（环境工程专业论文）鄱阳湖湿地重金属形态分析及重金属积累植物的筛选.pdf

摘要 i i l ll li ii iii i l li ii iiil y 1814 3 3 4 摘要 本土积累植物是生物修复技术的核心，也是污染环境修复领域研究的热点 和前沿之一。本研究确定以鄱阳湖湿地重金属污染评价及本土重金属积累植物 的筛选为主要研究内容。于2 0 0 6 年1 1 月、1 2 月分别对修水入湖口( 望湖亭) 、 赣江主支入湖口( 中湖池) 湿地与信江西支入湖口( 瑞洪) 、乐安江口( 三江口) 、 昌江口( 三江口) 、饶河入湖口( 龙口) 湿地植物及土壤样品进行了调查和研究。 采用微波消解和原子吸收分光光度法( a a s ) 对所有样品的c u 、p b 、z n 、c d 元素总量及土壤样品的重金属形态进行了测定，用e x c e l 及s p a s s 统计软件对 测定结果进行了分析，研究表明： 1 内梅罗指数和潜在生态污染指数表明：鄱阳湖区重金属污染的主导因子 是c u ，伴随着z n 、c d 的污染，p b 污染最小，湖区东部污染程度大于西部区 域。c u 、p b 、z n 属于轻微潜在生态危害；在土壤中，c d 总量大且生态危害 强，虽然大部分能转移到植物体内，但还要特别注意其潜在的生态危害性。 2 c u 在饶山刘家、瑞洪、龙口为土壤质量标准二级，望湖亭、中湖池属一 级；p b 全部达二级质量标准；z n 在龙口属三级质量标准，瑞洪、饶山刘家、望 湖亭、中湖池达二级；c d 污染严重，超过土壤三级质量标准，污染程度依次是 瑞洪 饶山刘家 龙口 望湖亭 中湖池。 3 湿地土壤中c u 、p b 、z n 、c d 主要以有机态+ 残渣态的形式存在，c u 、 z n 、c d 的生物有效态含量少，p b 生物有效态占总量的1 3 。 4 植物重金属含量与根区土壤中重金属水溶态+ 交换态含量极显著相关。 5 苔草( c a r e x ) 是p b 的鄱阳湖本土积累植物，地上部分p b 含量6 5 7 3 m g k g ， 富集系数3 1 9 ，转移系数1 7 1 5 。 小窃衣( t o r i l i s j a p o n i c a ( h o u t t ) d c ) 是z n 积累植物，叶部5 1 0 3 1m g k g ，地上富 集系数1 1 4 ，转移系数1 6 。 一年逢( e r i g e r o na n n u u s ( l i n n ) p e r s ) 有积累z n 、c d 两种元素的特征，地上 z n 含量2 5 6 7 5m g k g ，转移系数2 2 ，地上富集系数1 2 ；地上c d 含量2 2 0 8m e g k g ， 转移系数2 3 4 2 ，地上富集系数5 3 2 。 飞廉( c a r d u u s c r i s p u s l ) 是z n 、c d 积累植物，叶部含锌5 9 9 5 2m g k g ，转移 摘要 系数2 1 1 ，地上富集系数1 8 6 ；地上含镉7 1 7m g l 【g ，转移系数3 2 5 ，地上富集系 数1 0 1 。 南荻( m i s c a n t h u s s a c c h a r i f l o r u s ) 与鼠曲草( h e r b ag n a p h a i ia f f i n i s ) 是c d 的积累植 物，地上含量分别是3 6 6m g l ( g 、5 5 4m g 瓜g ，富集系数9 8 9 和1 31 ，转移系数分 别为1 5 9 、2 3 1 。 ， 关键字：鄱阳湖湿地；重金属；污染评价；积累植物；筛选 i i a b s t r a c t a b s t r a c t t os c r e e no u tas e r i e so fi d e a ln a t i v eh y p e r a c c u m u l a t o r st h a tc a l l e f f e c t i v e l y r e m e d y c o n t a m i n a t e ds o i l s b yh e a v ym e t a l si s t h em a i n g r o u n d w o r k o f b i o r e m e d i a t i o ne n g i n e e r i n ga n dt h ef i r s ts t e po fi t sc o m m e r c i a la p p l i c a t i o no n a l a r g e s c a l e ，w h i c hi sa l s of r o n tf i e l do fc o n t a m i n a t e de n v i r o n m e n tr e m e d i a t i o n t h i ss t u d y d e t e r m i n e dt h ee v a l u a t i o no fh e a v ym e t a l sp o l l u t i o ni np o y a n gl a k ew e t l a n d sa n dt h e s c r e e n i n ga b o u tn a t i v eh e a v ym e t a l sh y p e r a c c u m u l a t o r sa st h em a j o rs t u d yc o n t e n t s i nt h i sp a p e r ，x i u s h u ie s t u a r y ，m a i nb r a n c he s t u a r yo fg a nr i v e r ，w e s tb r a n c h e s t u a r yo fx i n gr i v e r ，l e a nr i v e re s t u a r y ，c h a n gr i v e re s t u a r ya n dr a o h ee s t u a r y w e r ei n v e s t i g a t e di nn o v e m b e ra n dd e c e m b e r2 0 0 6 t h ec o n t e n to fc u ，p b ，z n ，c di n s a m p l e sa n dt h e i rs p e c i a t i o ni n s o i ls a m p l e sw e r ed e t e r m i n e db ym i c r o w a v e d i g e s t i o na n da t o m i ca b s o r p t i o ns p e c t r o p h o t o m e t r y ( a a s ) ，t h e nd a t a sw e r ea n a l y z e d b ym i c r o s o f to f f i c ee x c e la n ds t a t i s t i c a lp a c k a g ef o rt h es o c i a ls c i e n c e s ( s p s s ) t h e r e s u l t sw e r ea sf o l l o w s ： 1 n e m e r o wa n dp o t e n t i a le c o l o g i c a lr i s ki n d e xi n d i c a t e d ，c uw a st h ed o m i n a n t f a c t o ro fh e a v ym e t a l sp o l l u t i o ni nt h ep o y a n gl a k ew e t l a n d s ，a c c o m p a n i e db yz n ， c dp o l l u t i o n ，p bp o l l u t i o ns m a l l e s t t h eh e a v ym e t a l sp o l l u t i o nd e g r e ew a sm o r ei n e a s t e r no ft h ep o y a n gl a k ew e t l a n d st h a ni nw e s t e r n c u ，p b ，z nw e r em i n o r p o t e n t i a l e c o l o g i c a lh a z a r d s ；c dt o t a lw a sb i ga n dt h ep o t e n t i a le c o l o g i c a lh a r mo fc di ss t r o n g ， a l t h o u g hm o s tc dc a nb et r a n s f e r r e dt ot h ep l a n t sb o d y ，b u tw o u l da l s ol i k et op a y s p e c i a la t t e n t i o n t ot h ep o t e n t i a le c o l o g i c a lh a r m 2 c uw a st h es e c o n d a r ys t a n d a r do fe n v i r o n m e n t a lq u a l i t ys t a n d a r df o rs o i l sa t l e a nr i v e re s t u a r y ，w e s tb r a n c he s t u a r yo fx i n gr i v e ra n dr a o h ee s t u a r y x i u s h u i e s t u a r ya n dm a i nb r a n c he s t u a r yo fg a nr i v e rw e r et h ef i r s t ；p bw a st h es e c o n d a r yo f q u a l i t ys t a n d a r d sa ta l ls a m p l i n gp o i n t ；z nw a st h et 1 1 i r dq u a l i t ys t a n d a r d sa tr a o h e e s t u a r y ，s e c o n d a r ya tw e s tb r a n c he s t u a r yo fx i n gr i v e r ，l e a nr i v e re s t u a r y ， x i u s h u ie s t u a r ya n dm a i nb r a n c he s t u a r yo fg a nr i v e r ；c dc a u s es e r i o u sp o l l u t i o n , a n dm o r et h a nt h et h i r ds o i l sq u a l i t ys t a n d a r d s ，t h ed e g r e eo fp o l l u t i o nf o l l o w e d ：w e s t i i i a b s t r a c t b r a n c he s t u a r yo fx i n gr i v e r l e a nr i v e re s t u a r y r a o h ee s t u a r y x i u s h u i e s t u a r y m a i nb r a n c he s t u a r yo fg a nr i v e r 3 t h eo r g a n i cm a t t e r - s u l f i d eb o u n da n dr e s i d u ms p e c i a t i o nw e r et h em a i nc o n t e n t o fc u , p b ，z n ，c di nw e t l a n ds o i l s t h es o l u b l ea n de x c h a n g e a b l e s p e c i a t i o n ( b i o a v a i l a b l es p e c i a t i o n ) w e r el e s sc o n t e n to fc u ，z n ，c da n dt h eb i o a v a i l a b l e s p e c i a t i o nw a s1 3o fp bt o t a l 4 t h eh e a v ym e t a l si np l a n t sw a ss i g n i f i c a n t l yr e l a t e dw i t ht h e i rb i o a v a i l a b l e s p e c i a t i o ni nr o o tz o n es o i l s 5 c a r e x w a sp bn a t i v e h y p e r a c c u m u l a t o r s o fp o y a n gl a k e ，a n dt h e c o n c e n t r a t i o no fp ba c c u m u l a t e di n 舶n dw a s6 5 7 3 m g k g ，a c c m u l a t i o nc o e f f i c i e n t w a s3 1 9 ，t r a n s p o r tc o e f f i c i e n t1 7 1 5 t o r i l i sj a p o n i c a ( h o u t t ) d c w a sz nh y p e r a c c u m u l a t o r sa n dz na c c u m u l a t e di n l e a v e sw a s510 31m g k g ，a c c m u l a t i o nc o e f f i c i e n tw a s1 14 ，t r a n s p o r tc o e f f i c i e n t1 6 e r i g e r o na n n u u s ( l i n n ) p e r s w a sz n ，c dn a t i v eh y p e r a c c u m u l a t o r s z n a c c u m u l a t e di nf r o n dw a s2 5 6 7 5m 9 3 ：g ，a c c m u l a t i o nc o e f f i c i e n tw a s1 2 ，t r a n s p o r t c o e f f i c i e n t2 2 c da c c u m u l a t e di nf r o n dw a s2 2 0 8m e c k g ，a c c m u l a t i o nc o e f f i c i e n t w a s 5 3 2 t r a n s p o r tc o e f f i c i e n t2 3 4 2 c a r d u u s c r i s p u s l w a sz n ，c dh y p e r a c c u m u l a t o r s z na c c u m u l a t e di nl e a v e sw a s 5 9 9 5 2m g & g ，a c c m u l a t i o nc o e f f i c i e n tw a s 1 8 6 ，t r a n s p o r tc o e f f i c i e n t2 11 c d a c c u m u l a t e di n 舶n dw a s7 17m g 厥g ，a c c m u l a t i o nc o e f f i c i e n tw a s1 01 ，t r a n s p o r t c o e f f i c i e n t3 2 5 m i s c a n t h u s s a c c h a r i f l o r u s a n dh e r b a g n a p h a i ia f f i n i s w e r ec dn a t i v e h y p e r a c c u m u l a t o r s t h ec o n c e n t r a t i o n so fp ba c c u m u l a t e di nf r o n dw e r e3 6 6m g l ( 昏 5 5 4m g & g ，a c c m u l a t i o nc o e f f i c i e n t9 8 9a n d1 31 ，t r a n s p o r tc o e f f i c i e n tw e r e1 5 9 a n d 2 3 】 k e yw o r d s ：w e t l a n d so fp o y a n gl a k e ；h e a v ym e t a l s ；p o l l u t i o na s s e s s m e n t ； a c c u m u l a t i o np l a n t ；s e l e c t i o n i v 目录 目录 l 前言1 2 概述3 2 1 鄱阳湖概况3 2 1 1 鄱阳湖自然条件3 2 1 2 鄱阳湖湿地资源3 2 1 3 鄱阳湖生态功能7 2 2 国内外重金属研究现状8 2 2 1 重金属污染8 2 2 2 重金属污染湿地植物修复技术1 1 2 2 3 鄱阳湖重金属积累植物研究现状1 2 3 实验材料与方法13 3 1 采样点的布设1 3 3 2 样品采集1 4 3 3 监测因子：1 5 3 4 实验仪器和药品15 3 4 1 主要仪器1 5 3 4 2 化学药品1 6 3 5 样品的处理1 6 3 5 1 植物样品的处理。1 6 3 5 2 土壤样品的处理1 7 3 6 标准样品的制备1 9 3 7 测试步骤l9 3 7 1 样品的处理1 9 3 7 2 样品测定1 9 3 7 3 标准曲线1 9 v 目录 3 7 4 计算2 1 4 实验结果与分析2 2 4 1 鄱阳湖湿地土壤重金属污染评价2 2 4 1 1 土壤重金属污染的评价模式及分级标准2 2 4 1 2 土壤重金属污染的评价2 5 4 2 鄱阳湖湿地重金属富集植物研究4 3 4 2 1 植物重金属含量检测结果j ：4 3 4 2 2 植物重金属富集系数和转移系数4 7 4 2 3 富集系数和转移系数筛选5 1 4 2 4 植物富集能力相关性分析。5 3 5 结论5 6 致谢5 8 参考文献5 9 附录6 4 攻读学位期间的研究成果6 7 v i 1 前言 1 前言 湿地是水陆相互作用而形成的特殊景观生态系统，湿地生态系统在地球生态 系统中起着非常重要的作用。它既是陆地上的天然蓄水库，又是许多珍贵生物物 种资源的栖息地和繁殖地，除此之外，它还具有调蓄洪水、调节气候、控制土壤 侵蚀、净化水质、消除污染等多种功能。湿地的类型可以从不同的角度出发进行 划分，在湿地污水处理技术研究中常常可以简单地划分为自然湿地和人工湿地两 大类。无论是自然湿地还是人工湿地都是由湿地植物、动物、微生物等生物要素 以及与此相关的阳光、水分、土壤等非生物要素所构成。这些要素组合成了一个 独特的土壤植物微生物湿地生态系统【l 】。 鄱阳湖湿地是我国公布的首批国家重点保护湿地之一，1 9 9 2 年7 月被联合国教 科文组织列入了世界湿地公约的“重要湿地名册”【2 】；1 9 9 7 年鄱阳湖被指定加 入了东西鹤类保护网络；2 0 0 0 年又被世界自然基金会列入“全球重要生态区”；2 0 0 2 年中国正式将鄱阳湖列入全国重要的生态功能保护区。 土壤重金属污染问题是全球严重的环境问题之一。鄱阳湖地域辽阔，鄱阳 湖湿地已受到各种重金属的不同程度的污染【3 】，污染源主要是矿山酸性废水重金 属。湖泊受到重金属污染，进行物理，化学修复无论在经济上还是在技术上都 是不可行。鄱阳湖湿地有大面积的植物资源，为采取生态修复提供了得天独厚 的条件。生态修复，既经济又无二次污染，本研究收集到的植物有一定的经济 价值，融合了生态效益，经济效益和社会效益。重金属污染生态修复的基础是 积累植物。筛选符合本土生态环境的积累植物是采取生态修复的首要任务。重 金属污染修复的积累植物筛选与重金属的形态是分不开的，所以湿地重金属的 形态分析成为了筛选的前提。 本课题研究内容： ( 1 ) 鄱阳湖湿地重金属总量和形态分布的现状调查。土壤重金属的迁移、转 化和重金属植物富集与重金属的总量及其形态密切相关。主要对赣江、修水、 饶河和信江西支入湖段湿地土壤样品中重金属的总量、离子交换态、碳酸盐态 和铁锰氧化态及土壤的p h 值进行测定，分析各组数据间的相关性。 ( 2 ) 鄱阳湖湿地重金属积累植物筛选。植物中c u 、p b 、z n 、c d ( 某一种或几 1 前言 种) 的含量分别超过1 0 0 0m g k g 、1 0 0 0m g k g 、1 0 0 0 0m g k g 、1 0 0m g k g ，并且 转移系数大于l ，则证明此植物是这种或这几种重金属的超积累植物4 1 。检测鄱 阳湖植物样品的根、茎、叶中重金属的含量，得出植物的富集系数和转移系数， 以植物重金属含量值及各参考系数来确定和筛选鄱阳湖本土重金属积累植物。 2 2 概述 2 1 鄱阳湖概况 2 1 1 鄱阳湖自然条件 2 概述 鄱阳湖是我国第一大淡水湖，位于“黄金水道”长江中、下游交接处的南岸、 江西省北部，地理位置为：北纬2 8 0 2 2 3 0 ”一- 2 9 0 4 5 ，东经1 1 5 0 4 7 3 0 ”1 1 6 0 4 5 。 鄱阳湖上承赣江、修水、抚河、信江、饶河五大河流，下接浩浩长江，是个季 节性、过水性、吞吐型湖泊。在高水位时呈湖相，低水位时则呈河相，具有“洪 水一片，枯水一线”的自然地理景观【5 】。鄱阳湖湖面范围北起湖口，南达三阳， 南北长达1 7 3 k m ；西起关城，东达鄱阳，最宽处约7 4 k m ，最狭处约2 8 k m ，东 西平均宽1 6 9k m 。湖面以菘门山为界，分为南、北两部分，南部湖面宽广，为 主湖区；北部湖面狭长，南宽北狭，形似葫芦，葫芦的长颈是一条狭长的通往 长江的港道，湖岸线总长1 2 0 0 k m ，湖面积4 3 5 0k m 2 ，湖面海拔2 1m ，平均水深 8 4m ，最深处2 5 1m 左右，蓄水量约2 9 8 万立方公里【6 j 。 2 1 2 鄱阳湖湿地资源 鄱阳湖湿地是我国十分重要的淡水湿地，面积约为3 1 3 0 k i n z ，超过洞庭湖或 太湖全湖面积，占鄱阳湖总面积的9 6 l 7 1 。湿地海拔高程一般在1 3 6 0 - - 1 9 0 0m 【卅( 吴淞基面) 。 鄱阳湖湖区洲滩众多，纵横交错，形状大小不一，湖滩可分为沙洲、草滩、 泥洲。洲滩高程一般为1 2 1 8m ，主要在1 4 - - 1 6m 之间。全湖各级洲滩的年平 均可利用天数都不超过3 3 2 天，历年各级洲滩最少可利用天数也不超过2 6 0 天， 各级洲滩的历年平均淹没日期和1 5m 以上的洲滩历年最早淹没都发生在上半 年。鄱阳湖洲滩淹没日期主要受五河洪水控制，长江洪水影响较小瞵j 。 鄱阳湖典型湿地( 自然保护区内九个湖泊见表2 1 ) 位于鄱阳湖西部的赣江与 修河交汇处，属于赣江主支与修河共同形成的复合三角洲前缘，由三角洲分支 3 2 概述 河道两侧天然堤向湖区加积延伸过程中形成的，在枯水期又彼此分隔的九个碟 形洼地组成，洪水期它们又成为翻阳湖大水体的一部分，分蓄洪水引。 表2 1 鄱阳湖自然保护区范围面积( k m 2 ) t a b l e2 1t h es c o p eo f t h ep o y a n gl a k en a t u r er e s e r v ea r e a ( k r n 2 ) 2 1 2 1 植物资源 鄱阳湖水生动植物资源十分丰富，种类繁多，数量巨大，以植物为例，现 有植物种类3 8 0 余种( 表2 2 ) ，全湖单位面积生物量为1 2 0 8g m 2 。水生植物 有2 8 科、5 6 属、9 5 种3 变种，包含属数最多的是禾本科、莎草科与菊科，分 别为1 1 属、6 属和4 属；种类最多的是莎草科、禾本科与蓼科，分别有2 2 种、 1 3 种和l o 种1 9 1 。 表2 2 鄱阳湖滩地水生植物物种多样性 t a b l e2 2t h es p e c i e sd i v e r s i t yo fp o y a n gl a k eb e a c ha q u a t i cp l a n t 种名及所属科名种名及所属科名种名及所属科名 苹科槐叶苹科满江红科 苹l e m n am i n o rl i n n 槐叶苹s a l v i n i an a l a n s满江红r o x b 龙胆科旋花科狸藻科 荇菜n y m p h o i d e sp e l t a t m 蕹荚i p o m o e aa q u a t i c af o r s k 黄花狸藻u t r i c u l a r i a 桔梗科香蒲科干屈菜科 半边莲l o b e l i a 水烛t y p h aa n g u s t i f o l i al i n n 节节菜r o t a l a 苋科 j , - - 4 l l i 草科天南星科 莲子a l t e r n a n t h e r as e s s i l i s 穗花孤尾藻m y r i o p h y l l u ms p i c a t u m 白菖蒲a c o r u sc a l a m u s 三 喜旱莲子草轮叶孤尾藻 芋c o l o c a s i ae s c u l e n t a h e r b aa l t e r n a n t h e r a e m y r i o p h y l l u mv e r t i c i f l a t u ml i n n 豆科报春花科鸭趾草科 泽珍珠菜 紫云英a s t r a g a l u ss i n i c u s 上 茫草l i m o s e l l al l y s i m a c h i ac a n d i d a l i n d l 小叶星宿菜 合萌a e s c h y n o m e n el 水竹叶m u r d a n n i a l y s i m a c h i ap n w 洳l i af r a h o h 4 2 概述 种名及所属科名 种名及所属科名种名及所属科名 毛莨科 十字花科浮萍科 茴茴蒜碎米荠 浮萍l e m n am i n o rl i n n r a n u n c u l u sc h i n e n s i sb u n g ec a r d a m i n eh i r s u t al i n n 石龙芮水田碎米荠紫萍 r a n u n c u l u ss e e l e r a t u sl i n n c a r d a m i n el y r a t e s p i r o d e l ap o l y r h i z a ( l ) s c h l e i d 扬子毛莨细子璋菜无根萍 r a n u n c u l u ss i e b o l d i im i q c r u c i f e r a ew o l f f i am i c r o s c o p i c a 菊科 球果萍菜r o r i p p am o n t a n a 玄参科 稻槎菜l a p s a n aa p o g o n o i d e s 木本科 通泉草 m a x o n m a z u s j a p o n i c u sd k u n t z e 水禾蚊母草 萎蒿a r e m i s i a s e l e n g e n s i s t u r c z h y g r o r y z a a r i s t a t an e e sv e r o n i c ap e r e g r i n al i n n 鳢肠e c l i p t ap r o s t r a t a 三 菰z i z a n i a母草l i n d e r n i ac r u s t a c e a 马蓝芦苇石龙尾 s 伊o b i l a n t h e sc u s i a k t z e p h r a g m i t e sh i r s u t al i m n o p h i l as e s s i l i f l o r a ( v a h ob l u m e 荻m i s c a n t h u s s a c c h a r i f l o r u s 蓼科 莎草科 b e n t he th o o k f 箭叶蓼茼草 水葱s c i r p u sc r a s s i p e s p o l y g o n u ms i e b o l d i im e a n b e c k m a n n i as y z i g a c h n ef e r n 丛枝蓼 香麦娘a v e n a s a f i v al 水莎 p o l y g o n u m f l a c c i d u mm e i s m s e r o t i n u s ( r o u b ) c l a r k e 毛蓼 a n t e n o r o n f i l i f o r m e 口本香麦娘牛毛毡 ( t h u n b or o b e lv a u t d i a n t h u ss u p e r b u s 三e l e o c h a r i sy o k o s c e n s i s t a n ge tw a n g 水蓼p o l y g o n u mh y d r o p i p e ， 稗e c h i n o c h l o ac r u s g a l l i针蔺h e l e o c h a r i s 小蓼西来稗四棱飘拂草 p o l y g o n u m j a p o n i c u mm e a n e c h i n o c h l o ac r u s g a l ib e a u v f o n b r i s t y l i sm i l i a c e a ( l ) v a h l 旱苗蓼光头稗子光鳞水蜈蚣 p o l y g o n u ml a p a t h i f o l i u ml e c h i n o c h l o ac o l o h u ml i n k k y l l i n g am o n o c e p h a l ar o t t b 止血马唐 宜昌飘拂草 红蓼p o l y g o n u mo r i e n t a l el i n n d i g i t a r i ai s c h a e m u ms c h r e i b f i m b r i s t y l i sh e n r y ic b c l a r k e 稿草灰化苔草 羊蹄r a d i xr u m i c i sj a p o n w i p h a l a r i sa r u n d i n a c e al i n n c a r e xc i n e r a s c e n sk u k e n t h 皱叶酸模r u m e xc r i s p u s 三牛鞭草h e m a t h r i as i b i r i c a 双穗雀稗 长刺酸模r u m e xm a r i t i m u s p a s p a l u md i s t i c h u m 三 鄱阳湖水生植物群落从岸边向湖心随水深的变化呈不规则的带状分布，可 2 概述 分为4 个植物带：湿生植物带，分布高程在1 3 0 0 - - 一，1 5 0 0m ，种类主要有苔草、 野古菜、蓼子草、稗草、牛毛毡、芦、荻等；挺水植物带，分布高程在1 2 0 0 - 1 5 0 0m ，种类主要有芦、荻、菰、水蓼、早苗蓼、白茅、莲、白菖莆等；浮叶 植物带，分布高程在1 1 0 0 - 1 3 0 0m ，种类主要有菱、蕃菜、金银莲花、茨实等； 沉水植物带，分布高程在9 0 0 - - 一1 2 0 0 m ，种类主要有马来眼子菜、黑藻、苦草、 小茨藻、大茨藻、聚草、金鱼藻等【9 】。在湿生植被中，分布面积最大的是灰化苔 草群丛，其次是“荻+ 芦苇灰化苔草群丛”和“荫草+ 马蓝群丛”；而在沉水植被中， 分布面积最大的是密齿苦草群丛，其次是菹草群丛、“竹叶眼子菜+ 穗花狐尾藻群 丛”与“野菱+ 双角菱群丛”。鄱阳湖平原主要水生植物群丛分布面积占1 6 个湖泊 总植被面积的百分率( 见图2 1 ) 。 楫袖群丛 图2 1 鄱阳湖平原主要水生植物群丛分布面积占1 6 个湖泊总面积的百分率( 2 0 0 0 年) f i g2 1p r c e n t a g e so f t h ea s s o c i a t i o na r e ai nt h et o t a lv e g e t a t i o na r e ao f t h e1 6l a k e si nt h ed i s t r i c t ( i n2 0 0 0 ) a 、灰化苔草群丛b 、荻+ 芦苇一灰化苔草群丛c 、葫草+ 马蓝群丛d 、密齿苦草群丛 e 、荻群丛f 、菹草群丛g 、芦苇群丛h 、竹叶眼子菜+ 穗花狐尾藻丛i 、野菱+ 双脚菱群 丛j 、野菱+ 双脚一密齿苦草群丛k 、蒿花狐尾草+ 密齿苦草群丛l 、轮叶黑藻群丛m 、 轮叶黑藻+ 密齿苦草+ 大茨藻群丛n 、菰一野菱群丛o 、荻群丛 2 1 2 2 动物资源 鄱阳湖聚集了许多世界珍稀濒危水禽，种群数量可观，其它物种也非常丰 富。据调查统计，湖区内共有各种动物1 1 1 9 种【l o 】。鄱阳湖素有“鱼米之乡之称， 6 拜丛面积占；个湖泊甚玉取的苜分比 2 概述 鱼类2 1 科1 3 8 种，其它水生动物有鲟类、软体类、甲壳类、腹足类、瓣腮类、 头足类、爬行类计1 4 4 种，列人我国重点保护的水生动物有：一类保护种中华鲟、 白鲟和白暨豚；二类保护种胭脂鱼，江豚等；还有一批本地的特有种，如长吻 鲍、月鳢等。更具特色的是拥有大量的珍禽候鸟。鄱阳湖湿地是鹤类、鹳类、 大毕鸟、天鹅等珍禽和众多水禽的主要越冬栖息地，也是鹭类、燕类、八芭东 鸟等夏候鸟的繁殖地，又是候鸟南来北往的主要迁徒通道和中途食物补给地。 共记录鸟类1 7 目5 4 科3 0 0 种，占全国鸟类总数的2 5 2 ，其中候鸟1 8 8 种，占 6 2 7 ，留鸟1 2 2 种，占3 7 3 ；初到时总数约3 0 万只，夏候鸟繁育鸟飞离时达 3 5 万只，属于国际湿地公约指定范围的水禽1 2 2 种。列人国家一级保护的 鸟类有白鹤、白头鹤、白鹳、黑鹳、大毕鸟、丹顶鹤、中华秋海鸭、白肩周鸟、 白尾海、遗鸥、金周鸟共1 1 种 j 。 2 1 3 鄱阳湖生态功能 2 1 3 1 调蓄洪水 江西省9 7 的水量经过鄱阳湖笳调蓄后，入注长江。4 - - - ，6 月五河进入主汛期， 7 9 月五河洪水减退，又逢长江主汛期，湖水受长江洪水顶托或倒灌而增高。 根据1 9 5 3 1 9 9 0 年资料统计，鄱阳湖五河( 八1 ：3 加区间) 合成最大日平均流量为 1 2 - - , , 6 5 9 万m 3 s ，多年平均2 9 4 万m 3 s ，湖口( 入江) 相应流出最大日平均流量 为0 5 5 - - 2 8 9 万m 3 s ，多年平均为1 5 万m 3 s ，消减1 4 4 万m 3 s ，消减率达4 8 9 。 1 9 5 4 年特大洪水时，最大来水量为4 8 5 万m 3 s ，最大出湖量仅2 2 4 万m 3 s ，消减 率高达5 3 。湿地于汛后缓慢排出多余水量，有利于保持流域水量平衡【l 。 2 1 3 2 净化水质 湿地被称为“地球之肾”，它具有强大的净化污水能力，湿地是自然环境中自 净能力最强的生态系统之一，同森林相比，它是同等地域森林净化能力的1 5 倍。 湿地水流速度缓慢，有利于沉积物沉降；在湿地中生长、生活着多种多样的植 物、微生物和细菌。据估算，在湿地水生植物体内富集的重金属浓度比水中浓 度高出1 0 万倍以上，水葫莲、香蒲和芦苇都能有效吸收水中有毒物质，并成功 地用来处理含有毒物质的污水【l2 1 。综合鄱阳湖区1 9 个监测点的氰化物、六价铬、 7 2 概述 砷化物、p h 值、溶解氧、高锰酸盐、挥发酚、亚硝酸盐等八项水质参数监测结 果表明：在平水期，湖心水质可达i 类水质要求，近岸处能满足i i i i i 类水质 要求；在丰水期，湖水中污染物分布均匀，大部分水域能满足i i 类水质要求； 在枯水期，湖水中污染物分布不均匀，大部分水域能满足i i - i i i 类水质要求【1 3 】。 2 1 3 3 调节气候 鄱阳湖湖区热量资源丰富，年平均气温为1 7 7 。受湖泊水体对气温调节效 应，高温时期削弱酷暑，低温时期减少严寒。湖中心孤岛棠荫水文气象站3 0 多 年平均气温与陆地站比较，平均偏高0 5 ，冬季平均气温可调高0 4 ，秋季可 调高1 0 ，年平均最高气温调低o 8 。光照充足，为江西省之冠，年平均太阳 总辐射量为4 7 7 x 1 0 3 j c m 2 y 。鄱阳湖水温多年平均为1 8 0 ，8 月份最高水温 为2 9 8 ，1 月份最低为5 9 0 c 1 引。除影响气温外，湿地也会相应地带来其它气象 因素的变化，如风的变化和降水的变化，因为地貌和水体的影响，湖口成为江 西大风口，江西日最大降水也同样出现在湖区，据气象报道，其中2 0 0 3 年6 月份 的一次日降水超过4 0 0 m m i l 4 j 。 2 2 国内外重金属研究现状 2 2 1 重金属污染 2 2 1 1 重金属污染现状 水环境重金属污染，是指排入水体的重金属物质超过了水的自净能力，使 水的组成及其性质发生变化，从而使水环境中生物生长条件恶化，并使人类生 活和健康受到不良影响的行为。长江是我国最大的河流，徐小清等n5 1 6 3 研究报 道，三峡库区江段沉积物中重金属元素含量主要受上游泥沙以及沿江城市和工 厂“三废”排放的影响，已受到不同程度的污染。贵州和四川的汞矿开发已对乌江 下游的生态与环境产生较大的影响，如洪渡河已遭到严重的汞污染。z h a n gw 等 人n 7 3 通过沿长江河口五个工业点的调查发现，石洞口由于附近污染物的直接排 放，c u 、z n 和p b 的浓度最高。黄河 1 8 1 珠江e 1 9 海河2 0 3 等也受到不同重金 8 2 概述 属不同程度的污染。2 0 0 4 年太湖底泥中总铜、总铅、总镉含量均处于轻度污染 水平【2 l 】。全国近岸海域海水采样品中铅的超标率达6 2 9 ，