白洋淀芦苇型水陆交错带水化学动态及其净化功能研究

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1、生态环境学报2010,19(3):537-543http://www.jeesci.comEcologyandEnvironmentalSciencesE-mail:editor@jeesci.com白洋淀芦苇型水陆交错带水化学动态及其净化功能研究1*1,21,31王为东，王亮，聂大刚，尹澄清1.中国科学院生态环境研究中心，北京100085；2.中国科学院研究生院，北京100049；3.北京神华中机能源环保科技有限公司，北京100011摘要：于2007年3月—11月对富营养化湖泊—白洋淀进行了现场调查，分析了温度、溶解氧（DO）、叶绿素、总磷（TP）及其他水化学指标的动

2、态变化规律，并讨论了它们之间的相互关系。结果表明：白洋淀芦苇（Phragmitesaustralisvar.baiyangdiansis）型水陆交错带对营养物质具有强烈的截留作用，可以达到净化白洋淀水体的效果。从水质指标的空间分布看，污染较重的府河河口区域其水体TP、化学需氧量（CODCr）含量明显高于污染较轻的湖泊中心区域，空间梯度上呈逐步递减趋势。根据水体盐度、总溶解性固体、TP及DO含量进行聚类分析，可以将采样点分为3类：I区、污染较重河口区域；II区、中间过渡缓冲区域；III区、污染较轻中心区域。I区其水体DO含量明显低于III区，而水体盐度则明显高于III区。

3、通过调查发现：在8月份，白洋淀水体DO含量突然增加；相关分析表明：叶绿素含量与DO（P=0.046）及温度（P<0.01）之间呈显著正相关关系。结合叶绿素等指标的动态变化规律，8月份左右可能是白洋淀藻类爆发的危险时期。关键词：芦苇湿地；截留作用；空间梯度；时空变化；河口地区；溶解氧；叶绿素；稳态转换中图分类号：X703文献标识码：A文章编号：1674-5906（2010）03-0537-07水陆交错带是处于水生态系统和陆地生态系育来看，白洋淀属于一个萎缩的晚期湖泊，历史变统之间的重要界面区，其特殊的边界效应使其往往迁和人类活动大大影响了白洋淀的现状，其沼泽化[1-2]成

4、为流域生物地球化学循环的“热区”。健康的和富营养化现象明显。白洋淀内部错综复杂、纤脉水陆交错带对流经的河流水体及其所携带物质具纵横的沟壕-植物床系统成为淀区的典型景观特征，[3][10-11]有较强的截留和过滤作用。通过对营养物质的截并在物质净化中扮演重要角色。或多或少，白留，水陆交错带可以有效净化和保护地表水及地下洋淀淀区内分布的苇丛、台地与纵横交错沟壕的净[4]水水质。已有研究表明：芦苇（Phragmitesaustralis化和缓冲功能，延缓了白洋淀的水质恶化和湿地退var.baiyangdiansis）群落的根区土壤截留作用最强，化进程。然而，近40年以来，特别

5、是20世纪80主要截留以亚表层潜流方式进入湿地的营养元素，年代以来，由于白洋淀水源补给不足，水位下降，[5]这种方式是白洋淀水陆交错带最常见的形式。我干淀频繁，大量污染物质的排入以及土地利用类型们以往在白洋淀的研究发现，具有植被的290m长的改变，白洋淀水陆交错带退化现象日益加剧，严的苇地间小沟对地表径流总氮（TN）和总磷（TP）重影响了该地区的生态安全和区域可持续发展。呼的截留率分别为42％和65％，芦苇根区土壤对亚吁大力恢复和保护白洋淀水陆交错带对于保护“华[6]表层径流TN和TP的截留率分别为64％和92％。北之肾”和尽快恢复“华北明珠”的昔日风采具有进一步研究发

6、现，苇地潜水运动受到芦苇根孔强烈十分重要的生态环境意义。影响。潜水的主要水化学特征为：pH值降低，硬从国际研究进展来看，针对以芦苇群落占主导度和碱度较高，溶解氧（DO）分压较低，CO2分压的（reed-dominated）湖泊生态系统的水化学动态方[7][12-14]增大而且潜水水化学类型在边界区发生了变化。面的研究相对较少；从区域尺度来看，国内对白洋淀位于大清河中游，属海河流域大清河水白洋淀水陆交错带的截留净化机理方面已有较好2[5-6,9,11]系，为九河下梢，其总流域面积31199km，占整积累，然而，在更大空间尺度和污染梯度上2[8]个大清河水系流域面积（451

7、31km）的69.13％。针对白洋淀芦苇型水陆交错带的水化学动态及其作为永定河冲积扇与滹沱河冲积扇相夹峙的低洼与湖泊富营养化控制之间关系的研究仍较少。本文地区，白洋淀是典型的地球化学迁移-累积过渡区，对白洋淀水陆交错带主要水化学指标动态变化规[9]属于较为特殊的水陆交错的生态系统。从湖泊发律及其相关关系开展研究，探讨白洋淀湿地恢复与基金项目：国家自然科学基金项目（40701086）；国家重点基础研究发展计划项目（2006CB403306）；国家水体污染控制与治理科技重大专项课题（2008ZX07209-006）作者简介：王为东（1973年