全 文 ：林业科学研究　2008, 21 (4) : 587～591
Forest Research
　　文章编号 : 100121498 (2008) 042587205
西溪国家湿地公园水体和底泥 N、P营养盐分布特征及评价
吴 　明 , 邵学新 , 蒋科毅
(中国林业科学研究院亚热带林业研究所 ,国家林业局杭州湾湿地生态系统定位研究站 ,浙江 富阳　311400)
关键词 :西溪湿地 ;水环境质量 ;营养盐含量 ;分布 ;评价
中图分类号 : X52 文献标识码 : A
收稿日期 : 2006212206
基金项目 : “十一五”国家科技攻关专题 (2006BAD03A1902) ;国家湿地公园示范项目“西溪国家湿地公园研究 ”;浙江省重点科技攻关
计划 (2005C22072)
作者简介 : 吴明 (1969—) ,男 ,浙江嵊州人 ,副研究员 ,主要研究方向为土壤生态学.
Character istics and A ssessm en t on Nutr ien t D istr ibution in W a ter and
Sed im en ts of X ix i Na tiona lW etland Park in Hangzhou
WU M ing, SHAO Xue2xin, J IANG Ke2yi
(Research Institute of Subtrop ical Forestry, CAF; W etland Ecosystem Research Station of Hangzhou Bay,
State Forestry Adm inistration, Fuyang　311400, Zhejiang, China)
Abstract: By research on wetland water quality and nutrient distribution in sediments of XixiW etland, which is the
first national wetland park in China, the results indicated that the water quality had been imp roved especially in
W uchang Creek and Deep Pond after sediment dredging. The other inspecting points were still bad and belonged to
V or worse than V standard of water quality, which would not be qualified for the tourism. The total nitrogen and
phosphorus contents were low in the surface sediments ( 0 - 20 cm ) of wetland. The average contents of total
nitrogen and phosphorus were 1. 79 g·kg- 1 and 0. 80 g·kg- 1 respectively. Spatially, the total nitrogen and
phosphorus contents were lower in center wetland than that in outside. And it was the same situation in sediment
dredging creeks . The distribution of nitrogen and phosphorus in sediments p rofiles indicated that the accumulation
of nutrients had been reduced in center wetland, while it was imp roved in outside creeks which were disturbed by
human activities more frequently. The total nitrogen and phosphorus contents in sediments of Xixi W etland were
lower than that in other wetland. However, the results of p rimarily assessment rem ind us of paying more attention to
nutrient contents in sediments of XixiW etland, which had reached the environmental criterions. A ll the conclusions
above would p rovide useful information for the farther reclamations of XixiW etland.
Key words: XixiW etland; water quality; nutrient contents; distribution; assessment
　　湿地生态系统具有多种功能和价值 ,是人类重
要的自然资源 ,被称为“自然之肾 ”,在调节气候、降
解污染物、净化水质、保护生物多样性和为人类提供
生产、生活资源等方面发挥着重要作用 [ 1 - 2 ]。底泥
作为湿地水体三大环境要素 (水质、水生生物和底
泥 )之一 ,是底栖生物的栖息地和水生植被生长的重
要场所 ,是水体中营养物质的重要蓄积库 ,在沉淀和
释放污染物方面起重要作用 ,有时也是形成水体富
营养化的关键因素之一 [ 3 - 4 ]。随着大量 N、P等营养
盐和生物残体的排入 ,不少湿地遭受不同程度的破
坏 ,水体受到污染 ,富营养化现象严重。湿地水体中
的污染物易转移到底泥中 ,导致底泥受到污染 ,而受
林 　业 　科 　学 　研 　究 第 21卷
污染的底泥对 N、P等营养盐和其它污染物的富集
作用更加明显 [ 5 - 6 ]。虽然外源输入是控制湖泊富营
养化的主要因素 ,但从防止湖泊富营养化继续发展
的角度来看 ,外源性营养物质被控制之后 ,在一定条
件下底泥中的 N、P仍然可以通过间隙水与上覆水
进行物理、化学和生物的交换作用 [ 7 ] ,并且 N、P内
负荷在总输入量中被认为占有相当比重 [ 8 ]。因此 ,
研究底泥中 N、P的含量 ,对阐明水生态系统中 N、P
的循环、转移和积累的过程以及在防止富营养化、控
制“内负荷”方面都具有十分重要的意义。
西溪国家湿地公园是杭州市区仅存的一块城郊
型湿地 ,也是目前国内第一个集城市湿地、农耕湿
地、文化湿地于一体的国家湿地公园。历史上的西
溪湿地面积达 60 km2 ,随着工业化和城市化的推进 ,
西溪湿地大量被侵占 ,湿地面积锐减至目前的 10余
km2 ;然而 ,无论从历史还是现实看 ,西溪湿地都是杭
州绿地生态系统的重要组成部分 ,具有多种重要生
态功能 ,是杭州生态安全和经济社会可持续发展的
重要基础 ,可谓杭城之“肾 ”。作为全国第一个国家
湿地公园 ,其目前的水环境特别是底泥营养盐含量
等现状尚不甚清楚 ,作者对此进行了专门调查研究 ,
以期为西溪国家湿地公园的进一步开发整治提供科
学参考。
1　研究区域概况
西溪国家湿地公园位于杭州市区西部 ,距西湖
仅 5 km ,其东至紫金港 ,西以五常港与余杭区为界 ,
南至沿山河 ,北至余杭塘河 ,地理位置见简图 1。全
区东西长约 5. 7 km,南北宽约 4. 1 km,总面积为
10. 08 km2 ,其中一期工程景区面积为 3. 46 km2。湿
地属亚热带季风气候区 ,四季分明 ,雨量丰沛 ,光照
充足。根据实测资料 , 该区多年平均降水量为
1 421. 6 mm。据水面观测统计 ,该地区多年平均蒸
发量为 758 mm。据杭州气象站气象观测资料统计 ,
多年平均气温 16. 2 ℃;相对平均湿度和月平均相对
湿度 75% ～85% ,多年平均气压为 1 011. 6 hPa。
2　材料与方法
水样布点和采集依据国家环境保护行业标准
《地表水和污水监测技术规范 》( HJ /T9122002 )进
行 ,根据西溪湿地河道分布状况、目前整治现状并经
现场踏勘 ,总共布置 12个点。用水样采集器采取水
样 ,每季监测 1次 , 1年 4次。本研究主要选用高锰
图 1　西溪湿地地理位置
酸盐指数 (CODM n )、透明度、总 P和氨氮 (NH +4 - N )
4个指标 ,分别采用酸性法、塞氏盘法、钼锑抗分光
光度法和纳氏试剂光度法测定 [ 9 ]。
底泥柱状样品用荷兰 Eijkelkamp公司 Beeker型
底泥原状采样器采取 ,采样时间 2006年 9月 ,样点
基本位于水样监测点正下方。根据湿地河道的疏浚
状况、景区的开发现状等因素选择其中的 6个样点
进行分析 ,分别是一期工程景区内已疏浚河道的 1#
虾龙滩 ;一期工程景区内未疏浚河道的 2#虾龙滩支
流、3#深潭口 ;一期工程景区外围已疏浚的 4 #蒋村
港与沿山河交接处 ;未疏浚河道的 5#三深村河道、6
#蒋村港桥边。根据实际采集的底泥深度按 0～20、
20～40 cm等进行分层取样。样品经风干后过 100
目筛 ,分析营养盐 N、P的含量。总 N采用半微量开
氏分析法测定 ,总 P采用高氯酸 2氢氟酸消化 ,比色
法测定 [ 3, 10 ]。
3　结果与分析
3. 1　西溪湿地水质的时空变化
初步调查 , 20世纪 70年代 ,西溪地区的水环境
非常好 ,达到地表水质量 Ⅱ类标准 ,可供生活饮用 ;
随着工业化和城市化的推进 ,特别是近 10多年来 ,
进入西溪湿地的上游河流开始受到工业污染和生活
污染的影响 ,以及当地的大量生活、生产污水进入附
近水体 ,湿地水体污染逐步加剧 ,到 2003年时 ,西溪
湿地水体及周边的河流水体质量基本以劣 Ⅴ类地表
水出现 ,超标项目以氨氮、总 N为主 ,已失去使用价
值 ,影响到当地的渔业发展。
随着西溪湿地保护工程的启动 ,一期工程建成
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第 4期 吴 　明等 :西溪国家湿地公园水体和底泥 N、P营养盐分布特征及评论
后 ,水体得到有效的保护和恢复 ,根据杭州市环境监
测中心站和本研究组对水质的监测数据表明 (表
1) :景区主要观测点水质在西溪湿地整治后 ( 2005
年 5月 ) ,由于采取配水措施 ,水质有所好转 ,其中五
常港和深潭口水质类别明显提高。秋雪庵核心景区
整治前 (2004年 7月 )主要是因为富营养化引起的
水质较差 ,水体表观尚可 ,整治后初期水质较以前有
较大的下降 ,氨氮污染程度较以前成倍增加 ,但从
2006年 5月的监测数据来看 ,水质又有所改善。景
区其它监测点水质不太理想 ,属 Ⅴ～劣 Ⅴ类标准。
表 1　西溪湿地主要测点水质变化
测点 采样时间 (年 - 月 ) 透明度 / cm CODMn / (mg·L - 1 ) 总 P / (mg·L - 1 ) 氨氮 / (mg·L - 1 ) 总体类别
2004 - 07 45 7. 30 0. 261 0. 333 劣Ⅴ
秋雪庵 2005 - 05 22 8. 82 0. 327 3. 64 劣Ⅴ
2006 - 05 32 4. 11 0. 051 1. 28 Ⅳ
2004 - 07 60 4. 50 0. 126 2. 21 劣Ⅴ
深潭口 2005 - 05 51 6. 29 0. 196 1. 76 Ⅴ
2006 - 05 32 4. 51 0. 056 1. 42 Ⅳ
2004 - 07 52 6. 52 0. 610 11. 05 劣Ⅴ
五常港 2005 - 05 141 4. 53 0. 176 0. 735 Ⅲ
2006 - 05 26 3. 63 0. 141 1. 82 Ⅴ
　　注 :水质总体类别参照《地表水环境质量标准》( GB 3838 - 2002)。
　　据 2006年《杭州市环境状况公报 》,西湖水质为
Ⅳ类标准。因而总体而言 ,西溪湿地水体景观和水
质不如西湖 ,尚不能完全满足湿地建设目标和游人
的视觉要求。
3. 2　西溪湿地底泥 N、P营养盐含量分布
造成西溪湿地水体营养物质含量较高 ,藻类大
量繁殖的原因除市政基础设施配套滞后 ,截污不到
位 ,附近生活污水泄入湿地外 ,底泥内源负荷释放可
能是影响水质的一个重要原因 ,需要对底泥的 N、P
营养盐负荷进行研究。
3. 2. 1　底泥表层 N、P含量的空间分布 　从表 2中
可以看出 :西溪湿地底泥表层 (0～20 cm )总 N含量
为 0. 56～2. 98 g·kg- 1 ,平均值为 1. 79 g·kg- 1。高
值点位于 6 #蒋村港桥边 ,而 1 #虾龙滩样点含量最
低。底泥表层总 P含量为 0. 37～1. 19 g·kg- 1 ,平
均值为 0. 80 g·kg- 1。总 P含量的高值点位于 5#三
深村河道 ,而含量最低点也位于 1#虾龙滩样点。
表 2　西溪湿地底泥表层 ( 0～20 cm ) N、P含量空间分布 g·kg- 1
项目
一期工程景区内
1#虾龙滩 2#虾龙滩支流 3#深潭口
一期工程景区外围
4#蒋村港与沿山河交接处 5#三深村河道 6#蒋村港桥边
总 N 0. 56 1. 45 1. 79 1. 61 2. 36 2. 98
总 P 0. 37 0. 38 0. 76 1. 13 1. 19 0. 98
　　由于 5#三深村河道和 6#蒋村港桥边样点处于
一期工程景区外围 ,附近都是生活区 ,可能接纳较多
周边的生活和工业污水 ,该河道也未进行过底泥疏
浚 ,所以底泥中总 N、总 P含量较高 ;而 1#虾龙滩样
点位于一期工程景区内 ,在景区开园之前进行过河
道底泥的疏浚 ,同时截污工作也比较到位 ,在该点采
样时发现底泥深度不超过 20 cm ,因而该样点总 N、
总 P含量较低。尽管 4 #蒋村港与沿山河交接处的
河道也已进行过疏浚 ,但可能由于该点处于景区外
围 ,特别是沿山河承接上游一些大学校区、居民生活
区等污水 ,沿河附近情况较为复杂 ,容易导致上游带
来的污染物在采样处再次沉积 ,因而该样点 N、P含
量仍然较高。此外 ,位于景区内的 2#虾龙滩支流和
3#深潭口 2个样点所在河道未进行过底泥疏浚 ,其
N、P含量处于中间水平。
3. 2. 2　底泥柱样中 N、P含量的垂直变化 　图 2为
底泥柱样中 N、P含量的垂直分布。由于 1#虾龙滩和
4#蒋村港与沿山河交接处 2个样点处河道进行过底
泥疏浚 ,未能采到多层样品 ,因而只有 4个样点的分
布情况。从图 2中可以看出 :景区外围未疏浚河道特
别是 5#三深村河道采样点底泥各层 N、P含量都高于
景区内 (2#虾龙滩支流和 3#深潭口 )底泥柱样中的含
量。在垂直分布上 , 5#三深村河道和 6#蒋村港桥边 2
个样点都表现为随着沉积深度增加 N、P含量降低的
趋势 ,而 2#虾龙滩支流和 3#深潭口 2个样点随沉积深
度增加 N、P含量表现为增加的趋势。
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林 　业 　科 　学 　研 　究 第 21卷
图 2　底泥柱样中 N、P含量的垂直分布
　　底泥柱样中 N、P含量的变化可以反映出不同
历史时期营养盐的演化特征 [ 11 ] ,因而可以推断 ,景
区外围 5#三深村河道和 6#蒋村港桥边两处外源 N、
P营养盐输入仍然处于一个逐年增加的趋势 ,使底
泥 N、P负荷逐渐加重 ,而景区内 2#虾龙滩支流和 3#
深潭口两处 N、P营养盐输入则处于一个减少的
态势。
3. 2. 3　西溪湿地底泥营养程度初步评价 　表层底
泥中总 N、总 P的含量可直接反映其营养程度。将
西溪湿地底泥表层 N、P营养盐含量与其它湿地底
泥含量进行比较 [ 12 - 14 ] ,结果见表 3。从表 3可以看
出 ,西溪湿地底泥 N、P营养程度要明显低于其它几
个湿地。
目前对河流、湖泊底泥的环境质量评价尚没有
明确的标准 ,因而作者以加拿大安大略省环境和能
源部 ( 1992 ) 制定的环境质量评价标准作为参
考 [ 15 - 16 ]。该标准根据底泥中污染物对底栖生物的
生态毒性效应进行分级 (安全级、最低级、严重级 ) ,
评价的指标体系包括营养物指标和金属指标 ,其中
底泥营养物指标中能引起最低级别生态毒性效应的
总 N、总 P的浓度分别为 0. 55、0. 60 g·kg- 1。以此
为标准 ,西溪湿地表层底泥总 N、总 P的平均含量超
标 ,如果统计每个样点的情况 , 6个采样点中 ,表层
总 N含量全部超标 , 4个采样点的表层总 P含量超
标。当然 ,由于该标准中指标多 ,因而仅凭 N、P含
量尚不能完全判断西溪湿地底泥的生态毒性等级。
表 3　不同湿地表层底泥中 N、P营养盐含量
g·kg- 1
项目 温州三垟湿地
太湖
五里湖 云南滇池 西溪湿地
参考标准
浓度
总 N 2. 50 1. 86 4. 33～8. 67 1. 79 0. 55
总 P 3. 80 1. 84 1. 13～3. 45 0. 80 0. 60
4　小结
对水质的监测结果表明 ,随着西溪湿地保护工
程的启动 ,一期工程后景区主要观测点水质有所好
转 ,其中五常港和深潭口水质类别明显提高 ;而景区
其它监测点水质不太理想 ,属 Ⅴ～劣 Ⅴ类标准。相
比西湖而言 ,西溪湿地水体景观和水质尚不能完全
满足湿地建设目标和游人的视觉要求。
对底泥 N、P营养盐含量的分析表明 ,西溪湿地
各样点底泥总 N、总 P含量都较低。表层 ( 0～20
cm)总 N含量平均值为 1. 79 g·kg- 1 ,总 P含量平
均值为 0. 80 g·kg- 1。总 N、总 P含量的最高值均
出现于景区外围未疏浚河道 ,而最低值出现在景区
内已进行过河道疏浚的样点。底泥柱样中 N、P营
养盐的变化说明 ,景区内底泥营养盐积累表现为减
小的趋势 ,但对于外围受人类活动影响较大的地区 ,
底泥 N、P负荷仍表现为增加的趋势 ,需要对这些地
区的河道及流域生活、工业污水进行进一步整治。
相比其它湿地底泥而言 ,西溪湿地底泥 N、P含量较
低 ,但部分底泥 N、P浓度已超过加拿大安大略省环
境和能源部 (1992)制定的环境质量评价标准 ,需要
095
第 4期 吴 　明等 :西溪国家湿地公园水体和底泥 N、P营养盐分布特征及评论
引起重视。
西溪湿地在千余年人类渔耕经济的作用下逐渐
演变成次生湿地 ,是以鱼塘为主 ,并由部分河港、湖
漾及狭窄的塘基和面积较大的河渚相间组成的次生
湿地 ,区内河网密布 ,湖泊众多 ,景区约 50%的面积
为水域。因此 ,下一步应增加水质监测和底泥采样
点 ,同时也要加强对其它污染指标的研究 ,以期对西
溪湿地的现状有更加全面的了解。
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