鹤立河鹤岗市源头水保护区水体背景值分析

李宏伟，吕 军

（松辽水资源保护科学研究所，吉林 长春 130021）

0 引言

水环境背景值是判断水体化学元素组成及浓度的客观标准。研究水环境背景值对开展水环境质量达标评价、制定环境标准、研究污染物的分布、迁移及转化规律，进行环境污染趋势预测预报有重要意义[1]。江河源头区的生态保护对于整个流域的水安全具有重要战略意义[2]。

鹤立河鹤岗市源头水保护区人为活动较少，但水质仍出现超标现象，森林植被覆盖率较高，流域源头区土壤的有机质含量和森林等自然植被枯落物腐殖质含量较高，易被雨水冲刷入河，可能致使流域内的河流水体中部分指标含量偏高。故对鹤立河鹤岗市源头水保护区土壤、土地利用、植被分布等进行调查，并根据2015年研究区的实测水质数据进行存在背景值问题的指标筛选。

1 研究区概况与数据来源

1.1 研究区概况

鹤立河为松花江二级支流，位于鹤岗市南部，发源于小兴安岭山脉的青黑山。上游称“河里河”，中游称“大鹤立河”，支流有小鹤立河，汇流后称“鹤立河”；自西北向东南行，注入梧桐河；全长 69 km，河宽 50 m，水深 1.0 m～1.5 m，流域面积879 km2，属常流河；每年11月中旬至次年4月中旬为结冰期；上游为林区，中下游为农垦区[3～6]。

1.2 数据来源

本研究采用遥感解译得出的植被、土壤、土地利用、土壤侵蚀等数据及鹤岗市环境监测站2015年1月～8月份的水质数据。

1.3 研究方法

本次研究采用遥感解译、实地踏勘、数理统计等多种研究方法相结合。

（1）遥感解译方法：收集研究区域相关遥感影像与植被地图、土壤地图等相关资料，进行几何纠正与图像增强处理，进行人工目视解译，得到土地利用的影像解译结果；对植被地图、土壤地图进行扫描，进行几何纠正与人工数字化，得到植被类型与土壤类型的矢量数据结果。

（2）数理统计方法：

对数据进行统计分析，并利用SPSS、Excel等数理统计软件对各断面系列数据进行相关性等统计分析河流背景值，给出鹤立河源头水保护区高锰酸盐指数、氨氮等指标的背景值范围。

2 研究区自然社会背景调查

2.1 植被

鹤立河鹤岗市源头水保护区有3种植被亚类：寒温带和温带山地针叶林、温带落叶阔叶林和温带禾草、杂类草草甸。其中，温带落叶阔叶林的占地面积最大；温带禾草、杂类草草甸占地面积最小，只在保护区的偏西北部有小部分分布。研究区植被类型分布见图1。

图1 鹤立河源头水保护区植被分布图

鹤立河鹤岗市源头水保护区的植被类型有：春小麦、早熟大豆；亚麻；李、杏；白桦林；春榆、水曲柳、核桃楸林；蒙古栎矮林；蒙古栎林；黑桦林；山杨林；小白花地榆、金莲花、禾草草甸；兴安落叶松林；鱼鳞云杉林；臭冷杉、红皮云杉林；紫椴、色木林，共12种植被类型。其中，蒙古栎林的占地面积最大，为85337.86 hm2，而鱼鳞云杉林的占地面积仅为88.71 hm2，占地面积最小。

2.2 土壤类型

鹤立河鹤岗市源头水保护区有4种土壤类型：黑土、暗棕壤、草甸土和白浆土。其中，暗棕壤的占地面积最大，分布在整个保护区内；黑土占地面积最小，只有在偏东南部地区有小部分分布。

鹤立河鹤岗市源头水保护区内土壤亚类有：麻砂质棕色针叶林土；暗麻砂质暗棕壤；暗棕壤性土；草甸暗棕壤；麻砂质暗棕壤；泥砂质暗棕壤；白浆土；白浆化黑土；砂砾底草甸土；砂砾底潜育草甸土；草甸沼泽土；酸性岩石质土。其中，占地面积最大的属麻砂质暗棕壤，为158851.23 hm2；占地面积最小的是白浆化黑土，为134.54 hm2。

研究区各类土壤面积统计情况见图2。

2.3 土地利用

鹤立河鹤岗市源头水保护区内总土地利用面积为256776.01 hm2，具体类型有旱地；有林地；灌木林；高覆盖度草地；湖泊；水库坑塘；滩地；农村居民点和沼泽地。其中，林地面积最大，为221157.10 hm2，湖泊面积最小，仅为13.05 hm2。

研究区土地利用类型统计情况见表1。

图2 鹤立河源头水保护区土壤分布图

表1 研究区土地利用统计表

2.4 村屯

鹤立河源头水保护区内无企业及村屯。

2.5 水质达标情况

由源头水保护区的水质监测及评价结果（见表2和表3），根据2015年对鹤立河鹤岗市源头水保护区水质监测数据表明，研究区水质除高锰酸盐指数不能满足Ⅱ类水质目标标准要求外，其余各23项指标均满足标准要求，因此主要超标因子为高锰酸盐指数。

2.6 研究区背景情况判定

鹤立河鹤岗市源头水保护区面积2567.7601 km2，属于山区森林型河流。区内主要土壤类型为暗棕壤，植被类型以蒙古栎林为主，森林、耕地、草地面积分别占全区总面积的86.5%、1.7%、0.88%。研究区无企业及村屯分布，无排污口，无水电站及水库等水利工程。因此研究区受人为活动影响很小，人为活动对研究区水质影响甚微，故研究区监测断面水质能代表区域背景值情况。

3 源头区背景值研究结果

由于各水期河流特征及相关参数不同，对河流水质造成一定影响，研究区氨氮背景值浓度很低，为未检出，因此对主要超标的高锰酸盐指数进行背景值研究。

表2 2015年研究区水质监测结果一览表

表3 2015年研究区水质评价结果一览表（标准指数）

研究区高锰酸盐指数及氨氮监测结果见表4。

表4 2015年研究区水质监测结果一览表单位：mg/L，pH 除外

由于各水期河流特征及相关参数不同，对河流水质造成一定影响，因此本次对汛期和非汛期两水期进行背景值研究。

对汛期和非汛期研究区的各监测断面数据进行数理统计分析得出各水期高锰酸盐指数的背景值浓度，见表5。

表5 研究区高锰酸盐指数不同水期背景值统计结果一览表

由表5可见，研究区所布设监测断面以上流域人为活动较少，因此源头区监测断面高锰酸盐指数超标是天然背景造成的，源头区背景值对河流水质造成一定影响。

研究区高锰酸盐指数背景值汛期＞非汛期，研究区汛期降雨充沛，均会导致高腐殖质土壤易被带入水体造成水体耗氧有机物指标浓度增加出现耗氧有机物指标超标现象。

4 结论

（1）鹤立河鹤岗市源头水保护区除高锰酸盐指数不能满足Ⅱ类水质目标标准要求外，其余各23项指标均满足标准要求，主要超标因子为高锰酸盐指数。

（2）研究区属于山区森林型河流，区内主要土壤类型为暗棕壤，植被类型以蒙古栎林为主，森林覆盖率达86.5%，耕地面积仅为0.88%。研究区无企业及村屯分布，无排污口，无水电站及水库等水利工程，受人为活动影响很小，研究区监测断面水质能代表区域背景值情况。

（3）鹤立河鹤岗市源头水保护区高锰酸盐指数超标是天然背景造成的，源头区背景对河流水质造成一定影响。研究区氨氮背景值浓度很低，为未检出，因此研究区不存在氨氮背景值问题。

（4）研究区高锰酸盐指数背景值汛期＞非汛期，汛期降水充沛，河流流量较大，均会导致高腐殖质土壤易被带入水体造成水体耗氧有机物指标浓度增加。

综上，鹤立河鹤岗市源头水保护区流域具有特殊的高腐殖质土壤，对河流水质中高锰酸盐指数浓度产生一定影响，其影响尤其集中于汛期，但此影响属河流及所在流域自然属性和特点，因此在进行河流水功能区达标考核时应予以考虑。