- 頤和園生態監測及保護成果論文集(2015-2017)
- 北京市頤和園管理處編著
- 5字
- 2020-04-30 17:12:11
實踐研究篇
◎ 頤和園濕地生態系統健康評價
劉耀忠,叢一蓬,肖 蓉,張明祥
摘 要:作為世界文化遺產地的頤和園是我國最負盛名的皇家園林,以昆明湖為主體的城市湖泊濕地在維持城市生態平衡,調節區域小氣候方面有著不可替代的作用。本文以頤和園內各濕地區塊為研究對象,采用綜合健康指數法,以2015年生態監測數據為基礎,從水質/底泥的理化環境狀況、生態系統功能狀況及生物群落結構狀況3個層次選取31個指標構建了頤和園濕地生態系統健康評價體系,運用層次分析法確定指標因子權重,對頤和園濕地生態系統進行健康綜合評價。結果表明:①頤和園濕地生態系統的健康綜合指數為0.55,健康水平處于“一般”[0.6 0.8)和“較差”[0.2 0.4)之間的“臨界”[0.4 0.6)狀態;②健康分指數值相對較高的指標因子有:水體EC、pH、高錳酸鉀指數、重金屬(As、Hg、Cd和Pb),底泥EC、pH、含水率、有機質、總氮、總磷、重金屬(As、Hg、Cu、Pb和Zn);③健康分指數值相對較低的指數及因子有:有機污染指數、營養水平指數、水體中Zn濃度、濕生植物生物量、浮游動植物及底棲生物的生物量和生物多樣性綜合指數。總的來說,頤和園濕地水體氮磷含量較高,濕地植物生產力及水生生物多樣性較低,水體存在富營養化風險,且入水口(頤和閘)水體總氮總磷即已達Ⅴ類、劣Ⅴ類。建議頤和園濕地生態系統的保護與管理從改善入水水質、降低水體氮磷濃度、對各小水體開展凈化清淤整治、優化濕地植物配置及提高水生生物多樣性等方面入手。
關鍵詞:城市濕地;健康評價;指標體系;頤和園
1971年在伊朗拉姆薩爾通過的《濕地公約》對濕地作了界定,“濕地系指不問其為天然或人工、長久或暫時之沼澤地、濕原、泥炭地或水域地帶,帶有或靜止或流動、或為淡水、半咸水或咸水水體者,包括低潮時水深不超過六米的水域。”[1]城市濕地是指城市區域之內的海岸與河口、河岸、淺水湖沼、水源保護區、自然和人工池塘以及污水處理廠等具有水陸過渡性質的生態系統[2],城市濕地作為城市中特殊的生態系統,具有資源供應、環境調節、社會文化、生命支持、災害防控等生態服務功能[2,3]。城市濕地與天然濕地最大的不同在于城市濕地受城市經濟發展與社會文化形態的影響極大[4]。隨著城市化的快速發展,對城市濕地資源的過度開發利用及長期向濕地排放工業、生活污水導致了城市濕地生物多樣性的降低、面積的萎縮、濕地的破碎化及污染的加劇,污染程度遠遠超過濕地的自凈能力,城市濕地遭到嚴重的破壞,生態功能嚴重受損。研究表明,20世紀初到90年代,美國市區和郊區的濕地面積減少了50%以上[5,6];1998—2007年,長沙市城市濕地面積減少了9.8%,33.2%的城市濕地出現水源供給不足,59%的城市濕地出現不同程度的富營養化[7];武漢主城區的湖泊面積在20世紀90年代初到2008年不到20年的時間減少了5.35%[8];1960—2010年,北京市的濕地面積減少了58%[9],荊紅衛等[10]的研究發現,北京市區21個重點湖泊除團城湖外均有不同程度的富營養化。由于濕地在社會經濟發展中發揮著重要的生態功能,關于濕地退化、修復及濕地生態系統環境演化的議題逐漸受到國內外的廣泛關注,對濕地生態系統健康展開評價用于定性或定量表征濕地環境演化狀態業已成為研究濕地過程及保護管理措施的重要手段[11~13]。
20世紀80年代中期在北美興起的生態系統健康評價是在全球生態系統狀況日益惡化的背景下應運而生的[14]。濕地生態系統健康是指生態系統隨著時間的進程能夠保持活力、維持其組織及自主性,在外界脅迫下容易恢復[15],包括生態系統活力、恢復力及組織3個方面。評價生態系統健康的方法主要有指示物種法和指標體系法[16],指示物種法是根據生態系統中關鍵種、特有種、指示種及瀕危種的多樣性、豐富度來描述生態系統的健康狀態;指標體系法是構建指標體系對生態系統的健康進行評價,又可分為綜合指標法和模糊綜合指標法,綜合指標法包括VOR綜合指數評估法、生態健康綜合指數法(Ecological Health Comprehensive Index,EHCI)、層次分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP)、主成分分析法(Principal Component Analysis,PCA)及健康距離法等[14、16]。趙臻彥等[17]提出了生態系統健康指數模型,并將該方法應用于意大利湖泊生態系統健康的定量評價與比較;徐珊楠等[12]運用綜合健康指數法客觀反映了大亞灣排污海域生態系統健康狀態及趨勢;李春華等[18]運用綜合健康指數法對太湖湖濱帶生態系統的健康狀況進行了評價。本文在基于前人的研究基礎上,運用綜合健康指數法構建了頤和園濕地生態系統健康評價體系,對頤和園濕地生態系統進行健康狀況評價。
頤和園是世界上現存的規模最大、保存最完整、文化內涵最豐富的大型皇家園林,享有“皇家園林博物館”的美稱[19],1998年被聯合國教科文組織列入世界文化遺產名錄。以昆明湖為主體的頤和園湖泊濕地在調節區域小氣候、維持生物多樣性、提供休閑旅游等方面有著不可替代的作用[20]。20世紀80年代初,北京進入了城市化的快速發展期[21],城市建設向“郊區化”蔓延[22],給頤和園濕地生態系統帶來威脅,地表固化改變了頤和園濕地生態系統內的水分循環。其次,作為藝術文化價值極高的皇家園林,頤和園也面臨由高負荷的旅游接待產生的一系列生態環境問題,據統計,僅2008年國慶假期間頤和園接待游客數量就高達10萬人次[19]。昆明湖及頤和園內其他各大小水體水源來自密云水庫,由于水流自水源地到達頤和園入水口途徑較長的輸水距離,沿途接納交通飄塵、大氣沉降、地表徑流攜帶的污染物質和氮磷元素,造成入水水質即不容樂觀的現狀[10],而作為重要的城市景觀,頤和園各水體受人為影響和干擾較大,高負荷的旅游接待必將對頤和園濕地生態系統造成壓力,影響其健康。因此,為進一步提升頤和園管理水平、實現世界文化遺產地及其生態環境的科學化保護與管理,開展頤和園濕地生態系統監測和健康評價具有十分重要的意義,對于我國歷史文化古跡所在地的生態保護起到重要的引領和示范作用。
劉艷菊等[23]對北京市的12個湖泊、2條河流地表水的pH值及陰陽離子進行了測定,結果發現,北京地表水為弱堿性,昆明湖的總有機碳(TOC)及電導率相對其它湖泊來說較低;荊紅衛等[10]對北京市區的21個重點湖泊的富營養化評價結果表明,北京市區21個重點湖泊除團城湖外均有不同程度的富營養化,昆明湖處于輕度富營養狀態;胡康博等[24]對昆明湖沉積物的組成、形貌、結構和理化性質變化的分析結果表明,昆明湖沉積物顆粒主要以粉粒和黏粒為主,沉積物屬中性偏堿沉積物;田宇等[25,26]對北京市5個市屬公園(頤和園、天壇、玉淵潭、香山及陶然亭公園)的土壤肥力及土壤重金屬的現狀分別做了評價,結果表明,北京市屬公園土壤的pH值以堿性和強堿性為主,土壤肥力屬于一般水平,土壤主要的重金屬污染因子有Pb、Cu和Zn,頤和園的土壤重金屬污染最嚴重;劉慧蘭[27]對昆明湖水生植物景觀的研究結果表明,昆明湖的水生植物有水面浮葉植物、水中挺水植物、沉水植物等,昆明湖3500年沉積物中孢粉測定的結果表明昆明湖歷史上水生植物非常豐富。總的來說,對頤和園的水質、底泥、水生植物等的研究已有報道,但缺乏從整體上對頤和園濕地生態系統進行系統詳細的調查和評價。本文基于2015年頤和園濕地生態系統監測調查數據,采用綜合健康指數法[18],從水質/底泥理化環境狀況、生態系統功能狀況及生物群落結構狀況3個方面共選取31個指標構建了頤和園濕地生態系統健康評價體系,對頤和園濕地生態系統進行健康綜合評價,旨在為頤和園世界文化遺產地的生態環境的保護和管理提供科學依據。
1 材料與方法
1.1 研究區概況
頤和園位于北京市海淀區,地理坐標39°58′47.28″~40°0′5.04″N,116°15′17.28″~116°16′35.04″E。該區域處于暖溫帶,四季分明,冬季較長(約200天),春秋季極為短暫(約60天)。頤和園所處位置為典型的半濕潤大陸性氣候,冬季寒冷,溫度在–20~–14℃之間,夏季炎熱,溫度在35~40℃之間,春秋季節溫度適宜;年平均降水量為595mm,降水隨季節變化差異較大,80%的降水集中在夏季。北京常年有風,冬季盛行偏北風,夏季盛行偏南風,平均風速在1.8~2.7m/s之間[28]。頤和園內有大小水體十多個,主要的水體有昆明湖、藻鑒堂湖、耕織圖水體、耕織圖東北湖、團城湖及后溪河。根據2015年的生態調查數據,頤和園內有維管束植物305種,隸屬于86科231屬,其中,以禾本科、菊科植物最多;昆蟲119種隸屬于11目62科;濕地植物109種,隸屬于49科94屬,其中,水生植物33種,濕生植物76種。
1.2 樣品采集與分析
2015年7月對頤和園濕地生態系統展開調查,樣點布設如圖1所示。調查水體有昆明湖、藻鑒堂湖、排云殿院內水池、揚仁風院內水池、耕織圖水體、耕織圖東北湖及后溪河7個水體,包含45個采樣點,其中昆明湖31個樣點,耕織圖東北湖5個樣點,耕織圖水體及后溪河各3個樣點,藻鑒堂湖、排云殿院內水池及揚仁風院內水池各1個樣點。本次調查采集了45樣點的水樣、底泥、濕地植物、浮游動植物和底棲動物樣品,樣品的采集、運輸、保存和分析均參照《濕地生態系統觀測方法》和《生物多樣性觀測技術導則淡水底棲大型無脊椎動物》等所規定的方法進行。

圖1 頤和園濕地生態系統調查監測樣點示意圖
1.3 數據處理與分析
1.3.1 評價指標體系的構建
本文基于頤和園濕地生態系統的特點,參考趙臻彥[17]提出的生態系統健康指數模型及徐珊楠等[12]、李春華等[18]的研究構建頤和園濕地生態系統健康評價體系。該體系主要由水質/底泥的理化環境狀況、生態系統功能狀況與生物群落結構狀況3大類31個指標構成,分為4個層次,其中A層為目標層,B層為準則層,C、D為指標層(圖2)。

圖2 本研究采用的濕地生態系統健康評價指標體系
其中部分指標的計算方法如下所示:
(1)有機污染指數D3
式中,、CTN、CTP、COD分別表示五日生化需氧量(mg/L)、總氮(mg/L)、總磷(mg/L)、溶解氧(mg/L)的實際測量值;
、C'TN、C'TP、C'OD分別表示相應的Ⅲ類地表水水質標準值(GB 3838—2002)。
(2)營養水平指數D4
D4=×CTN×CTP/1500
式中,、CTN、CTP分別為五日生化需氧量(mg/L)、總氮(μg/L)、總磷(μg/L)的實際測量值。
(3)生物多樣性綜合指數D
D=H'×J H'=–∑Pilog2Pi J=H'/log2S
式中,H'為Shannon-Wiener多樣性指數;J為均勻度;S為種類總數;Pi為第i種的個體數量(Ni)與總個體數(N)的比值。
對于底棲動物,因個體相差可能很大,所以采用生物量(W)來代替個體數:H'=–∑(Wi/W)log2(Wi/W)。
1.3.2 評價指標權重的確定
將選取的指標做成調查表,邀請專家對選取的評價指標進行判斷,明確各層次指標的相對重要性及其標度,利用層次分析法構造判斷矩陣,用方根法計算各個層次評價指標的權重,并通過一致性檢驗(C.R.<0.1)。表1所示為各因子相對于上一層的權重。各指標因子相對于A層的最終權重如表2所示。
表1 頤和園濕地生態系統健康評價指標體系及權重系數

1.3.3 健康標準參考值的確定
生態系統健康評價是建立在實測值與參照標準對比基礎上的[18],通過確定健康標準參考值,將頤和園濕地生態系統的生態現狀與目標結合起來,為更好地管理頤和園提供科學依據。頤和園濕地生態系統健康評價的健康標準參考值用Sij表示,即第i個指標在第j點的參照標準。其中,有機污染指數和營養水平指數的確定參考賈曉平等[29,30]的分級標準;根據《北京市海河流域水污染防治規劃》,昆明湖的水質保護目標為Ⅲ類水體,因此,水質指標標準的確定依據《地表水環境質量標準》(GB 3838—2002)第Ⅲ類標準;底泥pH值的確定參考鄒明珠[32]的研究,養分指標標準的確定依據《全國第二次土壤普查養分分級標準》第二級標準,底泥重金屬指標的確定依據《土壤環境質量標準》(GB 15618—1995)第Ⅱ級標準;初級生產力指標參考陳清潮等[30]的分級標準。各指標因子健康標準參考值如表2所示。
表2 頤和園濕地生態系統健康評價指標參考標準值及其權重

1.3.4 健康分指數及健康綜合指數的計算
1.3.4.1 生態系統健康分指數的計算
將生態調查數據與健康標準參考值相比較,通過以下公式將指標層(D層)的數值歸一化,計算出各指標的健康分指數。公式如下所示。
(1)正項指標,指標的生態效應與數值呈現正相關關系,即生態效應隨著數值升高而升高,包括浮游植物生物多樣性綜合指數、浮游動物生物量及其生物多樣性綜合指數、底棲動物生物量及其生物多樣性綜合指數。
(2)逆向指標,指標的生態效應與數值呈現負相關關系,即生態效應隨著數值升高而降低,包括有機污染指數、營養水平指數、BOD5、重金屬、有機質、TN、TP。
(3)特殊指標,數值超過一定范圍,指標的生態效應均降低,包括pH值、浮游植物生物量。
對于pH,
對于浮游植物生物量,
式中,EHIij為第i個指標在第j采樣點的生態系統健康分指數;Xij為第i個指標在j采樣點的實際測量值;Sij為第i個指標在第j個采樣點的參照標準。
1.3.4.2 生態系統健康綜合指數的計算
式中,EHCI(Ecosystem Health Comprehensive Index)為生態系統健康綜合指數;EHCIj為j點位的生態系統健康分指數;EHIij為第i個指標在j點位的健康生態系統分指數;Wi為第i個指標通過層次分析法獲得的權重值。
生態系統健康分指數和綜合指數都在[0,1]之間,數值為1說明健康狀態最好,數值為0說明健康狀態很差。朱衛紅等[11]參照一般的分級標準,采用連續的實數區間來表示各級,范圍在[0,1]之間,分為[0,0.2)疾病、[0.2,0.4)一般病態、[0.4,0.6)亞健康、[0.6,0.8)健康、[0.8,1]很健康5級。本文結合頤和園濕地生態系統的特征,參考徐珊楠等[12]的研究確定了頤和園濕地生態系統健康狀態的分級標準,分為[0,0.2)很差、[0.2,0.4)較差、[0.4,0.6)臨界、[0.6,0.8)一般、[0.8,1)好、1最好共6級(表3)。
表3 EHI與EHCI分級標準及2015年頤和園濕地生態系統調查指標對應的狀態

2 結果與討論
2.1 頤和園濕地生態系統健康狀況
根據頤和園濕地生態系統2015年7月份的生態調查數據,計算頤和園各濕地樣點中各生態指標的健康分指數和各樣點的濕地生態系統健康綜合指數。
分析結果表明,2015年7月份頤和園濕地生態系統健康綜合指數為0.55,健康狀況為“臨界”。調查的45個樣點中,有4個樣點健康狀況為“一般”,其余41個樣點健康狀況為“臨界”。各樣點健康綜合指數如圖3所示,從圖中可知,樣點昆明湖1號點、11號點、16號點、17號點、21號點、22號點、26號點、27號點、藻鑒堂湖32號點、排云殿院內水池33號點、揚仁風院內水池34號點的健康綜合指數較低。其中,昆明湖1號點、17號點、21號點及藻鑒堂湖32號點為游船碼頭,人為干擾程度相對較大;昆明湖16號點位于昆明湖東北角,為游客活動密集地點,客流量大;昆明湖11號點、22號點及27號點位于昆明湖出水口,底泥中有機質含量、營養水平過高;排云殿院內水池33號點位于排云殿內,院內客流量大,水池面積較小且相對封閉;揚仁風院內水池34號點位于揚仁風院內,院內無游客,水中枯枝落葉較多,可能是導致底泥中有機質含量顯著高于其它樣點進而造成健康綜合指數偏低的原因。藻鑒堂湖32號點、排云殿院內水池33號點及揚仁風院內水池34號點底泥有機質的健康分指數分別為0.287、0.315、0.325,低于有機質的平均健康分指數0.83,可能是造成此3個樣點健康綜合指數偏低的主要原因。表3所示為EHI與EHCI分級標準及2015年頤和園濕地生態系統調查指標對應的狀態。
不同的水體因其水面大小/水深、水生植物分布以及人為干擾等情況不同,健康狀況也不盡相同。分析結果表明,頤和園內主要水體的健康綜合指數排序為耕織圖水體>耕織圖東北湖>昆明湖>后溪河>藻鑒堂湖>排云殿院內水池>揚仁風院內水池,健康綜合指數值均在[0.4,0.6)之間,健康狀況為“臨界”。

圖3 頤和園各濕地樣點生態系統健康綜合指數(EHCI)
徐珊楠等[12]運用綜合健康指數法評價了大亞灣排污海域生態系統健康狀態,結果表明,大亞灣排污海域生態系統健康狀態在豐水期和枯水期分別為“好”、“一般”;李春華等[18]運用綜合健康指數法對太湖湖濱帶生態系統的健康狀況進行了評價,評價結果顯示,大部分區域處于“疾病”狀態,東太湖、東部沿岸、貢湖、南部沿岸均處于“亞健康”狀態,梅梁灣、竺山灣、西部沿岸屬于“疾病”狀態;賈慧聰等[33]基于壓力-狀態-響應概念模型對黑龍江流域濕地生態系統健康狀況的研究表明,黑龍江流域從東北部到西南部生態系統健康狀況逐漸降低,處于“健康”或“非常健康”的濕地大部分都在東部,約占35.95%;莫明浩等[34]基于人工神經網絡方法對洪湖濕地生態系統健康進行了評價,結果表明,實施“洪湖濕地保護與恢復示范項目”后,洪湖濕地生態系統健康狀態由“病態”改善為“中等健康”;戴曉燕等[35]對上海崇明東灘濕地的生態系統健康進行了評價,結果表明,超過75%的研究區域處于相對健康水平,“非常健康”、“健康”、“亞健康”和“不健康”的區域面積分別達34.19km2、41.08km2、18.23km2、4.76km2。總的來說,我國各地濕地生態系統健康多處于“亞健康”狀態,本研究的評價結果顯示頤和園濕地生態系統健康狀態處于“一般”和“較差”之間的“臨界”水平,相當于“亞健康”狀態,因此,針對頤和園濕地生態系統的亞健康狀態有必要采取相應措施以提升系統健康水平。
表4所示為2015年頤和園濕地生態系統內各生態指標實測平均值及其所反映的濕地生態系統健康分指數的健康狀況。從表中可以看出,理化環境狀況指標(水質及底泥指標)所指示的健康狀況大部分為“最好”水平,然而水質有機污染指數和營養水平指數所表征的健康狀況為“很差”;生態系統功能狀況及生物群落結構狀況指標指示的健康狀況均為“較差”或“很差”。指示分指數健康狀況為“最好”、“好”、“一般”、“臨界”、“較差”、“很差”的指標分別有16、2、2、1、5、5個,處于“臨界”及以下健康狀況的指標有11個,約占生態指標總數的35%。健康分指數<0.4的生態指標的健康狀態低于“臨界”水平,會對濕地生態系統的健康造成負面的影響[7]。頤和園濕地生態系統健康的主要負面因子有水質有機污染指數(0.03)、水質營養水平指數(0.01)、水體Zn濃度(0.29)、濕生植物生物量(0.26)、浮游植物生物量(0.05)、浮游植物生物多樣性綜合指數(0.16)、浮游動物生物量(0.38)、浮游動物生物多樣性綜合指數(0.39)、底棲生物生物量(0.05)及底棲生物多樣性綜合指數(0.09)。水體氮磷含量超標造成了水質指標中的有機污染指數和營養水平指數的健康分指數較低,進一步影響濕地生態系統整體健康狀況;底泥中有機質和重金屬Cd的含量偏高也造成了相應的健康指數偏低;生物群落結構狀況指標的健康分指數偏低,可能是由于水體中含有過多的氮磷,導致浮游植物(藻類),尤其是藍藻門中的偽魚腥藻(Pseudanabaena sp.)、微囊藻(Microcystis sp.)生物量和密度過高,影響了其他種類的浮游植物、濕生植物、浮游動物和底棲生物的生長,造成頤和園濕地生態系統目前整體的健康狀態處于“臨界”水平,各具體樣點健康分指數都在[0.4,0.6)之間,處于“臨界”狀態。
表4 2015年頤和園濕地生態系統內各生態指標實測平均值及其健康狀況

2.2 頤和園濕地生態系統入水口至出水口的健康狀況
密云水庫是昆明湖的水源地,京密引水渠將庫區水體經懷柔水庫引入北京市區并最終匯入昆明湖。由于輸水路徑較長以及水渠兩岸硬化不利于岸坡對地表徑流的緩沖及其中的氮磷的淋濾和去除,加之水渠兩側交通揚塵和大氣沉降輸入的影響,造成昆明湖入水水質堪憂[10]。李海燕等[36]的研究表明,2001—2003年期間密云水庫對昆明湖補水的減少導致昆明湖總磷、總氮逐年升高。2004年以后,昆明湖改由官廳水庫補水,官廳水庫總體處于富營養狀態,孫愈嬌等[37]的研究也表明官廳水庫水質呈堿性(pH值8.7~9),水質四季都處于富營養狀態。官廳水庫水經過官廳山峽(100多千米)、永定河引水渠、昆玉河流入昆明湖[36],由于輸水線路的固化,水生生物對水中營養元素、有機污染物的降解、吸收及物理吸附作用喪失,水質在輸水線上基本沒有得到凈化。荊紅衛等[10]和李海燕等[36]的研究一致認為來水水質是影響昆明湖水體呈現富營養化趨勢的主要原因之一。因此,本研究選取昆明湖從入水口(頤和閘)到出水口(繡漪閘)的12個樣點(圖4)的健康綜合指數值進行分析,探討沿入水口至出水口方向水質的變化趨勢。分析結果表明,頤和園昆明湖湖泊濕地生態系統的健康綜合指數值從入水口到出水口均為“臨界”狀態,反映了從外源到內源因素對昆明湖水質的影響。

圖4 頤和園入水口(北邊5號點)至出水口(東南角23號點)樣點分布示意圖(圖中數字分別代表昆明湖4~11、14、23、27、28號點)
選取理化環境狀況中水質的有機污染指數、營養水平指數、五日生化需氧量及重金屬Cu、Zn濃度,底泥的EC、有機質和重金屬Cd含量,生物群落結構狀況中的浮游植物生物量、浮游植物生物多樣性綜合指數、浮游動物生物多樣性綜合指數、底棲生物生物量、底棲生物生物多樣性綜合指數對昆明湖自入水口至出水口水質趨勢進行分析(表5所示)。分析結果表明:① 有機污染指數、營養水平指數、五日生化需氧量和重金屬Cu的健康分指數從入水口到出水口呈現降低的趨勢;重金屬Zn的健康分指數從入水口到出水口呈現上升的趨勢,說明入水口的有機污染程度、富營養水平和重金屬Cu污染程度低于出水口,入水口重金屬Zn污染程度高于出水口;② 昆明湖入水口底泥的EC、有機質的健康分指數高于出水口,在入水口底泥的EC、有機質的健康狀態分別為“好”、“好”,在出水口分別為“一般”、“一般”;③ 浮游植物生物量、浮游植物生物多樣性綜合指數、底棲生物生物量、底棲生物生物多樣性綜合指數的健康分指數從入水口到出水口呈現降低趨勢;浮游動物生物多樣性綜合指數呈現上升趨勢。說明入水口的浮游植物生物量及多樣性綜合指數、底棲生物生物量及多樣性綜合指數的健康狀態好于出水口,出水口的浮游動物多樣性綜合指數的健康狀態好于入水口。這與劉劍等(2015)[38]的研究結果一致。生物多樣性是維持生態系統健康基礎,生物多樣性豐富的生態系統內部組織結構復雜,抵抗外界干擾的能力及恢復的能力強[12]。雖然入水口浮游植物及底棲生物生物多樣性綜合指數高于出水口,但入水口浮游植物及底棲生物生物多樣性綜合指數的健康仍處于“較差”和“很差”狀態。


總體來說,入水口的健康綜合指數略高于出水口,但入水口和出水口的健康狀態都處在“臨界”狀態,說明供水水質健康狀態較低是頤和園濕地生態系統健康綜合指數較低的一個原因。而從入水口到出水口水質有機污染和富營養化程度以及重金屬Cu濃度的增加也反映出頤和園內人為活動的高頻干擾對水質的負面影響。
3 結論
(1)構建了頤和園濕地生態系統健康評價指標體系,從水質/底泥理化環境狀況、生態系統功能狀況及生物群落結構狀況3個方面選取31個指標對頤和園內45個濕地樣點進行評價分析。綜合健康指數值的結果表明,頤和園濕地生態系統健康綜合指數平均值為0.55,普遍處于“臨界”狀態。
(2)分析了頤和園昆明湖從入水口至出水口的生態健康狀況,結果表明,入水口的健康綜合指數略高于出水口,但二者均處于“一般”和“較差”之間的“臨界”水平;頤和園入水水質狀況和頤和園內高強度的人類干擾是造成昆明湖健康綜合指數值較低的主要原因。入湖水質決定了水體中高氮磷負荷,而人類活動則加重了水質有機污染和富營養程度。
(3)總體來說,頤和園濕地水體氮磷含量較高,濕地植物生產力及水生生物多樣性較低,水體存在富營養化風險,且入水口(頤和閘)水體總氮總磷即已達Ⅴ類、劣Ⅴ類。建議頤和園濕地生態系統的保護與管理從改善入水水質、降低水體氮磷濃度、對各小水體進行凈化清淤整治、優化濕地植物配置及提高水生生物多樣性等方面入手。
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