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2019—2021年太湖三山島湖濱帶景觀結(jié)構(gòu)特征與水質(zhì)分析

2023-12-14 10:25孫一鳴馮育青
濕地科學(xué) 2023年5期
關(guān)鍵詞:水域平均值斑塊

孫一鳴,朱 穎,2*,馮育青,汪 輝

(1.蘇州科技大學(xué)建筑與城市規(guī)劃學(xué)院,江蘇 蘇州 215011;2.江蘇太湖濕地生態(tài)系統(tǒng)國家定位觀測站,江蘇 蘇州 215000;3.蘇州市濕地保護(hù)管理站,江蘇 蘇州 245000;4.南京林業(yè)大學(xué)風(fēng)景園林學(xué)院,江蘇 南京 210037)

湖濱帶是連接湖泊與陸地的過渡區(qū)域,其具有隔離、緩沖和攔截污染物、提供動植物棲息地、維持生物多樣性和凈化水質(zhì)等功能[1-3]。受過度開發(fā)、風(fēng)浪沖刷和底泥淤積等的影響,湖濱帶的景觀結(jié)構(gòu)正在發(fā)生變化,水環(huán)境受到威脅。

景觀結(jié)構(gòu)表征了景觀類型(區(qū)域內(nèi)土地利用類型)和景觀配置特點(區(qū)域內(nèi)景觀斑塊的空間分布和配置),其對生態(tài)和水文過程具有一定影響[4-5]。景觀聚集度和破碎度等對流溪河的水質(zhì)產(chǎn)生了不同程度的影響[6]。斑塊密度和蔓延度分別與洪澤湖水體中的總氮含量、總磷含量顯著相關(guān)[7]。斑塊分離程度和破碎化程度越低,伊河水體的水質(zhì)越差[8]。貢湖灣北岸退漁還湖生態(tài)修復(fù)工程重構(gòu)了景觀結(jié)構(gòu),通過影響水流而改善了水質(zhì)[9]。上海市鸚鵡洲濕地生態(tài)修復(fù)后,濱岸帶多樣化的斑塊類型加強(qiáng)了水質(zhì)凈化功能[10]。由此可見,不同尺度的景觀結(jié)構(gòu)能對水質(zhì)產(chǎn)生一定的影響。探討重構(gòu)的景觀結(jié)構(gòu)對水質(zhì)的影響,對未來湖濱帶的生態(tài)修復(fù)具有重要意義。

太湖濕地在長三角綠色生態(tài)一體化發(fā)展中發(fā)揮著重要作用[11]。太湖受岸線、地形和島嶼等地理因素影響,風(fēng)浪較強(qiáng),其有效波高平均值為0.523 m[12]。風(fēng)浪的沖刷不僅損壞了太湖湖濱帶的結(jié)構(gòu),也影響了太湖的水質(zhì)。已經(jīng)開展了湖濱帶的生態(tài)環(huán)境恢復(fù)[13]、水生植物恢復(fù)[14]和生態(tài)系統(tǒng)功能恢復(fù)[15]等方面的研究,修復(fù)后的湖濱帶對湖泊水質(zhì)有一定的改善作用。蘇州市太湖中的三山島的湖濱帶常年受風(fēng)浪沖刷,土壤流失,近岸水體中的懸浮顆粒物增多,水生植物生長不良,水質(zhì)惡化。2008年以來,在三山島開展了環(huán)島湖濱帶生態(tài)建設(shè),營造生態(tài)微島,使水質(zhì)得到明顯改善[16-17]。本研究于2019年1月至2021年12月,對江蘇蘇州太湖三山島國家濕地公園東南部湖濱帶的生態(tài)微島及其附近水體的水質(zhì)進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測,研究景觀結(jié)構(gòu)與水質(zhì)的關(guān)系,以期為未來湖濱帶生態(tài)建設(shè)提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)

本研究以江蘇蘇州太湖三山島國家濕地公園東南部湖濱帶的生態(tài)微島及其附近的水域為研究區(qū)(圖1)。江蘇蘇州太湖三山島國家濕地公園位于蘇州市西南部的太湖之中,行政上隸屬于蘇州市吳中區(qū)東山鎮(zhèn)。

圖1 研究區(qū)位置和采樣點分布示意圖Fig.1 Sketch map of location of the study area and water quality monitoring points

蘇州市的氣候?qū)儆趤啛釒Ъ撅L(fēng)海洋性氣候,夏季盛行東南風(fēng),冬季盛行西北風(fēng)。三山島的年降水量為1 100 mm,降水集中在5月至8月。研究區(qū)中水域的平均水深為2.5 m,水流速度為6~8 cm/s。三山島作為湖心島,夏季,受風(fēng)浪的影響,湖濱帶附近水體中的懸浮顆粒物較多,水體透明度較低,水生植物的生長受到抑制。

為了解決湖濱帶受風(fēng)浪沖刷的問題,2008年以來,在江蘇蘇州太湖三山島國家濕地公園中,實施了環(huán)島湖濱帶生態(tài)建設(shè),營造了總面積為200 hm2的生態(tài)微島。生態(tài)微島區(qū)由帶狀和團(tuán)狀微島以及水域組成。帶狀和團(tuán)狀微島都用湖底底泥堆筑,并堆置塊石加固。帶狀微島分布在外側(cè),團(tuán)狀微島分布于帶狀微島的內(nèi)側(cè)。在生態(tài)微島上人工種植了腺柳(Salix chaenomeloides)等植物,隨著生態(tài)微島穩(wěn)定性的增強(qiáng),植物在自然恢復(fù)。為了減小風(fēng)浪對生態(tài)微島的侵蝕,定期對生態(tài)微島進(jìn)行維護(hù)。在研究區(qū)中,生態(tài)微島區(qū)的面積為145.54 hm2,該區(qū)相對獨立而且結(jié)構(gòu)特征突出,水體的水質(zhì)變化明顯。

1.2 水樣采集和測試分析

根據(jù)實地情況和水流方向,在生態(tài)微島區(qū)設(shè)置了3 個采樣點(采樣點1、采樣點2 和采樣點3),在生態(tài)微島區(qū)外圍未被干擾的對照區(qū)水域中,設(shè)置了1個對照采樣點(采樣點4)(見圖1)。

在2019 年至2021 年的每個月,各采集水樣1次。每次采樣,在每個采樣點采集1份水樣。選擇的每個采樣日的天氣都為晴朗、微風(fēng)的天氣。

采樣時,在0.5~1 m深度處的湖水中,利用有機(jī)玻璃采水器,平行采集3份水樣,將其充分混合后,裝入500 mL 的聚乙烯瓶內(nèi),密封、冷藏保存,運回實驗室。在采樣現(xiàn)場,利用賽克盤,測量水體透明度;利用便攜式溶解氧測定儀(JPB-607A),測定水體中的溶解氧含量。

參照文獻(xiàn)[18]中的方法,在實驗室中,采用重量法,測定水樣中的固體懸浮物含量;利用分光光度儀(722N),測定水樣中的總磷含量;利用759S紫外可見分光光度計,測定水樣中的總氮含量;采用丙酮萃取分光光度法,測定水樣中的葉綠素a 含量。為了保證實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性,對每份樣品進(jìn)行3次重復(fù)測定,取其平均值作為實驗數(shù)據(jù)。

1.3 土地利用類型劃分

采用目視解譯的方法,利用2021 年8 月16 日的高分二號衛(wèi)星影像數(shù)據(jù),結(jié)合實地調(diào)查資料,在ArcGIS 10.8軟件平臺上,對影像進(jìn)行配準(zhǔn),提取出2021年太湖三山島地物的矢量數(shù)據(jù)。解譯結(jié)果的精度大于90%。參照文獻(xiàn)[19],將研究區(qū)的土地利用類型劃分為林地和水域2種類型。

1.4 景觀指數(shù)選擇

考慮景觀結(jié)構(gòu)對水質(zhì)的影響[20-21],結(jié)合生態(tài)微島的特點和尺度,選擇可能影響水質(zhì)的斑塊數(shù)、斑塊密度、景觀形狀指數(shù)、斑塊所占景觀面積比例、最大斑塊指數(shù)、周長面積分維數(shù)、斑塊聚集度指數(shù)、斑塊結(jié)合度指數(shù)和景觀分離度指數(shù),利用Fragstats 4.0 軟件,計算出各景觀指數(shù),開展相關(guān)研究。

1.5 數(shù)據(jù)分析方法

采用單因子水質(zhì)標(biāo)識指數(shù)法,將水質(zhì)指標(biāo)實測值與《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838—2002)[22]的對應(yīng)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較,判定采樣水域的污染狀況。

采用單因素方差分析方法,利用SPSS 26.0軟件,分析和檢驗各采樣點水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)差異的顯著性。

采用Pearson 相關(guān)分析方法,利用SPSS 26.0軟件,分析景觀指數(shù)值與各水質(zhì)指標(biāo)值的關(guān)系。

2 結(jié)果與分析

2.1 生態(tài)微島的空間形態(tài)和布局特點

2.1.1 空間形態(tài)

生態(tài)微島由帶狀和團(tuán)狀微島構(gòu)成。根據(jù)生態(tài)微島的平面形態(tài)特征,提取了帶狀、團(tuán)狀微島和面狀水域的輪廓信息,以直觀顯示其平面的空間關(guān)系(圖2)。

將生態(tài)微島區(qū)拆分為多個空間單元,將微島、土丘和水域抽象為點狀、線狀和面狀。每個單元由點狀微島、線狀土丘和面狀水域構(gòu)成。線狀土丘處在單元邊界,來限定空間范圍和劃分內(nèi)、外空間單元;點狀微島分散于線狀土丘一側(cè),隨機(jī)分布;面狀水域充斥其間,包圍線狀土丘和點狀微島。這種空間單元將林地與水域有效地組織協(xié)調(diào)起來,組成的模塊靈活、多樣,適用于不同尺度的修復(fù)水域。

圖3顯示,各個單元依次疊加,規(guī)模逐漸增大,以適應(yīng)環(huán)境的變化和使用功能上的需求。從湖岸到修復(fù)水域區(qū),連續(xù)的幾組單元形成一個組團(tuán),整個組團(tuán)由多組線狀土丘、點狀微島和面狀水域構(gòu)成,點狀微島散點式分布在線狀土丘一側(cè),越靠近湖岸處,集聚性特征越明顯,整個區(qū)域呈現(xiàn)出“多斑塊結(jié)構(gòu)”特征。多個斑塊疊加,削弱了風(fēng)浪對岸線的侵蝕,減少了底泥再懸浮和無機(jī)顆粒物的輸入,有效提高了水體透明度。這種由單元形成的組團(tuán),具有一定規(guī)模性,提高了修復(fù)水域內(nèi)部小環(huán)境的穩(wěn)定性。

圖3 生態(tài)微島區(qū)的空間單元及其組團(tuán)平面示意圖Fig.3 Plane schematic diagram of spatial unit of the ecological micro-island area and its group

2.1.2 布局特點

生態(tài)微島單元呈現(xiàn)出“帶狀間隔、團(tuán)狀散布”的布局特點,即由帶狀微島為主導(dǎo),規(guī)格不一的團(tuán)狀微島均勻散布。最外層連續(xù)性的帶狀微島抵擋了外部風(fēng)浪的沖刷、阻隔了污染物、減少了風(fēng)浪對內(nèi)部小環(huán)境的干擾。

單元形成的組團(tuán)由多組帶狀和團(tuán)狀微島構(gòu)成,呈現(xiàn)出“層疊遞進(jìn)式”的布局特點。邊界輪廓決定了整個生態(tài)微島區(qū)的平面形態(tài),如圖2所示,最外層的帶狀島嶼,作為直面風(fēng)浪的屏障,連續(xù)性較強(qiáng),根據(jù)水下地形和水流變化呈現(xiàn)出流暢的曲線型,在靠近湖岸處呈半連續(xù)性,適當(dāng)位置的斷口有利于水體的流動與交換;團(tuán)狀微島作為內(nèi)部結(jié)構(gòu),面積小、數(shù)量多,輪廓同樣是流暢的閉合性曲線,在帶狀微島的包圍下呈散點分布。此外,由外圍水域至湖岸處,團(tuán)狀微島的數(shù)量層層遞增,密度增大,集聚性顯著。太湖水體將帶狀微島與團(tuán)狀微島融合成一體,在整個研究區(qū)內(nèi)呈現(xiàn)出以帶狀微島為骨架,融合團(tuán)狀微島的“層疊遞進(jìn)式”的布局特點。

2.2 生態(tài)微島區(qū)的景觀結(jié)構(gòu)特征

在生態(tài)微島區(qū)中,水域的面積為128.42 hm2,占生態(tài)微島區(qū)總面積的88.24%,林地面積為17.12 hm2,占生態(tài)微島區(qū)總面積的11.76%。

生態(tài)微島區(qū)中水域的斑塊數(shù)、斑塊密度、景觀形狀指數(shù)、周長面積分維數(shù)、最大斑塊指數(shù)、斑塊所占景觀面積比例、斑塊聚集度指數(shù)、斑塊結(jié)合度指數(shù)和景觀分離度指數(shù)的平均值分別為3塊、2.06塊/100hm2、8.48、1.67、88.09%、88.23%、99.34%、99.99%和0.22;林地的對應(yīng)景觀指數(shù)的平均值分別為88 塊、60.46 塊/100hm2、19.01、1.81、1.25%、11.76%、95.63%、98.67%和0.99。

林地的斑塊數(shù)和斑塊密度值都遠(yuǎn)大于水域,說明景觀中林地斑塊較多且分布較為連續(xù)。水域斑塊的分布相對分散,林地的破碎化程度比水域大。林地景觀形狀指數(shù)和周長面積分維數(shù)值都大于水域,說明林地斑塊的形狀多樣,并且更加復(fù)雜。林地的景觀分離度指數(shù)值遠(yuǎn)大于水域,說明林地斑塊的面積很小,斑塊分布的離散程度高。

水域的最大斑塊指數(shù)和斑塊所占景觀面積比例都遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于林地,說明水域是景觀中的優(yōu)勢的大面積斑塊,雖然景觀中有較多的林地斑塊,但是林地的最大斑塊面積很小。

林地與水域的斑塊聚集度指數(shù)和斑塊結(jié)合度指數(shù)值很接近,說明景觀中以水域斑塊為主,水域斑塊的聚集程度高、連續(xù)性好,多個林地小斑塊高度連接、連通性強(qiáng)。

2.3 研究區(qū)中水域的水質(zhì)狀況

依據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838—2002)[22],評價研究區(qū)水域的水質(zhì)狀況。

由圖4、圖5 和圖6 可知,2019 年至2021 年各月,對照區(qū)的采樣點4水體中的固體懸浮物、總氮、總磷和溶解氧含量值幾乎都大于生態(tài)微島區(qū)3 個采樣點水體中對應(yīng)各指標(biāo)值,其水體透明度都小于生態(tài)微島區(qū)3個采樣點的水體透明度;4個采樣點水體中的葉綠素a含量的變化規(guī)律相似。

圖4 2019年各月研究區(qū)4個采樣點水體的6個水質(zhì)指標(biāo)值Fig.4 The values of 6 water quality indexes in waters at 4 sampling points in the study area in in each month of 2019

圖5 2020年各月研究區(qū)4個采樣點水體的6個水質(zhì)指標(biāo)值Fig.5 The values of 6 water quality indexes in waters at 4 sampling points in the study area in in each month of 2020

圖6 2021年各月研究區(qū)4個采樣點水體的6個水質(zhì)指標(biāo)值Fig.6 The values of 6 water quality indexes in waters at 4 sampling points in the study area in in each month of 2021

由表1可知,生態(tài)微島區(qū)和對照區(qū)采樣點水體中總氮含量和溶解氧含量的年平均值都在逐年減小,而其總磷含量的年平均值都是2020年的最大,2019年的最小。

表1 2019年至2021年研究區(qū)4個采樣點水體中總氮、總磷和溶解氧含量的年平均值Table 1 The annual average values of total nitrogen,total phosphorus and dissolved oxygen contents in waters at 4 sampling points in the study area in 2019,2020 and 2021

在生態(tài)微島區(qū),2019 年采樣點水體中的總氮含量的年平均值為1.04 mg/L(大于1.0 mg/L 且小于1.5 mg/L),因此,從總氮含量的年平均值看,2019 年生態(tài)微島區(qū)的水域?qū)儆冖纛愃颍?020 年和2021年的總氮含量的年平均值分別為0.90 mg/L和0.55 mg/L(都大于0.5 mg/L 且小于1.0 mg/L),因此,從總氮含量的年平均值看,2020 年和2021年生態(tài)微島區(qū)的水域都屬于Ⅲ類水域。在對照區(qū),2019年和2020年采樣點水體中的總氮含量的年平均值分別為1.24 mg/L 和1.12 mg/L(都大于1.0 mg/L 且小于1.5 mg/L),因此,從總氮含量的年平均值看,2019年和2020年對照區(qū)的水域都屬于Ⅳ類水域;2021年的總氮含量的年平均值為0.74 mg/L(大于0.5 mg/L 且小于1.0 mg/L),因此,從總氮含量的年平均值看,2021 年對照區(qū)的水域?qū)儆冖箢愃颉?/p>

在生態(tài)微島區(qū),2019年和2021年采樣點水體中的總磷含量的年平均值分別為0.06 mg/L 和0.09 mg/L(都大于0.05 mg/L 且小于0.1 mg/L),因此,從總磷含量的年平均值看,2019 年和2021 年生態(tài)微島區(qū)的水域?qū)儆冖纛愃颍?020 年的總磷含量的年平均值為0.13 mg/L(大于0.1 mg/L 且小于0.2 mg/L),因此,從總磷含量的年平均值看,2020年生態(tài)微島區(qū)的水域?qū)儆冖躅愃?。在對照區(qū),2019年和2021年采樣點水體中的總磷含量的年平均值分別為0.13 mg/L 和0.19 mg/L(都大于0.1 mg/L 且小于0.2 mg/L),因此,從總磷含量的年平均值看,2019 年和2021 年對照區(qū)的水域都屬于Ⅴ類水域;2021 年的總磷含量的年平均值為0.31 mg/L(大于0.2 mg/L),因此,從總磷含量的年平均值看,2021年對照區(qū)的水域劣于Ⅴ類水域。

在生態(tài)微島區(qū),2019年和2020年采樣點水體中的溶解氧含量的年平均值分別為8.42 mg/L 和8.02 mg/L(都大于7.5 mg/L),因此,從溶解氧含量的年平均值看,2019年和2020年生態(tài)微島區(qū)的水域?qū)儆冖耦愃颍?021 年采樣點水體中的溶解氧含量的年平均值為7.39 mg/L(大于6.0 mg/L 且小于7.5 mg/L),因此,從溶解氧含量的年平均值看,2021 年生態(tài)微島區(qū)的水域?qū)儆冖蝾愃颉T趯φ諈^(qū),2019 年、2020 年和2021 年采樣點水體中的溶解氧含量的年平均值都大于8.50 mg/L(都大于7.5 mg/L),因此,從溶解氧含量的年平均值看,2019年、2020年和2021年對照區(qū)的水域都屬于Ⅰ類水域。

2.4 景觀結(jié)構(gòu)與水域水質(zhì)的關(guān)系

由表2可知,水體透明度值分別與最大斑塊指數(shù)值、斑塊聚集度指數(shù)值顯著負(fù)相關(guān);水體中的溶解氧含量與斑塊聚集度指數(shù)值顯著正相關(guān);水體透明度值、水體中的總氮含量、總磷含量都分別與斑塊結(jié)合度指數(shù)值顯著負(fù)相關(guān)。

表2 9種景觀指數(shù)值與6個水質(zhì)指標(biāo)值之間的相關(guān)系數(shù)Table 2 The correlation coefficients between the values of 9 landscape indexes and 6 water quality indexes

斑塊聚集度指數(shù)值和斑塊結(jié)合度指數(shù)值越大,表示斑塊聚集性和連通性越強(qiáng),有利于對風(fēng)浪作用的消減,使水體中的固體懸浮物含量減小,使水體透明度增大。斑塊的連通性增強(qiáng),延長了水體與林地的接觸時間,增加了水流流程,更有利于植物對水體中氮、磷污染物的吸收和凈化,使水質(zhì)得到改善。

在生態(tài)微島區(qū)中分布著形態(tài)各異、規(guī)格不同的林地斑塊,越靠近湖岸處,林地斑塊的密度越大。水域被林地斑塊劃分為多個半封閉空間,湖水能夠順暢且緩慢地流動,并在未封閉處實現(xiàn)水體交換。三山島湖濱帶被林地斑塊重構(gòu),因而也改變了其水文特征。生態(tài)微島區(qū)中的林地斑塊形狀多樣,破碎度和聚集度都較高,多個斑塊高度連接,具有較強(qiáng)的連通性。對照區(qū)內(nèi)主要為水域景觀,還有幾個很小的林地斑塊。

生態(tài)微島區(qū)中水體透明度的平均值為88.4 cm,其明顯大于對照區(qū)水體透明度的平均值(38.3 cm)。生態(tài)微島區(qū)水體中的固體懸浮物和葉綠素a 含量的平均值分別為13.94 mg/L 和5.98 μg/L,其明顯小于對照區(qū)水體中的固體懸浮物含量的平均值(34.66 mg/L)和葉綠素a含量的平均值(8.15 μg/L)。

2008 年以前,因三山島的環(huán)島湖濱帶缺少屏障,經(jīng)常遭受太湖風(fēng)浪的沖刷,水體中的固體懸浮物較多,水體透明度低,不利于水生植物生長,而且輸入水體的外源污染物量也較大。2008 年,按照水體中的總氮和總磷含量評價,三山島所在的太湖湖心區(qū)水域為劣于Ⅴ類水域。生態(tài)微島建成后,水體的水質(zhì)得到改善,水體中的固體懸浮物減少,水體透明度提升,水生植物得到恢復(fù),水體中的總氮和總磷含量明顯減小。

3 討 論

研究表明,景觀結(jié)構(gòu)對河流水體的水質(zhì)有明顯影響[23-26]。本研究結(jié)果顯示,景觀的最大斑塊指數(shù)和斑塊聚集度指數(shù)值越大,水體的透明度越低;斑塊聚集度指數(shù)值越大,水體中的溶解氧含量越大;斑塊結(jié)合度指數(shù)值越大,水體透明度越低,水體中的總氮含量和總磷含量越小。在城市中,林地斑塊的密度越大,斑塊的整體連通性和聚集度越高,林地對河流水體中污染物的截留和固定作用越顯著,而且在小于100 m的尺度下,在河濱帶臨水分布的林地斑塊具有維持河流水質(zhì)的作用[27]。在本研究中,三山島外圍水域常年受太湖風(fēng)浪的干擾,水體中的固體懸浮物增多,水體透明度較低。生態(tài)微島建成后,林地斑塊的數(shù)量多、密度大,其對太湖的風(fēng)浪具有較強(qiáng)的消減和過濾作用,使水體中的固體懸浮物含量減小,水質(zhì)透明度大幅提高。

在本研究中,林地斑塊的聚集度指數(shù)值和聚合度指數(shù)值都大于95%,林地斑塊發(fā)揮了截留和吸附水體中總氮和總磷的作用,使生態(tài)微島區(qū)水體中的總氮和總磷含量明顯小于對照區(qū)。在東苕溪上游,當(dāng)林地斑塊聚集度高時,斑塊分布密集,而且其之間的連通性強(qiáng),使林地對河流水質(zhì)的凈化作用加強(qiáng)[28]。

在本研究中,林地斑塊的景觀形狀指數(shù)遠(yuǎn)大于水域,生態(tài)微島區(qū)中的林地斑塊形狀復(fù)雜,其曲折的形狀增加了岸線長度,更有利于生物的棲息和活動,能最大化地發(fā)揮湖濱帶的邊緣效應(yīng);生態(tài)微島區(qū)的多斑塊布局呈現(xiàn)出“層疊遞進(jìn)式”的特點,能有效減緩湖水的流動,林地斑塊與水體的接觸時間增長,更有利于發(fā)揮生態(tài)微島區(qū)水體的自凈功能,從而使水質(zhì)得到改善。太湖三山島生態(tài)微島區(qū)建成后,東南部區(qū)域內(nèi)部的小型環(huán)流消失,湖水的水平流速減小85%,水流流速的減小有利于水生植物的恢復(fù),特別是沉水植物的恢復(fù),有利于水體質(zhì)量的改善[29]。在生態(tài)微島區(qū),人工種植了腺柳、蘆葦(Phragmites australis)和茭白(Zizania latifolia)等植物,在附近水域中還生長著荷花(Nelumbo nucifera)、野 菱(Trapa incisa)、苦 草(Vallisneria natans)、菹草(Potamogeton crispus)、狐尾藻(Myriophyllum verticillatum)等植物,水體中的植物能吸收氮和磷,打撈和收割這些植物,即達(dá)到去除水體中總氮和總磷的目的。在三山島,通過打撈和收割水生植物,能去除水體中3.8%的總氮含量和23.3%的總磷含量[29]。在本研究中,生態(tài)微島對水體中總氮和總磷的去除率分別為19.4%和57.1%,對總磷的去除效果更突出。此外,生態(tài)微島交錯的布局將水體中的藍(lán)藻有效地隔離在外圍,通過定點打撈藍(lán)藻,可以降低水體的富營養(yǎng)化程度,因此,生態(tài)微島區(qū)水體中的葉綠素a 含量比外圍水體減小了26.6%。

4 結(jié) 論

太湖三山島的生態(tài)微島的“多斑塊結(jié)構(gòu)”呈現(xiàn)出“層疊遞進(jìn)式”的布局特點,對水體質(zhì)量的提升具有促進(jìn)作用。研究區(qū)的景觀呈現(xiàn)出破碎度和聚集度雙高的特征。最大斑塊指數(shù)、斑塊聚集度指數(shù)和斑塊結(jié)合度指數(shù)是影響水體質(zhì)量的主要因素。

2019 年、2020 年和2021 年,從總氮含量的年平均值看,太湖三山島的生態(tài)微島區(qū)水域分別屬于Ⅳ類、Ⅲ類和Ⅲ類水域;從總磷含量的年平均值看,該區(qū)水域分別屬于Ⅳ類、Ⅴ類和Ⅳ類水域;從溶解氧含量的年平均值看,該區(qū)水域?qū)儆冖耦?、Ⅰ類和Ⅱ類水域?/p>

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