钱塘江流域方形环棱螺的分布及其与水环境相关性的研究

蒋文婷，虞玮玮，丁元超，王嘉诚，杨华云

（杭州师范大学钱江学院，浙江 杭州310036）

钱塘江流域总面积5.6km2，其中浙江省境内面积4.8万km2，干流长605km，是浙江省第一大河，在浙江的社会经济发展中占有重要的地位.“十五”期间，钱塘江流域水环境质量有缓慢下降的趋势，个别河段污染较为严重.特别是2004年，钱塘江发生了罕见的“蓝藻”水华，对沿岸区域的经济和人民生活造成了重大影响［1-5］.作为工农业废物的最终排放点，污染现象越来越严重的水环境不仅引起水生生物种群和群落结构的变化，严重时将导致水生生态系统的破坏和崩溃.水体污染达到一定程度后，除了直接影响水生生物的正常生活，也直接或间接地威胁人类的健康和生产活动［6-8］.为了保护水源和水生生态系统，利用生物对环境污染的这些反应来反映和度量环境污染的状况和程度，从不同层次上分析污染危害程度已经成为评价水环境质量的重要环节［9-16］.

方形环棱螺即清水螺蛳，它和一般的螺蛳不同，黑色细长的外壳，里面是灰绿色的鲜肉，就连可以食用的肠子也是绿色的.水温、水质和周围环境对方形环棱螺影响很大.水域的水质越好，方形环棱螺的个头越大，颜色越黑，肠子越绿，吃起来才更鲜美.由于其对生存水域环境质量要求极高且只能在无污染的活水中生存，方形环棱螺是生活在钱塘江源头水域的一种特有生物，只在钱塘江上游部分地区发现其踪迹.该文主要调查钱塘江不同流域方形环棱螺种群密度的分布状况并分析其生存水域的水质质量，试图分析方形环棱螺的种群分布与水质状况之间的相关性，并得到影响方形环棱螺种群密度的主要水质因素，从而根据方形环棱螺种群密度判断相应的水质状况，以期待更好的保护钱塘江水环境及其钱塘江上游特征生物——方形环棱螺.

1 研究方法

1.1 研究区域概况

钱塘江流域地理界于118o21’-120o30’E，29o11’-30o33’N 之间，跨浙、皖、赣、闽、沪共5省市，流域总面积55 558km2.钱塘江水系是浙江省最大的水系，北源为新安江，南源为兰江，南北两源在建德梅城汇合后经杭州市入杭州湾.钱塘江河道曲折，上游为山溪性河道.束放相间；中游为丘陵；下游江口外呈喇叭形状，江口逐渐展宽，主要干流有马金溪、常山港、衢江、兰江、新安江、富春江、钱塘江，干流从西向东贯穿皖南和浙北汇入东海.

1.2 方形环棱螺种群密度调查

1.2.1 调查点的选定

方形环棱螺种群密度的调查分别选取钱塘江流域上游段（龙潭、霞山、界首），中游段（千岛湖东南湖区、建德寿昌、建德乾潭）和下游段（桐庐严陵坞、桐庐印渚、富阳渔山、杭州九溪）10个河流断面作为调查点.调查点分布详见图1.

图1 钱塘江流域方形环棱螺种群密度采样点分布图Fig.1 Map of sampling locations for Bellamyaquadrata population density in Qiantang River basin

1.2.2 调查方法与调查内容

于2013年7月分别调查钱塘江上游、中游和下游10个不同断面的方形环棱螺的种群密度.每个断面选取2个河滩，总计20个河滩.每个河滩选取长1m、宽1m、水深20～25cm（或根据当地方形环棱螺的密度或河滩的深度等实际情况选择不同大小的样方）的样方，统计样方中活的和死的方形环棱螺数目.运用Excel2003和SPSS13.0软件对测定数据进行统计、分析.

1.3 水样采集与分析

1.3.1 水样采集与保存

根据1.2.1中方形环棱螺种群密度调查点的分布和水样采集规范——国家环保总局《水和废水监测分析方法》编委会编制的《水和废水监测分析方法》第4版［17］，在钱塘江上游（龙潭、霞山、界首），中游（千岛湖东南湖区、建德寿昌、建德乾潭）和下游（桐庐严陵坞、桐庐印渚、富阳渔山、杭州九溪）10个河流断面采集20个地表水样，样品保存采用500mL棕色玻璃瓶，并立即带回实验室测定各种水质指标.

1.3.2 水样分析

水质理化检测项目为pH 值、溶解氧（DO）、生化需氧量（BOD5）、化学需氧量（COD）、氨氮、氰化物、砷、六价铬、总磷、石油类等10项.将采集的水样放入冰箱里保存好，测定时参照国家环保总局《水和废水监测分析方法》编委会编制的《水和废水监测分析方法》第4版［17］中各个指标的测定方法测定以上10项指标：pH 值采用玻璃电极法测定；DO 采用碘量法测定；BOD 采用五日培养法测定；COD 采用GB11892-89高锰酸钾指数测定；氨氮采用纳氏试剂比色法测定；氰化物采用异烟酸-吡唑啉酮分光光度法测定；水样加硫酸后用二乙基二硫代氨基甲酸银分光光度法来测定总砷含量；六价铬镉采用原子吸收分光光度法来测定；总磷用钼酸铵分光光度法测定；石油类含量采用JDS-106A 型红外分光测油仪测定.

2 实验结果

2.1 种群密度调查结果

调查结果表明，钱塘江流域上游段（龙潭、霞山、界首），中游段（千岛湖东南湖区、建德寿昌、建德乾潭）和下游段（桐庐严陵坞、桐庐印渚、富阳渔山、杭州九溪）10 个采样点方形环棱螺种群密度分别为：霞山26.33只／m2，界首24.75只／m2，龙潭20.98只／m2，千岛湖东南湖区6.22只／m2，建德寿昌4.17只／m2，建德乾潭2.08只／m2，桐庐严陵坞0.98只／m2、桐庐印渚1.06只／m2、富阳渔山0只／m2、杭州九溪0只／m2.

图2 钱塘江流域各采样点方形环棱螺种群密度分布Fig.2 Distribution of population density of B.quadrata in Qiantang River basin

具体方形环棱螺种群分布状况见图2.从图2可以看出，钱塘江流域上游、中游和下游水体中方形环棱螺种群密度的分布存在着显著的差异，其中，钱塘江流域上游地区（龙潭、霞山、界首）方形环棱螺分布广泛，种群密度最高；中游地区（千岛湖东南湖区、建德寿昌、建德乾潭）方形环棱螺种群密度有明显下降；钱塘江下游（桐庐严陵坞、桐庐印渚、富阳渔山、杭州九溪），方形环棱螺种群几乎绝迹，仅仅在钱塘江桐庐段存在零星分布，钱塘江富阳和杭州段都未发现方形环棱螺的分布.

方形环棱螺主要生活在活水中，而本身对生境要求极高，只有在水质污染极低的活水中才能生存，因此方形环棱螺的数量与其生境的水质状况有直接关系.根据调查结果显示，钱塘江上游的采样点方形环棱螺的数量最多，中游采样点其次，下游采样点方形环棱螺的数量几乎为0.由此可见，钱塘江上游水质状况最好，适合方形环棱螺的生长，而中游及下游水体由于受到农业、工业和生活污水排放的影响，水质状况较上游有所下降，不利于方形环棱螺的生存.

2.2 水质分析结果

2.2.1 钱塘江流域水质状况

根据实验分析，钱塘江流域上游段（龙潭、霞山、界首），中游段（千岛湖东南湖区、建德寿昌、建德乾潭）和下游段（桐庐严陵坞、桐庐印渚、富阳渔山、杭州九溪）10个采样点的水质分析结果见表1.结合地表水环境质量标准（GB3838-2002），10个采样点pH、氰化物和砷这3个水质指标均在Ⅰ类水质以内.水质指标DO、COD、BOD5、六价铬和石油类在钱塘江上游段均符合Ⅰ类水质标准，但在中游及下游段明显下降，均超出Ⅰ类水质标准，有些甚至仅仅符合Ⅳ水质标准，说明钱塘江中下游水体受有机物污染较为严重，周边排入河中的工业废水量较大.此外，水质指标氨氮和总磷在整个钱塘江流域均超过Ⅰ类水质标准，而且在中下游采样点达到Ⅲ类、Ⅳ水质标准，说明钱塘江流域受到工农业废水影响较大，河水富营养化较为严重.

表1 钱塘江流域各采样点水质状况Tab.1 Water quality in Qiantang River basin

2.2.2 钱塘江不同流域水质状况比较

根据表1数据，钱塘江上游、中游和下游10 个采样点不同水质指标有显著差异，水质指标COD、BOD5、氨氮、总磷、六价铬和石油类均是下游＞中游＞上游；水质指标DO 为上游＞中游＞下游.这都说明钱塘江流域水质状况为上游＞中游＞下游.图3描述了变化最显著的4个水质指标：COD、总磷、六价铬和石油类.从图3可以看出，钱塘江下游水质COD、总磷、六价铬和石油类含量比上游水质高出10倍以上.其中COD 指标从上游龙潭采样点的2.19mg／L到下游九溪采样点上升到22.15mg／L；总磷指标上游霞山采样点为0.02mg／L，下游印渚采样点达到0.35mg／L；六价铬指标也从上游的霞山采样点的0.005 mg／L增加到下游九溪采样点的0.07mg／L；石油类指标更是从上游小于0.01mg／L 上升到下游九溪采样点的0.12mg／L.通过以上比较说明钱塘江不同流域水质污染程度不同，中下游污染远远大于上游，且主要的污染因子为COD、总磷、六价铬和石油类.

图3 钱塘江流域水质指标的分布Fig.3 Distribution of water quality indexes in Qiantang River basin

2.2.3 钱塘江不同流域方形环棱螺种群密度和水质状况的相关性分析

运用SPSS统计分析，方形环棱螺种群密度与水质指标之间的相关性见表2.从表2可以看出钱塘江流域方形环棱螺种群密度分布和水质指标DO、氨氮和六价铬相关性不大（p＞0.05），但方形环棱螺种群密度分布与水质指标COD 和BOD5呈正相关（p＜0.05），而且方形环棱螺种群密度分布与水质指标总磷和石油类呈显著正相关（p＜0.01）.说明钱塘江方形环棱螺种群密度的分布受水质状况影响明显，特别受水质指标COD、BOD5、总磷和石油类的影响.上游水质状况较优，基本属于Ⅰ类水体，方形环棱螺种群密度大；中下游水质状况较差，大多属于Ⅲ类甚至Ⅳ类水体，方形环棱螺种群分布稀少.

表2 方形环棱螺种群密度与水质指标之间的相关性Tab.2 The correlation between the population density of the B.quadrata and water quality indexes

3 净化钱塘江水质，保护方形环棱螺种群

根据2.2.3 研究结果，方形环棱螺种群密度分布与水质有明显的相关性，特别受水质指标COD、BOD5、总磷和石油类的影响.水质指标COD、BOD5和石油类反映了废水受还原性物质污染的程度，是评价废水污染的重要指标，也是表征废水受有机物的污染程度.水质指标总磷主要来自人体排泄物以及合成洗涤剂、牲畜饲养场及含磷工业废水.钱塘江水系不仅是主要生活饮用水源和工农业用水的水源，而且接纳了沿岸城镇和农村所排放的大量工业废水、生活污水和农业污水.部分支流和流经城市的河段已经受到比较严重的污染，特别是某些上游城镇所排放的污水已对下游水质产生了比较严重的影响.根据田旭东等［1］的调查结果显示，钱塘江流域2005年COD 总排放量约为32万t，主要来源于工业污染与生活污染，其贡献率分别为41.91%与41.8%；总磷排放量约为0.9万t（工业废水中的总磷由于未列入环境统计，无确切的数据），农业与生活污染的贡献率分别为56.46%与43.54%，从这些污染负荷综合分析可知，工业、生活和农业污染的贡献率分别为7%、40.1%和52.9%.

为了更好地保护方形环棱螺种群，应有效地保护和提高钱塘江水质状况.水环境保护的根本是源头治理.通过对产污过程的管理，提高用水效率等措施，可以实现源头污染的削减.另一方面，应当合理地布设沿江污水排放口的位置，对沿岸的各类污染物排放源实行总量控制，保护钱塘江各类水源的水质，以实现标本兼治，从而真正实现水资源的可持续利用，保护方形环棱螺种群密度更好地生存和更广的分布.

4 结 论

1）钱塘江流域上游、中游和下游水体中方形环棱螺种群密度的分布存在着显著的差异，其中，上游地区种群密度最高；中游地区其次；下游地区方形环棱螺分布最少，种群密度几乎为0.

2）钱塘江不同流域水质污染程度不同，中下游污染远远大于上游，且主要的污染因子为COD、总磷、六价铬和石油类.

3）钱塘江流域方形环棱螺种群密度的分布受水质状况影响明显，特别受水质指标COD、BOD5、总磷和石油类的影响.为更好地保护方形环棱螺资源，建议对钱塘江流域水环境加强治理，使各项环保设施充分发挥应有的作用，进一步加强环保执法力度，真正杜绝偷排和未达标排放，使钱塘江流域水质逐步得到改善，以利于方形环棱螺种群的更好地生存.

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