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苏州湿地公园增设生态评价因子 检测水体微生物

时间:2016-03-10 来源:中国环境报 作者:魏瑞霞 武会强 等

水质评价通常采用物理指标和化学指标,那么是否水质指标越好,水里面微生物也越丰富多样呢?

今年湿地日发布的2015年江苏省苏州市湿地水体监测报告显示,不尽然。存在水质指标和微生物多样性一致的情况,也存在水质指标差、微生物多样性尚可,以及水质指标好、微生物多样性差的情况。

“这说明仅仅用水质指标来衡量湿地水资源保护水平是不够的。水质指标只能反映水体的即时状态和监测范围内污染物分布,而微生物多样性指标可以反映水体自净能力,预测水质的发展趋势。两者结合不仅能够全面评价水体,而且能够预警水体的变化。” 苏州湿地保护管理站站长冯育青说。

因此,2015年苏州湿地保护管理站在对湿地公园的年度考核体系中,引入了水体生态评价因子,由专家根据采样测得的水体微生物生物量、物种数、多样性指数等指标,经过多元统计分析计算给予综合得分。于是,湿地公园考核指标由2014年的水质因子、鸟类因子、宣教因子3项评价指标进一步丰富到了4种。

“扫码辨基因”精确锁定微生物种类和数量

由于水体微生物的种类和数量非常庞大,仅一立方米水中可能就存在几百万种微生物,有的微生物小到只有零点几微米,采用何种方法既能保证监测准确性,又能有较高效率呢?

“传统的平板培养技术研究微生物群落非常耗时费力,而且能够培养的微生物只占总量的1%左右,所以此前微生物指标没有纳入水环境监测体系中。分子生物学方法的发展和应用使得微生物指标监测能够精准、高效。以本次监测方法为例,我们采用‘扫码辨基因’方式。某一类别所有微生物都会有一段同样的基因,但不同物种这段基因的DNA排列组合形式会不同,就像‘物种条形码’一样,在专门的‘扫码器’下面一扫描,就能判定微生物的具体种类和数量。”参与本次湿地水体监测的苏州科技学院实验师钱玮告诉记者。

钱玮向记者展示了一份数字化的生物多样性基因图谱,只见一长溜竖线上分别分布着密密麻麻、颜色深浅不一的小短横,“同一水平位置的小短横就代表了同一类微生物,小短横越多说明微生物种类越丰富,小短横间颜色深浅差别不大,就说明这个水样的微生物多样性越高。”钱玮说。

公园化景观式管理不利于微生物多样性保护

本次湿地水体监测在苏州不同湿地公园选取了15处观测点,每个观测点再选择2~3个采样点,共设置了40个采样点。工作人员每隔两月采集水样。

综合采样水质和微生物多样性来看,湿地既有水质指标和微生物指标“同步”的情况(水质差且微生物多样性低,水质好且微生物多样性高),也存在两者“不同步”的情况(水质好但微生物多样性低,水质差但微生物多样性尚可)。

据钱玮介绍,水质和微生物多样性“双差”的情况一方面是由于外部水体来水水质差,另一方面是岸坡硬化程度高。

“岸坡是水陆过渡地带,也是生物多样性最丰富的地区。用水泥硬化的岸坡会阻断物质和能量的流动,微生物们‘讨生活’不容易,自然就少了。”钱玮很形象地说道。

值得注意的是水质好但微生物多样性低的情况:这些湿地多采用公园化景观式管理方式,由于注意控制外源污染物的进入,水质总体良好。而微生物多样性低有的是因为刚进行过清淤和植被优化工程,水体生态系统处于缓慢恢复过程中;还有的是因为绿化养护中喷洒的农药残留经过雨水冲刷汇入水体,破坏了水体中原有的微生物群落结构。

湿地生态修复可助力太湖治理

由于水质观测点一般一个选在湿地外部也就是来水水体,一个选在湿地内部水体。所以监测数据一定程度上能够反映湿地对水体的净化能力和健康水平。

从目前监测数据来看,苏州太湖湖滨国家湿地公园是水质好且微生物多样性丰富的典型,而且水体净化能力较强。

这是由于这个公园设有3.5公里的离岸间断隔离带。记者从湿地公园管理中心了解到,他们从2003年开始建设间隔带,纵深达200米,以培育芦苇为主,恢复野生物种栖息、繁衍的自然生态环境。

从近年监测分析结果来看,离岸间断隔离带效用明显,这一区域每年吸收太湖总氮27.58吨,总磷3.08吨,水质各项指标在各季基本维持在Ⅰ~Ⅲ类地表水水质标准,水质好于太湖水域及平行岸线其他监测点。从今年各监测断面微生物多样性对比,可以说明,通过十多年恢复,这一区域微生物多样性丰富,湿地处于健康状态。

“离岸间断隔离带的存在,能够减缓内外水体的交换速度,让湿地里的微生物有充足的时间净化水体,也有利于提高水体中的生物多样性。”苏州科技学院副教授王金虎告诉记者。

王金虎认为,湿地生态修复的方式也是太湖治理中的一个好做法。苏州太湖湖滨国家湿地公园的形式可以作为其他湿地中保育区规划、管理的典范样式来加以推广。

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