3.5　水生态

由于受到长期污染,河流生态遭到严重破坏,长期、严重的水质污染,造成河流生态严重恶化,包括藻类、浮游动植物、底栖动物种群都发生了巨大的变化。1985年,全河系污染河长已经超过80%。2007—2008年对中下游的水生物现状进行了调查,分析研究漳卫南运河在长期污染条件下的河流生物种群变化情况和特点,以指导河流生态改善和恢复实践。

3.5.1　河流水质

2008年,漳卫南运河中、下游:漳河岳城水库、卫河淇门以下,卫运河、南运河四女寺至第三店河段、漳卫新河四女寺至辛集河段等15个水质代表断面水质监测评价结果表明,污染河段仍然超过80%(表3.5.1)。漳河干流水质较好,岳城水库库心为Ⅱ类水质。卫河淇门以下、卫运河、南运河、漳卫新河及卫河等均为劣Ⅴ类水质,主要超标污染物为COD、氨氮、挥发酚等,最大超标倍数(以Ⅲ类标准计)分别达102.0倍、11.2倍、48.0倍。

可见,漳卫南运河的水污染仍然严重,污染类型为有机污染。

3.5.2　水生动植物调查

(1)岳城水库。

水质良好,生物种类较为丰富。据调查,淡水鱼类主要有鲢鱼、鲫鱼、鲤鱼、鲶鱼、白条、马口、小虎头鱼(地爬)、银鱼、鳝鱼、泥鳅、池沼公鱼等;两栖类青蛙、蟾蜍;鸟类有水鸭子、天鹅、淡水海鸥、白鹤等;其他水生动物有螃蟹、水蛇、甲鱼、河蚌、河虾等。

水生植物主要有:香蒲、芦苇、草庐、佛子草、稗、水葱、酸膜叶蓼、菹草、苦草、细叶眼子菜、马来眼子菜、角果藻、金鱼藻、黑藻、狐尾藻等,属于本地区常见植物,由于库区土壤属于卵石黄土,较为贫瘠,植被生长情况不好。

(2)漳河(岳城水库以下)。

由于漳河常年断流,河床滩地沙化较为严重,水生动植物已很少见。堤防防护林和滩地树林已经形成稳定的生态环境,哺乳类动物狐狸、獾、野兔、黄鼠狼、鼠、蛇、地虎、刺猬等常见,鸟类燕子、大雁、喜鹊、灰喜鹊、乌鸦、麻雀、山雀、鸽子、野鸭、斑鸠、鹞、雕、猫头鹰、啄木鸟、布谷鸟、白头翁、鹌鹑等分布广泛。

堤防周围和滩地植物种类较多,木本植物有杜梨、酸枣、白蜡条、紫穗槐等,草本植物有茅草、芦苇、沙蓬、节节草、灰灰菜、马齿苋、荠荠菜、鸡眼草、星星草、蒺藜、打碗花、牵牛花、酸葡萄、大车前、平车前、黄花蒿、狗英、蒲公英、扫帚榆、丁香、猪毛菜、杏仁菜等。

(3)卫河(卫河淇门以下)、共产主义渠(刘庄闸以下)。

沿河村庄众多,人口稠密,多数土地已经开发利用。卫河污染严重,水生动物已很少见。共产主义渠有鲤鱼、鲫鱼、鲢鱼、泥鳅、青蛙等。沿堤防常见哺乳类动物有黄鼠狼、野兔、田鼠、狐狸、獾等;鸟类有喜鹊、猫头鹰、麻雀、斑鸠、啄木鸟、野鸭、紫燕等。植物有酸枣、枸杞、茅草、芦草、灰灰菜,水萝卜棵、鸡眼草、狗尾草、猪毛菜等。

(4)卫运河。

卫运河各种鱼类已基本绝迹。两栖类有青蛙、蟾蜍等;爬行类有蛇、壁虎、马蛇子;哺乳类有野兔、刺猬、猫头鹰、仓鼠、锦鼠等。鸟类有喜鹊、鸽子、鹦鹉、麻雀、布谷鸟、水鸭子等。

水生植物有苇子、芦苇、蒲草、杞柳、水草、河柳、浮萍、藻类、水花生、水葫芦、马来眼子菜、苦菜、柳叶、荆三棱、杏菜等,沿岸陆生植物有银杏、油松、雪松、水杉、侧柏、杨树、榆树、梧桐、爬山虎、星星草等。

(5)漳卫新河。

河道污染严重,鱼类已基本绝迹;水生禽类有野鸭、野雁等,数量稀少;两栖类有青蛙、蟾蜍等。辛集挡潮闸闸下河口(入渤海)主要水生动物有:鸬鹚、梭鱼、螃蟹、油光鱼、虾、蚶子、海蛤等。

水生植物有藻类、芦苇、茭白、水葫芦、黄油菜、稗草、茅草、浮萍、槐叶萍、紫萍、马来眼子菜、苦草、轮叶藻等。

可见,漳卫南运河中、下游处于华北地区,人口稠密,自然环境受人类影响大,均为华北地区常见物种,无珍稀保护动植物物种,受河流污染影响,中下游鱼类基本绝迹。

3.5.3　浮游植物

(1)岳城水库。

岳城水库水体呈绿色,清澈,透明度为2.6m,底泥为中营养型,库区水质较好。3个采样点(岳城水库库前区、岳城水库库中区、岳城水库坝前区)平均水深18m,浮游植物群落由绿藻、蓝藻、硅藻、隐藻、甲藻构成,密度为433.3×104cells/L[cells/L:每升(液体)里的(藻细胞)个体数量],硅藻(39.9%)、蓝藻(38.8%)占优势。入库区域与库心区域,浮游植物定性样品中蓝藻门的微囊藻(Microcystis)占优势,是典型的富营养型水体指示种。

(2)卫河。

污染严重,水体黑臭,水流浑浊,透明度仅为2.5m,底泥为重富营养型,河道中未见沉水植物,仅在水边有稀疏的挺水植物且长势较弱。浮游植物群落由绿藻、蓝藻、硅藻、裸藻构成,密度为325.02×104cells/L,蓝藻(61.7%)、绿藻(25.5%)占优势。定性样品中耐污的颤藻(Oscillatoria)占绝对优势。

支流淇河河水较清澈,富营养型底泥。河道边缘有挺水植物生长,水中沉水植物发育较好。浮游植物群落由绿藻、蓝藻、硅藻、隐藻构成,密度为283.57×104cells/L,硅藻(43.9%)、绿藻(22.0%)占优势。定性样品中微囊藻较多。

(3)卫运河。

河水灰黑色,水质差。水体中浮游植物群落由蓝藻、绿藻、硅藻、隐藻、裸藻构成。定性样品中的优势种群为:栅藻(Scenedesmus sp.)、裸藻(Euglena sp.)、颤藻(Oscillatoriales sp.)、舟形藻(Navicula sp.)、小环藻(Cyclotella sp.)、实球藻(Pandorina sp.)、鱼腥藻(Anabaena sp.)、囊裸藻(Trachelomonas sp.),均是富营养型水体指示种。河道水体中浮游植物密度较大,已达到3350.0×104cells/L,其中蓝藻门占70.8%,绿藻门、硅藻门分别占18.2%、5.4%,属于富营养型水体的特征。

(4)漳卫新河。

浮游植物群落由绿藻门、蓝藻门、硅藻门、甲藻门、隐藻门、裸藻门构成。优势种群为:颤藻(Oscillatoria sp.)、针杆藻(Synedra sp.)、微囊藻(Microcystis sp.)、裸甲藻(Gymnodinium sp.),均是富营养型水体指示种。河道水体中浮游植物密度较大,已达到2191.3×104cells/L,其中蓝藻门占76.0%,绿藻门、硅藻门分别占8.8%、10.4%,属于富营养型水体的特征。

浮游植物的Shannon-Weaver多样性指数评价。Shannon-Weaver多样性指数计算公式:

式中 Ni——i种的个体数(或其他现存量参数);

N——总个体数(或其他现存量参数)。

Shannon-Weaver多样性指数评价标准:多样性指数越大水质越好,0～1为重污染,1～3为中污染,>3为轻污染或无污染。

各河段Shannon-Weaver多样性指数计算值,见表3.5.2。

浮游植物多样性指数的评价结果显示,岳城水库与淇河水体为中度污染,其余河段属于重污染。

3.5.4　浮游动物

河道水体中浮游动物由原生动物、轮虫、枝角类和桡足类组成,优势种群为多刺裸腹溞、壶状臂尾轮虫、角突臂尾轮虫3种。原生动物的优势种群为球形砂壳虫(Difflugia globulosa Dujardin);轮虫类优势种群为:壶状臂尾轮虫(Brachionus urceus)、角突臂尾轮虫(Brachionus angularis)、萼花臂尾轮虫(Brachionus calyciflorus Pallas);淡水枝角类的优势种群为多刺裸腹溞(Moina macrocopa Straus)、微型裸腹溞(Moina micrurakurz);淡水桡足类无明显优势种群。其中壶状臂尾轮虫是中污性水体的指示种,它在有机质比较多的水体中往往大量出现。角突臂尾轮虫是中腐性的种类,最适于有机质比较多的水体。多刺裸腹溞是中污性水体的指示种,喜好富营养环境条件。微型裸腹溞习居于富营养浅水水域。水体有大量的多刺裸腹溞(52.06%),表明水体受到的污染较为严重。

(1)原生动物。

球形砂壳虫(Difflugia globulosa Dujardin)、普通表壳虫(Alcella vulgaris)、游仆虫(Euplotes taylori)、针棘匣壳虫(Centropyxis aculeatqa)、绿眼虫(Euglena viridis)、纤细桑葚虫(Pyrobotrys gracilis)、针棘刺胞虫(Acanthocystis aculeata)、小口钟虫(Vorticella microstoma)、僧帽肾形虫(Colpocda cucullus)、圆柱前管虫(Prorodon teres)、银前口虫(Froutonia leucas)、钝漫游虫(Litonotus obtusus)、肾形豆形虫(Colpidium colpoda)、齿楯纤虫(Aspidisca lynceas)、多毛榴弹虫(Coleps hirtus)、梨形四膜虫(Tetrahymena pyriformis Ehrenberg)河生筒壳虫(Tintinnidium fluviatile)球形方壳虫(Quadrulella globulosol)。

(2)轮虫动物。

壶状臂尾轮虫(Brachionus urceus)、蒲达臂尾轮虫(Brachionus budapestiensis)、角突臂尾轮虫(Brachionus angularis)、暗小异尾轮虫(Trichocerca pusilla)、萼花臂尾轮虫(Brachionus calyciflorus)、跃进三肢轮虫(Filinia passn)、方块鬼轮虫(Trichotria tetractis)、曲腿龟甲轮虫(Keratella valga)、钩状狭甲轮虫(Courella uncinala)、奇异巨腕轮虫(Pedalia mira)、剪形臂尾轮虫(Brachionus forficula)、椎尾水轮虫(Epiphanes senla)、梨形单趾轮虫(Monostyla pyriformis)、针簇多肢轮虫(Polyarthra triga)、转轮虫(Rotaria rotatoriadaddy)、钳形猪吻轮虫(Dicranoporus forcipatus)、囊形单趾轮虫(Monostyla bulla)、对棘同尾轮虫(Diurella stylata)、裂足轮虫(Brachionas diversicorrnis)、沟痕泡轮虫(Pompholyx sulcata)、前节晶囊轮虫(Asplanchna priodonla)、无尾无柄轮虫(Aecaudis)、大肚须足轮虫(Euchlanis dilatata)、蹄形腔趾轮虫(Lecanee ungulate)。

(3)枝角类。

微型裸腹溞(Moina micrura)、多刺裸腹溞(Moina macrocopa Strans)、大型溞(Daphnia magna)、宽尾网纹溞(Ceriodaphnia laticaudata)、方形尖额溞(Alona quadrongularia)。

(4)桡足类。

白色大剑水蚤(Macrocyclops albidus)、毛饰拟剑水蚤(Paracyclops fimbriatus)透明温剑水蚤(Thermocyclops hyalinus)、锯缘真剑水蚤(Eucyclops serrulatus)、桡足类幼虫。

应用Shannon-Weaver多样性指数法评价:

式中 N——生物样品群体总数;

Ni——第i种生物个体数;

S——种类总数;

H'max——最大理论值,即假定群落内各类群以相同比例(1/S)存在时的H'值;E——均匀性系数。

生物指数评价标准见表3.5.3,生物多样性指数和均匀性系数见表3.5.4。

3.5.5　底栖动物

(1)底栖动物种类组成。

环节动物门 Annelida

寡毛纲 Oligochaeta

颤蚓科 Tubificidae

• 中华颤蚓 Tubifex sinicus

• 苏氏尾鳃蚓 Branchiura sowerbyi

• 淡水单孔蚓 Monopylephorus sp.

• 水丝蚓 Limnodrilus sp.

软体动物门 Mollusca

腹足纲 Gastropoda

田螺科 Viviparidae

• 中华园田螺 Cipangopaludina cahayensis

• 犁形环棱螺 Bellamya purificata

黑螺科 Melanidae

• 方格短沟蜷 Semisulcospira cancellata

觿螺科 Hydrobiidae

• 赤豆螺 Bithynia fuchsiana

椎实螺科 Lymnaeidae

• 卵萝卜螺 Radix ovata

扁卷螺科 Planorbidae

• 尖口圆扁螺 Hippeutis cantori Benson

瓣鳃纲 Lamellibranchia

蚬科 Corbiculidae

• 闪蚬 Corbicula nitens

节肢动物门 Arthropoda

昆虫纲 Insecta

双翅目 Diptera

摇蚊科 Chironomidae

• 摇蚊 Pelopia sp.

(2)底栖动物组成和密度。

岳城水库底栖动物分布,见表3.5.5。

卫河、淇河底栖动物调查,见表3.5.6。

底栖动物的种类组成明显偏低,虽具有主要门类,但许多代表性的纲或科缺少,如环节动物的蛭纲(Hirudinea)、节肢动物门昆虫纲的襀翅目(Plecoptera)、半翅目(Hemip)、广翅目(Megaotera)、毛翅目(Trichoptera)、鞘翅目(Coleoptera)等,其中完全水生的蜻蜓目和蜉蝣目完全没有。水生蚊类仅记录有摇蚊科和蚊科,都属于常见类群。底栖动物种类中主要以环节动物门的颤蚓科和双翅目的摇蚊科为主,数量最多。这两个类群都是耐污的典型类群。软体动物种类虽有发现,但个体都是死壳。其余河段没有发现有实际意义的活体动物,只有软体动物的螺壳,没有活体。说明此段水体处于严重污染状态,大部分底栖生物不能存活。

岳城水库总体水样比较好,但由于采样原因(没有岸边的,深度比较大),所以耐缺氧的种类比较多,同时缺少软体动物。

3.5.6　结论和分析

(1)岳城水库。

水库水质良好,但是入库和库心区检出岳城水库的入库区域与库心区域,浮游植物定性样品中蓝藻门的微囊藻(Microcystis)占优势。此种藻是典型的富营养型水体指示种,在浮游植物群落中占优势后,遇到适宜的条件易形成水华。说明岳城水库虽然目前水质尚好,但有向富营养发展的趋势。

(2)卫河及卫运河、漳卫新河。

水质常年劣于Ⅴ类,河流生态受到严重破坏。生物多样性严重降低,浮游动植物已经转变为适应污染和富营养化物种。河流鱼类几乎灭绝。底栖息动物数量低、种类少,是长期遭受污染河流的最显著的特征。卫远河、漳卫新河底栖动物数量,见表3.5.7。

漳卫南运河长期污染条件下,现状污染严重,鱼类几乎灭绝,河流浮游动物、植物、底栖息动物都发生根本性改变,已经转变为耐污性种类,特别是底栖息动物数量低、种类少,是长期遭受污染河流的最显著的特征。从调查结果可见,受到长期污染河流的生态破坏是严重的,河流生态的恢复-污染清除、水质改善、鱼类和生物恢复将是一个漫长的历程。对于一条长900km的河流来讲,漳卫南运河的生态恢复不仅历时漫长,其治理投资也将是巨大的,这是人类为污染付出的沉重代价之一。