貴州安順虹山湖環境調查及蘆葦對湖內生態環境影響探討

鮑淼 田衷琿 趙邈

（貴州省地質礦產勘查開發局一一二地質大隊，貴州安順 561000）

1 引言

利用水生植物修復濕地生態環境，具有成本低、效率高、不產生二次污染、美化景觀等優點，在濕地水體治理工程中得到廣泛應用［1-3］。安順市虹山湖位于貴州省安順市中心城區北東面，總占地面積190.46 hm2，總庫容646 萬m3。安順的氣候宜人，冬無嚴寒，夏無酷暑，氣候溫和、涼爽、濕潤，空氣清新，陽光輻射低。虹山湖自然環境優美，但人類活動對環境破壞嚴重，湖中水體出現富營養化現象，重金屬和農藥等含量超標，水質污染嚴重。本文通過對虹山湖水庫內的蘆葦資源現狀進行調查以及蘆葦對生態環境的作用進行分析，歸納蘆葦在虹山湖生態環境恢復中的作用，為打造虹山湖景區提供意見和建議。

2 虹山湖的生態環境現狀調查

2.1 虹山湖水源補給區

在虹山湖水源補給區，居民的很多生活污水和生活垃圾未處理而直接往河道中排放，嚴重污染虹山湖上游的水源地環境，河面生活垃圾隨處可見，河水烏黑發臭，水質嚴重污染，河面上隨處可見漂浮的死魚。河道長期未經治理，兩側河堤垮塌，河流中淤泥堆積，沉水植物生長茂盛。壞死的大量沉水植物變質腐爛后，嚴重污染水質，見圖1。

圖1 水質污染

2.2 虹山湖湖區

虹山湖因水源補給區污染嚴重，流入庫區嚴重受污染的水質難以通過自身凈化恢復，虹山湖上游—中部—下游的水質都非常差；加之虹山湖周邊的生活污水同樣未經任何凈化處理便直接排放到湖中（見圖2），導致虹山湖自身凈化能力脆弱，水體質量差。

圖2 排放入湖中的生活污水

2.3 虹山湖下游區

虹山湖下游大約有4.6 km 長的貫城河，為改善市區貫城河污染現狀，美化城區環境，安順市出巨資對貫城河進行環境治理，預期通過治理改善河道污染問題。河道治理一共修筑攔河壩7 道，1—3 道攔河壩是自動化蓄水排水系統，4—7 道攔河壩是永久式攔河壩。通過調查發現，在第一道攔河壩段，河水渾濁，河床底部堆積大量淤泥，當天氣變化時，河床底部埋藏的淤泥產生的沼氣會帶動底部淤泥一起向河面上涌，見圖3。

圖3 第一道攔河壩河床底部淤泥上涌

另外，每到雨水季節，淤泥將被洪水帶到下游，嚴重污染下游環境；從第二道攔河壩到最后一道攔河壩，河水水質逐漸變好，河道中水生植物和水生動物逐漸增多，河床底部未見淤泥堆積，見圖4。

圖4 第六道攔河壩水質逐漸變好

虹山湖上游和湖區水質污染嚴重，湖區內大量的動植物群體難以生存，嚴重受污染的生態環境不但威脅安順市市民的健康生活，同時也威脅到下游廣大區域居民的農業生產和健康生活。下游貫城河通過治理，河道污染得到改善，水生動植物也逐漸增多，水質變好。遇到暴雨天氣，大量沉積在第一道攔河壩中的淤泥，會被暴雨攪動，隨河水一起帶到下游，威脅下游生態環境。

3 虹山湖水生植物現狀調查

為詳細了解虹山湖水生植物現狀，本文對虹山湖區內的水生植物進行了詳細的調查工作。經調查發現，區內水生植物分為5 類：挺水植物、浮葉植物、沉水植物、漂浮植物以及濕生植物。挺水植物有荷花、蘆葦、香蒲、水蔥、菖蒲、澤瀉、慈姑等。浮葉植物有睡蓮、萍蓬草、王蓮等。濕生植物有美人蕉、梭魚草、再力花、水生鳶尾、紅蓼、蒲草等。沉水植物有海菖蒲、苦草、金魚藻、穗花狐尾藻、黑藻等。漂浮植物有浮萍、紫背浮萍、鳳眼蓮、大薸等。區內共有蘆葦123 m2、荷花156.72 m2、香蒲43.16 m2、水蔥14.23 m2、菖蒲64.23 m2、澤瀉89.24 m2、慈姑14.23 m2、美人蕉32.14 m2、梭魚草56.81 m2、再力花117.92 m2、水生鳶尾156.73 m2。總體而言，水生高桿植物種類較多，但數量不足。這些水生植物僅在湖岸邊緣稀疏種植，覆蓋率遠遠達不到湖區生態環境自我恢復的能力要求。

4 蘆葦的生態環境恢復功能

蘆葦莖稈直立，植株高大，具有橫走的根狀莖，交錯形成網狀。蘆葦以根狀莖繁殖為主，其根狀莖具有很強的生命力，能長時間埋在地下，一旦條件適宜，仍可發育成新枝。蘆葦對水分的適應幅度很寬，從土壤濕潤到長年積水，從水深幾厘米至1 m 以上，都能形成蘆葦群落。在水深20～50 cm，流速緩慢的河、湖，可形成高大的禾草群落，素有“禾草森林”之稱，對濕地生態環境修復具有非常重要的作用。

4.1 改良土壤

蘆葦在生長過程中，能從鹽堿地中吸收大量的含鹽類物質而迅速生長，之后大量的枝、葉脫落到根部腐爛，形成豐富的有機物質。吳林川、孫嬰嬰等人［4］研究結果表明，經過7 年的蘆葦種植改良，土壤中Ca2＋，Mg2＋，Cl－，SO42－，HCO3－，CO32－6 種鹽分離子的含量均顯著降低60%以上；單生長季內隨著蘆葦的生長，土壤黏粒含量有向下運移的趨勢，表層土壤（0～20 cm）黏粒含量少量減少，底層土壤（40～60 cm）黏粒含量少量提高；同時表層土壤pH 值和電導率顯著下降，中層變化不顯著，下層則略有升高；蘆葦種植的鹽漬地表層土壤有機質含量顯著高于中層和底層，且單生長季內表層土壤有機質含量隨蘆葦的生長含量提高顯著。

4.2 吸收水體中的有害污染物質

蘆葦對酸性污水有降解能力，100 g 鮮蘆葦可在24 h 內將8 mg 的酸代謝分解為CO2。同時蘆葦還具有較強的抗污染能力，對含酚、油、氰、硫化物的工業污水有較強的耐受力，能在含堿性的造紙廢液中生長發育良好。據王超等人［5］研究，有蘆葦區河段的氨氮削減量是無蘆葦河段的2 倍左右，蘆葦生長旺盛時，吸附氨氮能力強，蘆葦生長枯萎期，吸附氨氮的能力弱；污染物質濃度越高，蘆葦吸附氨氮量越大，濃度越低，蘆葦吸附氨氮量越小。劉存歧等人［6］對蘆葦各構件的生物量和氮、磷含量研究表明，各構件生物量隨時間的推移而逐漸增加，葉片生物量的最大值出現在6 月，根狀莖生物量的最大值則出現在8月，葉鞘、地上莖和地上部分生物量的最大值出現在10 月；地上各部分氮、磷含量的最大值均出現在4月的生長初期，其后隨時間的推移而逐漸降低，最小值出現的時間各不相同，根狀莖氮、磷含量的最大值分別出現在8 月和4 月；各部分氮、磷儲量與生物量間存在顯著的相關性。

4.3 凈化水質

據耿琦鵬等人［7］研究，蘆葦根系是除基質外影響污水凈化的主要因素，它增加了基質表面的水流通道，并溝通基質上下層，使污水流動迅速，出水暢快。另外，蘆葦根系具有吸收、轉化污染物的顯著功能，它的根系周圍的富氧環境對好氧微生物活動具有促進作用，這種生物效應使其凈化效果得到了很大的提高。蘆葦有強大的地下根莖系和密集的地上植株，這是一般農作物和水生、濕生植物無法相比的，蘆葦是天然的、功能較強的過濾器，對水質凈化、減少環境污染、增強濕地生態功能有著重要作用。

4.4 調節氣候，改善空氣質量

蘆葦濕地的熱容量大，導熱性差，使蘆葦濕地地區的氣候變幅小。另外，蘆葦濕地積水面積大，特殊地熱學性質使蘆葦濕地源源不斷地為大氣提供水分，增加大氣濕度。蘆葦蒸騰系數為637～826，也就是生產1 t 蘆葦要向空氣中蒸騰700 t 左右的水分，大量的水蒸氣散發起到了增加空氣濕度、降低地表溫度、調節區域小氣候的作用。資料顯示，濕地儲存有陸地上35%的碳，當濕地喪失或退化后，二氧化碳和其他溫室氣體便大量釋放到大氣層。保護濕地是維持現有碳儲存庫、防止二氧化碳和其他溫室氣體排放的最可行辦法，建造人工蘆葦濕地系統是減少溫室氣體排放的重要措施。

4.5 防止水土流失

蘆葦有強大的地下根莖系統和密集的地上植株，地下與地上生物量之比接近1∶1。在溝渠堤壩、沼澤兩岸栽植蘆葦，可有效起到護堤護坡作用和防止水土流失作用，特別是山區河邊生長的蘆葦，對保持山區有限的土地資源有著重要作用。

4.6 維持生物多樣性

蘆葦濕地內溝渠相連，魚類資源豐富，如鯉魚、鯽魚、鏈魚、梭魚等。蘆葦濕地內的多種生物組成了復雜的食物鏈，在水中生長的水生植物和各種魚、蝦、蟹等動物以及微生物，為鳥類、魚類提供了良好的生存空間，對物種的保存和保護物種多樣性發揮著重要作用。

4.7 調節流量，控制洪澇

蘆葦濕地是一個巨大的蓄水庫，可以在暴雨和河流漲水期儲存過量的降水，均勻地把徑流放出，減弱洪水對下游的危害。蘆葦具有深厚的葦根層，自然降水大多積于沼澤葦根層中，據測算，葦根層可含蓄相當于它自身質量8 倍的水，故沼澤葦塘被稱為“大型天然水庫”。因此，保護蘆葦濕地就是保護天然儲水系統。由于降雨的季節分配和年度分配不均勻，通過蘆葦濕地的調節，儲存來自降雨、河流過多的水量，從而避免發生洪澇災害，保證工農業生產有穩定的水源供給。

4.8 防風固沙，保持水土

蘆葦濕地內生長有大量的蘆葦，可以抵御海浪、風暴的沖擊，防止對海岸的侵蝕，同時蘆葦的根系可以固定、穩定堤岸和海岸，保護沿海農業生產。蘆葦濕地地勢低平，蘆葦的生產和有機殘體又有阻滯水流，從而降低流速，減少流水攜沙能力，使泥沙沉積，增加土層厚度和土壤養分含量，促進蘆葦的生長發育，減弱流水侵蝕的作用。同時，蘆葦濕地可有效防止風害，經測算，在光板地面風速為2.97 m/s，而蘆葦濕地地面風速為0.11 m/s；光板地面蒸發量為1.05 mm/h，蘆葦濕地地面蒸發量為0.2 mm/h。

5 蘆葦對虹山湖生態環境修復作用探討

虹山湖在建設過程中，湖區內地表鋪植了大量的外運土壤，且大量深部的土壤被翻到地表，導致湖區內地表土質質量較差。在湖區上游補給區及湖區內湖岸淺水區種植大量高桿水生植物蘆葦，可以有效地改善湖區內的土壤。同時，可以有效地吸收湖區內水體中的污染物質，凈化湖區內的水質，確保湖區內水生動植物的生長和湖區下游居民的用水安全；可以有效地調節安順市的氣候，改善空氣質量，確保湖區下游居民的呼吸健康。

虹山湖上游及湖區因農民耕種以及湖區建設，造成大量的地表植被被破壞，巖石及土壤裸露地表，遇到暴雨天氣，大量的泥沙會被暴雨沖刷帶入湖中，隨著河水流入下游，造成大量的水土流失。在湖區上游補給區及湖區內湖岸淺水區種植大量高桿水生植物蘆葦，可以有效地防止湖區上游水土流失，確保土地肥力，保障農作物的生產豐收。同時，可以有效地保障湖區物種多樣性以及調節湖區流量，控制湖區洪澇災害的發生，保障下游居民的生命安全不受威脅。