鶴立河鶴崗市源頭水保護區(qū)水體背景值分析

李宏偉，呂 軍

（松遼水資源保護科學研究所，吉林 長春 130021）

0 引言

水環(huán)境背景值是判斷水體化學元素組成及濃度的客觀標準。研究水環(huán)境背景值對開展水環(huán)境質(zhì)量達標評價、制定環(huán)境標準、研究污染物的分布、遷移及轉(zhuǎn)化規(guī)律，進行環(huán)境污染趨勢預測預報有重要意義[1]。江河源頭區(qū)的生態(tài)保護對于整個流域的水安全具有重要戰(zhàn)略意義[2]。

鶴立河鶴崗市源頭水保護區(qū)人為活動較少，但水質(zhì)仍出現(xiàn)超標現(xiàn)象，森林植被覆蓋率較高，流域源頭區(qū)土壤的有機質(zhì)含量和森林等自然植被枯落物腐殖質(zhì)含量較高，易被雨水沖刷入河，可能致使流域內(nèi)的河流水體中部分指標含量偏高。故對鶴立河鶴崗市源頭水保護區(qū)土壤、土地利用、植被分布等進行調(diào)查，并根據(jù)2015年研究區(qū)的實測水質(zhì)數(shù)據(jù)進行存在背景值問題的指標篩選。

1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)概況

鶴立河為松花江二級支流，位于鶴崗市南部，發(fā)源于小興安嶺山脈的青黑山。上游稱“河里河”，中游稱“大鶴立河”，支流有小鶴立河，匯流后稱“鶴立河”；自西北向東南行，注入梧桐河；全長 69 km，河寬 50 m，水深 1.0 m～1.5 m，流域面積879 km2，屬常流河；每年11月中旬至次年4月中旬為結(jié)冰期；上游為林區(qū)，中下游為農(nóng)墾區(qū)[3～6]。

1.2 數(shù)據(jù)來源

本研究采用遙感解譯得出的植被、土壤、土地利用、土壤侵蝕等數(shù)據(jù)及鶴崗市環(huán)境監(jiān)測站2015年1月～8月份的水質(zhì)數(shù)據(jù)。

1.3 研究方法

本次研究采用遙感解譯、實地踏勘、數(shù)理統(tǒng)計等多種研究方法相結(jié)合。

（1）遙感解譯方法：收集研究區(qū)域相關(guān)遙感影像與植被地圖、土壤地圖等相關(guān)資料，進行幾何糾正與圖像增強處理，進行人工目視解譯，得到土地利用的影像解譯結(jié)果；對植被地圖、土壤地圖進行掃描，進行幾何糾正與人工數(shù)字化，得到植被類型與土壤類型的矢量數(shù)據(jù)結(jié)果。

（2）數(shù)理統(tǒng)計方法：

對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，并利用SPSS、Excel等數(shù)理統(tǒng)計軟件對各斷面系列數(shù)據(jù)進行相關(guān)性等統(tǒng)計分析河流背景值，給出鶴立河源頭水保護區(qū)高錳酸鹽指數(shù)、氨氮等指標的背景值范圍。

2 研究區(qū)自然社會背景調(diào)查

2.1 植被

鶴立河鶴崗市源頭水保護區(qū)有3種植被亞類：寒溫帶和溫帶山地針葉林、溫帶落葉闊葉林和溫帶禾草、雜類草草甸。其中，溫帶落葉闊葉林的占地面積最大；溫帶禾草、雜類草草甸占地面積最小，只在保護區(qū)的偏西北部有小部分分布。研究區(qū)植被類型分布見圖1。

圖1 鶴立河源頭水保護區(qū)植被分布圖

鶴立河鶴崗市源頭水保護區(qū)的植被類型有：春小麥、早熟大豆；亞麻；李、杏；白樺林；春榆、水曲柳、核桃楸林；蒙古櫟矮林；蒙古櫟林；黑樺林；山楊林；小白花地榆、金蓮花、禾草草甸；興安落葉松林；魚鱗云杉林；臭冷杉、紅皮云杉林；紫椴、色木林，共12種植被類型。其中，蒙古櫟林的占地面積最大，為85337.86 hm2，而魚鱗云杉林的占地面積僅為88.71 hm2，占地面積最小。

2.2 土壤類型

鶴立河鶴崗市源頭水保護區(qū)有4種土壤類型：黑土、暗棕壤、草甸土和白漿土。其中，暗棕壤的占地面積最大，分布在整個保護區(qū)內(nèi)；黑土占地面積最小，只有在偏東南部地區(qū)有小部分分布。

鶴立河鶴崗市源頭水保護區(qū)內(nèi)土壤亞類有：麻砂質(zhì)棕色針葉林土；暗麻砂質(zhì)暗棕壤；暗棕壤性土；草甸暗棕壤；麻砂質(zhì)暗棕壤；泥砂質(zhì)暗棕壤；白漿土；白漿化黑土；砂礫底草甸土；砂礫底潛育草甸土；草甸沼澤土；酸性巖石質(zhì)土。其中，占地面積最大的屬麻砂質(zhì)暗棕壤，為158851.23 hm2；占地面積最小的是白漿化黑土，為134.54 hm2。

研究區(qū)各類土壤面積統(tǒng)計情況見圖2。

2.3 土地利用

鶴立河鶴崗市源頭水保護區(qū)內(nèi)總土地利用面積為256776.01 hm2，具體類型有旱地；有林地；灌木林；高覆蓋度草地；湖泊；水庫坑塘；灘地；農(nóng)村居民點和沼澤地。其中，林地面積最大，為221157.10 hm2，湖泊面積最小，僅為13.05 hm2。

研究區(qū)土地利用類型統(tǒng)計情況見表1。

圖2 鶴立河源頭水保護區(qū)土壤分布圖

表1 研究區(qū)土地利用統(tǒng)計表

2.4 村屯

鶴立河源頭水保護區(qū)內(nèi)無企業(yè)及村屯。

2.5 水質(zhì)達標情況

由源頭水保護區(qū)的水質(zhì)監(jiān)測及評價結(jié)果（見表2和表3），根據(jù)2015年對鶴立河鶴崗市源頭水保護區(qū)水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)表明，研究區(qū)水質(zhì)除高錳酸鹽指數(shù)不能滿足Ⅱ類水質(zhì)目標標準要求外，其余各23項指標均滿足標準要求，因此主要超標因子為高錳酸鹽指數(shù)。

2.6 研究區(qū)背景情況判定

鶴立河鶴崗市源頭水保護區(qū)面積2567.7601 km2，屬于山區(qū)森林型河流。區(qū)內(nèi)主要土壤類型為暗棕壤，植被類型以蒙古櫟林為主，森林、耕地、草地面積分別占全區(qū)總面積的86.5%、1.7%、0.88%。研究區(qū)無企業(yè)及村屯分布，無排污口，無水電站及水庫等水利工程。因此研究區(qū)受人為活動影響很小，人為活動對研究區(qū)水質(zhì)影響甚微，故研究區(qū)監(jiān)測斷面水質(zhì)能代表區(qū)域背景值情況。

3 源頭區(qū)背景值研究結(jié)果

由于各水期河流特征及相關(guān)參數(shù)不同，對河流水質(zhì)造成一定影響，研究區(qū)氨氮背景值濃度很低，為未檢出，因此對主要超標的高錳酸鹽指數(shù)進行背景值研究。

表2 2015年研究區(qū)水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果一覽表

表3 2015年研究區(qū)水質(zhì)評價結(jié)果一覽表（標準指數(shù)）

研究區(qū)高錳酸鹽指數(shù)及氨氮監(jiān)測結(jié)果見表4。

表4 2015年研究區(qū)水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果一覽表單位：mg/L，pH 除外

由于各水期河流特征及相關(guān)參數(shù)不同，對河流水質(zhì)造成一定影響，因此本次對汛期和非汛期兩水期進行背景值研究。

對汛期和非汛期研究區(qū)的各監(jiān)測斷面數(shù)據(jù)進行數(shù)理統(tǒng)計分析得出各水期高錳酸鹽指數(shù)的背景值濃度，見表5。

表5 研究區(qū)高錳酸鹽指數(shù)不同水期背景值統(tǒng)計結(jié)果一覽表

由表5可見，研究區(qū)所布設(shè)監(jiān)測斷面以上流域人為活動較少，因此源頭區(qū)監(jiān)測斷面高錳酸鹽指數(shù)超標是天然背景造成的，源頭區(qū)背景值對河流水質(zhì)造成一定影響。

研究區(qū)高錳酸鹽指數(shù)背景值汛期＞非汛期，研究區(qū)汛期降雨充沛，均會導致高腐殖質(zhì)土壤易被帶入水體造成水體耗氧有機物指標濃度增加出現(xiàn)耗氧有機物指標超標現(xiàn)象。

4 結(jié)論

（1）鶴立河鶴崗市源頭水保護區(qū)除高錳酸鹽指數(shù)不能滿足Ⅱ類水質(zhì)目標標準要求外，其余各23項指標均滿足標準要求，主要超標因子為高錳酸鹽指數(shù)。

（2）研究區(qū)屬于山區(qū)森林型河流，區(qū)內(nèi)主要土壤類型為暗棕壤，植被類型以蒙古櫟林為主，森林覆蓋率達86.5%，耕地面積僅為0.88%。研究區(qū)無企業(yè)及村屯分布，無排污口，無水電站及水庫等水利工程，受人為活動影響很小，研究區(qū)監(jiān)測斷面水質(zhì)能代表區(qū)域背景值情況。

（3）鶴立河鶴崗市源頭水保護區(qū)高錳酸鹽指數(shù)超標是天然背景造成的，源頭區(qū)背景對河流水質(zhì)造成一定影響。研究區(qū)氨氮背景值濃度很低，為未檢出，因此研究區(qū)不存在氨氮背景值問題。

（4）研究區(qū)高錳酸鹽指數(shù)背景值汛期＞非汛期，汛期降水充沛，河流流量較大，均會導致高腐殖質(zhì)土壤易被帶入水體造成水體耗氧有機物指標濃度增加。

綜上，鶴立河鶴崗市源頭水保護區(qū)流域具有特殊的高腐殖質(zhì)土壤，對河流水質(zhì)中高錳酸鹽指數(shù)濃度產(chǎn)生一定影響，其影響尤其集中于汛期，但此影響屬河流及所在流域自然屬性和特點，因此在進行河流水功能區(qū)達標考核時應(yīng)予以考慮。