南甕河自然保護區砍都河河水水質分析

湛鑫琳，韋昌雷，王立中，劉德文

(大興安嶺農林科學院，黑龍江嫩江源森林生態系統國家定位觀測研究站，黑龍江 大興安嶺 165000)

為了更好地研究分析南甕河自然保護區地表水的水質狀況，我們以砍都河的河水為例，在2019年6—10月的平、豐水期對水體中高錳酸鉀指數、化學需氧量、生化需氧量、氨氮、總磷、亞硝酸鹽氮、葉綠素a、磷酸鹽等8項指標進行了監測。評價結果可供有關管理部門、科研人員了解和掌握南甕河保護區內地表水環境質量的現狀，為從事環境保護與評價的人員提供數據支撐，為嫩江源水源地的治理保護提供重要依據。

1 研究區域概況

研究區位于南甕河國家自然保護區，地處寒溫帶，為中國最寒冷地區，保護區屬于水域內陸濕地生態系統類型。其水系屬嫩江水系，為嫩江主要發源地，境內河流均為嫩江支流，主要河流有二根河、南陽河、南甕河、砍都河。

南甕河自然保護區的徑流由雨雪、地下水混合補給,徑流的年內分配變化大，絕大部分集中在6—9月份的汛期，而冬季徑流只占年徑流的5%左右[1]。 根據年水文特征，將全年分為3個水期: 6—9月為豐水期，4—5月、10—11月為平水期，1—3月、12月為枯水期。牛亞芬等[2]分析認為枯水期水質好于豐、平水期。

2 研究方法

2.1 水樣的采集和保存

按照GB3838-2002地表水環境質量標準的要求使用聚乙烯瓶進行水樣采集，在樣品分析之前，樣瓶在低溫避光條件下貯存，并采取一些專門的保存措施。

2.2 檢測項目及檢驗方法

檢測指標與檢驗方法見表1。

表1 檢測指標與檢驗方法

3 結果與分析

3.1 單因子評價

選取砍都河河水的高錳酸鉀指數、化學需氧量、生化需氧量、氨氮、總磷等五項指標作為評價因子，依據《地表水環境質量標準》(GB 3838—2002)[3]進行單因子評價，評價結果見表2。從月份來看，6、10月水質要優于7—9月，即平水期的水質優于豐水期。從各項指標來看，高錳酸鉀、化學需氧量、生化需氧量三個指標結果較差，這三個指標都是反映水體中有機物含量的，說明砍都河河水的有機物含量超標；而氨氮、總磷兩項營養元素指標，除個別月份外，基本符合或優于地表水Ⅲ類標準，不存在富營養化現象。

表2 單因子評價結果

3.2 有機污染指標分析

將高錳酸鉀指數、化學需氧量、生化需氧量三個指標做成圖表，如圖1所示，三個指標隨月份呈現波動性的變化。南甕河自然保護區地表森林茂盛，不同植物表面、暗棕壤和枯枝落葉層中都含有豐富的有機質。砍都河河岸線兩側主要是落葉松林和白樺林，我們對林地的土壤及枯枝落葉層進行化驗分析，土壤的有機質含量分別為7.23%和9.14%，枯枝落葉層的有機質含量分別為16.4%和16.5%。可見，隨著雨水的沖刷、溶淋，大量的有機質進入水體，是導致水體中有機質超標的主要原因。三個指標隨著月份變化均出現先升高后降低的趨勢，結合杜浩等的研究[4]，分析認為造成這不同月份差異的原因可能是冬季之后，植被表面、有機質層和土壤中沉積了大量的可溶性有機物。6月份開始降雨量少，7—8月份降雨量逐漸增加，對可溶性有機物質進行沖洗，導致了河水中有機物濃度呈現上升趨勢，而到了9—10月，大量積累逐漸被稀釋，濃度又開始下降。另一方面，從6月份開始，氣溫逐漸升高會加快植物的生長代謝和腐殖質的氧化分解速度，8月份達到峰值，到9月份氣溫開始下降，植物的生長代謝以及腐殖質的分解速度又會下降。

圖1 高錳酸鉀指數、化學需氧量、生化需氧量隨月份變化

3.3 營養元素指標分析

總磷、氨氮和亞硝酸鹽氮三項指標，呈現出和有機質污染相似隨月份的波動變化。研究區為自然保護區，并不存在生活污水以及農田肥水流入導致氮、磷元素含量增加的情況，其隨月份的變化可能是由于雨水淋洗森林植被所致，也可能是隨溫度變化，河流底部沉積物釋放出氮磷鹽的內源作用所致。

水體內藻類并不多，水體中葉綠素含量在0.010～0.039之間。磷酸鹽是總磷中最容易被生物吸收利用的部分，能顯著影響水體中藻類的生長狀況[5]，而根據檢測結果，水體中磷酸鹽并未檢出，這可能是水體中藻類并不繁盛的原因。且葉綠素a的含量和氮磷的變化沒有出現相關性，可見水藻的生長不僅需要氮磷等營養元素，還受其他條件的影響控制。

圖2 氨氮、總磷、亞硝酸鹽氮、葉綠素a隨月份變化

4 結論

總體來說，砍都河水體平水期的水質要優于豐水期。豐水期內水體的有機質含量超標，這主要是因為豐水期降雨豐富，雨水的沖刷、溶淋會使森林生態系統中植被表面、有機質層和土壤中沉積的大量可溶性有機物進入水體，且豐水期適宜的溫度會加快植物的生長代謝以及腐殖質的氧化速度。水體內氮磷的營養元素基本符合《地表水環境質量標準》(GB 3838—2002)的三類標準，不存在富營養化現象，水體內藻類不繁盛，且藻類的含量和水體中的氮磷含量不存在相關性。