閘壩對河流生態(tài)影響的評價

王猛

（華北水利水電大學，河南 鄭州 450045）

1 河流生態(tài)評價理論與方法

河流生態(tài)系統(tǒng)類型多樣，其組成、結(jié)構(gòu)、分布和動態(tài)等特征極富變化，可為其他類型的生物多樣性研究提供參考。用于檢驗的數(shù)據(jù)分為兩類：一類是理論數(shù)據(jù)或虛擬數(shù)據(jù)；另一類是真實的調(diào)查數(shù)據(jù)。多樣性測度方法對物種豐富度和均勻度變化的反應在現(xiàn)實生活中常常是相關(guān)的，因此用現(xiàn)實數(shù)據(jù)比較或選擇多樣性測度方法更有意義。文章所涉及的生物指數(shù)（BI）是包括浮游生物、底棲動物的多樣性指數(shù)、豐富度指數(shù)、均勻度指數(shù)、污染耐受指數(shù)及以某一類生物的多寡進行水污染程度評價的生物指數(shù)。綜合現(xiàn)有分析結(jié)果，Shannon-Wiener 指數(shù)（H），Simpson 指數(shù)（D），Margalef 物種豐富度指數(shù)（d）等是值得推薦的群落多樣性指數(shù)，此外還選擇了Pielous種類均勻度指數(shù)（J）、King 指數(shù)（KI）、Goodnight 修正指數(shù)（GBI）、污染耐受指數(shù)PTI（即Hilsenhoff 生物指數(shù)，F(xiàn)BI）和底棲動物群落恢復指數(shù)（IZR）。文章以沭河中的大官莊閘為例，通過這些生物指數(shù)分析大官莊閘對河流生態(tài)系統(tǒng)的影響。

2 閘壩河流生態(tài)現(xiàn)狀評價

在對沭河水生態(tài)監(jiān)測與調(diào)查中，在大官莊閘（N 34.8033，E 118.5473°）施測了2個生態(tài)斷面，對河道內(nèi)的浮游植物、浮游動物及底棲動物進行了取樣分析。基于生態(tài)監(jiān)測斷面浮游植物、浮游動物和底棲動物的室內(nèi)化驗與分析結(jié)果對大官莊閘的生態(tài)狀況進行分析。

2.1 浮游植物

大官莊閘閘上游河道斷面主要浮游植物中優(yōu)勢種是硅藻。該斷面共發(fā)現(xiàn)藻類3 門，27 屬，其中硅藻最多19 屬，綠藻有6屬，藍藻有2屬。就數(shù)量組成而言，硅藻占大部分70.74%，綠藻占20.52%，藍藻占8.73%。硅藻的數(shù)量和生物量都比其他藻類多。根據(jù)藻類耐污值可以判斷，斷面水體屬于中度或輕度污染。藻類多樣性一般，多樣性指數(shù)為1.13。

大官莊閘閘下游河道斷面主要浮游植物中優(yōu)勢種是藍藻。該斷面共發(fā)現(xiàn)藻類3 門，21 屬，其中硅藻最多13 屬，綠藻有6屬，藍藻有2屬。就數(shù)量組成而言，藍藻最多55.72%，綠藻占22.75%，硅藻為21.53%。藍藻數(shù)量多，但生物量卻很小；硅藻的數(shù)量雖不多，生物量卻比其他藻類多。根據(jù)藻類耐污值可以判斷，藻類多樣性一般，多樣性指數(shù)為1.43。

2.2 浮游動物

大官莊閘閘上斷面主要浮游動物中優(yōu)勢屬是原生動物。該斷面共發(fā)現(xiàn)浮游動物4類，分別為原生動物、輪蟲、無節(jié)幼蟲和橈足類。該斷面共發(fā)現(xiàn)浮游動物14屬，原生動物有5屬，分別為錐形似鈴殼蟲、湖沼砂殼蟲、長圓砂殼蟲、鐘蟲、法帽鐘蟲；輪蟲有7屬，分別為螺旋龜甲輪蟲、針簇多肢輪蟲、邁氏三肢輪蟲、方形臂尾輪蟲、角突臂尾輪蟲、晶囊輪蟲屬、巨腕輪蟲；無節(jié)幼蟲和橈足類各1屬，分別為無節(jié)幼蟲和近鄰劍水蚤。就數(shù)量而言，原生動物占絕大多數(shù)65.82%，無節(jié)幼蟲占19.75%，輪蟲都占14.26%，橈足類很少只有0.18%。該斷面原生動物數(shù)量很大，生物量卻很少；輪蟲雖然數(shù)量少，生物量卻很大。浮游動物生物多樣性一般，多樣性指數(shù)為1.28。

大官莊閘閘下斷面主要浮游動物中只有一種原生動物砂殼蟲，砂殼蟲多生長于寡污或清潔水體中，但未采集到其他浮游生物，不能確定該斷面水體為清潔。

2.3 底棲動物

大官莊閘閘上斷面主要底棲動物中共發(fā)現(xiàn)底棲動物3屬，分別為寡毛綱、瓣鰓綱、腹足綱。該斷面包括寡毛綱的顫蚓、瓣鰓綱的圓頂珠蚌及腹足綱的梨形環(huán)棱螺和銅銹環(huán)棱螺。就數(shù)量而言，寡毛綱占大部分55.40%，腹足綱占33.09%，瓣鰓綱占10.79%。但寡毛綱的數(shù)量雖多，生物量卻很少；瓣鰓綱和腹足綱的生物量相當。由底棲動物耐污值指示表綜合分析可知，該斷面水體屬于中度污染。底棲動物生物多樣性一般，多樣性指數(shù)為1.35。

大官莊閘閘下斷面主要底棲動物中共發(fā)現(xiàn)底棲動物2屬，分別為瓣鰓綱和腹足綱，該斷面包括瓣鰓綱的閃蜆和腹足綱的梨形環(huán)棱螺。就數(shù)量而言，腹足綱占大部分66.67%，瓣鰓綱占小部分33.33%，兩屬的數(shù)量和生物量的關(guān)系差不多。由底棲動物耐污值指示表綜合分析可知，該斷面水體屬于中度污染或更好。底棲動物生物多樣性貧乏，多樣性指數(shù)為0.92。

2.4 斷面綜合評價

2.4.1 各生物指數(shù)評價標準

各生物指數(shù)，都有相應的對水體的評價標準，在參考國內(nèi)外大量文獻的基礎上，結(jié)合淮河具體實際，綜合得到此次生態(tài)評價的標準如表1和表2所示。

表1 各生物指數(shù)（BI）對應的水體污染程度表

表2 利用底棲動物群落恢復指數(shù)（IZR）判別水生生態(tài)群落結(jié)構(gòu)及水體污染程度表

2.4.2 斷面綜合評價

上面從浮游植物、浮游動物和底棲動物三個方面，分別評價了大官莊閘河段的水體污染程度，多樣性情況，生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定程度及河流健康情況。從斷面綜合shannon-weaver 多樣性指數(shù)（H=1.01）來判斷，大官莊閘水體屬于中污染；從底棲動物Goodnight 修正指數(shù)（GBI=0.72）來看，水體應屬于輕污染至清潔；從底棲動物污染耐受指數(shù)（PTI=6.08）來看，水體應屬于寡污染。底棲動物群落恢復指數(shù)（IZR＝3.06）表明，群落結(jié)構(gòu)受到損壞，水體污染程度為中污染，底泥黑灰色或墨綠色。利用多級灰關(guān)聯(lián)評價方法對該斷面各生物指數(shù)進行綜合評價，評價結(jié)果為：該斷面水體屬于中度污染，水生態(tài)系統(tǒng)脆弱，河流處于亞健康狀態(tài)。

綜上，從浮游植物、浮游動物、底棲動物的分析結(jié)果來看，大官莊閘水體屬中度污染，而從生物指數(shù)評價結(jié)果來看，水體屬于中度污染。綜合以上分析結(jié)果，大官莊閘水體為中度污染，生態(tài)系統(tǒng)脆弱，河流處于亞健康狀態(tài)。

3 結(jié)論

從文中分析結(jié)果可知，閘壩對下游生態(tài)的影響又存在積極與消極兩個方面。從下游到上游總的趨勢是：越往上游，閘壩的消極影響作用（負值）越小，即閘壩對上游水生態(tài)的危害越來越小；到了下游，大壩體現(xiàn)出積極的影響作用（正值），即大壩的修建對下游水生態(tài)是有利的。上游污染物排放對下游水生態(tài)的影響全是不利的（負值），從下游到上游，污染對下游水生態(tài)的影響貢獻上下波動不大，沒有明顯的變化趨勢。