水生植被恢復對東莞生態工業園區水質改善的影響研究

戴玉女，吳鵬舉，楊 揚,，池逸涵，廖凌娟，喬永民

1. 暨南大學水生生物研究中心，廣東 廣州 510632；2. 廣東東莞生態產業園區管委會，廣東 東莞 523668；3. 熱帶亞熱帶水生態工程教育部工程研究中心，廣東 廣州 510632；4. 中山大學生命科學學院，廣東 廣州 510006

水生植被恢復對東莞生態工業園區水質改善的影響研究

戴玉女1，吳鵬舉2，楊 揚1,3*，池逸涵4，廖凌娟2，喬永民1

1. 暨南大學水生生物研究中心，廣東 廣州 510632；2. 廣東東莞生態產業園區管委會，廣東 東莞 523668；3. 熱帶亞熱帶水生態工程教育部工程研究中心，廣東 廣州 510632；4. 中山大學生命科學學院，廣東 廣州 510006

為促進工業園區水生態環境建設，以東莞生態產業園區水生態系統恢復為研究對象，研究了其建園初期水生植被恢復對重污染水體水質修復的影響，并應用因子分析法對水質與主要生態因子之間的相互關系進行了研究，探討了水體修復效果與水生植被覆蓋率的關系。結果表明：水生植被恢復可使園區生態島群與月湖主要水質指標（總氮、總磷、氨氮和高錳酸鹽指數）從建設初期（2011年5月）的劣V類改善為II～III類（2012年），透明度提高約1倍，而下沙與大圳埔濕地也從劣V類（2011年5月）改善為IV～V類（2012年），透明度提高約50%。10項水質指標的因子分析表明，園區水質成因可歸為綜合營養因子（氨氮、高錳酸鹽指數、葉綠素、透明度、總磷和總氮）、溫度因子（溫度、電導率、硝態氮）和光合作用因子（溶解氧和pH），其中主導指標為氨氮、高錳酸鹽指數、葉綠素a、透明度和總磷等。三類因子分別客觀反映了修復水體的水質變化特點：氮磷及有機物的含量越低則水體透明度越高，水質越優；溫度升高有利于水質改善；藻類光合作用減弱，則水質變優。生態島群、月湖、下沙、大圳埔濕地的水生植被覆蓋率分別為43.8%、22%、4.3%、9.1%，此差異與水質修復效果相關。回歸分析顯示水質指標與水生植被覆蓋率呈極顯著的二項式關系（p＜0.01），根據擬合方程計算得出污染物濃度最低、透明度最高、綜合水質最優時的水生植被覆蓋率變動范圍為30%～35%。因此，生態島群與月湖的水質改善效果優于大圳埔濕地，大圳埔濕地則又優于下沙濕地；下沙與大圳埔濕地可通過適當增加浮、挺水植物的面積比例，提高水體修復能力。文中所得最適水生植被覆蓋率范圍可為華南地區工業園區水生態初期修復提供一定的參考價值。

生態工業園；水生植被；覆蓋率；生態恢復；水質改善；因子分析

生態工業園是依據循環經濟理論和工業生態學原理而設計成的一種新型工業組織形態，是工業園區的高級形式，其遵從循環經濟的減量化(Reduce)、再使用(Reuse)和再循環(Recycle)的3R原則，通過成員之間的副產物和廢物的交換、能量和廢水的逐級利用、基礎設施的共享，來實現園區在經濟效益、社會效益和環境效益的協調發展，因此，其建設是傳統開發區轉型和區域經濟可持續發展的必然趨勢（薛東峰等, 2003）。我國在生態工業園建設方面的研究較晚，目前全國共15個國家生態工業示范園區，45個開發區正在開展國家生態工業示范園區建設（田金平等, 2012）。我國開發區在生態基礎設施建設上普遍存在2種不良現象：一種是建設嚴重滯后，帶來了嚴重的環境污染問題；另一種是盲目超前，不切實際地進行大規模土地開發，違規占用耕地（石磊和王震, 2010; 田金平等, 2012）。這導致環境水質惡化、生態系統退化等問題，嚴重影響周邊民眾生存質量。這亟需地方進一步提高土地資源利用、環境污染整治、生態環境建設等水平。根據《綜合類生態工業園區標準》（HJ274-2009）中規定的國家生態工業示范園區建設條件與考核指標，目前關于生態工業園的研究主要涉及經濟發展、生產物質減量與循環、生產污染控制和園區管理等四方面，而有關生態工業園區基礎生態環境恢復與建設等方面的報道尚不多見（石磊和王震, 2010; 邵樹圣, 2012）。

廣東省東莞市于2008年決策綜合開發石排、企石、茶山、寮步、橫瀝、東坑等6鎮交界邊緣地區，用于建設生態產業園區。該區域地處香港及珠三角地區重要飲用水源東江干流邊，由于長期的邊緣化而淪為污水匯集地、垃圾堆放地，區域內河涌水體發黑、污穢不堪、臭氣熏天，嚴重威脅著沿線居民的飲用水安全和粵港經濟發展。為保護東江水質，維護沿江千萬居民健康，改善產業園區生態環境質量，園區在開展系列水污染控制基礎設施工程建設基礎上（包括污水處理廠建設等），進行水系生態修復與水環境改善工程構建。為解決結構性污染和區域性污染、調整產業結構和工業布局、建設資源節約型社會和環境友好型社會提供了有益的經驗與示范。

本文以東莞生態產業園為研究對象，研究了水生植被恢復措施對園區水系水質的改善效果，并應用因子分析法對水生植被構建對各水質指標與生態因子間的相關關系進行了分析和討論，探討了生態系統恢復初期水生植被覆蓋率對水質修復的影響，以期為工業園區水體水質改善、富營養化治理及生態恢復后續管理提供有益的科學參考。

1 材料與方法

1.1 研究對象

東莞生態產業園地處亞熱帶海洋性氣候，受季風氣候影響，年平均氣溫23.1 ℃，年、日溫差較小。全年平均雨量為1600～1700 mm，最大雨量為3300 mm，最小降雨量為950 mm，雨量集中在4～9月份。園區規劃總面積為30.5 km2，其中生態島群、月湖、下沙濕地和大圳埔濕地是在原有水系基礎上經過人工改造形成的次生湖泊與濕地，是園區水系的重要組成部分，其補水來源主要為地下水與地表雨水徑流（4個片區地理位置如圖1所示）。園區水系原有植被主要為浮葉植物，挺水植物較少，難覓沉水植物蹤跡，在建設過程中進行了底泥疏浚、擴容、截污等施工處理。隨后，園區以水生植物群落演替理論和水系水生態修復規劃理念為依據，于2011年4月開展多層次水生植被恢復工程構建，包括沉水植物、漂浮植物、浮葉植物和挺水植物等。

1.2 監測方案

為避免水生植物在冬季枯萎的殘體對水系產生二次污染，園區規定每年入冬之前對水生植物進行部分收割。由此考慮到難以甄別溫度與植被覆蓋率對冬季的水質影響，文中選擇水生植被群叢恢復生長規模的時期進行水質監測，分別于2011年和2012年5、7、9、11月份植物生長期對生態島群、月湖、下沙濕地和大圳埔濕地水質進行監測，每個片區設置2～4個監測點（如圖1所示），采樣時間均在晴天的10∶00-15∶00進行，樣品當天處理分析。

園區水生植物生長茂密，群叢蓋度絕大多數為90%～100%，只有極少數零星分布的部分。不考慮零星的部分，則水生植物的分布面積約等于水生植物的投影面積，即水生植被覆蓋率（即蓋度）為水生植被分布面積占水系水面面積的比例。于2012年7、8月份，利用船只沿水生植物分布區外圍行駛，用GPS定位，確定其分布范圍，計算其分布面積（谷孝鴻等, 2005）。

圖1 東莞生態園水系分布及水體樣點分布示意圖Fig. 1 Location of samplings in Dongguan Eco-industrial Park

1.3 水質指標測定分析方法

水溫（T）、溶解氧（DO）、電導率（EC）均用YS（IProfessional Plus，U.S.）現場測得；透明度（SD）采用薩氏盤現場測定；高錳酸鹽指數（CODMn）采用高錳酸鹽指數法；總氮（TN）采用堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法；氨氮（NH3-N）采用納氏試劑比色法；硝態氮（NO3--N）采用紫外分光光度法；總磷（TP）采用過硫酸鉀消解鉬酸鹽分光光度法；葉綠素a（Chl-a）采用丙酮萃取分光光度法；具體步驟參照水和廢水監測標準分析方法進行（國家環境保護總局, 2002）。

1.4 數據統計方法

在水質分析的多變量研究中，往往由于變量數太多，并且彼此之間存在一定的相關性，使得所觀測的數據在一定程度上反映的信息有所重疊，利用因子分析可以將這一問題簡化，通過降維確定若干因子能代表原來眾多變量所表達的特征（王京萌等, 2013）。利用該方法得到的因子載荷信息可以解釋大部分水質污染的成因。據此，文中利用SPSS17.0統計分析軟件包對園區水系水生植被恢復第二年的11項水質指標進行相關性分析與因子分析，分析水質指標之間及水質指標與生態因子間的關系，并利用因子分析所得的綜合評分函數對水質進行綜合評分，繼而探討綜合水質與水生植被覆蓋率的關系。

因子分析需先對樣本矩陣進行歸一化處理，獲得均值為0方差為1的新矩陣。按特征值大于1確定因子數目，或累積貢獻率至少70%確定因子數目（吳梅林等, 2009）。采用方差最大旋轉法，使具有較大因子負載變量的個數減少到最低限度。根據較大因子載荷量確定對因子起重要作用的水質指標，然后利用逐步回歸函數計算因子得分系數矩陣，并據此計算各因子及綜合因子得分，評價水質狀況。計算的綜合因子得分越低表明綜合水質越優。因子得分函數和綜合因子得分計算公式如下（施坤等, 2010）：

表1 4個片區的水生植被覆蓋調查Table 1 List of aquatic macrophyte and the coverage in four areas

2 結果與討論

2.1 水生植被覆蓋率

調查結果表明，園區水生植物生長良好，主要植物種類及覆蓋率見表1所示。不同片區植物種類的差異主要源于規劃的差別，但是大部分的種類在4個片區均可發現。除了表1所展示的植物種類，片區水域還零星分布著少量本土水生植物種類。沉水植物主要為高植冠型的種類，其光補償點較高，有利于改善水體光照條件，為今后低植冠型沉水植物的恢復創造有利條件（李英杰, 2008）。且大多數植被群叢為“挺水-浮葉-沉水”立體式群落結構。總體來看，水生植被覆蓋率由高到低依次為生態島群（43.8%）、月湖（22%）、大圳埔（9.1%）、下沙（4.3%）。

2.2 水生植被恢復對水質的影響

水生植被構建過程中，生態島群、月湖、下沙和大圳埔4個片區水體主要水質指標TN、TP、NH3-N、CODMn、SD、pH變化如圖2所示。

由圖2可見，在水生植被恢復的初期（2011年5月），園區水體TN、TP、NH3-N、CODMn的濃度范圍分別為3.45～11.01、0.15～0.36、1.18～3.82、13.39～22.80 mg·L-1，大部分超過GB 3838-2002《地表水環境質量標準》V類水質標準。水生植被群落的建群在水系周邊形成一道天然屏障，在一定程度上減少了雨水涇流污染向水系輸入，且水生植物根莖發達，可形成密集的過濾層，對水體污染物有促沉降作用（吳建強等, 2007）。由此，水生植被在短期內（至2011年7月）即可使TP、NH3-N、CODMn濃度明顯降低。TN濃度下降的時間明顯較其它指標滯后，這很可能與反硝化菌群的發育較為緩慢有關（翁伯琦等, 2013）。隨著水生植被進一步發育，各水質指標濃度呈逐漸下降趨勢。至2012年，園區TN、TP、NH3-N和CODMn的濃度分別降至0.73～3.06、0.03～0.10、0.13～0.77和3.95～7.14 mg·L-1，較2011年分別下降41%～87%、49%～86%、46%～89%和33%～60%。這是水生植被對水體有機物、氮、磷營養物質的吸收、吸附及其附著微生物群落對污染物的降解轉化等綜合作用的結果（李麗等, 2011）。其中，生態島群和月湖水質基本達到地表水III類水質標準，大圳埔則處于IV類水質標準，下沙除了TN以外，其它指標均滿足IV類水質標準。

圖2 水生植被恢復過程中4個片區水質變化Fig. 2 Water quality parameters of areas during vegetation restoration

圖2 結果還表明，水生植被恢復的第二年（2012年），園區水體透明度極顯著高于第一年（2011年）（p＜0.01），生態島群與月湖的平均透明度大于0.9 m，較2011年提高約1倍，而下沙與大圳埔平均透明度分別為0.38和0.45 m，較2011年提高約50%。這可能與大型水生植被“挺水-浮葉-沉水”立體式群落結構及其促沉降等作用可有效提高水體透明度有關（SCHEFFER等, 1994; 余麗凡, 2011）。此外，2011年5月，園區水體pH范圍在6.3～9.0之間，2012年pH的變化范圍為7.3～8.1，隨著時間推移，pH逐漸向弱堿性發展。

2.3 水質指標相關性分析

采用相關系數描述2個水質指標之間的相互關系，有利于判斷水質指標之間的相互作用。線性相關分析結果表明（見表2），園區水體Chl-a與TN、TP、NH3-N、CODMn、pH和DO呈極顯著正相關（p＜0.01）。研究認為在不同的N、P濃度水平下，Chl-a與N、P的相關關系存在差異。當TN在1.0～5.8 mg·L-1及TP在0.05～0.2 mg·L-1區間時，Chl-a濃度與TN、TP呈正線性關系（張瑋等, 2012）。由于園區水體N/P值平均大于10，大于淡水藻類正常代謝所需的N/P值7.0（李堃和肖莆, 2011），P元素成為浮游植物生長的潛在限制性因子，故Chl-a與TP的相關關系表現較TN更顯著。此外，SD還與Chl-a和CODMn呈極顯著負相關（p＜0.01）、與T呈顯著正相關（p＜0.05），說明影響園區水體SD的主要因素為浮游藻類與有機物碎屑。隨著水溫的升高，水體微生物生長活躍，對水體中的有機物分解礦化速率增大，加上營養鹽被水生植被大量吸收利用和植物分泌化感物質，抑制了藻類的生長（邱東茹等, 1998），從而降低了水體中Chl-a濃度，提高了水體透明度。

2.4 水質指標因子分析

Bartlett球形檢驗的p＜0.01（p=0.000），自由度為55，因此，所用數據進行因子分析得到的結果是具有統計學意義的。經Varimax轉軸旋轉后，11項水質參數可以被劃分為三類因子，累計方差貢獻率為72%，基本可反映水質總體狀況（見表3）。

表2 水質指標間的相關關系Table 2 Correlation between water quality parameters

表3 水質因子載荷矩陣Table 3 Loading matrix of factors

表3結果表明，與第一主因子高度相關的水質指標包括NH3-N、SD、CODMn、Chl-a和TP（因子載荷量大于0.75），中等相關的指標為TN（因子載荷量在0.5與0.75之間），該因子組成的主要指標與綜合營養指數包含的指標是相似的，因此主要反映的是水體綜合營養狀況。其中，SD為負載荷，其他相關指標均為正載荷，表明NH3-N、CODMn、Chl-a、TP和TN濃度越低，水體綜合營養指數越低，SD越高，這與實際情況相符。與第二主因子高度相關的指標為水溫T，中等相關的參數為EC和NO3--N。其中，T和EC為負載荷，NO3--N為正載荷。該因子主要反映水溫變化對水質的影響，當水溫升高，水體微生物生長活躍，對水體中的有機物分解礦化速率增大，使水體離子濃度增加（表現為EC升高），同時，反硝化細菌活動使NO3--N發生反硝化還原過程而濃度降低；此外，水溫的升高也會使水生植物代謝速率加快，促進水生植物對NO3--N無機鹽的吸收（吳玉樹和余國瑩, 1991）。與第三主因子高度相關的指標為DO和pH，二者均為正載荷，由于初級生產者在光合作用過程中吸收利用水體中的CO2，會使水體pH上升，并產生O2， DO和pH的高低可間接反映水體藻類的生長情況。因此，該因子可反映初級生產者光合作用強度。

綜上所述，水生植被修復過程中，園區水體水質主要由綜合營養因子、溫度因子和光合作用因子所控制，其中，NH3-N、SD、CODMn、Chl-a和TP為主導控制因素。

圖3 水生植被覆蓋率與水質指標的關系Fig. 3 Relationship between water quality indices and vegetation coverage

2.5 園區水生植被覆蓋率對水質改善的影響

為探尋有效改善水質的水生植被覆蓋程度，探討了水生植被覆蓋率（=浮葉、挺水植物覆蓋率+沉水植物覆蓋率）與水質指標的關系。圖3結果表明，TN、TP、NH3-N、CODMn、Chl-a和SD等水質指標與水生植物覆蓋率存在顯著的二項式關系（p＜0.01）。根據擬合關系，在一定的植物覆蓋率范圍內，污染物的濃度會隨著覆蓋率的增加而降低，當覆蓋率超過該范圍，污染物濃度則可能隨之升高。根據擬合方程計算，當TN、TP、NH3-N、CODMn、Chl-a達最低值時的水生植被覆蓋率分別為34%、31%、33%、35%、30%，SD達最高值時的水生植被覆蓋率為33%，最適水生植被覆蓋率趨同，處于30%～35%之間。為進一步研究綜合水質與水生植被覆蓋率的關系，利用因子分析法得到的綜合因子得分函數計算每個樣點水質得分（綜），該得分涵蓋了3個主因子涉及11項水質指標的信息，可代表每個樣點的綜合水質。擬合結果顯示，綜與水生植被覆蓋率同樣呈顯著的二項式關系（p＜0.01，見圖3），綜最小時的植被覆蓋率為33%，處于單項指標最適覆蓋率30%～35%的范圍內。由此可知，生態島群與月湖水生植被覆蓋率比較接近最適植被覆蓋率，因而其水體修復效果優于大圳埔，而大圳埔則又優于下沙。下沙與大圳埔水體由于透明度仍較低，限制了沉水植被的生長分布，但短期內可通過適當提高浮、挺水植被的面積比例，提高水體修復能力。

水生植物對水質的改善機制是多方面的，首先其自身可以吸收水體營養鹽、促進污染物膠體和顆粒物沉降、分泌化感物質與為浮游動物提供庇護所減少藻類生長（邱東茹等, 1998; 周虹霞等, 2013）。此外，水生植物的存在還可以顯著提高水體中浮游細菌的生物多樣性（毛杰等, 2011），繼而提高水體自凈能力。其中包括提高氮循環菌群的分布（楊紅軍, 2008），降低TN、NH3-N和NO3--N的濃度；提高磷細菌等代謝活性，將水體中溶解性較差的無機磷化合物的溶解性改變、有機磷化合物分解礦化（WANG和MITSCH, 2000），使磷轉化為水生植物可吸收利用的形態，并且能夠使沉積物生物有效性磷向難釋放的磷形態轉變，從根本上降低沉積物磷的釋放速率與釋放量（蔚枝沁, 2012）；異養細菌生長代謝分解消耗水體中的有機物使CODMn降低，并且還能與浮游植物競爭無機營養鹽（JOINT等, 2002），繼而限制藻類增殖，提高水體SD。由此，在一定的水生植被覆蓋率范圍內，水體各項污染物濃度隨著水生植被覆蓋率的提高而降低，SD則反之。

然而，隨著水生植被覆蓋率進一步增加并超出一定范圍，反而不利于水質的改善（王興民等, 2007；曹曉, 2011）。隨著植被覆蓋率的增加，水體DO整體呈下降趨勢（圖3），植被覆蓋率的進一步增加，可阻礙大氣O2向水體擴散，且過高的植被覆蓋率可產生更多的植株腐敗體，其分解不僅消耗水中的DO，而且會成為湖泊營養物質的再生源，使水質惡化（王興民等, 2007; 嚴玉平等, 2010）。合理的水生植被覆蓋率可使水面形成合適的植物密植區與敞開區比例，為好氧、厭氧生物化學反應提供適宜的場所。如在太湖，氮的硝化反硝化過程，水生植物群落水體中氨化細菌、亞硝化細菌和反硝化細菌數量均極顯著地高于敞水區水體（p＜0.01），而敞水區水體中硝化細菌數量則顯著高于水生植物群落水體（p＜0.05）（王國祥等, 1999），可見在一定條件下，水生植物區可更有效地發生有機氮的氨化、NH3-N的亞硝化過程，而敞水區則更容易發生亞硝氮的硝化轉化過程，而NO3--N進一步的反硝化還原過程則仍需要水生植物區創造的物理與生物條件，氮的去除是敞水區與水生植物密植區綜合作用的結果。

目前有關野外水體水生植被覆蓋率對水質的影響研究并不多見。臺灣學者在新海人工濕地運行過程中發現挺水植被分布面積與溶氧呈負相關、與氨氮呈正相關，敞開區面積與溶氧和硝氮呈正相關、與氨氮呈負相關，說明水生植被覆蓋率的大小可對水質產生影響，但是其研究沒有明確給出水生植被適宜的覆蓋率范圍（HSUEH和LIN, 2013）。對比國內其它有限的資料，適宜的水生植被覆蓋率可能與溫度和太陽輻射有關。江南地區年均氣溫約16 ℃，位于該地區的杭州西溪濕地被認為水生植被適宜的覆蓋率在41%～60%之間（曹曉, 2011）；同樣處于江南地區的太湖五里湖在水生態重建過程中使水生植物覆蓋為30%～45%，并取得了較好的水體修復效果（陳開寧等, 2005）；西南地區年均氣溫約15 ℃，位于該地區的洱海在20世紀80年代時，水生植被覆蓋率約30%，當時的水質優良，透明度達到5～8 m（王興民等, 2007）；可見，在氣溫相當的條件下，太陽輻射更強的地區，適宜的植被覆蓋率相對較低。華南地區年均氣溫約22 ℃，明顯高于江南和西南地區，位于華南地區的東莞生態產業園，其適宜的植被覆蓋率在30%～35%之間，較江南地區低，與西南地區相當。可見，氣溫與太陽輻射較高的地區，維持水體良好水質需要的水生植被覆蓋率相對更低。

3 結論

（1）東莞生態產業園通過水生植被恢復的方法，有效改善了主要水系水質，其中生態島群與月湖主要水質指標從原來的GB 3838-2002《地表水環境質量標準》劣V類改善為II～III類，達到短期水質修復規劃的III類水質目標，而下沙與大圳埔濕地也從原來的劣V類改善為IV～V類，水質接近短期水質修復規劃的IV類水質目標；

（2）通過因子分析法得知，園區水質主要受綜合營養因子（密切相關的指標包括NH3-N、SD、CODMn、Chl-a和TP）、溫度因子（包含T、EC和NO3--N）、光合作用因子（包含DO和pH）3類因子所控制，其中，NH3-N、SD、CODMn、Chl-a和TP為主導控制因素；

（3）水質修復效果的差異與水生植被覆蓋率有關，生態島群、月湖、下沙、大圳埔濕地的水生植被覆蓋率分別為43.8%、22%、4.3%、9.1%，水質指標濃度與覆蓋率呈顯著二項式關系，計算得最適覆蓋率在30%～35%之間，由此，生態島群與月湖的水質改善效果優于大圳埔濕地，大圳埔濕地則又優于下沙濕地；下沙與大圳埔濕地由于水體透明度不是很高，限制了沉水植物的生長與分布比例，但可通過適當增加浮、挺水植物的面積比例，提高水體修復能力；

（4）通過比較不同地區適宜的水生植被覆蓋率可知，文中所得的最適水生植被覆蓋率范圍可為華南地區工業園區相似富營養化水平水體的水生態初期修復提供參考依據。對于可保證水質長期改善與維持的最適覆蓋率仍需要作進一步長期的監測與研究。

致謝：

感謝同課題組成員田時彌、蘇萌、王素玉、梁彩霞、王賽、趙建成、鐘盛強、張敏等同學在采樣與水質分析測試中的幫助！感謝邰義萍博士后對英文摘要的加工與潤色！

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Impact of Aquatic Macrophyte Restoration on Water Quality Improvement in Dongguan Ecological Industrial Park

DAI Yunv1, WU Pengju2, YANG Yang1,3*, CHI Yihan4, LIAO Lingjuan2, QIAO Yongmin1
1. Research Center of Hydrobiology, College of Life Science and Technology, Jinan University, Guangzhou 510632, China; 2. Dongguan ecology management committee, Dongguan 523668, China; 3. Engineering Research Center of Tropical and Subtropical Aquatic Ecological Engineering, Ministry of Education, Guangzhou 510632, China; 4. School of life sciences, Sun Yat-Sen University, Guangzhou 510006, China

Aquatic environment construction is an important foundation for the construction of the eco-industrial park. However, currently, the research on eco-industrial park only focused on economic development, production material reduction and recycling, pollution control during produce process and management in the park etc. There is little information about aquatic environment construction. In order to raise attention to the restoration of aquatic environment in industrial park, the effect of aquatic macrophyte restoration on water quality in Dongguan Eco-industrial Park in Dongguan city was investigated. Relationships among water quality parameters were analyzed by factor analysis, and the impact of vegetation coverage rate was also discussed. According to the Surface Water Environment Quality Standard (GB 3838-2002), our results showed that the major parameters (et., total nitrogen (TN), total phosphorus (TP), ammonia (NH3-N) and permanganate index (CODMn)) of ‘Central Eco-island Cluster’ and ‘Yuehu lake’ were improved form worse than grades V to grades II-III with about 100% increase for water transparency.Meanwhile water qualityin ‘Dazhenbu’ and ‘Xiasha’ wetlands were improved form worse than grades V to grades IV-V with about 50% increase for water transparency after aquatic macrophyte restoration. 10 parameters were classified into three categories to reflect the water quality according to factor analysis, which were nutritional factor (et., NH3-N, CODMn, chlorophyll a (Chl-a), transparency, TP and TN), temperature factor (et., temperature, conductivity and nitrate) and photosynthesis factor (et., dissolved oxygen and pH), respectively. Among which the leading parameter were NH3-N, CODMn, Chl-a, transparency and TP. These factors revealed the characteristic of water quality. Low nutrition level will result in high transparency, which indicate better water quality. Increased temperature and decreased photosynthesis of phytoplankton will help to improve water quality. The total aquatic vegetation coverage was 43.8%, 22%, 4.3% and 9.1% for ‘Central Eco-island Cluster’ and ‘Yuehu lake’, ‘Xiasha’ and ‘Dazhenbu’, respectively, which was related to different effect on water quality improvement. Further regression analysis showed that the major water parameters and vegetation coverage rate followed the binomial equation (p＜0.01) and the optimal coverage rate ranged from 30% to 35%. Hence, the water restoration effect obtained in four wetlands from high to low was ‘Yuehu lake’, ‘Central Eco-island Cluster’, ‘Dazhenbu’ and‘Xiasha’. The water quality of the latter two wetlands may be improved by increasing proportion of floating and emergent macrophyte. The obtained optimal aquatic vegetation coverage will give advice to aquatic ecological restoration of industrial park in southern China during initial stage.

ecological industrial Park; aquatic macrophyte; coverage rate; ecological restoration; water quality improvement; factor analysis

X52

A

1674-5906（2014）09-1463-09

戴玉女，吳鵬舉，楊揚，池逸涵，廖凌娟，喬永民. 水生植被恢復對東莞生態工業園區水質改善的影響研究[J]. 生態環境學報, 2014, 23(9): 1463-1471.

DAI Yunv, WU Pengju, YANG Yang, CHI Yihan, LIAO Lingjuan, QIAO Yongmin. Impact of Aquatic Macrophyte Restoration on Water Quality Improvement in Dongguan Ecological Industrial Park [J]. Ecology and Environmental Sciences, 2014, 23(9): 1463-1471.

國家科技重大專項（2012ZX07206004-05）；生態園（STYCG12013）

戴玉女（1986年生），女，博士研究生，從事環境修復與生態工程研究。E-mail: daiyunv@foxmail.com *通信作者：楊揚，女，教授。E-mail：yangyang@scies.org

2014-06-19