2 材料与方法
2.1 调查湖泊基本情况
综合考虑全省各地市湖泊大小、地理位置、水事敏感情况、地区平衡等多种因素,确定25个典型湖泊作为富营养化及水生态调查和评价对象,湖泊基本情况见表1。
表1 湖泊基本情况表
2.2 水生态状况评价
(1)水生态状况评价指标的选取。水生态状况评价可反映湖泊生态系统中不同种群的物种组成、数量分布区域等,可以通过物种分布、多样性和多度等指标体现,结构特性和物种组成可通过浮游植物、大中型浮游动物、底栖动物、鱼类的空间梯度来揭示。湖泊生态系统健康的评价方法较多,通过对湖北省湖泊概况的了解和对各种生态评价的对比,选取湖泊营养状态指数、叶绿素a含量、藻类营养指数以及水生生物指示种等指标对湖泊的水生态状况进行综合评价,各评价参数分别为:
1)湖泊营养状态指数评价。采用中国环境监测站总站提出的综合营养指数评分法对各湖泊进行营养状态评价。对于湖泊的富营养化评价采用百分制,首先根据各测点项目实测值的平均值,对照各参数营养状态指数计算式,求得各单项的评分值;然后依据综合营养状态指数计算公式结合权重计算各湖泊的评分值;最后,根据评价值的大小,对照评价标准,确定该湖泊的营养状况。根据上述结果,对湖泊富营养化现状和特征进行描述和评价。
选择总磷(TP)、总氮(TN)、叶绿素a(Chl-a)、透明度(SD)和高锰酸盐指数(CODMn)五项具有代表性的检测指标作为调查项目,采用综合营养状态指数(TLI)作为评价方法。(详见金相灿等著《中国湖泊环境》)。
2)叶绿素a评价。根据叶绿素a分级标准,将湖泊营养物控制标准分为五级,分别为贫营养、中营养、轻度富营养、中度富营养、重度富营养。具体分级区间和标准见表2。
3)藻类营养指数评价。藻类营养指数评价是根据浮游植物的种类特征和数量组成情况,用简单的数字评价水域环境的有机污染情况,根据对能耐受污染的20属藻类,分别给予不同的污染指数值,藻类的污染指数值见表3。根据水中出现的藻类,给出总污染指数,总污染指数大于28,属严重污染,20~28为重污染,15~19为中污染,低于10~15为轻污染,低于10为清洁。
表2 基于叶绿素a的湖泊营养状态分级
表3 耐污染的20种藻类的污染指数值
4)浮游动物污染指数种评价。选取浮游动物生物指数法来对水生态进行评价,每种浮游动物有其最适生境,不同生境会出现不同种类,个体生态学指标及分布规律的变化可指示水体污染状况。通过各个采样点出现的浮游动物优势种及其所指示的水质等级,研究生物个体生态系统的变化指标和分布规律,可以综合反映水质污染状况。根据指示种,可将水体分为寡污带、β-中污带、β-α-中污带,α-中污带以及多污带,其中β-α-中污带主要是指水体中常见种既有指示β-中污带的,又有指示α-中污带的。常见的浮游动物指示种见表4。
5)底栖动物污染指数(IBP)评价。本次评价采用生物学污染指数对底栖动物进行评价。公式如下:
IBP=lg(N1+2)/[lg(N2+2)+lg(N3+2)]
式中:N1为底栖动物寡毛类、蛭类和摇蚊幼虫个体数量;N2为多毛类、甲壳类、除摇蚊以外的其他水生昆虫的个体数量;N3为软体动物个体数量。
表4 常见的浮游动物指示种
评价标准为:IBP<0.1,表示水体清洁;0.1≤IBP<0.5表示水体轻污染;0.5≤IBP<1.5,表示水体处于β-中度污染;1.5≤IBP<5,表示水体处于α-中度污染;IBP≥5,表示水体重度污染。
(2)水生态状况评价方法。将水生态状况评价的结果分为五类:好、良好、一般、较差以及很差。对水生态进行评价所采用的综合营养指数、叶绿素a含量、藻类营养指数、浮游动物指示种指示、底栖动物污染指数的评价结果均可与水生态状况评价的结果相对应。各评价指数所对应的水生态状况评价指标见表5。
表5 各评价指数所对应的水生态评价指标
水生态状况评价所采用的综合营养指数、叶绿素a含量、藻类营养指数、浮游动物指示种、底栖动物污染指数这五个指标是相互独立的,在对每个湖泊进行水生态状况评价时,需要对每个指标单独进行评价,参照五个结果中出现频率最高的一个结果,作为该湖泊水生态状况评价的结果。若五个指标所得出的结果各不相同,则以叶绿素a含量评价的结果为准。