第18卷第4期上海海洋大学学报V o.l18,N o.4 2009年7月J OURNA L O F S HANGHA I OCEAN UN I V ERSITY Ju l y,2009文章编号:1674-5566(2009)04-0435-08
程婧蕾，王丽卿，季高华，张瑞雷，范志锋
(上海海洋大学水产与生命学院，上海201306)
摘要:2006年10月至2007年9月以叶绿素a、总氮、总磷、高锰酸盐指数、氨氮等为主要水质指标，选用营养状态指数、多样性指数以及浮游植物优势种等生物指示法对上海市10个公园景观水体的水环境质量进行了分析和评价。结果表明，鲁迅公园、中山公园、黄兴公园、世纪公园的水体水质达到国家地表水环境质量标准(G B3838-2002)Ô类标准；杨浦公园、人民公园、静安公园、共青森林公园水体水质达到Õ类标准；而长风公园及和平公园的水体水质则属劣Õ类。营养状态指数法评价结果表明夏季营养状态指数最高，为中度富营养；冬季最低，为轻度富营养。静安公园水体为中营养水平，和平公园水体接近重度富营养，其他各公园水体均为轻度富营养。运用Shannon-W iener指数、M arg alef指数评价各公园水体水质结果不完全一致，但都表明
10个公园水体均受到不同程度的污染。利用浮游植物优势种评价水质结果为：除静安公园和中山公园水体外，其他各公园人工湖均面临着水体富营养化问题。
关键词：景观水体；富营养化评价；综合营养状态指数；生物多样性
中图分类号:X820文献标识码:A
Eutrophication eval uation of landscape
waters i n te n urban parks i n Shanghai
CHENG Ji n g-le,i WANG L-i q i n g,JI Gao-hua,Z HANG Ru-i le,i FAN Zh-i feng
(College of F isher ies and L i f e S cience,Shangha i O cean University,Shanghai201306,China)
Abst ract:W ater quality i n ten parks i n Shanghai c ity w as evaluated based on such m ain w ater para m eters as Chla,TN,TP,C OD M n and NH3-N i n vesti g ated fr o m O ctober2006to Septe mber2007.Co m prehensive tr ophic state index TLI(E),Shannon-W iener i n dex H,M argalef i n dex D and phytoplank ton do m i n ant spec i e s w ere used to va l u e t h e w ater troph ic state.A ccord i n g to Surface W ater Env ironm ent Criteria o f China(GB3838-2002),w ater qua lity o f Luxun park,Zhongshan par k,H uangx ing park and Century par k w as considered as GradeÔ,Yangpu par k,R enm i n park,Ji n gan par k and Gongq i n g Forest park w as consi d ered as G radeÕ, neverthe lessl y,Chang feng par k and H ep i n g par k w as worse than G radeÕ.The eva l u ation result o f TL
I(E) i n dica ted the w ater quality w as at m eso-trophication and in summ er li g h-t eutr ophication in w i n ter.W ater qua lity o f Ji n g.an park w as atm eso-trophicati o n and that ofH eping park w as nearl y at heavy-eutrophication. The other par ks w ere at ligh-t eu trophicati o n.The evaluati o n resu lts on Shannon-W i e ner i n dex and M arga l e f i n dex i n dica ted tha t the l a ndscape w ater i n par ks w as po lluted m ore or less.Except Ji n g.an park and Zhongshan par k,the landscape w ater i n parks w as at eutroph ication accor d i n g to phy top lankton do m inan t
收稿日期:2008-12-15
基金项目：上海市重点学科水生生物学建设项目基金(S30701)
作者简介：程婧蕾(1984-)，女，上海人，硕士研究生。专业方向为水生生物学。E-m ai:l m
通讯作者：王丽卿,E-m ai:l lqw ang@s hou.edu
species eva l u ti o n .K ey w ords :landscape w ater in par k ;eutrophication evaluati o n ;co m prehensi v e trophic state i n dex ;diversity i n dex
公园水体作为人工水生态环境的主要组成部分，对城市人民的生活发挥着重要作用。它不仅美化了人
们居住的城市景观；还改善了局部小气候，优化生态环境。然而，人口增长、工业化和城市化进程的不断发展，使得全国有93%的公园水体遭到不同程度污染
[1]
。据不完全统计，目前上海市人工水域面
积已经超过210万m 2[2]
。本文对上海市区典型的10个公园水体进行了水质指标和生物指标的周年调查，综合分析了各公园水体的水环境质量及富营养化状况，为公园景观水体水质管理维护提供基本资料。
1 材料和方法
1.1 调查对象
选取上海市10个具有代表性、人流量比较大的公园：杨浦区共青森林公园、黄兴公园、杨浦公园；虹口区鲁迅公园、和平公园；浦东新区世纪公园；普陀区长风公园；长宁区中山公园；静安区静安公园以及黄浦区人民公园，对以上10个公园水体的水环境质量状况进行营养水平的评价和分析。
1.2 调查方法
从2006年10月至2007年9月，每月中旬进行水样和浮游植物样品的采集。每个公园人工湖泊分别选取4个采样点(包括上、下风口)，用采水器在每个采样点距离湖面0.5m 水层采集水样,4个采样点水样等量混合后，取1L 水固定后用于浮游植物定量，剩余水样用于叶绿素a(Ch la)、总氮(TN )、总磷(TP)、高锰酸盐指数(COD M n )以及氨氮(NH 3-N)等指标的测定，方法参照文献[3-4]
。用浮游生物网在水面0.5m 水层采集浮游植物定性样品，浮游植物的定性定量分析方法参考文献[5-6]。
1.3 数据分析
1.3.1 营养状态指数
营养状态指数计算公式为
[7]
:
TLI(chla )=10(2.5+1.086ln ch la )(1)
TLI(TP )=10(9.436+1.624ln TP )(2)TLI (TN )=10(5.453+1.694ln TN )(3)TLI(SD )=10(5.118-1.94ln SD )(4)TLI(COD M n )=10(0.109+2.661l n COD M n )
(5)TLI(E )=E ]
j =1
对鲁迅的评价w j @TL I(j)(6)
表1 水质类别与评分值
Tab .1 W ater qua lity grades and scor i ng value
营养状态分级平分值TL I (E )贫营养
0<TLI (E )[30中营养30<TL I(E )[50轻度富营养50<TL I(E )[60中度富营养60<TL I(E )[70重度富营养
70<TL I(E )
式中:TLI (E )表示综合营养状态指数;TLI (j)代表第j 种参数的营养状态指数;w j 为j 种参数的营养状态指数的相关权重。湖泊富营养化状态分级标准见表1。
1.3.2 生物多样性指数
运用Shannon-W iener 多样性指数H 值、M argalef 丰富度指数D 值作为浮游植物落多样性指数
[8-10]
，公式如下:
H =-E s
i =1
n i N log 2n i
N ,D =S -1l n N
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式中:N 为总个体数;n i 为第i 物种个体数;S 为物种数;
评价标准为:H =0~1，水质重污染;H =1~2，水质A -中污型;H =2~3，水质B -中污型;H >3，水体清洁。
D =0~1，水质为多污型;D =1~2，水质A -中污型;D =2~3，水质B -中污型;D =3~4为寡污型;D >4表示水体清洁。
2 结果
2.1 公园水体水质及等级状况
根据10个公园每个月测定的COD M n 、NH 3-N 、TP 、TN 等四项主要水质指标各120个数据，依据地表水环境质量标准GB2002-3838，对各个公园各项水质指标划分水质等级，计算各水质等级所占比例见表2。
表2 公园水体水质指标等级百分比
Tab .2 The percen tage of grade of four water quality para m eter s on s u rface water environ m ent criteria
项目Ò类水Ó类水Ô类水Õ类水劣Õ类水COD M n 1.67%17.
50%
68.33%12.50%
N H 3-N 40.83%32.50%11.67%8.33% 6.67%TP 60.83%26.67% 5.00%1.67% 5.83%TN
5.00%
34.
17%
20.00%
17.5%
23.33%
注：等级划分参地表水环境质量标准GB3838-2002
从表2可以看出,4项主要水质指标中，无I 类水。10个公园水体COD M n 均未超Õ类水质标准([15m g /L)，但是I V 类水占68.33%;120个NH 3-N 数据中,II -III 类占73.33%，劣V 类(>2m g /L)占6.67%；绝大多数公园水体的TP 都达到Ò-Ó类标准([0.2mg /L)，占87.5%，处于劣V 类的TP 数据共7个，其中和平公园占6个。TN 数据中II 类水占5%,Õ类及劣V 类水质(>2m g /L)占40.83%,2007年8月10个公园TN
均为劣Õ类水质标准，均值高达3.90m g /L ；和平公园水体TN 只在2006年10月、2007年7月和9月达到Õ类，其余9个月均属劣Õ类水质标准。
10个公园水质指标的年均值如表3所示，鲁迅公园、中山公园、黄兴公园以及世纪公园的水体水质达Ô类标准，其中世纪公园水体水质状况最好；杨浦公园、人民公园、静安公园以及共青森林公园水体水质达Õ类标准；而长风公园、和平公园的水体水质则属劣Õ类，且和平公园水质状况最差，其各项指标浓度均值都高于其他九个公园。根据OECD 关于总氮富营养化标准(TN>1.875mg /L 为富营养)[11]
，和平公园水体TN 含量均值为2.64m g /L ,12个月的数据中有10个月超过1.875m g /L ，水体已呈富营养化;OECD 总磷富营养化标准(0.03~0.10m g /L 为富营养,>0.10m g /L 为超富营养)，和平公园水体12个月TP 数据中有11个月超过0.10m g /L ，其TP 含量均值为0.55m g /L ，已为超富营养化水体。其他公园水体的TP 含量也均达富营养化水平。
表3 各公园主要水质指标浓度均值及水质等级Tab .3 The annual average con cen trati on of w ater quality para m e ters and the respond ing eva l u ti on grad es i n park s
m g/L
公园名称TN TP NH 3-N COD M n 杨浦公园1.74(V )0.12(III)
0.65(III)
7.
00(I V )人民公园1.54(V )0.12(III) 1.43(I V)8.31(I V )和平公园2.64(劣V )0.55(劣V) 1.45(I V)9.42(I V )鲁迅公园 1.30(I V )0.11(I V)0.76(III)7.07(I V )静安公园1.75(V )0.05(II)0.83(III)6.79(I V )长风公园2.05(劣V )0.12(I V)0.77(III)8.48(I V )世纪公园0.92(III)0.07(II)0.53(III)6.54(I V )中山公园 1.20(I V )0.10(II)0.69(III)7.00(I V )黄兴公园 1.06(I V )0.08(II)0.73(III)7.55(I V )共青森林公园
1.73(V )
0.15(III)
0.48(II)
7.97(
I V )
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4期 程婧蕾，等：上海市10个城市公园景观水体富营养化评价
2.2 公园水体水质动态变化
图1为公园水体TP 月变化，从图中可以看出，除和平公园水体外，其他公园水体TP 月变化规律基本一致，均在2007年2月达到最低值,7月出现峰值；且水体TP 波动不大，冬季略低，夏季略高。和平公园水体TP
浓度明显高于其他公园水体。
图1 公园水体TP 月变化
F i g .1 M onthly variati on of T P in park w ater
公园水体TN 月变化见图2。各公园TN 变化不完全相同，但所有公园都在8月份出现高值。鲁迅
公园、人民公园、共青森林公园、杨浦公园等4个公园在冬末春初浓度较高，其他公园则除8月份外,TN
月变化波动不大。
图2 公园水体TN 月变化
F ig .2 M onth l y var i a ti on o f TN i n pa rk w ate r
由图3可以看出，各公园水体COD M n 月变动较大，且变化规律不明显。总体上来说,5、6月份和10月份含量较高。10个公园水体COD M n 在调查期间均达到国家对一般景观水体水质的要求。
2.3 公园水体营养状态评价
10个公园水体的富营养化状态指数见图4，根据湖泊富营养化状态分级标准(见表1)得出：静安公园水体TLI(E )最低，水质良好，属于中营养；和平公园水体，其综合营养状态指数达69，接近重度富营养，污染最为严重；其他各公园水体均属轻度富营养。
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图3 公园水体COD M n 月变动
F i g .3 M ont h l y variati on of COD M n i n park w
ater
图4 公园水体综合营养状态指数F i g .4 TLI (E )i n pa rk w ate r dur i ng the survey period
公园水体平均综合营养状态指数月变化见图5。由图5可知，综合营养状态指数分别在2007年6月和8月出现最高值和次高值，在2007年1月出现最低值。在调查期间，夏季营养程度最高,6月和8月的营养状态指数都超过了60，属中度富营养；其次是秋季；冬季营养程度最低，但即使是冬季，营养状
态指数值最低的1月份，其值也超过了50,
属于轻度富营养状态。
图5 公园水体综合营养状态指数月变化F i g .5 M onthl y variati on of TLI (E )in park w ater
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