避暑山庄水生态调查与研究_范城君.pdf

水 利 改 革水 利 改 革范城君单志学收稿日期：2022-12-25作者简介：范城君，男，满族，河北省承德水文勘测研究中心，工程师。单志学，男，满族，河北省承德水文勘测研究中心，高级工程师。避暑山庄水生态调查与研究避暑山庄是世界文化遗产，国家5A 级旅游景区，全国重点文物保护单位，也是承德市旅游经济发展的特色名片。湖泊区是山庄整个景区的灵魂所在，研究避暑山庄水生态现状，有利于对湖泊进行科学保护，对维护促进山庄水生态至关重要。对避暑山庄水生态调查的目的是了解湖区水质状况、水生植物多样性情况、水中浮游动植物种类及数量，依据水生态健康评价规范，建立符合避暑山庄实际的水生态健康评价体系，计算出水生态健康综合指数，根据调查结果从根本上掌握湖泊水生态现状，提出建设性保护措施，从而增强山庄湖泊蓄水能力、水源涵养能力、水资源配置能力，为山庄生态用水提供可靠保障，对维护山庄水生态提供有力支撑。1.区域概况1.1湖泊分布山庄中来自武烈河的水经东北部暗渠入园，流向园内西北部后分两个方向，一部分水向南流入如意湖，另一部分向北流入澄湖，最终在银湖汇聚，从东南方向出口流出。具体湖泊区域分布图见图 1。1.2湖泊水面面积确定对研究区域进行位置确定，对建设初期的湖泊名称及水面面积进行资料调查，对当前湖泊水面面积进行测量，具体调查及测量情况见表 1。建设初期，湖泊纯湖面总面积约263000m2。当前由于条件的改变各湖泊 面 积 发 生 了 变 化，实 测 总 面 积 约263339m2与开始建设时面积基本一致。2.调查监测方式根据避暑山庄的水文水资源、地形地貌、植被、出入口生态环境等特征，结合各湖泊不同特点，分别设置采样点。水生植物调查区域为整体湖泊，调查方式为现场观测法；浮游植物调查区域选取湖泊入湖口、湖中心、出湖口 3 个监测断面进行采样，调查监测方法依据淡水浮游藻类监测技术规范；对浮游动物选取上游、中游、下游 3 个监测断面进行采样，调查监测方法依据 淡水浮游生物调查技术规范。3.避暑山庄湖区水生植物调查与分析3.1避暑山庄湖区水生植物调查根据水生植物生活方式，一般将其分为以下 5类：挺水植物、浮叶植物、沉水植物、漂浮植物以及湿生植物等。经调查避暑山庄湖区共有水生植物 18 种，按照生活型划分，挺水植物 7种，占总数的 38.89%，包括芦苇、黄花鸢尾、菖蒲、水兰、香蒲、荷花、慈姑等；沉水植物共 3 种，占总数的 16.67%，包括金鱼藻、轮叶黑藻、水草等；湿生植物共 4种，占总数的 22.22%，包括千屈菜、红蓼、鸢尾、蒲草等；浮叶植物共 3 种，占 16.67%，包括荇菜、睡莲、芡实等；漂浮植物 1种，占 5.55%，主要为菱角。由于避暑山庄主要为旅游景区，为美化环境，挺水植物栽植较多，除上述主要水生植物，湖泊周围还栽植了簸箕柳、蛇鞭菊、旋覆花等水生植物。3.2避暑山庄湖区水生植物群落情况分析避暑山庄湖床平坦、坡缓，堤岸比较平直，因此各类水生植物群落呈现镶嵌现象，无明显界线。湖泊及周边湿地植被主要为水生植被，芦苇、香蒲、轮叶黑藻、蒲草等为湖泊区内的经济水草。其中分布面积较广的优势群落有：芦苇群落、香蒲群落、金鱼藻群落、睡莲群落、荇菜群落、荷花群落、芡实群落和菱角群落。避暑山庄湖区水生植物群落的分布与水质的好坏密切相关，芦苇群落、金鱼藻群落、芡实群落主要分布在镜湖；香蒲群落主要分布在上湖及内湖；睡莲群落主要分布在澄湖；荇菜群落主要分布在上湖；荷花群落主要分布在镜湖、澄湖、上图 1避暑山庄湖泊研究区域分布图19水 利 改 革水 利 改 革湖和如意湖等区域；菱角群落主要分布在如意湖等区域。各种水生植物分布均匀、合理、美观。4.避暑山庄湖区浮游植物调查与分析4.1避暑山庄湖区浮游植物调查通过对避暑山庄湖泊浮游植物的监测，初步分析出浮游植物 3 门 13 科20 属 35 种。其中蓝藻门 3 科 4 属 6 种，占总数 17.1%；硅藻门 4科 6属 10种，占湖名入口澄湖热河如意湖内湖上湖下湖银湖镜湖出口总计经度117.94046402117.94575334117.94659019117.94267416117.94080734117.94470191117.94433713117.94539928117.94812977117.94564605纬度40.9957228440.9909855240.9917143640.9880457940.9894630340.9872683240.9853569940.9844742040.9856566540.98352660建设初期水面面积 m2-90000-50000-20000200001300070000-263000当前水面面积 m26036069049490779242148291081241661335263339表 1避暑山庄湖泊水面面积表表 2各区域浮游植物分布和密度表单位：104个/L区域入湖口湖中心出湖口总量占总量%蓝藻1043481510.0硅藻10489143120.7绿藻1049653010469.3总量104207852150100表 3浮游动物多样性分析统计表序号12345678910111213141516总密度（个/L）丰富度（d）均匀度指数(J)多样性指数（H）类群轮虫类枝角类桡足类物种裂痕龟纹轮虫针簇多肢轮虫鬼轮属异尾轮属尾突臂尾轮虫长额象鼻溞秀体溞属尖额溞属平突船卵溞网纹溞属颈沟基合溞桡足类幼体广布中剑水蚤台湾温剑水蚤锯缘真剑水蚤汤匙华哲水蚤拉丁名Anuraeopsis fissaPolyarthra triglaTrichotria spp.Trichocerca spp.Brachionus caudatusBosmina longirostrisDiaphanosoma spp.Alona spp.Scapholeberis mucronataCeriodaphnia spp.Bosminopsis deitersiCopepod sp.（larva)Mesocyclops leuckartiThermocyclops taihokuensisEucyclops serrulatusSinocalanus dorrii上游600.100.050.200.050.05102.10.350.0572.952.100.260.87中游606060600.050.151.352.750.10.05244.451.640.642.12下游1200.950.150.050.401.853.80.150.05127.41.650.140.4320水 利 改 革水 利 改 革表 4避暑山庄湖泊水生态健康评价指标体系及综合赋分表目标层（A）水生态健康综合指数（A）准则层（B）水生植物（B1）浮游生物（B2）权重0.400.60指标层（C）水生植物（C1）浮游植物（C2）浮游动物（C3）权重0.40.30.3单项赋分80.085.082.0综合分82.1名称浓度苦草狐尾藻金鱼藻芦苇水葱蒲草1日4.264.264.264.264.264.2615日3.953.994.054.084.124.1630日3.423.493.553.713.793.8360日2.993.063.113.183.233.37表 5植物吸收总氮能力统计表单位：mg/L总数的 28.6%；绿藻门 6 科 10 属 19 种，占总数的 54.3%。4.2避暑山庄湖区浮游植物分布区域和密度分析浮游植物监测区域为入湖口、湖中心、出湖口。湖区各区域浮游植物密度情况见表 2。5.避暑山庄湖区浮游动物调查与分析5.1调查样点及采样方法对避暑山庄湖区上游、中游、下游的浮游动物进行采样分析。样品采集采用改良式有机玻璃采水器进行采水，采水量为 1000mL；样品用甲醛溶液固定。镜检和计数采用 淡水浮游生物调查技术规范。5.2浮游动物种类调查通过对避暑山庄采样，共采集到浮游动物 16 种，其中轮虫类 5 种，占总浮游动物的 31.25%；枝角类 6 种，占总浮游动物的 37.50%；桡足类 5 种，占总浮游动物的 31.25%。避暑山庄湖区浮游动物多样性分析见表 3。6.避暑山庄湖区水生态综合分析通过对避暑山庄水生植物、浮游植物、浮游动物等水生态基本要素进行调查分析，以水生态健康评价规范为基础，建立符合避暑山庄湖区水生态健康综合评价体系，应用此评价体系计算水生态健康指数，通过水生态健康指数来反映水生态健康状况。避暑山庄水生态健康评价体系为：应用层次分析法建立目标层（A）、准则层（B）、指标层（C）。其中目标层（A）为避暑山庄湖泊水生态健康综合指数；建立 2 个准则层，分别为水生植物（B1）、浮游生物（B2）；在准则层范围内建立 3个指标层，应用主观赋权法中的德尔菲法确定指标层权重，根据水生态监测规范对指标层（C）每一个要素进行单项赋分，根据水生态健康评价综合指数公式进行计算，得出最终分数。具体情况见表 4。通过上述分析，避暑山庄水生态健康综合指数分数最终为 82.1分，依据水生态健康评价规范得出水生态健康等级为健康。7.避暑山庄水生态保护建议通过对避暑山庄水生态环境调查与评价，得到避暑山庄水生态系统为健康状态，针对避暑山庄为旅游胜地因素，采用层次分析法分析，从以下 4 个方面提出保护措施。7.1切实提高思想认识要向广大居民群众宣传保护湖泊区域生态环境的重要意义，加强大众对水生态文明、水环境保护的宣传教育活动，积极开展宣传进校园、进社区活动，让大众从思想上认识到保护山庄水生态环境的重要性，自觉保护湖泊水环境，从而形成爱护、保护、守护山庄水生态环境的氛围。7.2优化管理措施建立水生态保护制度，提请相关部门制定水环境监测规划，定期对湖泊水进行水质及水生生物监测，同时制定水生态保护考核机制。科学计算水生生物维持正常生命活动所需的最小生态需水量，建议相关部门定期对山庄湖泊进行生态补水。由于划船、滑冰等人类娱乐方式对湖水水质、水生植物、浮游生物分布造成一定影响，建议尽可能降低水上娱乐活动频率、同一时间安排少量船只进入水域。大力推进湖边绿化，增加与湖区环境相适应的树木种类，提高森林面积涵养水源，减少无效蒸发，从而改善湖区生态环境。7.3优化工程措施一是避暑山庄湖泊所需水量主要从武烈河调水，建议建立现代化、自动化调水工程，将武烈河水引入山庄。同时，山庄内山泉水汇入湖泊，建议山泉水流经通道周围建设湿地，通过湿地过滤，使更洁净的水流入湖中。建设橡胶坝、双峰寺水库与山庄间的引水通道，若湖泊缺水严重时可向山庄及时供水。二是建设湖区生态河岸工程，结合湖泊水系特点，优先选择适合本地气候的物种，建成布局合理、搭配协调的河岸生态群落体系。三是定期开展生态清淤工作，建立底泥清淤治理监控系统，推进清淤底泥资源化处理工程建设。7.4种植水生植物避暑山庄水域由于总氮浓度过高会加快湖泊富营养化，根据资料分析发现吸收和分解氮效果较好的水植物依次为苦草、狐尾藻、金鱼藻、芦苇、水葱、蒲草等 6种植物，植物吸收总氮能力具体详见表 5，通过数据分析，建议湖区选择苦草、狐尾藻、金鱼藻、芦苇、水葱、蒲草 6 种植物进行栽植，每年更换一次，可更好地降低总氮浓度，防止湖泊富营养化。21