郭立君　董路陽　王林海　張學(xué)斌　韓榮文

摘要：在闡述大黃堡濕地生態(tài)地質(zhì)環(huán)境條件基礎(chǔ)上，選取濕地水涵養(yǎng)狀態(tài)、水文地質(zhì)條件、水土環(huán)境質(zhì)量、生物多樣性及人類工程活動(dòng)等多個(gè)評(píng)價(jià)因子，利用傅勒三角形法確定各評(píng)價(jià)因子的權(quán)重，采用綜合指數(shù)法對大黃堡濕地生態(tài)地質(zhì)環(huán)境脆弱性進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)結(jié)果顯示，大黃堡濕地可劃分為生態(tài)地質(zhì)環(huán)境脆弱性低區(qū)、中等區(qū)、較高區(qū)和高區(qū)4個(gè)區(qū)，其中核心區(qū)西南一帶處于脆弱性低區(qū)，分布面積共為0. 73 km2；濕地北部和南部的蘆葦沼澤、上馬臺(tái)水庫等處于脆弱中等區(qū)，分布面積共13. 27 km2；濕地內(nèi)各村鎮(zhèn)坑塘，北京排污河、狼爾窩引河等水系處于脆弱性較高區(qū)，分布面積共68. 16 km2；大黃堡濕地東部與南部水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)以及村鎮(zhèn)居民區(qū)等處于脆弱性高區(qū)，分布面積共29. 84 km2。

關(guān)鍵詞：生態(tài)地質(zhì)環(huán)境；評(píng)價(jià)因子；脆弱性評(píng)價(jià)；大黃堡濕地

中圖分類號(hào)：X820.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

前言

天津市地處九河下梢，東臨渤海，北依燕山，境內(nèi)河流縱橫，坑塘淀洼星羅棋布，擁有非常豐富的濕地資源，生物多樣性顯著。在天津這樣人口密集的城市區(qū)域，濕地良好的生態(tài)環(huán)境和多樣的生態(tài)服務(wù)功能對城市社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展有重要作用。大黃堡濕地作為天津市“三區(qū)兩帶”生態(tài)安全格局中的重要組成部分，對于天津市乃至京津冀生態(tài)環(huán)境具有重要意義。而由于經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、人口的增加，特別是人類生活生產(chǎn)活動(dòng)的影響，大黃堡濕地極易受到侵占或者破壞。正確評(píng)價(jià)大黃堡濕地生態(tài)地質(zhì)環(huán)境脆弱性，可為天津市生態(tài)平衡布局和濕地保護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

大黃堡濕地為文章研究對象，位于天津武清區(qū)東南部（如圖1所示），地處華北平原、東北部海河流域下游，為沖積平原和海積沖積平原。土壤類型為潮土。季節(jié)變化較為明顯，介于大陸性氣候和海洋性氣候的過渡帶上，屬于暖溫帶半濕潤季風(fēng)氣候，一年四季分明。年平均氣溫11.6℃；年平均降水量573.9 mm；年蒸發(fā)量1 164.4 mm。濕地的地表水系屬于海河水系，流經(jīng)大黃堡濕地的河流主要有龍鳳河（北京排污河）、柳河干渠等。補(bǔ)給方式為綜合補(bǔ)給，主要靠地表徑流和大氣降水，季節(jié)性有水流出。大黃堡濕地是一個(gè)由多種生態(tài)要素組成的生態(tài)系統(tǒng)，生態(tài)類型復(fù)雜多樣，其中蘆葦占絕對優(yōu)勢。按照不同區(qū)域的功能，大黃堡濕地自然保護(hù)區(qū)分為核心區(qū)、緩沖區(qū)和實(shí)驗(yàn)區(qū)三部分。

2 地質(zhì)環(huán)境背景

研究區(qū)位于華北地臺(tái)二級(jí)構(gòu)造單元一華北坳陷中，位于三級(jí)構(gòu)造單元冀中坳陷中的四級(jí)構(gòu)造單元武清凹陷、楊村斜坡、河西務(wù)凸起內(nèi)。地層屬華北地層大區(qū)，華北平原地層分區(qū)。大部基巖為中生界，被巨厚新生界覆蓋。

研究區(qū)為第四系及新近系覆蓋層孔隙水地區(qū)，可劃分出五個(gè)含水層組。此次主要關(guān)注對濕地水環(huán)境影響較大的第1含水組中的潛水和微承壓水，地層時(shí)代為晚更新世晚期和全新世，巖性主要為厚層的粘土、粉砂質(zhì)粘土、粘土質(zhì)粉砂以及薄層的粉砂。

3 生態(tài)地質(zhì)環(huán)境單因子評(píng)價(jià)

3.1 地表水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)

此次工作在研究區(qū)共采集地表水樣品98件，基本涵蓋了研究區(qū)所有主要水域。地表水環(huán)境質(zhì)量按照《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838 - 2002）進(jìn)行評(píng)價(jià)（如表1所示），根據(jù)工作區(qū)濕地地表水環(huán)境功能和保護(hù)目標(biāo)，此次地表水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)，參照地表水環(huán)境質(zhì)量Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)，采用單指標(biāo)評(píng)價(jià)法判定。

評(píng)價(jià)顯示，大黃堡濕地各斑塊水域水質(zhì)中等偏差，其中柳河干渠、運(yùn)東干渠、上馬臺(tái)水庫水質(zhì)為Ⅲ類，黃沙河、大黃堡北蘆葦沼澤水質(zhì)為Ⅳ類，其余濕地斑塊水質(zhì)為V類和劣V類水。水質(zhì)污染組分主要有：高錳酸鉀指數(shù)、總磷、氨氮及五日生化需氧量。

3.2 淺層地下水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)

此次工作在研究區(qū)周邊布設(shè)地下水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測點(diǎn)8對，其中采集潛水樣品8個(gè)，微承壓水樣品8個(gè)。按照《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T14848 - 2017）（見表2）進(jìn)行評(píng)價(jià)。

評(píng)價(jià)顯示，氨氮超標(biāo)最為普遍，氨氮含量較高的淺層地下水主要分布在研究區(qū)東、南魚塘區(qū)；高錳酸鉀指數(shù)超標(biāo)亦較為普遍，其含量較高的淺層地下水主要分布在各村鎮(zhèn)坑塘集中區(qū)。

3.3 土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)

采集98件濕地底泥樣品，底泥采樣點(diǎn)位與地表水采樣點(diǎn)位一致。評(píng)價(jià)指標(biāo)參照《土壤環(huán)境質(zhì)量-農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》（GB 15618- 2018）中規(guī)定的土壤污染風(fēng)險(xiǎn)篩選值的基本項(xiàng)目，包括鎘、汞、砷、鉛、鉻、銅、鎳、鋅共8項(xiàng)重金屬元素。結(jié)果顯示，在研究區(qū)98件底泥樣品中，所有重金屬元素含量均小于農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)篩選值。由此可見研究區(qū)土壤未受到重金屬污染。

3.4 土壤鹽漬化評(píng)價(jià)

此區(qū)土壤類型均為潮土。根據(jù)此次工作采集的98件土壤易溶鹽分析資料，研究區(qū)土壤鹽漬化程度分為無鹽漬化、輕度鹽漬化、中度鹽漬化和重度鹽漬化，全區(qū)無鹽土。無鹽漬化區(qū)約占研究區(qū)總面積45%，主要分布在大黃堡蘆葦沼澤區(qū)；輕度鹽漬化區(qū)連片分布在研究區(qū)中部，約占研究區(qū)總面積40%；其余中度和重度鹽漬化區(qū)占比較小，零星主要分布于研究區(qū)南部和東部魚塘。

3.5 包氣帶防污性能評(píng)價(jià)

研究區(qū)包氣帶巖性以粉質(zhì)粘土以及粉質(zhì)粘土與粉砂互層為主，單層包氣帶厚度范圍為1 -3 m。此區(qū)包氣帶的滲透系數(shù)為5. 25×10 -6cm/s-12.19×10 -5 cm/S，根據(jù)《環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則一地下水環(huán)境》（HJ 610 - 2016）中天然包氣帶防污性能分級(jí)參照，研究區(qū)防污性能為中等。

4 生態(tài)地質(zhì)環(huán)境脆弱性評(píng)價(jià)

4.1 評(píng)價(jià)方法

首先選定評(píng)價(jià)因子，確定各個(gè)評(píng)價(jià)因子的分級(jí)和量化標(biāo)準(zhǔn)，然后利用傅勒三角形法計(jì)算出各個(gè)評(píng)價(jià)因子的權(quán)重，最后根據(jù)各個(gè)評(píng)價(jià)因子量化結(jié)果和權(quán)重，計(jì)算出每個(gè)評(píng)價(jià)單元的總分值，并根據(jù)計(jì)算出的總分值進(jìn)行生態(tài)地質(zhì)環(huán)境脆弱性分區(qū)。

4.2 評(píng)價(jià)因子及其分值標(biāo)準(zhǔn)的確定

選取濕地含水量、地表水環(huán)境質(zhì)量、淺層地下水環(huán)境質(zhì)量、土壤環(huán)境質(zhì)量、土壤鹽漬化程度、包氣帶防污性能、植物的發(fā)育情況以及人類活動(dòng)影響8個(gè)評(píng)價(jià)因子。經(jīng)過詳細(xì)調(diào)查和綜合分析，研究確定各評(píng)價(jià)因子分值（見表3）。

4.3 評(píng)價(jià)因子權(quán)重確定

確定各個(gè)評(píng)價(jià)因子的權(quán)重采用傅勒三角形法。具體方法是：如圖1所示，按傅勒三角形格式將評(píng)價(jià)因子（A、B、C、D、E、F、G、H）列出來，相鄰兩行為一組，即第一行和第二行為一組、第三行和第四行為一組，以此類推，組內(nèi)兩兩對比。例如：將第一行的A評(píng)價(jià)因子與第二行的B、C、D、E、F、G、H評(píng)價(jià)因子進(jìn)行對比，在認(rèn)為更重要的評(píng)價(jià)因子上作出圓圈標(biāo)記。然后，再以相同的方式，對剩余組評(píng)價(jià)因子進(jìn)行比較，確定出哪些因子是更關(guān)鍵的。如果認(rèn)為兩兩比較中的評(píng)價(jià)因子一樣重要，則這兩個(gè)因子均標(biāo)記圓圈。然后統(tǒng)計(jì)圓圈的總數(shù)量，各個(gè)評(píng)價(jià)因子所標(biāo)記的圓圈數(shù)除以圓圈總數(shù)量的數(shù)值，就是各評(píng)價(jià)因子的權(quán)重。經(jīng)計(jì)算統(tǒng)計(jì)：濕地水涵養(yǎng)狀態(tài)評(píng)價(jià)因子（A）權(quán)重為0.241，地表水質(zhì)量評(píng)價(jià)因子（B）權(quán)重為0. 207，淺層地下水質(zhì)量評(píng)價(jià)因子（C）權(quán)重為0.069，土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)因子（D）權(quán)重為0.172，土壤鹽漬化評(píng)價(jià)因子（E）權(quán)重為0.035，包氣帶防污性能評(píng)價(jià)因子（F）權(quán)重為0.103，植被發(fā)育狀況評(píng)價(jià)因子（G）權(quán)重為0. 138，人類工程活動(dòng)評(píng)價(jià)因子（H）權(quán)重為0. 035。

4.4 生態(tài)地質(zhì)環(huán)境脆弱性評(píng)價(jià)及分區(qū)

4.4.1 計(jì)算方法

根據(jù)評(píng)價(jià)因子野外調(diào)查或收集資料獲得的數(shù)值，再對應(yīng)分級(jí)與評(píng)價(jià)指標(biāo)取值（見表3），得出相對應(yīng)的各評(píng)價(jià)因子的分值，最終使用以下公式來計(jì)算出每個(gè)評(píng)價(jià)單元的總分值：

在式（1）中，n表示評(píng)估因子的數(shù)量

4.4.2 脆弱性分區(qū)

由于研究區(qū)生態(tài)地質(zhì)環(huán)境條件變化較小，按照每個(gè)單元面積1 km ×1 km劃分，把研究區(qū)劃分成112個(gè)評(píng)價(jià)單元。首先給定單項(xiàng)評(píng)價(jià)因子的基本分值，然后依據(jù)上述計(jì)算方法分別計(jì)算出每個(gè)評(píng)價(jià)單元各因子綜合分值P，最后按得分P≤40、40 80確定脆弱性分級(jí)對應(yīng)為低、中等、較高、高。

4.4.3 生態(tài)地質(zhì)環(huán)境脆弱性評(píng)價(jià)結(jié)果

經(jīng)評(píng)價(jià)，全區(qū)共劃分為生態(tài)地質(zhì)環(huán)境脆弱性低區(qū)、生態(tài)地質(zhì)環(huán)境脆弱性中等區(qū)、生態(tài)地質(zhì)環(huán)境脆弱性較高區(qū)和生態(tài)地質(zhì)環(huán)境脆弱性高區(qū)4個(gè)區(qū)，具體闡述如下。

生態(tài)地質(zhì)環(huán)境脆弱性低區(qū)（Ⅰ區(qū)）：分布于大黃堡濕地核心區(qū)西南，分布面積共為0. 73 km2。該區(qū)屬于蘆葦沼澤濕地類型，水環(huán)境質(zhì)量為Ⅲ類，無污染。淺層地下水水質(zhì)基本均為Ⅲ-Ⅳ類，土壤無重金屬污染。植被發(fā)育良好。該區(qū)生態(tài)地質(zhì)環(huán)境良好。

生態(tài)地質(zhì)環(huán)境脆弱性中等區(qū)（Ⅱ區(qū)）：分布于大黃堡濕地北部和南部的蘆葦沼澤濕地斑塊、上馬臺(tái)水庫，分布面積共13. 27 km2。水質(zhì)為Ⅳ類，輕微污染。淺層地下水水質(zhì)基本均為Ⅴ類，土壤無重金屬污染。植被發(fā)育良好。該區(qū)生態(tài)地質(zhì)環(huán)境總體中等。

生態(tài)地質(zhì)環(huán)境脆弱性較高區(qū)（Ⅲ區(qū)）：大黃堡濕地大部分區(qū)域?qū)儆诒緟^(qū)，主要包括濕地內(nèi)各村鎮(zhèn)坑塘，北京排污河、狼爾窩引河等水系，分布面積共68.16 km2。該區(qū)大部分濕地斑塊為有水區(qū)，小部分地表裸露，為潮濕區(qū)，水質(zhì)Ⅳ-Ⅴ類，局部為劣Ⅴ類。土壤無重金屬污染。淺層地下水均為Ⅴ類。植被總體發(fā)育一般。該區(qū)生態(tài)地質(zhì)環(huán)境較差。

生態(tài)地質(zhì)環(huán)境脆弱性高區(qū)（Ⅳ區(qū)）：主要分布于大黃堡濕地東部與南部水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)以及村鎮(zhèn)居民區(qū)，分布面積共29. 84 km2。該區(qū)大部為魚塘，非永久蓄水，各村鎮(zhèn)居民區(qū)基本為無水區(qū)。地表水質(zhì)量基本均為劣Ⅴ類，重度污染。土壤局部存在鋅和砷等重金屬污染。淺層地下水均為Ⅴ類。植被發(fā)育較差，僅有小規(guī)模蘆葦和農(nóng)作物。人類活動(dòng)強(qiáng)烈，濕地生態(tài)環(huán)境受外界威脅較大。該區(qū)生態(tài)地質(zhì)環(huán)境差。

5 脆弱性原因分析及對策建議

研究區(qū)主要存在水量減少和水體污染等問題，原因分為自然因素和人為因素，自然因素包括氣溫逐年升高、降雨量不穩(wěn)定；人為因素主要包括水資源利用不合理、農(nóng)作物農(nóng)藥化肥的使用、工程建設(shè)活動(dòng)等。文章針對上述問題提出以下濕地保護(hù)管理建議：（1）集約使用水資源，要減少上游不合理攔截客水的建設(shè)，合理調(diào)配和利用水資源；（2）嚴(yán)防濕地水體污染，應(yīng)從源頭上盡量減少乃至杜絕污染物排放；（3）加強(qiáng)濕地類型、面積、水文、水土環(huán)境以及生物多樣性等方面監(jiān)測；（4）采取有力措施，積極推進(jìn)濕地保護(hù)的宣傳。

6 結(jié)論

研究區(qū)水質(zhì)整體中等偏差，除運(yùn)東干渠、柳河干渠、上馬臺(tái)水庫水質(zhì)符合Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)，其余濕地斑塊水質(zhì)均存在一定污染；土壤基本沒有重金屬污染，區(qū)內(nèi)土壤以“非鹽漬化”土和“輕度鹽漬化”土為主；包氣帶巖性以粉質(zhì)粘土和粘土為主，包氣帶厚度范圍為1 -4 m，防污性能中等。淺層地下水與地表水溝通性較好，故淺層地下水水質(zhì)和污染組分同地表水基本一致。大黃堡濕地生態(tài)地質(zhì)環(huán)境可劃分為脆弱性低區(qū)（Ⅰ區(qū)）、脆弱性中等區(qū)（Ⅱ區(qū)）、脆弱性較高區(qū)（Ⅲ區(qū)）和脆弱性高區(qū)（Ⅳ區(qū)）。Ⅳ區(qū)和Ⅲ區(qū)要嚴(yán)防濕地水體污染；Ⅱ區(qū)要集約使用水資源，減少上游不合理攔截客水的建設(shè)；Ⅰ區(qū)生態(tài)環(huán)境相對較好，建議定期開展?jié)竦厣鷳B(tài)地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測。

基金項(xiàng)目：天津市地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局項(xiàng)目“天津市重點(diǎn)規(guī)劃區(qū)（武清區(qū)）地質(zhì)調(diào)查評(píng)價(jià)”（編號(hào)：津地任[202013號(hào)）；“天津市濕地生態(tài)產(chǎn)品價(jià)值實(shí)現(xiàn)路徑研究”（編號(hào)：津地礦科任[2023]2號(hào)）資助