贵州安顺虹山湖环境调查及芦苇对湖内生态环境影响探讨

鲍淼 田衷珲 赵邈

（贵州省地质矿产勘查开发局一一二地质大队，贵州安顺 561000）

1 引言

利用水生植物修复湿地生态环境，具有成本低、效率高、不产生二次污染、美化景观等优点，在湿地水体治理工程中得到广泛应用［1-3］。安顺市虹山湖位于贵州省安顺市中心城区北东面，总占地面积190.46 hm2，总库容646 万m3。安顺的气候宜人，冬无严寒，夏无酷暑，气候温和、凉爽、湿润，空气清新，阳光辐射低。虹山湖自然环境优美，但人类活动对环境破坏严重，湖中水体出现富营养化现象，重金属和农药等含量超标，水质污染严重。本文通过对虹山湖水库内的芦苇资源现状进行调查以及芦苇对生态环境的作用进行分析，归纳芦苇在虹山湖生态环境恢复中的作用，为打造虹山湖景区提供意见和建议。

2 虹山湖的生态环境现状调查

2.1 虹山湖水源补给区

在虹山湖水源补给区，居民的很多生活污水和生活垃圾未处理而直接往河道中排放，严重污染虹山湖上游的水源地环境，河面生活垃圾随处可见，河水乌黑发臭，水质严重污染，河面上随处可见漂浮的死鱼。河道长期未经治理，两侧河堤垮塌，河流中淤泥堆积，沉水植物生长茂盛。坏死的大量沉水植物变质腐烂后，严重污染水质，见图1。

图1 水质污染

2.2 虹山湖湖区

虹山湖因水源补给区污染严重，流入库区严重受污染的水质难以通过自身净化恢复，虹山湖上游—中部—下游的水质都非常差；加之虹山湖周边的生活污水同样未经任何净化处理便直接排放到湖中（见图2），导致虹山湖自身净化能力脆弱，水体质量差。

图2 排放入湖中的生活污水

2.3 虹山湖下游区

虹山湖下游大约有4.6 km 长的贯城河，为改善市区贯城河污染现状，美化城区环境，安顺市出巨资对贯城河进行环境治理，预期通过治理改善河道污染问题。河道治理一共修筑拦河坝7 道，1—3 道拦河坝是自动化蓄水排水系统，4—7 道拦河坝是永久式拦河坝。通过调查发现，在第一道拦河坝段，河水浑浊，河床底部堆积大量淤泥，当天气变化时，河床底部埋藏的淤泥产生的沼气会带动底部淤泥一起向河面上涌，见图3。

图3 第一道拦河坝河床底部淤泥上涌

另外，每到雨水季节，淤泥将被洪水带到下游，严重污染下游环境；从第二道拦河坝到最后一道拦河坝，河水水质逐渐变好，河道中水生植物和水生动物逐渐增多，河床底部未见淤泥堆积，见图4。

图4 第六道拦河坝水质逐渐变好

虹山湖上游和湖区水质污染严重，湖区内大量的动植物群体难以生存，严重受污染的生态环境不但威胁安顺市市民的健康生活，同时也威胁到下游广大区域居民的农业生产和健康生活。下游贯城河通过治理，河道污染得到改善，水生动植物也逐渐增多，水质变好。遇到暴雨天气，大量沉积在第一道拦河坝中的淤泥，会被暴雨搅动，随河水一起带到下游，威胁下游生态环境。

3 虹山湖水生植物现状调查

为详细了解虹山湖水生植物现状，本文对虹山湖区内的水生植物进行了详细的调查工作。经调查发现，区内水生植物分为5 类：挺水植物、浮叶植物、沉水植物、漂浮植物以及湿生植物。挺水植物有荷花、芦苇、香蒲、水葱、菖蒲、泽泻、慈姑等。浮叶植物有睡莲、萍蓬草、王莲等。湿生植物有美人蕉、梭鱼草、再力花、水生鸢尾、红蓼、蒲草等。沉水植物有海菖蒲、苦草、金鱼藻、穗花狐尾藻、黑藻等。漂浮植物有浮萍、紫背浮萍、凤眼莲、大薸等。区内共有芦苇123 m2、荷花156.72 m2、香蒲43.16 m2、水葱14.23 m2、菖蒲64.23 m2、泽泻89.24 m2、慈姑14.23 m2、美人蕉32.14 m2、梭鱼草56.81 m2、再力花117.92 m2、水生鸢尾156.73 m2。总体而言，水生高杆植物种类较多，但数量不足。这些水生植物仅在湖岸边缘稀疏种植，覆盖率远远达不到湖区生态环境自我恢复的能力要求。

4 芦苇的生态环境恢复功能

芦苇茎秆直立，植株高大，具有横走的根状茎，交错形成网状。芦苇以根状茎繁殖为主，其根状茎具有很强的生命力，能长时间埋在地下，一旦条件适宜，仍可发育成新枝。芦苇对水分的适应幅度很宽，从土壤湿润到长年积水，从水深几厘米至1 m 以上，都能形成芦苇群落。在水深20～50 cm，流速缓慢的河、湖，可形成高大的禾草群落，素有“禾草森林”之称，对湿地生态环境修复具有非常重要的作用。

4.1 改良土壤

芦苇在生长过程中，能从盐碱地中吸收大量的含盐类物质而迅速生长，之后大量的枝、叶脱落到根部腐烂，形成丰富的有机物质。吴林川、孙婴婴等人［4］研究结果表明，经过7 年的芦苇种植改良，土壤中Ca2＋，Mg2＋，Cl－，SO42－，HCO3－，CO32－6 种盐分离子的含量均显著降低60%以上；单生长季内随着芦苇的生长，土壤黏粒含量有向下运移的趋势，表层土壤（0～20 cm）黏粒含量少量减少，底层土壤（40～60 cm）黏粒含量少量提高；同时表层土壤pH 值和电导率显著下降，中层变化不显著，下层则略有升高；芦苇种植的盐渍地表层土壤有机质含量显著高于中层和底层，且单生长季内表层土壤有机质含量随芦苇的生长含量提高显著。

4.2 吸收水体中的有害污染物质

芦苇对酸性污水有降解能力，100 g 鲜芦苇可在24 h 内将8 mg 的酸代谢分解为CO2。同时芦苇还具有较强的抗污染能力，对含酚、油、氰、硫化物的工业污水有较强的耐受力，能在含碱性的造纸废液中生长发育良好。据王超等人［5］研究，有芦苇区河段的氨氮削减量是无芦苇河段的2 倍左右，芦苇生长旺盛时，吸附氨氮能力强，芦苇生长枯萎期，吸附氨氮的能力弱；污染物质浓度越高，芦苇吸附氨氮量越大，浓度越低，芦苇吸附氨氮量越小。刘存歧等人［6］对芦苇各构件的生物量和氮、磷含量研究表明，各构件生物量随时间的推移而逐渐增加，叶片生物量的最大值出现在6 月，根状茎生物量的最大值则出现在8月，叶鞘、地上茎和地上部分生物量的最大值出现在10 月；地上各部分氮、磷含量的最大值均出现在4月的生长初期，其后随时间的推移而逐渐降低，最小值出现的时间各不相同，根状茎氮、磷含量的最大值分别出现在8 月和4 月；各部分氮、磷储量与生物量间存在显著的相关性。

4.3 净化水质

据耿琦鹏等人［7］研究，芦苇根系是除基质外影响污水净化的主要因素，它增加了基质表面的水流通道，并沟通基质上下层，使污水流动迅速，出水畅快。另外，芦苇根系具有吸收、转化污染物的显著功能，它的根系周围的富氧环境对好氧微生物活动具有促进作用，这种生物效应使其净化效果得到了很大的提高。芦苇有强大的地下根茎系和密集的地上植株，这是一般农作物和水生、湿生植物无法相比的，芦苇是天然的、功能较强的过滤器，对水质净化、减少环境污染、增强湿地生态功能有着重要作用。

4.4 调节气候，改善空气质量

芦苇湿地的热容量大，导热性差，使芦苇湿地地区的气候变幅小。另外，芦苇湿地积水面积大，特殊地热学性质使芦苇湿地源源不断地为大气提供水分，增加大气湿度。芦苇蒸腾系数为637～826，也就是生产1 t 芦苇要向空气中蒸腾700 t 左右的水分，大量的水蒸气散发起到了增加空气湿度、降低地表温度、调节区域小气候的作用。资料显示，湿地储存有陆地上35%的碳，当湿地丧失或退化后，二氧化碳和其他温室气体便大量释放到大气层。保护湿地是维持现有碳储存库、防止二氧化碳和其他温室气体排放的最可行办法，建造人工芦苇湿地系统是减少温室气体排放的重要措施。

4.5 防止水土流失

芦苇有强大的地下根茎系统和密集的地上植株，地下与地上生物量之比接近1∶1。在沟渠堤坝、沼泽两岸栽植芦苇，可有效起到护堤护坡作用和防止水土流失作用，特别是山区河边生长的芦苇，对保持山区有限的土地资源有着重要作用。

4.6 维持生物多样性

芦苇湿地内沟渠相连，鱼类资源丰富，如鲤鱼、鲫鱼、链鱼、梭鱼等。芦苇湿地内的多种生物组成了复杂的食物链，在水中生长的水生植物和各种鱼、虾、蟹等动物以及微生物，为鸟类、鱼类提供了良好的生存空间，对物种的保存和保护物种多样性发挥着重要作用。

4.7 调节流量，控制洪涝

芦苇湿地是一个巨大的蓄水库，可以在暴雨和河流涨水期储存过量的降水，均匀地把径流放出，减弱洪水对下游的危害。芦苇具有深厚的苇根层，自然降水大多积于沼泽苇根层中，据测算，苇根层可含蓄相当于它自身质量8 倍的水，故沼泽苇塘被称为“大型天然水库”。因此，保护芦苇湿地就是保护天然储水系统。由于降雨的季节分配和年度分配不均匀，通过芦苇湿地的调节，储存来自降雨、河流过多的水量，从而避免发生洪涝灾害，保证工农业生产有稳定的水源供给。

4.8 防风固沙，保持水土

芦苇湿地内生长有大量的芦苇，可以抵御海浪、风暴的冲击，防止对海岸的侵蚀，同时芦苇的根系可以固定、稳定堤岸和海岸，保护沿海农业生产。芦苇湿地地势低平，芦苇的生产和有机残体又有阻滞水流，从而降低流速，减少流水携沙能力，使泥沙沉积，增加土层厚度和土壤养分含量，促进芦苇的生长发育，减弱流水侵蚀的作用。同时，芦苇湿地可有效防止风害，经测算，在光板地面风速为2.97 m/s，而芦苇湿地地面风速为0.11 m/s；光板地面蒸发量为1.05 mm/h，芦苇湿地地面蒸发量为0.2 mm/h。

5 芦苇对虹山湖生态环境修复作用探讨

虹山湖在建设过程中，湖区内地表铺植了大量的外运土壤，且大量深部的土壤被翻到地表，导致湖区内地表土质质量较差。在湖区上游补给区及湖区内湖岸浅水区种植大量高杆水生植物芦苇，可以有效地改善湖区内的土壤。同时，可以有效地吸收湖区内水体中的污染物质，净化湖区内的水质，确保湖区内水生动植物的生长和湖区下游居民的用水安全；可以有效地调节安顺市的气候，改善空气质量，确保湖区下游居民的呼吸健康。

虹山湖上游及湖区因农民耕种以及湖区建设，造成大量的地表植被被破坏，岩石及土壤裸露地表，遇到暴雨天气，大量的泥沙会被暴雨冲刷带入湖中，随着河水流入下游，造成大量的水土流失。在湖区上游补给区及湖区内湖岸浅水区种植大量高杆水生植物芦苇，可以有效地防止湖区上游水土流失，确保土地肥力，保障农作物的生产丰收。同时，可以有效地保障湖区物种多样性以及调节湖区流量，控制湖区洪涝灾害的发生，保障下游居民的生命安全不受威胁。