謝鵬程，曾馨蓉，熊健，楊博，黃瑞卿，楊崛園，李偉(西藏大學(xué)生態(tài)環(huán)境學(xué)院，西藏 拉薩 850000)

0 引言

水是生命賴以存續(xù)的必要資源，我國內(nèi)陸淡水資源主要分布于淡水湖泊、內(nèi)陸河及一些內(nèi)陸濕地。濕地是介于水、陸兩種生態(tài)系統(tǒng)之間并由水陸相互作用形成的特殊生態(tài)系統(tǒng)[1]，具有凈化水質(zhì)、蓄洪防旱、環(huán)境調(diào)節(jié)等功能。濕地水環(huán)境質(zhì)量決定著濕地生態(tài)系統(tǒng)的形成、演替、消亡和再生[2]，是濕地生態(tài)系統(tǒng)組成的關(guān)鍵要素，濕地水環(huán)境質(zhì)量的好壞決定了濕地系統(tǒng)的穩(wěn)定與健康。水質(zhì)評價能夠科學(xué)的反映水環(huán)境狀況，是濕地保護的重要工作之一，對濕地水質(zhì)定期監(jiān)測并選擇合適的評價方法進行評價可以為制定濕地環(huán)境保護與管理策略提供科學(xué)依據(jù)[3]。

西藏高寒濕地因其所處地理位置及氣候環(huán)境的特殊性，故而比一般濕地更具備獨特的社會、經(jīng)濟、生態(tài)保護功能，具有更高的生態(tài)戰(zhàn)略地位。目前，針對西藏高寒濕地的研究大多集中于拉魯濕地，對于巴嘎雪濕地水環(huán)境質(zhì)量的研究較少，而巴嘎雪濕地作為拉薩河流域的代表性濕地之一，對城市的生態(tài)環(huán)境建設(shè)，水資源問題等有較大影響，故對巴嘎雪濕地水環(huán)境進行分析和研究對濕地及周邊環(huán)境的管理和保護有重要指導(dǎo)意義。

1 數(shù)據(jù)與方法

1.1 研究區(qū)域概況

巴嘎雪濕地位于拉薩市達孜區(qū)塔杰鄉(xiāng)巴嘎雪村東側(cè)，是拉薩河流域僅次于拉魯濕地的天然高原濕地，地理位置為北緯29°41′58.42″N—29°42′58.42″N，東經(jīng) 91°25′34.55″E—91°25′58.20″E，屬高原溫帶半干旱季風(fēng)氣候區(qū)。濕地總體熱量水平不高，年均氣溫僅7.5 ℃。該濕地植物類型豐富，植被覆蓋率高達95%以上，對調(diào)節(jié)該區(qū)域氣候環(huán)境、凈化拉薩河水質(zhì)、維持生物多樣性以及農(nóng)牧業(yè)發(fā)展有著重要作用。

1.2 研究方法

1.2.1 水樣采集

結(jié)合巴嘎雪濕地地形、水流流向及降水特征，于2021 年4 月(枯水期) 和2021 年11 月(豐水期) 各設(shè)置了19 個采樣點，如圖1 所示，并采用 GPS 定位儀對每個采樣點的經(jīng)緯度數(shù)據(jù)進行定位記錄，利用采水器對各采樣點進行水樣采集。

圖1 巴嘎雪濕地采樣點分布

1.2.2 評價方法

本研究采用改進的內(nèi)梅羅污染指數(shù)法，計算TP、TN、NH3-N 和COD 這四項污染因子的權(quán)重。

(1)單項污染指數(shù)的確定

單項污染指數(shù)的計算見式(1)[4]：

式中：Fi表示第i項監(jiān)測指標的單項污染指數(shù)；Ci表示第i項監(jiān)測指標的實測值；Si表示第i項監(jiān)測指標的標準值。

(2)污染因子權(quán)重的計算

根據(jù)GB 3838—2002 《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》中的Ⅲ類水質(zhì)標準，計算各污染因子的權(quán)重，計算公式如(2)所示[4]：

式中：Wi表示第i個污染因子的權(quán)重值；n表示污染因子的個數(shù)；Smax表示n個污染因子中計算標準的最大值；Si表示第i個污染因子的計算標準。

(3)改進內(nèi)梅羅指數(shù)的確定

改進內(nèi)梅羅指數(shù)的計算方法見公式(3)[4]：

式中：P′i表示第j個水樣的內(nèi)梅羅指數(shù)；Fi,max表示單項污染指數(shù)的最大值；Fw表示權(quán)重值Wi最大的污染因子的F值；Fi表示單項污染指數(shù)的平均值。

2 結(jié)果與討論

2.1 巴嘎雪濕地區(qū)域水質(zhì)監(jiān)測指標變化特征

通過對巴嘎雪濕地不同時期的水質(zhì)相關(guān)指標進行分析可知，從枯水期到豐水期巴嘎雪濕地水體pH均值由7.73 降至7.47，可能是受天氣影響，藻類呼吸產(chǎn)生大量CO2釋放到水環(huán)境中使其水體pH 值降低[5]。電導(dǎo)率的均值由243 μS/cm 降低至238 μS/cm，主要因為人為活動以及枯水期時正值農(nóng)耕導(dǎo)致營養(yǎng)鹽的流入，使水體中可溶性離子增加，電導(dǎo)率較大[6]。除TP外，枯水期濕地水體TN、NH3-N 和COD 的平均值都高于豐水期，其主要原因為枯水期濕地整體水位下降，水體的稀釋功能減弱，從而使污染物濃度增加[7]。豐水期濕地TP 均值高于枯水期，主要是因為TP 濃度與降水量呈正相關(guān)[8]，豐水期時雨量增加，溶磷含量升高，雨水攜帶磷從地表徑流進入水體，故而出現(xiàn)豐水期TP 均值較高的情況。

巴嘎雪濕地不同時期各指標區(qū)域特征分布如圖2和圖3 所示。由圖1、圖2 和圖3 可知：枯水期和豐水期濕地pH 區(qū)域分布相近，pH 較高區(qū)域主要分布在東北部及18 號進水口；枯水期高電導(dǎo)率區(qū)域主要分布于1、12、14 和17 號樣點附近，豐水期時，高電導(dǎo)率區(qū)域主要集中在1、14 和19 號樣點附近；枯水期TP、NH3-N 和COD 區(qū)域特征分布相似，均表現(xiàn)為東北部較西南部高，而TN 高濃度區(qū)域主要集中于東北部；豐水期時，高TP 區(qū)域主要分布在東北部和14 號樣點附近，TN 和COD 的高濃度區(qū)域主要集中在17 號樣點附近，其余區(qū)域普遍處于低水平，高NH3-N 區(qū)域主要分布于2、14 和17 號樣點附近?？菟?，TN 高污染區(qū)主要集中在東北部，主要原因是該區(qū)域上游有一塊大面積農(nóng)田，農(nóng)耕時施肥打藥導(dǎo)致該區(qū)域受到一定程度的污染[9]。

圖2 枯水期各水質(zhì)監(jiān)測指標區(qū)域特征

圖3 豐水期各水質(zhì)監(jiān)測指標區(qū)域特征

2.2 巴嘎雪濕地不同時期水質(zhì)監(jiān)測指標間相關(guān)性

本文采用Pearson 相關(guān)系數(shù)和Spearman 相關(guān)性系數(shù)對各個監(jiān)測指標之間的相關(guān)性及同源性及移動特點進行分析[10]。巴嘎雪濕地不同時期各監(jiān)測指標之間的相關(guān)系數(shù)如表1 所示。由表可知，枯水期時：TN與pH 間存在顯著負相關(guān)(P<0.05)，這說明水體pH對TN 濃度存在一定影響。NH3-N 濃度與TP 和COD分別呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)，COD 與TP 間呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)，可推測枯水期NH3-N、COD、TP這三個指標間可能存在相近的污染源或移動特點，由圖2 亦可看出這三個指標的區(qū)域特征分布十分相近。豐水期時：EC 與TP、NH3-N 和COD 間分別呈顯著正相關(guān)(P<0.05)、極顯著正相關(guān)(P<0.01) 和顯著正相關(guān)(P<0.05)，表明電導(dǎo)率受水體中富營養(yǎng)鹽離子的影響。COD 與TP 間存在顯著正相關(guān)(P<0.05)，可能在這兩個指標間有相同的移動變化特點[11]。

表1 巴嘎雪濕地不同時期各指標之間的相關(guān)系數(shù)

2.3 基于改進的內(nèi)梅羅指數(shù)法對巴嘎雪濕地進行水質(zhì)評價

根據(jù)式(1.1)、(1.2)及(1.3)計算出每個水樣的內(nèi)梅羅指數(shù)，再對巴嘎雪濕地各采樣點的水質(zhì)狀況進行評價分析。由表2 可知，綜合兩個時期的水質(zhì)評價結(jié)果，巴嘎雪濕地水質(zhì)類別均位于Ⅰ類(優(yōu))～Ⅳ類(較差) 之間，Ⅴ類(極差) 水質(zhì)只存在極個別情況，且Ⅱ類(較好)水在枯、豐期的占比均較高，濕地整體水質(zhì)以Ⅱ類為主，說明濕地水質(zhì)狀況較好、達標率高。

表2 巴嘎雪濕地不同時期各樣點水質(zhì)狀況評價

3 結(jié)語

本文采用改進的內(nèi)梅羅指數(shù)法對巴嘎雪不同時期的水環(huán)境質(zhì)量狀況進行分析，探究了各監(jiān)測指標不同時期的變化特征及主要污染因子間的相關(guān)性，主要得出以下結(jié)論：

(1)巴嘎雪濕地水環(huán)境監(jiān)測指標從枯水期到豐水期有明顯變化，除TP 外，巴嘎雪濕地水質(zhì)監(jiān)測指標均值均呈現(xiàn)自枯水期到豐水期降低趨勢。

(2)枯水期時，巴嘎雪濕地水環(huán)境中TN 與pH 存在顯著正相關(guān)(P<0.05)，NH3-N 與TP，COD 與TP、NH3-N 均具有極顯著的正相關(guān)性(P<0.01)；豐水期時，EC 分別與TP、NH3-N 和COD 存在顯著正相關(guān)(P<0.05)、極顯著正相關(guān)(P<0.01) 和顯著正相關(guān)(P<0.05)，COD 與TP 呈現(xiàn)極顯著的相關(guān)性(P<0.01)。可以看出巴嘎雪濕地不同時期各污染因子間的相關(guān)性與濕地整體水位及水量有較大關(guān)系。

(3)巴嘎雪濕地枯水期時水質(zhì)評價結(jié)果中Ⅱ類和Ⅲ類水占比較高，豐水期時水質(zhì)評價等級基本為Ⅰ類和Ⅱ類。綜合枯、豐兩個水期而言，巴嘎雪濕地整體水質(zhì)以Ⅱ類水為主，水質(zhì)情況較好。