè)、水溫的檢測(cè)均采用快速檢測(cè)儀檢測(cè)。

細(xì)菌的檢測(cè)采用紙片法來(lái)進(jìn)行。雖然國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)法是我國(guó)常用的檢測(cè)水體中微生物的方法，但在操作過(guò)程比較繁瑣，且配制培養(yǎng)基和消毒清洗工作耗時(shí)長(zhǎng)[9]。因此本次實(shí)驗(yàn)采用美國(guó)3M公司的3M Petri?filmTM細(xì)菌總數(shù)測(cè)試片（以下簡(jiǎn)稱(chēng)3M細(xì)菌總數(shù)測(cè)試片）。在王中民、田葆萍等人研究國(guó)標(biāo)法和3M Pet?rifilm法檢測(cè)飲用水中菌落總數(shù)的實(shí)驗(yàn)中，結(jié)果表明3M紙片法檢測(cè)結(jié)果高于國(guó)標(biāo)法[10]。3M紙片法將細(xì)菌生長(zhǎng)所需要的營(yíng)養(yǎng)成分固定在紙片上，且在該營(yíng)養(yǎng)成分中含有能把細(xì)菌染成紅色的染色劑，細(xì)菌培養(yǎng)后在紙片上形成紅色菌落，從而更易于判讀，具有更高的實(shí)用性[11]。

1.3 數(shù)據(jù)處理

實(shí)驗(yàn)設(shè)置3個(gè)重復(fù)，結(jié)果取平均值。通過(guò)Excel和SPSS對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和相關(guān)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 草海濕地水體環(huán)境的基本情況

草海濕地氣溫和水溫在同一時(shí)期的不同采樣點(diǎn)上均存在一定的差異，具體見(jiàn)表2。

表2 草海不同時(shí)期、不同樣點(diǎn)的水體基本情況

由表2中可知，平水期、枯水期、豐水期中各樣點(diǎn)的pH值最高點(diǎn)分別為點(diǎn)8、1、7，為9.86、8.54、10.25；pH值最低點(diǎn)分別為點(diǎn)2、2、3，分別為7.57、8.02、7.5。平水期的pH值從大到小依次為：8、9、5、7、4、6、10、12、1、3、2；枯水期的pH值從大到小依次為；1、3、11、4、8、6、9、5、12、7、10、2；豐水期的pH值從大到小依次為：7、4、5、8、10、9、6、12、11、1、2、3。可見(jiàn)同一樣點(diǎn)，在不同的取樣時(shí)間，其pH值不同。

天然水體的pH值可小于2也可大于11，不同水體，差異極大[12]。而微生物生長(zhǎng)的pH范圍一般為2-10之間。草海水體平水期、枯水期、豐水期pH的平均值分別為8.86、8.29、9.33，豐水期＞平水期＞枯水期。其pH值的變化范圍為7.50-10.25，總平均值為8.77，由此可知草海水體的pH值均在7以上，說(shuō)明草海的水體是偏堿性的。而豐水期的pH平均值為9.33，高于1986年測(cè)得的平均數(shù)值8.0，但略低于2005年所得到的的9.50。

國(guó)標(biāo)3838-2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中地表水的pH為6-9[13]，而在豐水期，除了點(diǎn)1、2、3和11外，其余各點(diǎn)的pH均超過(guò)了9。

由表2可知，各時(shí)期的溶解氧最高值和最低值的樣點(diǎn)不同，平水期、枯水期、豐水期的最高點(diǎn)分別為點(diǎn)7、4、4，其溶解氧的值分別為7.75、8.48、6.88；最低點(diǎn)分別為點(diǎn)2、1、1，其溶解氧的值分別為4.89、5.23、4.90。平水期各樣點(diǎn)溶解氧從大到小依次為：7、10、8、11、4、9、5、6、12、1、3、2；枯水期從大到小依次為：4、5、6、7、8、11、12、9、3、10、2、1；豐水期從大到小依次為：4、10、6、5、8、9、2、7、12、11、3、1。

草海水體枯水期、平水期、豐水期溶解氧的平均值分別為6.59＞6.57＞5.99，變化范圍為4.89-8.48，而且隨著溫度的降低，溶解氧的量也有所下降，總平均溶解氧為6.38。而豐水期的溶解氧的平均值為5.99，遠(yuǎn)低于1986年科考所得的數(shù)值（第三季度）6.98和2005年的6.94。除了平水期點(diǎn)2的溶解氧為4.89，稍低于5.0外，其余均大于5.0，均屬于富溶解氧水體。

因此，各樣點(diǎn)不同時(shí)期的水質(zhì)按國(guó)標(biāo)3838-2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》[13]中溶解氧的分類(lèi)來(lái)看并不相同。在平水期點(diǎn)7達(dá)到了Ⅰ類(lèi)水標(biāo)準(zhǔn)，點(diǎn)2為Ⅳ類(lèi)水標(biāo)準(zhǔn)，點(diǎn)3和點(diǎn)1為Ⅲ類(lèi)水標(biāo)準(zhǔn)，其余點(diǎn)為Ⅱ類(lèi)水標(biāo)準(zhǔn)；在枯水期點(diǎn)7和點(diǎn)10達(dá)到了Ⅰ類(lèi)水標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)，點(diǎn)1和點(diǎn)2為Ⅲ類(lèi)水標(biāo)準(zhǔn)，其余點(diǎn)為Ⅱ類(lèi)水標(biāo)準(zhǔn)；在豐水期標(biāo)準(zhǔn)，所有樣點(diǎn)都沒(méi)有達(dá)到Ⅰ類(lèi)水標(biāo)準(zhǔn)，點(diǎn)1為Ⅳ類(lèi)水標(biāo)準(zhǔn)，點(diǎn)2、3、3、7、11為Ⅲ類(lèi)水標(biāo)準(zhǔn)，其余點(diǎn)為Ⅱ類(lèi)水標(biāo)準(zhǔn)。

草海濕地水體溫度，在平水期的平均水溫為13.29℃，溫度變化范圍為14.93℃-11.24℃；在枯水期平均水溫為15.78℃，溫度變化范圍為17.61℃-13.70℃；在豐水期的平均水溫為24.61℃，溫度變化范圍為26.50℃-22.84℃。各時(shí)期各樣點(diǎn)水溫有一定的差異，這可能與采樣的時(shí)間有一定的關(guān)系，但最高溫與最低溫的溫差分別為3.69℃、3.91℃、3.66℃。水溫不但會(huì)影響繁殖速率，還可以通過(guò)控制水體中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的溶解度來(lái)影響向細(xì)菌的各種生理活動(dòng)。一般情況下在一定范圍內(nèi)，細(xì)菌的繁殖速率和各種代謝活動(dòng)會(huì)隨著溫度的升高而加快。

2.2 草海水體中的細(xì)菌數(shù)量及多重比較

2.2.1 平水期不同樣點(diǎn)的細(xì)菌數(shù)量及多重比較

由圖2可見(jiàn)，平水期細(xì)菌數(shù)量最大的為點(diǎn)1（32100cfu/ml），其次為點(diǎn)11（164570cfu/ml），最小的為點(diǎn)8（262cfu/ml）。其細(xì)菌數(shù)量從大到小依次為：1、11、12、3、2、10、5、6、4、7、9、8。通過(guò)多重比較發(fā)現(xiàn)：樣點(diǎn)1的細(xì)菌數(shù)量除了與點(diǎn)11無(wú)極顯著差異外，和其余的各取樣點(diǎn)均存在極顯著差異；點(diǎn)11與點(diǎn)12不存在極顯著差異；除此外，點(diǎn)12與其余各點(diǎn)均存在極顯著性差異；點(diǎn)11與除點(diǎn)1和點(diǎn)12外的所有點(diǎn)都存在極顯著性差異；點(diǎn)10、點(diǎn)2和點(diǎn)3這三點(diǎn)間不存在顯著性差異，但和點(diǎn)4、點(diǎn)5存在顯著性差異，除此外和其余各點(diǎn)均存在極顯著差異；點(diǎn)2、點(diǎn)3、點(diǎn)4、點(diǎn)5、點(diǎn)6間不存在顯著性差異；點(diǎn)7、點(diǎn)8、點(diǎn)9間不存在顯著性差異，這三點(diǎn)除與點(diǎn)6不存在極顯著差異外，和其余各點(diǎn)均存在極顯著差異。

圖2 草海水體平水期不同采樣點(diǎn)的細(xì)菌數(shù)量及多重比較

2.2.2 枯水期不同樣點(diǎn)的細(xì)菌數(shù)量及多重比較

由圖3可見(jiàn)，枯水期細(xì)菌數(shù)量最大的取樣點(diǎn)為點(diǎn)1（5090cfu/ml），其次為點(diǎn)2（560cfu/ml），最小的為點(diǎn)6（65cfu/ml）。其由大到小依次為：1、2、5、4、9、11、3、7、4、8、6。在0.05水平上，點(diǎn)1與各點(diǎn)均有顯著差異存在；而點(diǎn)2與點(diǎn)4、6、8、10存在顯著差異，與其余各點(diǎn)均無(wú)顯著差異；在0.01水平上，除點(diǎn)1與其余各項(xiàng)都存在極顯著差異外，其余各項(xiàng)間都沒(méi)有極顯著性差異的存在。

圖3 草海水體枯水期不同采樣點(diǎn)的細(xì)菌數(shù)量及多重比較

2.2.3 豐水期不同樣點(diǎn)草海水體的細(xì)菌數(shù)量及多重比較

由圖4可見(jiàn)，豐水期細(xì)菌數(shù)量最大的取樣點(diǎn)為點(diǎn)1（50100cfu/ml），其次為點(diǎn)4（8275cfu/ml），最小的為點(diǎn)5（153cfu/ml）。其細(xì)菌數(shù)量有大到小依次為：1、4、3、2、9、10、8、6、11、7、12、5。在0.05水平上，點(diǎn)1與所有點(diǎn)都存在顯著差異；點(diǎn)2、點(diǎn)3、點(diǎn)4間不存在顯著差異，這三點(diǎn)與點(diǎn)10、12、9、8、7、6、5間存在顯著差異；點(diǎn)9與點(diǎn)12、11、10、8、7、6、5間存在顯著差異；點(diǎn)2與點(diǎn)9間無(wú)顯著差異。在0.01水平上，點(diǎn)1與所有點(diǎn)都存在極顯著差異；點(diǎn)2、3、4、9間無(wú)極顯著差異；點(diǎn)9與點(diǎn)11、10、8、7、6間不存在極顯著差異，而與點(diǎn)12和點(diǎn)5存在極顯著差異。

圖4 草海水體豐水期不同采樣點(diǎn)的細(xì)菌數(shù)量及多重比較

2.2.4 不同樣點(diǎn)草海水體細(xì)菌平均數(shù)量的變化及多重比較

由圖5可見(jiàn)，草海水體不同樣點(diǎn)細(xì)菌的平均數(shù)量最多的是點(diǎn)1（29223cfu/ml），最少的是點(diǎn)7

圖5 不同樣點(diǎn)草海水體細(xì)菌平均數(shù)量的變化及多重比較

（397cfu/ml）。其細(xì)菌數(shù)量有大到小依次為：1、11、3、12、2、4、10、9、6、5、8、7。通過(guò)多

重比較發(fā)現(xiàn)，在0.05和0.01水平上，點(diǎn)1與其余各點(diǎn)均存在顯著差異和極顯著差異；點(diǎn)7、點(diǎn)8與其余各點(diǎn)間均存在顯著和極顯著差異，二這兩者間無(wú)差異；其余各點(diǎn)間不存在差異。

圖6 同一樣點(diǎn)不同時(shí)期草海水體中細(xì)菌數(shù)量的變化及多重比較

2.2.5 同一樣點(diǎn)不同時(shí)期草海水體細(xì)菌數(shù)量的變化及多重比較

由圖6可看出，在同一樣點(diǎn)的不同時(shí)期，細(xì)菌數(shù)量的差異程度不同。所有枯水期的細(xì)菌數(shù)量都少于豐水期的，但平水期和豐水期相比較，有幾個(gè)點(diǎn)的平水期細(xì)菌數(shù)量多于豐水期，分別是：點(diǎn)5、6、10、11、12，且除了點(diǎn)6外，其余幾個(gè)點(diǎn)的平水期和豐水期的差異顯著，點(diǎn)11和點(diǎn)12還存在極顯著差異。

3 討論

草海由于位于城鎮(zhèn)中心，周邊多數(shù)是農(nóng)田和居民區(qū)，水源附近基本無(wú)工業(yè)，污染源主要是生活污水和農(nóng)業(yè)污染，因此水體中的有機(jī)質(zhì)較多，導(dǎo)致其水體中生長(zhǎng)的微生物大多為腐敗型水生微生物，其中的細(xì)菌主要是各種腸道桿菌、芽孢桿菌、弧菌和螺菌等[14]。

草海不同時(shí)期水體中細(xì)菌數(shù)量作比較，發(fā)現(xiàn)不同時(shí)期不同樣點(diǎn)細(xì)菌數(shù)量豐水期最大，枯水期最低，平水期處于中間。但有例外的情況出現(xiàn)，點(diǎn)5、6、10、11、12這五個(gè)點(diǎn)平水期的細(xì)菌數(shù)量多于豐水期的細(xì)菌數(shù)量。導(dǎo)致這種情況的因素可能與鳥(niǎo)類(lèi)活動(dòng)有關(guān)。由于草海是候鳥(niǎo)的越冬地和遷徙途中的停棲地，因此每年的10月份這些鳥(niǎo)就開(kāi)始抵達(dá)草海，它們?cè)诓莺⒑鸵捠常a(chǎn)生大量的排泄物，而這些排泄物里面帶有大量的腸道內(nèi)細(xì)菌，而草海水體的平水期的平均溫度在13.29℃，這個(gè)溫度并不能抑制細(xì)菌的生長(zhǎng)；而且此時(shí)是觀鳥(niǎo)的最佳時(shí)間，大量游客的到來(lái)也使得觀鳥(niǎo)的相關(guān)區(qū)域污水的排入量大增，從而導(dǎo)致了這幾個(gè)樣點(diǎn)在平水期時(shí)的細(xì)菌數(shù)量高于豐水期的細(xì)菌數(shù)量?？菟诓莺Ｋ惠^低，氣溫相對(duì)是全年最低的，大部分越冬的候鳥(niǎo)已經(jīng)回遷，觀鳥(niǎo)游客較少，而且也是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)基本停止的階段，由于溫度低，以及農(nóng)業(yè)使用肥料的減少，導(dǎo)致了細(xì)菌數(shù)量相對(duì)其它兩個(gè)時(shí)期較少。豐水期氣溫較高，農(nóng)業(yè)活動(dòng)頻繁，大量使用化肥，同時(shí)水體中魚(yú)類(lèi)尸體容易腐爛等產(chǎn)生了大量有利于細(xì)菌的快速繁殖條件，導(dǎo)致細(xì)菌大量增殖，因此細(xì)菌數(shù)量是最多的。

各個(gè)時(shí)期細(xì)菌數(shù)量的最高值均為點(diǎn)1，且各時(shí)期中，點(diǎn)1與其它各點(diǎn)的細(xì)菌數(shù)量均存在極顯著差異。推測(cè)該處水體污染比較嚴(yán)重。結(jié)合圖1草?？瓶妓|(zhì)采樣分布圖可知，點(diǎn)1位于六洞橋附近區(qū)域，是草海的入水口之一，離居民區(qū)相對(duì)較近，周?chē)鸀檗r(nóng)田。由于生活污水和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)向水體里大量輸入有機(jī)物和氮磷等，為細(xì)菌的生長(zhǎng)提供了豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，導(dǎo)致水體中大量腐生型細(xì)菌的快速繁殖，使得樣點(diǎn)1細(xì)菌數(shù)量在各時(shí)期均顯著高于其他各點(diǎn)。

對(duì)各樣點(diǎn)中細(xì)菌平均數(shù)做比較發(fā)現(xiàn)，細(xì)菌平均數(shù)相對(duì)較少的樣點(diǎn)依次為：7、8、5、6、9，水質(zhì)較清澈，推測(cè)這幾個(gè)樣點(diǎn)沒(méi)有受?chē)?yán)重污染。從圖1可看出，這幾個(gè)樣點(diǎn)所處的的位置遠(yuǎn)離居民區(qū)，岸邊多為山地，山上農(nóng)業(yè)用地極少，多數(shù)為灌木林，因此人為的有機(jī)物質(zhì)和農(nóng)業(yè)肥料的輸入量大大減少，也沒(méi)有受到較多的人為活動(dòng)的干擾，因此細(xì)菌平均數(shù)量較少。而點(diǎn)1、11、12、2、3五個(gè)樣點(diǎn)，水體顏色較深，為深灰綠色，帶有刺鼻的惡臭味，細(xì)菌平均數(shù)量顯著高于其它樣點(diǎn)。由圖1可見(jiàn)，點(diǎn)1位于居民區(qū)附近，旁邊就是農(nóng)田，農(nóng)民把采摘好的蔬菜放在里面清洗；點(diǎn)2、3這兩點(diǎn)周?chē)寝r(nóng)田；點(diǎn)11為西海碼頭，是草海的主要游船集散地，人流量也是最多的；點(diǎn)12位于白家咀碼頭，雖然離公路較遠(yuǎn)，但其附近有居民區(qū)。這幾個(gè)點(diǎn)距離威寧城區(qū)較近，且人流量較大，受到的城市生活污水和人類(lèi)活動(dòng)的影響較多，說(shuō)明人為活動(dòng)對(duì)草海的影響較大。通過(guò)對(duì)三個(gè)時(shí)期各樣點(diǎn)間細(xì)菌總數(shù)的多重比較，得出點(diǎn)1的細(xì)菌總數(shù)和其它樣點(diǎn)間的細(xì)菌總數(shù)具有顯著性差異，由此推測(cè)點(diǎn)1的污染情況比其它樣點(diǎn)的污染嚴(yán)重。

在對(duì)豐水期的pH、溶解氧和細(xì)菌數(shù)量的比較過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，點(diǎn)4和點(diǎn)7的PH值相近，為7.24和7.25，從污染物的排放情況來(lái)看，均為遠(yuǎn)離人為活動(dòng)頻繁的區(qū)域；點(diǎn)4為湖水中央，點(diǎn)7為倮落山附近。但溶氧量點(diǎn)4明顯高于點(diǎn)7，細(xì)菌數(shù)量上點(diǎn)4與點(diǎn)7間存在極顯著差異。其原因是否因?yàn)辄c(diǎn)4位于湖中央，在水流等各種因素的影響下，各點(diǎn)在點(diǎn)4混合，導(dǎo)致其細(xì)菌數(shù)量遠(yuǎn)高于遠(yuǎn)離污染區(qū)域的點(diǎn)7，但具體原因有待進(jìn)一步研究和探討。

4 結(jié)論

草海豐水期細(xì)菌數(shù)量最高，枯水期最低，但枯水期有幾個(gè)樣點(diǎn)的細(xì)菌數(shù)量高于豐水期的細(xì)菌數(shù)量，這和鳥(niǎo)類(lèi)的遷移以及人為的活動(dòng)有一定的關(guān)系。距離城區(qū)近、農(nóng)業(yè)用地附近以及人為活動(dòng)頻繁的區(qū)域細(xì)菌數(shù)量顯著高于距離城區(qū)遠(yuǎn)、無(wú)農(nóng)業(yè)用地和人為活動(dòng)少的區(qū)域。由此可知，草海的污染主要是和人類(lèi)的活動(dòng)密切相關(guān)。因此，要解決草海水體的污染是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程，而且必須要解決好人民生計(jì)問(wèn)題，以期減少人類(lèi)對(duì)草海的依賴(lài)，才能對(duì)草海進(jìn)行有效的綜合治理。