滇池國家級水產種質資源保護區水質變化分析與評價

王文玉 鐘文武 孫 昳 周 睿

（云南省漁業科學研究院，云南昆明 650224）

滇池國家級水產種質資源保護區位于昆明市，總面積1 865.3 hm2，其中核心區面積1 832 hm2，實驗區面積33.3hm2。核心區分為兩部分，第一部分是盤龍江上游的牧羊河、冷水河（沿河岸垂直外延100 m區域），起止拐點坐標分別為東經 102°49'10.29″，北緯25°10'14.49″；東經 102°46'21.82″，北緯 25°20'50.05″；東經 102°48'58.55″，北緯 25°21'46.89″。 第二部分是滇池周邊以9個龍潭涌泉為圓心、半徑200m的區域。實驗區分為兩處：滇池西岸實驗區位于滇池西岸海口辦事處白魚口村委會附近，范圍在東經102°39'25.51″～102°39'27.04″，北緯 24°48'01.11″～24°48'21.25″之間，面積20 hm2；滇池東岸實驗區位于滇池東岸晉寧縣新街鄉附近，范圍在東經 102°39'27.38″，北緯 24°48'11.35″之間，面積13.3 hm2。保護區主要保護對象是滇池金線鲃，其他保護物種有昆明裂腹魚、云南光唇魚、云南盤鮈、昆明高原鰍、橫紋南鰍、側紋云南鰍、細頭鰍等。

筆者根據2013—2016年保護區水環境質量的常規監測數據，對保護區的水質狀況進行分析評價，以期為滇池國家級水產種質資源保護區的水生態環境保護、種質資源保護提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 監測點設置和監測時間

根據滇池國家級水產種質資源保護區的規劃要求，設置6個采樣站點，核心區4個站點：黑龍潭（東經 102°52'52.23″，北緯 25°16'23.40″）、上村龍潭（東經 102°51'47.11″，北緯 25°17'44.16″）、青龍潭（東經102°53'16.58″，北緯 25°18'14.15″）、冷水河（東經102°51'57.34″，北緯 25°15'4.20″）。 實驗區在滇池內設 2 個站點：白魚口（東經 102°39'28.52″，北緯24°48'19.95″）、新 街（東經 102°41'58.35″，北緯24°45'20.15″）。 監測時間為 2013—2016 年，每年 5 月和8月在水面下0.5 m處對核心區和實驗區6個監測站點進行水質采樣監測。

1.2 監測方法和評價指標

滇池國家級水產種質資源保護區水質監測指標為pH值、溶解氧、總磷、總氮、高錳酸鹽指數、非離子氨、Cu、Zn、Pb、Cd、Hg。 水質采樣、水樣保存按《漁業生態環境監測規范》（SC/T 9102—2007）要求進行，各指標檢測方法如表1所示。

表1 水質監測指標檢測方法

除去監測值低于 《地表水環境質量標準》（GB 3838—2002） Ⅱ類水質標準的 Cu、Zn、Pb、Cd、Hg，最終選擇 pH 值、氨氮（NH3-N）、總氮（TN）、總磷（TP）、高錳酸鹽指數（CODMn）等5項指標作為評價因子。

1.3 評價方法

1.3.1 單因子污染評價法。單因子污染評價法也稱單因子指數法，是將各評價指標的實測濃度值與標準值進行對比以確定水質類別的方法[2]。本文采用單因子指數法篩選主要污染因子，計算公式如下：

式中：Ci為水質指標i的實測濃度；Si為水質指標i的評價標準值，參照《地表水環境質量標準》（GB 3838—2002）Ⅱ類水質標準進行評價。Pi≤1表示水體未污染；Pi＞1表示水體受到污染，具體數值直接反映污染物超標程度[2]。當pH值＞7.0時，參照下式計算pH值污染指數。

式中：PpH，j為采樣點 j的 pH 污染指數；cpH，j為采樣點 j的 pH 值；cpH，su為《地表水環境質量標準》（GB 3838—2002）中規定的pH值上限[3]。

單因子污染指數分級標準見表2。

表2 單因子污染指數分級標準

1.3.2 內梅羅污染指數法。內梅羅污染指數法兼顧了單因子污染指數平均值和最大值，在突出主要污染指標的同時，也兼顧較好指標對水體環境質量的影響，是當前國內外進行綜合污染指數計算的常用方法之一。計算公式如下：

式中：Pimax為監測點單因子污染指數最大值，Piave為監測點各項單因子污染指數平均值，n為參與評價的水質指標個數。Pj＜0.70表示水體清潔（Ⅰ級）；0.70≤Pj＜0.90 表示水體尚清潔（Ⅱ級）；0.90≤Pj＜1.50表示水體輕污染（Ⅲ級）；1.50≤Pj＜3.00表示水體中污染（Ⅳ級）；Pj＞3.00 表示水體重污染（Ⅴ級）[4]。

2 結果與分析

2.1 保護區水質監測結果

2013—2016年保護區主要水質監測指標年均值見表3，對照《地表水環境質量標準》（GB 3838—2002）中標準限值，核心區2013—2016年pH值、高錳酸鹽指數（CODMn）、氨氮（NH3-N）、總磷（2013 年、2015年、2016年）達到Ⅱ類水質標準；總氮和總磷（2014年）達Ⅲ類水質標準。實驗區pH值2013年、2016年超標，超標率2.3%；高錳酸鹽指數2013年達到Ⅴ類水質標準，2014—2016年達到Ⅳ類水質標準；總磷2013—2015年達到Ⅴ類水質標準，2016年達到Ⅳ類水質標準；總氮2013—2016年達到Ⅴ類水質標準；氨氮2013年、2014年、2016年達到Ⅱ類水質標準，2015年達到Ⅲ類水質標準。

表3 2013—2016年保護區水質監測指標年均值

2016年水質最好，核心區基本達到Ⅱ類水標準，實驗區基本達到Ⅳ類水標準。說明滇池通過引水入滇、入湖河道治理等措施效果明顯。

高錳酸鹽指數作為有機污染指標，當其超過4 mg/L時，表明水體受到有機污染[5]。核心區水體高錳酸鹽指數均值在0.94～1.33 mg/L之間，低于4 mg/L，表明其整體上未受到有機污染；而實驗區水體高錳酸鹽指數均值在9.45～15.20 mg/L之間，表明其整體受到有機污染。高錳酸鹽指數在實驗區與核心區差異顯著，實驗區遠遠大于核心區。

當水體中TN、TP含量分別達到0.20、0.02 mg/L以上時，水體存在富營養化的風險[6]。滇池國家級水產種質資源保護區核心區、實驗區2013—2016年水體中TN、TP含量均大于限值，表明水體存在富營養化的風險。

2.2 保護區水質變化分析

由表3可知，核心區2013—2016年pH值逐年下降；高錳酸鹽指數2013—2015年逐年下降，2016年有所上升；總磷、總氮2014—2016年逐年下降，最高值出現在2014年；氨氮濃度2013—2016年上下波動，無規律，最小值出現在2014年。

實驗區pH值2013—2015年逐年下降，但2016年有所上升；高錳酸鹽指數濃度年際變化上下波動，最小值出現在2016年，為9.45 mg/L；總磷濃度年際變化上下波動，最小值出現在2016年；總氮2013—2016年逐年下降；氨氮濃度2013—2016年上下波動，無規律，最小值出現在2016年。

2.3 單因子水質評價結果

pH值單因子污染指數核心區在0.21～0.38之間，呈下降趨勢；實驗區在0.86～1.11之間，波動幅度相對較小，最大值均出現在2013年。由此可知，實驗區2013年、2016年處于輕度污染，其他均處于清潔狀態（表 4）。

表4 單因子污染指數計算結果

高錳酸鹽指數單因子污染指數核心區在0.27～0.33之間，實驗區在2.3～3.8之間，最大值均出現在2013年，高錳酸鹽指數核心區每年均處于清潔狀態，而實驗區每年均處于中度污染狀態。

總磷單因子污染指數核心區在0.37～1.63之間，實驗區在3.84～10.44之間，最大值均出現在2014年。總磷核心區2014年處于輕度污染，其他均處于清潔狀態；實驗區2016年處于中度污染，其他均處于重度污染狀態。

總氮單因子污染指數核心區在1.5～3.0之間，實驗區在3.20～7.57之間；最大值核心區出現在2014年，實驗區出現在2013年。總氮核心區2013年、2014年處于中度污染，2015年、2016年處于輕度污染；實驗區2013—2015年處于重度污染狀態，2016年處于中度污染。

氨氮單因子污染指數核心區在0.22～0.45之間，均處于清潔狀態；實驗區在0.73～2.19之間，2015年處于中度污染，其他均處于清潔狀態。

pH值、氨氮污染等級較低，在核心區基本處于清潔狀態，而在實驗區則基本處于輕度污染；高錳酸鹽指數、總磷在核心區基本處于清潔狀態，而在實驗區處于中度污染至重度污染；總氮污染等級較高，核心區處于輕度污染至中度污染，實驗區處于中度污染至重度污染。

2.4 內梅羅污染指數評價結果

保護區水體的內梅羅污染指數見圖1。核心區水體 pH 值（0.35）、高錳酸鹽指數（0.31）、氨氮（0.40）均處于清潔狀態；總磷（1.29）處于輕污染；總氮（2.68）處于中污染。實驗區pH值（1.06）處于輕污染、氨氮（1.76）處于中污染；高錳酸鹽指數（3.39）、總磷（9.07）、總氮（6.55）處于重污染。

圖1 內梅羅污染指數

2.5 不同方法綜合比較

通過單因子污染指數法、內梅羅污染指數法對保護區水質進行評價，不同污染指數的評價結果存在差異，其綜合比較結果如表5所示。

表5 2種污染評價方法比較

核心區水體單因子污染指數法、內梅羅污染指數法的評價結果顯示，pH值、高錳酸鹽指數和氨氮均處于清潔狀態；總磷單因子污染指數法顯示處于清潔狀態，而內梅羅污染指數法的評價結果顯示處于輕污染；總氮2種評價方法顯示處于中度污染。

實驗區水體單因子污染指數法的評價結果顯示，pH值、氨氮均處于輕度污染，高錳酸鹽指數處于中度污染。內梅羅污染指數法的評價結果顯示，pH值處于輕污染，氨氮均處于中污染，高錳酸鹽指數處于重污染；總磷和總氮2種評價方法顯示都處于重度污染狀態。

總體來看，核心區主要污染物是總氮；實驗區主要污染物是高錳酸鹽、總磷、總氮。核心區水質優于實驗區。

3 結論與討論

單因子污染指數法與內梅羅污染指數法進行評價結果存在差異，綜合比較得出核心區主要污染物是總氮；實驗區主要污染物是高錳酸鹽、總磷、總氮。核心區水質優于實驗區。

（1）加強核心區水域保護，逐步改善水質，利于滇池金線鲃等土著魚種群數量恢復。調查結果顯示，實驗區與核心區水質狀況有顯著差異，核心區水體pH值、高錳酸鹽指數及氨氮、總磷、總氮含量均低于實驗區，核心區水質明顯好于實驗區，表明保護區劃分功能區有利于核心區水環境的保護。黑龍潭、上村龍潭、青龍潭、冷水河為保護區核心區，此區域是滇池周邊特有名貴魚類滇池金線鲃繁殖、生長的區域，為重點保護地區，受人為影響較小，污染較少，但核心區水質現狀不容樂觀，總磷、總氮已處于輕度污染至中度污染狀態。滇池金線鲃作為滇池旗艦物種，滇池金線鲃的種群數量，對滇池生態鏈意義獨特，其可捕食銀魚等小魚小蝦，從而抑制藻類暴發，有利于提升水質。建議進一步加強對核心區水域的保護，在核心區做好滇池生態治理和生物多樣性恢復的長期工作，期望特有土著魚可逐步恢復種群數量。

（2）實驗區受污染較重，實施滇池流域環境綜合整治工程，效果較好。滇池西岸海口辦事處白魚口村委會附近、滇池東岸晉寧縣新街鄉附近為實驗區，受污染較重，除禁漁期外，可以進行漁業生產。實驗區高錳酸鹽指數、總氮和總磷濃度明顯超標，2013年達到Ⅴ類水質標準，近年來由于流域環境綜合整治工程的實施，實驗區水況有所改善，表現為2013—2016年高錳酸鹽指數及氨氮、總磷、總氮含量均有所下降，2016年已經達到地表水Ⅳ類水質標準。在滇池周邊還需要堅持不懈地進行綜合治理，水質有望得到進一步提升。

（3）滇池水質污染的治理必須按照“末端治理與源頭控制”的方針進行綜合治理。滇池水質污染不僅破壞流域生態環境、阻礙農業生產的可持續發展，還對周邊旅游業甚至云南的經濟發展都有影響。為維持保護區水質穩定，按照“山水林田湖草是一個生命共同體”的理念，必須加強對保護區潛在污染源的調查和流域環境的綜合整治。開展水域的生態修復、控制農業面源污染及持續的水質監測，應貫徹“末端治理與源頭控制”的方針，持續改善保護區水環境。