石嘴山市星海湖湿地湖泊水环境研究

0　引言

星海湖位于石嘴山市政府所在地——大武口区东部，涉及大武口区、隆湖开发区、平罗县、简泉农场、太西监狱等地界，地理位置介于东经105°58´~106°59´，北纬38°22´~39°23´之间。

全年平均气温在8.3℃~9℃之间，1月份温度最低，7月份气温最高，月平均气温在23.2℃~24.7℃之间；无霜期年均139~170天，气温较高，有利于作物生长发育。

近10年年均降水量仅为114~180mm，而且集中在6~9月份（占全年降水量的70%~80%），而蒸发量为1744~2413mm，因此旱情严重。

1　采样情况说明

对水质（监测项28项）、水生生物同步采样调查，以利于质量控制和相关性分析。在星海湖东、西、南、北、中及三湖共设6个采样断面，与2017年11月及2018年4、5、6、7分别代表四季水样

2　星海湖周边污染源情况分析

星海湖属于浅水型人工湖泊，平均水深约2m，深度较浅湖底光照条件充足；由于缺少补给水源，水力学冲刷系数ρ为1.56，水体基本处于静止状态。在夏季，湖水呈绿色、透明度低，并有腥臭味。

据调查，星海湖项目区由湖泊3处、流水渠2条、排洪沟3条等组成，一部分区域是污染物聚集和部分企业集中滞纳的区域，土壤中重金属及毒理学（Pb、Cd、As、Se、Hg等）。放射性（总α、总β）等指标含量较高，土壤中的这些物质经雨水径流后，必然对湖水水质造成严重的影响，增大了湖泊富营养化负荷。

3　水质分析

3.1　水质单项分析

（1）PH：星海湖水PH介于8.24~8.76之间，三湖PH介于7.86~8.34之间，湖水PH普遍较三湖高，湖中PH夏秋季较春冬季高。这主要是由于湖水水温升高、藻类繁殖茂盛、强烈的光合作用消耗大量CO₂，使HCO₃不断分解，造成PH升高。

（2）DO（溶解氧）：湖水中DO介于2.8~6.5之间，饱和率介于32.1%~74.7%之间，三湖DO介于5.7mg/L~8.7mg/L之间，饱和率为65.5%~87.5%之间，某湖水中的DO比三湖中的DO小的多，这主要是某湖水中有机物污染造成的。

（3）BOD₅、COD_cr：湖水中的BOD₅介于1.30mg/L~11.5mg/L之间，水质属于Ⅰ-Ⅴ类；COD_cr介于21.2mg/L~107mg/L之间，水质劣Ⅴ类。在藻类大量繁殖季节，如秋季，BOD₅较其他季节变化大，说明湖中有机污染主要是由易被微生物降解的藻类及死亡藻类造成的。

（4）SS：影响湖中SS大小的主要因素是水中的浮游生物，由于藻类大量繁殖，星海湖的SS比三湖高，其值介于10mg/L~94mg/L之间。在富营养湖泊中，SS与藻类数量密切相关。

（5）透明度：透明度是富营养特征的指标之一。透明度越低，悬浮物越多，富营养程度越高。湖水透明度介于0.6m~0.1m之间，在夏季藻类大量繁殖季节，透明度最低为0.1m。

（6）氮化物：湖水体中非离子氨介于0.003mg/L~0.132mg/L之间，硝酸盐氮介于1.18mg/L~3.25mg/L之间，总氮介于2.08mg/L~9.13mg/L之间，无机氮仅占总氮的35%左右。湖水中的氮主要以有机氮形式存在，无机氮、有机氮在时间上无规律性，总氮比国外有关资料提出的富营养最低浓度0.2mg/L高10.4~45.6倍。

（7）总磷：总磷是生物重要的营养元素之一。在淡水湖中磷是初级生产力常见的限制元素。星海湖总磷介于0.06mg/L~0.18mg/L之间，与国外有关资料提出的富营养最低浓度0.02mg/L高3~9倍，一年中总磷变化不大，但在藻类大量繁殖季节含量较高。

重金属、毒理学等指标均未超出地表水Ⅲ类标准。由于湖泊蒸发浓缩引起湖水无机盐浓度增大。

3.2　水质综合评价

由上所知，星海湖的有机质、悬浮物、透明度、总磷、总氮等均超过地表水Ⅲ类标准。这些参数是评价湖泊营养化的主要指标。先选择参数TP、TN、COD、BOD5、SS等作为星海湖评价主要因子，采用《湖泊营养化评价规范》中的评分标准评价，星海湖湖水体大部分时间呈中-富营养状态向营养状态过渡。

4　水生植被分析

4.1　水生植被种类的组成、分布

经调查、植物组成与以往资料相比变化明显，湖中分布的大型水生植物有25科32属42种，组成特点是：挺水植物6科8属8种；漂浮植物6科8属8种；沉水植物4科4属7种；湿生植物9科12属19种（尚不全面）各组分在组成中所占比例为19.2%、19.2%、16.5%、45.1%（见表1）。植物种类主要有水生植物和耐碱性植物两种类型，以草本植物为主。湖区中部及东南侧以芦苇、狭叶香蒲等多年生挺水植物为优势种，其中60%的区域覆盖率可达70%，生长繁茂，生产力较高，同时也为鸟类栖息、觅食、繁殖提供了场所；围岸旁0.8~3m以沉水植物类型为主，常见的有狐尾藻、小茨藻、眼子菜、金鱼藻等，受水利影响多呈簇状分布，周边伴生有狭叶香蒲、慈菇、三梭麃草等；湖区西部受环境演变影响，土质又多为亚沙土和沙壤土，部分地区过分潮湿或积水，部分由于蒸发又导致干涸，植被类型主要以小芦草草甸、灰绿藜草甸、盐角草草甸、苦荬菜草甸、芦苇沼泽、钻苞麃草沼泽为主，湖区同时出现白刺、细穗柽柳反映出调查区生境干旱特点。 

表1　星海湖地区大型水生植物群落组成

4.2　水生植被对水环境的影响

水生植被是形成良性湖泊生态的基础，恢复水生植被是湖泊环境和生态综合整治的一个重要环节。大型水生植物是湖泊生态系统的重要组成部分，共同构成湖泊水生植被，具有显著的初级生产功能和环境生态功能。尤其在浅水湖泊中，大型水生植物可占据较大比例，不仅是初级生产力的主体，而且能在一定程度上改善湖泊环境和其生物的生存环境。在湖区各植被的同类范围内，以水生、中生的群落类型为种群的优势者，在分布上自沿岸向深水区做同心圆式分布，各生活型间局部出现连续，从沿岸到湖心方向各生活型依次为湿生植物-挺水植物-浮叶植物-沉水植物，垂直空间基本结构是层片，水生植被结构较陆地植被简单，垂直空间基本不重叠。

4.3　小结

湖区已形成良性植物框架，大型水生植物长势良好。水生植物年生长量每100t可吸收氮0.35t、吸收磷0.044t，对维持水体的氮、磷平衡起主导作用，同时加强了水体的净化能力，降低水中悬浮物质及透明度。目前湖区的水质调节主要靠换水来实现，水体自净能力不理想，这与湖区整体生物量不足、种类较少、覆盖率低有关。水生植被是在环境演变中逐步形成的，和天然湖泊相比尚有差异，湖泊治理的迫切性要求我们借助生态工程和局部环境调控技术（包括物理环境调节、水质改造、藻类控制等）加速完成水生植被与湖泊环境协同演替过程，早日实现湖泊生态环境良性发展。

5　星海湖水环境现状分析结论

因季节性变化，星海湖中化学指标、水生植被种类和数量也随之变化。秋季因藻类大量繁殖，利用水中的CO₂并释放O₂，这时水中的PH值、O₂增大，水中BOD₅、SS、总磷也达到了全年最大值，透明度达全年最小值。湖中透明度、BOD₅、SS、O₂、PH值与藻类数量密切相关。化学指标评价星海湖水体为中-富营养状态向营养状态过渡水体。

6　富营养化的防治对策

目前星海湖处于中-富营养向富营养过渡状态，为保持星海湖生态平衡，促进良性循环，必须把工程措施和生态措施有机结合，采取综合治理措施。基本途径有两条：一是截断或减少水体的外来污染源；二是对湖泊水生态系统进行人为干预。

参考文献

[1]金相灿．湖泊富营养化控制和管理技术[M]．北京：化学工业出社，2005．
[2]方子云．水资源保护工作手册[M]．南京：河海大学出版社，2010．
[3]石嘴山市水务局．星海湖湿地自然保护范围现状调查[M]．银川：宁夏人民出版社，2015．
[4]马德兹．宁夏植物志[M]．银川：宁夏人民出版社，1998．

收稿日期：2018-12-18

作者简介：肖燕（1970-），女，四川南充人，宁夏石嘴山市星瀚集团供排水公司高级工程师，研究方向：给排水处理、水质监测及化学分析、环境监测。