松花江哈爾濱段水生生物監測與評價*

石 月，張思沖＊＊，周曉聰

(1.哈爾濱師范大學;2.哈爾濱市環境監測中心站)

0 引言

近年有關松花江水質的研究中，徐太海［1］結合松花江同江斷面2001～2005年流量和高錳酸鉀指數監測數據，研究結果顯示同江斷面高錳酸鉀指數通量與流量呈顯著正相關，并提出可用同江斷面流量及建立的回歸方程估計和預測汛期的高錳酸鉀指數通量.姜希敏［2］2010年分析了松花江同江斷面3年自動檢測的數據，結果顯示高錳酸鉀指數、氨氮的含量與水體中的溶解氧濃度呈顯著性負相關關系.趙紅梅［3］2008年對松花江佳木斯江段水環境容量進行了分析，同年，繆月英［4］對松花江佳木斯江段水污染物進行跟蹤測試，用高效液相色譜法測試污染物硝基苯的含量，結果表明目前松花江佳木斯段江水、泥沙、冰層中殘留污染物硝基苯的含量已大大低于國家最低限.

在水生生物監測與評價領域研究中，程英等［5］提出用污染指數來監測著生藻類群落污染程度;欒卓等［6］對松花江哈爾濱段水域的環境特征，硅藻植物群落組成、種類豐度的季節性變化進行了研究，利用硅藻植物與環境相關性特點對水質進行了初步評價.

由于每種生物指數只能反映環境變化中的幾種信息，要準確、全面地反映環境質量狀況和發展趨勢，必須用幾種不同的生物指數進行綜合評價［7］.因此，水質生物學評價應包含兩部分:一是用幾種不同的生物群落進行評價，二是對幾種生物群落總體進行綜合評價.選用藻類污染指數、生物學污生指數、均勻度指數對著生藻類群落進行評價;選用污水生物系統、生物學污染指數、Chandler生物指數對底棲動物群落進行評價，然后進行綜合評價.

1 松花江哈爾濱段區域概況

1.1 哈爾濱研究區概況

哈爾濱市境內的大小河流均屬于松花江水系.松花江發源于吉林省長白山天池，其干流由西向東貫穿哈爾濱市地區中部，是全市灌溉使用的最大河道.松花江哈爾濱江段干流西自雙城市入境，東至依蘭縣出境全長約466 km，城市段從朱順屯至大頂子山長約66 km.

1.2 監測斷面設置

松花江水系水期劃分情況為:7、8、9月為豐水期;4、5、6、10、11 月為平水期;1、2、3、12 月為枯水期.2001～2010年，松花江哈爾濱江段城市段朱順屯水源地斷面每月監測一次，每年監測十二次(豐水期三次、平水期五次、枯水期四次)，其余五個斷面每年監測八次(豐水期三次、平水期三次、枯水期二次)，逢 1、2、5、6、7、8、9、10 月各監測一次.松花江哈爾濱江段除了城市段的四個斷面外，其它的拉林河口下、東江橋、木蘭、卯河、牡丹江口上、牡丹江口下和宏克力七個監測斷面，每季度監測一次.松花江哈爾濱江段的1條一級支流每季度監測一次.

根據國家《環境監測技術規范》的要求并結合哈爾濱市的具體情況，水生生物群落監測主要開展了著生藻類群落、著生原生動物群落、底棲動物群落的監測.在松花江朱順屯、阿什河口下、呼蘭河口下、阿什河口內、呼蘭河口內、大頂子山6個斷面的左、右各設1個采樣點，共設12個.根據松花江哈爾濱江段的水文特點，選用人工基質采樣進行采樣.用載玻片，其中，水生生物用載玻片，底棲動物用三角拖網(定性)和圓柱形鐵籠(定量)，如圖1所示.

圖1 哈爾濱市城市段監測斷面及城市排污口分布圖

2 監測指標

2.1 著生藻類群落監測

在松花江哈爾濱城市段4個斷面共監測到著生藻類5門38屬.甲藻門1屬，占2.6%;綠藻門15屬，占39.5%.優勢種為一些指示中污染的硅藻針桿藻和指示輕污染的硅藻直鏈藻.

2.2 著生原聲動物群落監測

在松花江哈爾濱城市段共采集4個斷面，觀察到著生原生動物38屬.優勢種多為一些指示中污染的固著生活的有柄的纖毛蟲，如:結節殼吸管蟲、溝鐘蟲、褶類枝蟲.

2.3 底棲生物群落監測

在松花江哈爾濱段4個斷面共監測到底棲動物24屬.優勢種年際間差異較大，既有指示輕污染的蜉蝣目細蜉、毛翅目大紋石蠶、低頭石蠶、短脈石蠶，也有指示中污染的雙翅目多足搖蚊及軟體動物田螺.

3 水生物學評價

3.1 評價方法及標準

由于每種生物指數只能反映環境變化中的幾種信息，要準確、全面地反映環境質量狀況和發展趨勢，必須用幾種不同的生物指數進行綜合評價.因此，水質生物學評價應包含兩部分:一是用幾種不同的生物群落進行評價，二是對幾種生物群落總體進行綜合評價.選用藻類污染指數、對著生藻類群落進行評價;選用均勻度(e)指數對著生原生動物群落進行評價;選用生物學污染指數(BPI)、對底棲動物群落進行評價，然后進行綜合評價.

3.1.1 藻類污染指數

Palmer(1969)對能耐受污染的20屬藻類，分別給予不同的污染指數值.根據水樣中出現的藻類，計算總污染指數，如總污染指數大于20，屬重污染，15～19為中污染，低于15為輕污染(見表1).

3.1.2 均勻度指數(e)

式中，e:均勻度指數;S:種類數;N:生物樣品個體總數;ni:第i種生物樣品個體數.

3.1.3 生物學污染指數(BPI)

式中，BPI:生物學污染指數;N1:寡毛類、蛭類和搖蚊幼蟲個體數;N2:多毛類、甲殼蚊幼蟲以外其它水生昆蟲的個體數;N3:軟體類個體數.

3.2 評價結果

“十一五”期間松花江哈爾濱市段水質監測結果見表2，水質在逐漸好轉.2006～2007年，除了朱順屯斷面為輕污染至中污染外，阿什河口下、呼蘭河口下、大頂子山3個斷面均為中污染.2008年，朱順屯斷面轉為輕污染，阿什河口下斷面仍為中污染，呼蘭河口下、大頂子山2個斷面轉變為輕污染至中污染.2009～2010年，松花江哈爾濱城市4個斷面均為輕污染.從兩條支流口內斷面看，支流水質明顯劣于干流水質.阿什河口內斷面為中污染至重污染，“十一五”期間未發生明顯變化.呼蘭河口內斷面除2007年為中污染至重污染，基本保持中污染，2010年轉變為輕污染至中污染，能否繼續保持仍需進一步觀察.

2001～2005年(十五期間)六個監測斷面的綜合評價，見表3所示.

表1 生物學污染指數評價標準

表2“十一五”期間松花江哈爾濱段水質生物學評價結果表

表3“十五”期間松花江哈爾濱段水質生物學綜合評價結果表

4 結論

(1)松花江哈爾濱城市段水質的生物學評價結果與化學評價結果基本相符.水質化學評價是一種單因子評價，被測水體中污染程度最重的某種指標達到的類別，即被定為被測水體類別.

(2)水質生物學評價是利用被測水體中水生生物的種類和數量及其群落結構，從指示生物和生物多樣性的角度來判斷被測水體的污染程度，是對水體中各種污染物綜合毒性的反應.

(3)從評價結果看，水生生物對水質的變化更敏感，2008年的生物學評價結果既反映出松花江哈爾濱城市段水質開始好轉，而水質化學評價結果顯示2009年才明顯反映出這種趨勢.因此，加大生物監測與評價方法研究力度，將有利于提高水質監測的意義.

［1］徐太海，李淑琴，崔長俊.松花江同江斷面高錳酸鉀指數通量估算與分析［J］.環境科學與管理，2007(1):53－55.

［2］姜希敏，陳家厚.松花江同江斷面溶解氧含量的相關分析［J］.環境科學與管理，2010(4):130–132.

［3］趙紅梅，徐紅恩，王士君.松花江佳木斯江段水環境容量分析［J］.東北師大學報:自然科學版，2008(2):109－114.

［4］繆月英，范寶儉，高金波，等.松花江佳木斯江段水污染的跟蹤測試［J］.黑龍江醫藥科學，2008(6):29–30.

［5］程英，宋揚.松花江哈爾濱江段水生生物調查與評價［J］.黑龍江環境通報，2010(2):34－37.

［6］欒卓，范亞文，門曉宇.松花江哈爾濱段水域硅藻植物群落及其水質的初步評價［J］.湖泊科學，2010，22(1):86－92.

［7］費滕，于洪賢.海浪河春季底棲動物TWINSPAN分類及水質初步評價［J］.水產學雜志，2010(23):41－46.

［8］欒卓.松花江哈爾濱段硅藻植物初報［J］.哈爾濱師范大學:自然科學學報，2007(23):83－85.

［9］中華人民共和國國家統計局.http://www.stats.gov.cn/.

［10］Strauss Eric A.Effect of habitat type on in－stream nitrogen loss in the Mississippi River［J］.River Systems，2011(9):771－778.

［11］Christopher J，Anderson B，Graeme Lockaby.Seasonal Patterns of River Connectivity and Saltwater Intrusion in Tidal Freshwater Forested Wetlands［J］.River Res.Applic，2011(2):102－105.