芦苇湿地对氮磷污染物质的净化效应及其价值初步估算——以苏北盐城海岸带芦苇湿地为例

期欧维新等：芦苇湿地对氮磷污染物质的净化效应及其价值初步估算5 91

管理运作方式采取三灌三排的人工灌溉方式，

灌溉期和排水期分别有～左右。三次

1520 d 灌水排水时间分别在月月、月月和

/ 2 / 4 5 / 6 月月。黄沙港芦苇生态工程基地：芦苇

7 / 9 灌溉水源为江苏双灯集团造纸厂尾水，在芦苇

生长期间，不定期的进行污水排灌。

在调查期间，两处芦苇湿地中的芦苇群

落，长势良好，植株高度在～之

60200 cm 间，盖度在以上。地上生物量在 80 % 0.975

～1.53 kg/m 2干重之间，地下部分生物量与(

) 地上部分生物量之比在～之间。

1.5

2.5 研究方法

1.2 采集灌渠上距泵站 0, 500, 1 000, 2 000 m

处各点水样和苇田田面、地下～处潜

4060 cm 水水样。年月和月的两次观测采样

2003 7 9 分析。同时观测和收集有关影响灌溉水量的野

外资料，如泵站抽水量、渗漏量、出口排出量、同期降水量与蒸发量等资料数据。调查采集

的水样指标主要有总氮，总磷 ( TN ) ( TP

，)NO 3，-N PO 4。其中采取过硫酸氧化还原法，然后对氧化后的产物-P TN, TP NO 3-N, PO 4进

-P 行测定，NO 3采用酚二磺酸比色法测定，-N PO

4采用磷钼蓝比色法测定。-P 本文主要采用模糊数学法[12]，通过计算水资源价值来确定湿地的净化功能价值。不同水

质的水资源具有不同的价格，污水在进行净化前后的价值变化之差，就是芦苇湿地净化功能的价值。

净化效果分析

2 芦苇湿地对污染物的截留效用

2.1 新2.1.1 洋港芦苇湿地灌渠子系统对污染物的截留效应从引淡河进入芦苇湿地过程中， 其携带的营养元素和有机污染浓度均有所下降，表显示了灌溉水在从地表经过长 1 2 000 m 的支渠流向苇田的，浓度的变化，其削减率分别为，。在此过程中，

TN TP 23.3 %18.3 %各形态营养元素被截留的量也各不相同，NO 3-N, PO 4的截留率明显高于，分-P

TN, TP 别有 ，。

45.6 %29.6 %在个月的时间内月中旬第三次灌溉至月下旬的最后一次排水，苇田地表水各 2 ( 7 9 )营养元素和有机物浓度变化差异较大图，各物质的浓度均为下降，体现了苇田对污染 ( 2 )的净化功效，其中， TN PO 4降幅最大，均超过了，其次是。

-P 82 % TP 对苇田芦苇群落土壤剖面的观察和分析发现，从地表到地下之间是芦苇根茎和须 50 cm 根集中分布的地层，由于芦苇群落的生物量大、生产力高，根区的微生物活动旺盛，生物体对营养物质的吸收较多，水流经苇田地表下以内的土壤时，营养物质的截留作用最 60 cm 大。表是苇田地下～潜流水体与灌水时苇田地表水各营养物质和有机物浓度的比

2 40

60 cm 图芦苇湿地人工灌溉灌渠系统示意图

1 Fig.1 The canal system of reed fields irrigation

海洋通报卷92 25 较，磷酸盐的截留最大，达。

95.652 %黄沙港芦苇湿地苇田子系统对污染物的截留效应与新洋港芦苇湿地相比，黄沙港2.1.2 的芦苇湿地是处于一种高污染负荷、超强度的灌排系统。灌溉水在芦苇湿地地表流动过程中，水体在渠道系统中的截留率为～，在苇田的截留率为～ TN, TP 6.5 %8.7 % 61.3 %86.初始值为进入苇田的各物质的浓度，总体的截留率为～。但由于灌溉水2 % ( ) 64.7 %87.4 %体中污染物含量高，不定期排灌方式使污水在芦苇湿地中滞留时间较短等原因，污水经过湿

地过滤，各污染物的浓度依然超标，的浓度分别高达和TN, TP 14.154 mg/L 1.125

，分mg/L 别是新洋港湿地灌溉泵站处的倍和倍。

2.2

3.6 海岸芦苇湿地对污染物的净化量估算

2.2 本文主要是从芦苇群落分布面积与湿地中灌溉水量与水质的变化来估算芦苇湿地对污染物质净化通量。因此，估算湿地对污染物的净化通量，灌入和排出的水量平衡是关键。养分去除总量也是根据灌入和排出水体中的浓度值估算的：

R ＝Q in ×C in －Q out ×C out ( 1 )

式中：R 为系统养分去除总量； Q in 为泵站输入水量； C in 为泵站输入水养分浓度； Q out 为排

出水量，Q out = Q in ＋Q rain －Q ep －Q ，soil 其中 Q rain 为同期降水量， Q ep 为同期蒸发量， Q

soil 为被苇 田土壤所吸收的水量，这里 Q

out 又可以看成是地下潜流入海部分与地表排出部分之和； C out 为苇田排出水养分浓度。

本研究的芦苇湿地调查是在夏季最后一次灌排期进行的，故估算主要以调查期的数据为主，并根据降雨量、灌溉水量等外推另外两次排灌对污染物质的净化效果。根据泵站抽水能

力与抽水时间以及当地气象台站同期观测数据，夏季灌溉水量约× 2.67106 ，同期降水量

t 为，虽然在盐城海岸带一年的蒸发量比降雨量要高出以上，但在气温高、414 mm 500 mm 降雨多、空气湿度较大的夏季，同期蒸发量与降水量相差不大，为。苇田由于植物 441 mm 蒸腾过程的影响，损失水量难以估算，可以认为蒸腾水量包括在蒸发量中，因为灌溉期整个苇田面上都有水。根据研究区土壤特性和地下潜水位深度，可以假设土壤部分吸收的水量为。此外，因灌溉沟渠宽度在～之间，而且在灌溉期间沟渠两侧的芦苇长势良 45 mm 1 3 m 好，盖度在以上，因此可将这部分的湿地当成苇田同等看待。

50 % 根据以上条件，新洋港夏季灌排月日—月日，抽水量约为× ( 7 15 9 22 ) 2.67106m 3，

苇田地表排水量为× 0.67106m 3，地下渗漏潜流入海的量为×1.04106m 3。第一次灌排月 ( 2

日—月日抽水量×15 4 10 )

1.33106m 3，降雨、蒸发，苇田地表排水量为 110 mm 125 mm ，地下渗漏潜水入海量为×0 0.53106m 3；第二次灌排月日～月日抽水量为 ( 5 15 6 20 )

2.67

×106m 3，降雨、蒸发，苇田地表排水为× 89 mm 122 mm 0.67106 m 3，地下渗漏潜流入海量