长江新济洲湿地水环境质量时空变化特征及驱动因子分析

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新济洲国家湿地公园位于南京长江最上游,对长江水资源调节与水质净化起着至关重要的作用。其集保护保育、科普宣教、科研监测和生态旅游于一体,是南京市第一个洲滩型国家湿地公园。为了了解目前湿地公园水环境所处的质量水平,掌握湿地水环境的动态变化,预测湿地发展特征并提出湿地保护与合理利用的对策与建议,本文在综合考虑湿地地表水分布情况、进水口及排水口分布特征等不同影响因素的基础上,于2020-2021年秋、冬、春、夏采集湿地地表水样品,分析地表水溶解氧(DO)、总磷(TP)、氨氮(NH4+-N)等指标,探讨新济洲湿地公园水环境质量的时空分布特征,进一步利用灰色识别模型、综合污染指数法及综合营养状态指数法对湿地水环境质量进行定量评价,最后通过主成分分析法和相关性分析并结合水环境质量的空间分布特征探讨水环境质量的驱动因子,主要结论如下:(1)湿地公园地表水呈碱性。DO和NH4+-N等水环境质量指标浓度较低,高锰酸盐指数(CODMn),TP,五日生化需氧量(BOD5)和总氮(TN)的浓度较高,大部分水环境质量指标呈现出明显的季节变化特征。夏季TN和NH4+-N浓度最高。各季节水环境质量指标呈现出不同的空间分布特征。秋冬DO、BOD5、TN和NH4+-N和春季DO浓度呈现出相似的空间分布特征,即新济洲岛屿浓度较高,其余岛屿浓度较低。春季地表水DO、BOD5、TP和NH4+-N的浓度在湿地公园分布较为均匀,TN的浓度呈现为新济洲湿地入口与再生洲保育区相接的河道处较高,子母洲保育区浓度普遍较低。夏季DO和CODMn呈现为新济洲保育区浓度较低,其余岛屿浓度较高。夏季BOD5分布与春季相似,但浓度上有所降低,TP和NH4+-N的浓度分布特征相似,TN在子母洲的浓度较高。(2)水质综合评价结果表明,新济洲湿地公园地表水在研究期2020年9月-2021年7月四个季节的水质均为IV类。不同季节内存在差异,其中春季水质最佳,水质灰色指数为4.79。夏季水质最差,水质灰色指数为4.94。空间分布上,新济洲的污染较轻,污染呈现自南向北减轻的特征。选取《地表水环境质量标准》IV类作为综合污染指数法的评价标准,从而得知,综合污染指数(Pn)时空差异显著,夏季的Pn为0.75,污染最为严重,为中污染程度。湿地公园处于中营养状态,主要以氮营养为主。(3)运用主成分(PCA)并结合空间分布特征分析得知,BOD5、DO和TN的主要来源是生活污水,其次是畜禽粪便的污染;TP、NH4+-N和CODMn的主要来源是畜禽粪便。因此湿地水环境所面临的污染主要是湿地公园内的面源污染。
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