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2025 , Vol. 23 >Issue 2: 238 - 251

DOI: https://doi.org/10.13248/j.cnki.wetlandsci.20240033

湿地生态安全

成都市三岔湖水生生态系统健康评估

  • 余亚南 , 1, 2 ,
  • 傅斌 1 ,
  • 翟世明 , 3, *
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翟世明，高级工程师。E-mail:

余亚南（1998—），男，云南省昭通人，硕士研究生，从事水生态环境与生态经济研究。E-mail:

收稿日期: 2024-01-24

  修回日期: 2024-06-20

  网络出版日期: 2026-03-12

版权

版权所有©《湿地科学》编辑部2025
余亚南, 傅斌, 翟世明. 成都市三岔湖水生生态系统健康评估[J]. 湿地科学, 2025, 23(2): 238-251 [Yu Y N, Fu B, Zhai S M. Health assessment of the aquatic ecosystem in Sancha Lake, Chengdu City[J]. Wetland Science, 2025, 23(2): 238-251
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Health assessment of the aquatic ecosystem in Sancha Lake, Chengdu City

  • Yu Yanan , 1, 2 ,
  • Fu Bin 1 ,
  • Zhai Shiming , 3, *
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Received date: 2024-01-24

  Revised date: 2024-06-20

  Online published: 2026-03-12

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Copyright ©2025 Wetland Science. All rights reserved.
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摘要

以成都市三岔湖为研究区，通过对其物理生境、水物理化学特征和水生生物指标的全面调查，采用综合指数法，构建了三岔湖水生态系统健康评估指标体系，对三岔湖水生态系统健康状况进行了评价。研究结果表明，三岔湖整体物理生境状况良好，其中库尾区域评价等级为中等，而进水口、湖中心及出水口区域均保持良好状态。水物理化学特征方面，水质状况基本符合地表水Ⅲ类水域标准，丰水期部分调查区域的重铬酸盐指数(CODcr)和总磷(TP)含量超标，超标率为60%；三岔湖水体整体营养状态良好，无富营养化风险。各类水生生物Shannon-Wiener多样性指数的评价结果存在差异，其中，大型底栖无脊椎动物(14种)评价结果为较差，着生藻类(29种)评价结果为良好，浮游动物(主要为轮虫Rotifer和桡足类Copepods)和浮游植物(21属)评价结果均为中等；水生植物群落尚未形成较大规模。三岔湖水生态系统健康状况为中等偏下，水生生物是整体健康状况的主要限制因素。三岔湖的多项评估指标呈现改善趋势，但整体质量还有待提高，未来需要加强水量调度的生态管理，提升水生生境的稳定性。

本文引用格式

余亚南 , 傅斌 , 翟世明 . 成都市三岔湖水生生态系统健康评估[J]. 湿地科学, 2025 , 23(2) : 238 -251 . DOI: 10.13248/j.cnki.wetlandsci.20240033

Abstract

The study took Sancha Lake in Chengdu as the research area. Through comprehensive surveys of its physical habitat, physicochemical water characteristics, and aquatic biological indicators, a health assessment index system for the Sancha Lake aquatic ecosystem was constructed using the comprehensive index method, and the health status of the ecosystem was evaluated. The results indicated that the overall physical habitat condition of Sancha Lake was good. Specifically, the tail area of the reservoir exhibits moderate habitat quality, while the water inlet, central lake area, and outlet areas remained in good condition. In terms of physicochemical water characteristics, the water quality generally met the Class III surface water standards. During the high-flow period, slight exceedances of the dichromate index (CODcr) and total phosphorus (TP) content were observed in some surveyed areas, with an exceedance rate of 60%. The overall trophic status was good, with no risk of eutrophication. The evaluation results of the Shannon-Wiener diversity index for various aquatic organisms showed differences. Benthic macroinvertebrates (14 species) were rated as poor; periphytic algae (29 species) were rated as good; zooplankton (dominated by rotifers and copepods) and phytoplankton (21 genera) were both rated as moderate; and the aquatic plant community had not yet formed a significant scale. The comprehensive assessment revealed that the health status of the Sancha Lake aquatic ecosystem was moderately low, with aquatic organisms being the primary limiting factor for overall ecosystem health. Although multiple assessment indicators showed improving trends, the overall quality still requires enhancement. Future efforts should strengthen ecological management of water quantity regulation and improve the stability of aquatic habitats.

生态系统健康是指生态系统在时间上具有维持其组织结构、自我调节和对胁迫的恢复能力[1]。21世纪初，中国水生生态系统受人类活动影响较大，出现了水质恶化、富营养化、水生生物多样性减少等问题[2]。这些问题使针对水生态系统健康评价的研究兴起。早期研究以水化学指标表征水生态系统健康[3]；后来的研究认为，水生物群落与环境的变化可以更全面地评价水生态系统的健康状况[4]。当前，中国的水污染治理已经取得显著成果[5-6]，但是，水生态系统健康状况仍有较大的进步空间[6]。
水生态系统健康评价具有明显的地域特点。评价模型可以分为预测性模型和综合指数评价模型[7]。预测性模型的发展较早，如英国的RIVPACS利用大型底栖无脊椎动物对河流健康状况进行快速定量评估[8]；对澳大利亚新南威尔士州(New South Wales)的研究根据区域特点将其改进，加入了与生物相关的物理生境指标[9]。但是，两者都以单一生物进行评价，可能无法反映河流的真实状况[7]。德国学者基于GIS和RS数据建立LAWA-FS体系，长期动态监测较大尺度流域的健康状况，但是不同水域的地域特点导致统一评价难以实现[10]。综合指数评价模型在水生态系统健康评估中被广泛应用。如英国的RHS综合了河流生境质量评价指标体系和生境退化指数，定量评价水生态系统健康状况[11]。美国的RBPs基于水质、栖息地和水生动物群落，开展河流健康状况评价[7]。但是这2种模型也有明显的缺点，前者仅适用于中小型河流，后者则主观性较强，精度有欠缺[12]。这些方法支撑国外较早形成了基于生态完整性理论的综合管理技术手段[13]。
湖库作为水生态系统的重要组成部分，各种功能的过度开发容易导致其水生态系统退化。中国对湖库水生态系统的健康评价开展了进一步研究，如对洞庭湖[14]、鄱阳湖[15]、滇池[16]的水生态系统的健康评价。一些地方技术指南及规范相继推出，国家层面的标准也不断得到完善。如水利部2020年发布的《河湖健康评价指南(试行)》[17]、生态环境部2023年发布《水生态监测技术指南 湖泊和水库水生生物监测与评价(试行)》(HJ 1296-2023)[18]等。
三岔湖是四川省第二大人工湖泊，2010年前发展高强度的网箱养殖造成水体污染。多年的水环境治理工程使其水质逐渐趋好，但传统的污染防治主导的湖库保护修复模式难以满足新的管理需求。一些学者从网箱养鱼对水环境的影响[19]、环境承载力与生态修复[20]、水环境污染与水环境容量[21]、表层沉积物重金属特征及生态风险评价[22]、浮游生物群落[23]等方面探讨了三岔湖水生态系统健康问题，但综合性的健康评价仍比较缺乏。因此，本研究通过对三岔湖的水物理化学、物理生境、水生生物状况进行研究，以综合指标法构建适合三岔湖的水生态系统健康评价体系，该体系突破传统水质主导的评估方法，系统评估水生态系统健康状况，揭示了限制因子，为湖泊的综合管理和保护提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 研究区

三岔湖(30°13′08″N~30°19′56″N，104°11′16″E~104°17′16″E)也称三岔水库、三岔湖水库，位于成都市简阳市三岔镇，属大(二)型水库。库区面积为27.25 km2，坝址以上流域面积为161.25 km2，总库容为2.67×108 m3。库区共有岛屿113个，湖岸基本维持自然状态，水域被岛屿分割，狭长似河流 1。水库蓄水量80%来自都江堰灌渠，另有约20%来自集水区内的降水和径流[19]。库区气候属中亚热带湿润性季风气候，年平均气温为17 ℃，年降水量约为808.97 mm，蒸发量约为746 mm 2。三岔湖主要功能为农业灌溉供水，设计灌溉面积为353.8 km2，现状灌溉面积超过66.67 km2，年换水量约1.5×108 m3，换水率达70% 3。

1.2 调查点设置

参照文献[18]，根据湖库形态、湖库面积、湖库水文特征、水环境质量等情况，布设了5个调查区域。调查区域分别位于三岔湖1号进水口、2号进水口、库中、出水口和库尾。参考河流的采样点布设方法，每个调查区域以1 000 m为采样范围，每间隔200 m设置采样断面，每个断面在左岸、中间、右岸布设采样点，并覆盖不同类型生境，每个调查区域内采样点不少于3个(图1)。库中调查点以同心圆法布设。
1 Distribution map of survey areas and sampling sites in Sancha Lake

三岔湖调查区域与采样点分布

1.3 样品采集与处理

分别于2022年4月6–16日(春季)、10月8–17日(秋季)和2023年3月6–17日(春季)，共开展了3次调查。水样的采集、保存和运输方法参照《地表水环境质量监测技术规范》(HJ 91.2-2022)[24]。各调查区域分别采集3~5次水样，参照《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)[25]的标准分析方法.测定各水质指标，去掉与平均值误差大于10%的数据。水生生物采集与实验室分析参照文献[18]。参照《中国流域常见水生生物图集》[26]，鉴定水生生物。

1.4 研究方法

1.4.1 评价指标体系构建

参照《湖库水生态环境质量评价技术指南(试行)》[27]，以物理生境、水物理化学、水生生物为一级指标，构建三岔湖水生态系统健康评估指标体系(表1)。其中，物理生境指标以水文特性、底质状况、湖岸状况、人类干扰情况为二级指标，库中位置不进行物理生境评估；参照文献[27]，选择三级指标，删去“大型水生植物”指标，补充水文特性、表层覆盖物类型，围绕物理生境评估[28]。水物理化学指标以水质状况和营养状态为二级指标，三级指标选择参照《地表水环境质量评价办法(环办(2011)22号）》[29]。水生生物指标以浮游植物、浮游动物、着生藻类和大型底栖无脊椎动物为二级指标，参照文献[18]，以生物多样性指数、均匀度指数为三级指标。
1 Aquatic ecosystem health assessment index system of Sancha Lake

三岔湖水生态系统健康指标体系

一级指标 二级指标 三级指标
物理生境水文特性水量、表观水质、水文特性
底质状况底质种数、表层覆盖物类型
湖岸状况湖岸类型、侵蚀率、植被覆盖度
人类干扰情况人类活动强度、土地利用状况
水物理化学水质状况溶解氧含量、氨氮含量、总氮含量、总磷含量、高锰酸盐指数
营养状态叶绿素a含量、总磷含量、总氮含量、透明度、高锰酸盐指数
水生生物浮游植物生物多样性指数、均匀度指数
浮游动物生物多样性指数、均匀度指数
着生藻类生物多样性指数、均匀度指数
大型底栖无脊椎
动物		生物多样性指数、均匀度指数

1.4.2 单项指标评价

考虑不同数据评价结果的差异，将2022年4月、2022年10月的2次监测数据记为组a，将2022年4月、2022年10月和2023年3月共3次监测数据(在组a的基础上加入1次春季调查数据)记为组b，取2组数据的算术平均值，先进行单项指标评价，再以综合营养状态指数法，对水生态系统健康状况进行评价。
物理生境评价采用栖息地质量指数(Habitat Quality Index，HQI)，参照陈淼等[28]在三峡水库的评价案例与文献[27]，进行分级与赋分(表2)。生境评价方法仅适用于湖滨调查区域，库中位置不纳入评价。
2 Grading and scoring of each indicator

各项指标的评价等级及赋分

指标 评价等级
物理生境栖息地质量指数>
155 (优秀)		125<栖息地质量指数≤155 (良好)95<栖息地质量指数≤125 (中等)65<栖息地质量指数≤
95 (较差)		栖息地质量指数≤
65 (很差)
水质状况Ⅰ~Ⅱ类 (优秀)Ⅲ类 (良好)Ⅳ类 (轻度污染)Ⅴ类 (中度污染)劣Ⅴ类 (重度污染)
营养状态综合营养状态指数<
30 (贫营养)		30≤综合营养状态指数≤50 (中营养)50≤综合营养状态指数≤60 (轻度富营养)60≤综合营养状态指数≤70 (中度富营养)综合营养状态指数>
70 (重度富营养)
水生生物Shannon-Wiener多样性
指数>3		2<Shannon-Wiener多样性指数≤31<Shannon-Wiener多样性指数≤20<Shannon-Wiener多样性指数≤1Shannon-Wiener多样性
指数=0
0.8<Evenness均匀度指数≤1(优秀)0.5<Evenness均匀度指数≤0.8(良好)0.3<Evenness均匀度指数≤0.5(中等)0<Evenness均匀度指数≤0.3(较差)Evenness均匀度指数=0(很差)
赋分/分54321
水物理化学指标中，水质状况采用单因子评价法[25,29]进行评价，分级标准见表2。按照《地表水环境质量标准》[25]中Ⅲ类水域标准，判断水质指标是否超标。采用综合营养状态指数(Trophic Level Index，TLI)，进行营养状态评价，综合营养状态指数计算公式见文献[29]，分级标准见表2。
选用Shannon-Wiener多样性指数和Evenness均匀度指数，对水生态系统健康进行评价。以2种指数中的最差结果作为水生生物评价的结果，计算公式见文献[18]，分级标准见表2。库中位置湖水水深超过10 m，未采集到大型底栖无脊椎动物和着生藻类，该位置不再考虑这2种生物的评价。

1.4.3 水生态系统健康评价

采用综合指数法，评价水生态系统健康状况。三岔湖除了水量调度问题，其他特征与天然湖泊差异较小，应以天然湖泊的标准考虑生境状况。通过水物理化学、物理生境和水生生物指标加权求和，构建湖库水生态系统健康指数(Water Environment Quality Index for Lakes, WEQIlake)[27]，表示各评估单元水生态系统健康状况。
\begin{document}$ WEQI_{\mathrm{lake}}=\sum\nolimits_{i=1}^nx_iw_i $\end{document}
公式(1)中，WEQIlake为湖库水生态系统健康指数；xi为第i个指标的评价分值；wi为第i个指标权重；n为指标数量。
取水质评价和营养状态评价中赋分最低的1项，作为水物理化学指标的赋分结果。水生生物指标采用最差评价结果代表其评价结果。库中区域不进行物理生境评价，因此将该位置的水物理化学、水生生物两项指标权重分别设为0.5，各指标权重见表3。水生态系统健康状况分级标准见表4。
3 Weights of various indicators for the health of lake and reservoir water ecosystems

湖库水生态系统健康各指标权重

指标水物理化学指标水生生物指标物理生境指标
注：权重设置参照文献[27]。
分值范围1~51~51~5
权重0.40.40.2
4 Classification of water ecosystem health status

水生态系统健康状况分级

水生态系统
健康状况		优秀良好中等较差很差
注：分级标准参照文献[27]。
WEQIlakeWEQI=54≤WEQI<53≤WEQI<42≤WEQI<31≤WEQI<2

2 结果与分析

2.1 水生态环境现状

2.1.1 物理生境

三岔湖生境类型单一，底质大部分为泥质，仅有较少岩石和人工基质。湖水总体清澈无异味，少数调查点水体有腥味，湖水能淹没湖岸，近岸处较少有湖床露出。湖滨带水生植物很少，水体中植物主要为莲子草(Alternanthera sessilis)等湿生植物，偶有岸边陆生植物被水淹没。湖岸以自然泥质为主，部分岛屿为岩石，植被覆盖率高。三岔湖岸坡较陡，伴随地形起伏。三岔湖也是旅游景区，周边有城镇和农田分布，部分区域有公路经过，受人类活动影响较大。

2.1.2 水物理化学

调查期间，三岔湖湖水整体较深，清澈透明。不同调查区平均水深为1.37~13.75 m，库中调查区域水深远高于其他调查区域(图2)。水体平均透明度为0.99~1.21 m，各区域之间变化较小。水体溶解氧质量浓度平均值为7.29~8.74 mg/L，各区域之间变化规律与水深相似，但是变幅较小。水体氨氮质量浓度平均值为0.08~0.15 mg/L，在库尾水体中浓度最高。水体总氮浓度较低，平均值为0.50~0.67 mg/L，各区域之间变化较小。水体总磷质量浓度平均值为0.02~0.05 mg/L，其在2号进水口和出水口明显高于其他区域，在1号进水口最低。水体重铬酸盐指数平均值为4.99~18.02 mg/L，最低值在1号进水口，在2号进水口和库尾区域较高。水体叶绿素a质量浓度平均值为3.91~5.45 μg/L，在库尾区域最高，各区域之间变化较小。
2 Physicochemical indicators of Sancha Lake water

三岔湖的水物理化学指标

2.1.3 水生生物

在三岔湖各调查区域共记录到大型底栖无脊椎动物3门5纲5目12科14种(图3)，以十足目(Decapoda)和中腹足目(Mesogastropoda)占优势，主要优势种为掌肢新米虾(Neocaridina palmate)、耳萝卜螺(Radix auricularia)。库中未发现大型底栖无脊椎动物，其他各区域大型底栖动物平均密度为32~72 ind./m2，1号进水口大型底栖动物密度最高，库尾最低。共记录到着生藻类6门29种，以硅藻门(Bacillariophyta)占优势。库中位置缺少附着基质，未采集到着生藻类，其他各区域平均密度为15.4×104~112.1×104 ind./cm2，2号进水口着生藻类密度最低，出水口最高。浮游动物以轮虫(Rotifer)和桡足类(Copepods)占优势，其他主要组成物种还包括原生动物(Protozoa)和枝角类(Cladocera)。各区域浮游动物平均丰度为64~169 ind./L，以库尾最高，1号进水口最低。共记录到浮游植物6门21属，以硅藻门(Bacillariophyta)和蓝藻门(Cyanophyta)占优势。各区域浮游植物平均丰度为119.55×104~219.82×104 ind./L，以库中最高，1号进水口最低。水生植物在所有调查区域均分布极少。
3 Distribution status of aquatic organisms in various survey areas of Sancha Lake

三岔湖各调查区域水生生物分布状况

2.2 单项因子评价结果

2.2.1 物理生境

三岔湖整体物理生境等级为良好，各调查区域生境评价等级差异较小。栖息地质量指数在124~129之间，平均值为126，仅库尾生境等级为中等，其他区域均为良好(表5)。指标间差异较大。各指标得分为21.0~66.5分，平均值为45.8分，表观水质得分最高，水文特性得分最低。其中，人类活动强度、表层覆盖物类型、底质种数、岸边土地利用情况在不同区域有较明显的变化，其他指标变化较小。在所有指标中，超过55%的得分都大于55分，其他指标得分则低于平均值，由低到高依次为水文特性、人类活动强度、表层覆盖物类型、底质种数和湖岸坡度。
5 Evaluation scores and grades of physical habitat assessment indicators in various survey areas of Sancha Lake

三岔湖各调查区域物理生境指标评价得分及评价等级

物理生境指标评价得分/分
1号进水口2号进水口库尾出水口合计
注：库中位置不进行物理生境评估。
水量15.015.517.515.063.0
水文特性5.05.54.06.521.0
表观水质18.517.014.017.066.5
底质种数9.08.05.08.030.0
表层覆盖物类型7.08.55.08.028.5
侵蚀率15.015.015.015.060.0
湖岸类型14.014.016.015.559.5
湖岸坡度7.07.09.07.530.5
湖岸带植被覆盖率15.016.016.016.563.5
岸边土地利用情况13.011.515.014.053.5
人类活动强度7.07.57.56.028.0
栖息地质量指数（合计）125.5125.5124.0129.0
生境状况/赋分良好/4良好/4中等/3良好/4

2.2.2 水物理化学

组a水质状况的赋分平均值为3.4，评价等级为轻度污染~良好；组b赋分平均值为4.0，评价等级均为良好(表6)。以组a数据进行的评价仅1号进水口和库中区域水质符合地表水Ⅲ类水域标准，其他区域均符合Ⅳ类水域标准，超标率为60%，水体受到轻度污染，水体总磷和重铬酸盐指数为主要超标项。组b加入了2023年春季的数据，各区域水质均符合地表水Ⅲ类水域标准，超标率为0。
6 Water quality classification in various survey areas of Sancha Lake

三岔湖各调查区域水质类别

组别指标1号进水口2号进水口库中库尾出水口
注：a为2022年4月与10月的2次数据，b为2022年4月、10月与2023年3月的3次数据；“–”表示该区域指标均未超过地表水Ⅲ类水域标准。
a水质类别Ⅲ类Ⅳ类Ⅲ类Ⅳ类Ⅳ类
超标项/超标倍数–总磷/1.08；重铬酸盐指数/1.07–重铬酸盐指数/1.12总磷/1.06
水质状况/赋分良好/4轻度污染/3良好/4轻度污染/3轻度污染/3
b水质类别Ⅲ类Ⅲ类Ⅲ类Ⅲ类Ⅲ类
超标项–––––
水质状况/赋分良好/4良好/4良好/4良好/4良好/4
组a和组b数据各调查区域水体综合营养状态指数都在37.31~49.85之间，评价结果均为中营养状态，无富营养化风险(表7)。其中，除1号进水口的综合营养状态指数明显较低，其他各区域接近轻度富营养等级(50≤TLI≤60)。
7 Comprehensive trophic level index of water bodies in various survey areas of Sancha Lake

三岔湖各调查区域水体综合营养状态指数

组别指标1号进水口2号进水口库中库尾出水口
注：a为2022年4月与10月的2次数据，b为2022年4月、10月与2023年3月的3次数据。
a综合营养状态指数37.3147.7245.8047.4344.68
营养状态/赋分中营养/4中营养/4中营养/4中营养/4中营养/4
b综合营养状态指数41.3349.3446.9049.8546.66
营养状态/赋分中营养/4中营养/4中营养/4中营养/4中营养/4

2.2.3 水生生物

组a各生物类群的Shannon-Wiener多样性指数平均值为1.59~3.05，其中，着生藻类的最高，浮游植物的最低(表8)；组b的平均值为1.31~3.05，仍以着生藻类的最高，大型底栖无脊椎动物的最低。相比组a，组b各调查区域大型底栖无脊椎动物和浮游动物的生物多样性水平下降；1号进水口的浮游植物多样性水平升高，其他区域的变化较小。
8 Shannon-Wiener diversity index (H’) and evenness index (J) of aquatic organisms in various survey areas of Sancha Lake

三岔湖各调查区域水生生物的Shannon-Wiener多样性指数(H’)和Evenness均匀度指数(J)

组别 生物类群 1号进水口 2号进水口 库中 库尾 出水口 平均值
H’ J H’ J H’ J H’ J H’ J H’ J
注：a为2022年4月与10月的2次数据；b为2022年4月、10月与2023年3月的3次数据；着生藻类仅进行了2次定量调查，组a和组b数据一致；H’为Shannon-Wiener多样性指数；J为Evenness均匀度指数；“/”表示该区域未采集到此类物种。
a 大型底栖动物 1.93 0.86 1.87 0.46 / / 0.98 0.83 1.57 0.86 1.59 0.75
着生藻类 3.30 0.74 2.82 0.72 / / 2.92 0.75 3.14 0.77 3.05 0.75
浮游植物 0.64 0.26 1.68 0.66 1.32 0.52 1.31 0.52 1.12 0.50 1.21 0.49
浮游动物 1.60 0.82 1.93 0.86 1.36 0.69 1.99 0.85 2.07 0.86 1.79 0.82
b 大型底栖动物 1.75 0.85 1.25 0.58 / / 0.93 0.55 1.34 0.89 1.32 0.72
着生藻类 3.30 0.74 2.82 0.72 / / 2.92 0.75 3.14 0.77 3.05 0.75
浮游植物 1.17 0.45 1.70 0.67 1.23 0.47 1.27 0.49 1.21 0.56 1.32 0.53
浮游动物 1.51 0.82 1.77 0.82 1.29 0.67 1.82 0.80 1.88 0.83 1.65 0.79
组a各生物类群的Evenness均匀度指数平均值为0.49~0.82，组b的为0.52~0.78，都以浮游动物最高，浮游植物最低。与组a相比，组b中库尾区域的大型底栖无脊椎动物的Evenness均匀度指数降低；1号进水口的浮游植物Evenness均匀度指数有所升高。但是2组数据中除了浮游植物的Evenness均匀度指数较低，其他3种生物的都较高。
组a的大型底栖动物和浮游植物Shannon-Wiener多样性指数的评价等级都为较差~中等，各有1个评价等级较差的调查区域，大型底栖动物的在库尾，浮游植物的在1号进水口(图4)。着生藻类评价等级为良好、优秀的调查区域各占50%，评价结果最好。浮游动物的评价等级在中等~良好，仅出水口为良好。与组a相比，组b中各调查区域大型底栖动物的评价等级均为较差，浮游植物和浮游动物的评价等级均为中等。
4 Evaluation grades of Shannon-Wiener diversity index for aquatic organisms in Sancha Lake

三岔湖水生生物Shannon-Wiener多样性指数的评价等级

组a中浮游动物Evenness均匀度指数评价等级为良好~优秀，仅库中评价等级为良好，评价结果最好(图5)。大型底栖动物评价等级介于中等~优秀，仅有2号进水口为中等。着生藻类评价等级为良好的调查区域占比为100%。浮游植物评价等级为较差~良好，仅1号进水口为较差。与组a相比，组b中大型底栖无脊椎动物在所有调查区域评价等级均为良好及以上，浮游植物评价等级为中等的调查点为100%。浮游动物评价等级为中等~良好，但仅库中为中等。
5 Evaluation grades of Evenness index for aquatic organisms in Sancha Lake

三岔湖水生生物Evenness均匀度指数评价等级

组a与组b的评价结果差异较大，2种多样性指数均显示组a的评价结果更好。在Shannon-Wiener多样性指数的评价结果中，大型底栖无脊椎动物的波动最大；Evenness均匀度指数的评价结果以浮游植物的波动最大。对比2种评估方法，Evenness均匀度指数给出的评价等级普遍高于Shannon-Wiener多样性指数。但是，Evenness均匀度指数的评价结果与各调查区域的物种多样性和丰度情况并不一致，例如三岔湖的大型底栖无脊椎动物群落状况不佳，但其Evenness均匀度指数评价却被评为优秀。Shannon-Wiener多样性指数的评价结果更符合三岔湖水生生物的实际状况，最终将以其作为三岔湖水生生物评价的结果。

2.3 水生态系统健康评价结果

将物理生境、水物理化学、水生生物评价结果最差的指标加权求和，构建水生态系统健康综合评价指数WEQIlake。水物理化学指标中水质评价结果较差，水生生物指标则是大型底栖无脊椎动物与浮游植物。库中区域未采集到大型底栖无脊椎动物，以其他水生生物指标的最差评价等级作为库中的评价结果，根据三岔湖各调查区域水生生物评价结果，此处赋值为3(中等)。各调查区域水生态系统健康综合评价指数及等级状况见表9。
9 Health assessment results of aquatic ecosystem in various survey areas of Sancha Lake

三岔湖各调查区域水生态系统健康评价结果

调查区域 综合评价指数WEQIlake/评价等级
大型底栖动物(组a) 浮游植物(组a) 大型底栖动物(组b) 浮游植物(组b)
注：a.2022年4月与10月的2次数据；b.2022年4月、10月与2023年3月的3次数据。
1号进水口 3.40 /中等 3.08 /中等 3.00 /中等 3.40 /中等
2号进水口 3.20 /中等 3.44 /中等 3.20 /中等 3.84 /中等
库中 3.50 /中等 3.50/中等 3.50 /中等 3.50 /中等
库尾 2.60 /较差 3.32/中等 3.00 /中等 3.40 /中等
出水口 3.20 /中等 3.44/中等 3.20 /中等 3.84 /中等
平均值 3.18 /中等 3.36/中等 3.18/中等 3.60 /中等
三岔湖各调查区域的WEQIlake值在3.18~3.60之间，水生态系统健康状况属于中等偏下，主要问题在于水生生物状况较差。以大型底栖无脊椎动物或者浮游植物为指标进行评价，水生生物评价结果较水物理化学和物理生境状况更差。以这两种生物进行综合评价的结果也有所差异。以大型底栖无脊椎动物为指标的综合评价中，组a和组b的 WEQIlake平均值都为3.18，以组a中库尾区域的水生态系统健康状况为较差，其他区域均为中等。以浮游植物为指标的评价中，组a和组b的WEQIlake平值分别为3.36和3.60，所有调查区域均为中等。

3 讨　论

3.1 三岔湖水生态系统健康现状

三岔湖水生态系统环境质量为中等，其中，生境状况、水质状况和营养状态都为良好，但是水生生物状况为较差。随着水环境治理工作的推进，中国湖泊水质明显改善，营养状态整体向好，但是水生生物多样性水平都有不同程度的下降[30]。对滇池流域的研究结果表明，其水生态系统健康整体处于中下水平，且以大型底栖无脊椎动物、着生藻类等水生生物为主要限制因素[16]。在本研究中，三岔湖水生态系统环境质量评价结果表明大型底栖无脊椎动物和浮游植物的状态不佳。
中国大多湖库经历了城市化发展、水利工程建设、围垦养殖、旅游开发等高强度的开发利用，已经难以维持自然状态[31]。三岔湖的生境维持了较高的自然性，但与许多自然湖泊相比，存在较剧烈的水量调度，导致季节性甚至短期水位变化都很大[19]。研究表明，湖泊生态系统水位自然变化幅度通常在1.5 m以下[32]。东洞庭湖月平均水位在三峡蓄水期间下降0.18~1.32 m[33]；洪泽湖月平均水位最大变幅约为1 m[34]；鄱阳湖受长江水倒灌和降水影响，月平均水位最大变幅可达6.92 m[35]。相比之下，三岔湖农灌期(3–7月)和进水期(6–9月)水位每天变化在7~9 cm 4，按此计算，年内最大水位高差可能超过10 m，水位波动大，且较频繁。
水位波动是许多湖库中水生生物多样性的主要驱动因子[32,36]。对沙河水库的研究确定0.0~1.5 m的水位区间是适宜动植物栖息的理想水位[37]。对比三岔湖各水生生物的Shannon-Wiener多样性指数和Evenness均匀度指数，可以揭示其群落结构特征。大型底栖无脊椎动物的2种多样性指数变化规律完全相反，浮游植物的2种指数都较低，浮游动物的2种指数差异较大，都受到了一定程度的干扰，又以对环境变化最为敏感的大型底栖无脊椎动物受影响最大[38]。因此，三岔湖的大型底栖动物群落主要以掌肢新米虾、耳萝卜螺等对环境扰动适应能力较强的物种占优势[39]。浮游植物、浮游动物的多样性和丰度主要受调水期间水动力驱动[40]。但是浮游植物多样性较低，丰度空间差异大，可能与三岔湖当前的鱼类养殖模式有关。原有的网箱养殖已经被生态养殖取代，投放滤食性鱼类控制浮游藻类，降低了其多样性和丰度[19,41]。此外，三岔湖尚未形成规模化的水生植物群落，也是影响大型底栖动物多样性的重要因素，导致水生态系统健康状况下降[42]。

3.2 水生态系统健康空间异质性

三岔湖各调查区域部分指标评价结果及水生态系统健康状况都表现出空间异质性。从水生态系统健康状况来看，以库尾最差，其他区域的差异较小。从各指标来看，库尾的水质状况和物理生境状况中等、水生生物状况较差，导致其整体状况明显较其他区域差；2号进水口、出水口的水质状况与库尾区域相似；1号进水口则是浮游植物评估等级为较差。各调查区域综合营养状态仅1号进水口的综合营养状态指数明显低于其他区域，从总氮、总磷和氨氮含量等指标的空间分布来看，三岔湖的全湖营养物质分布不均匀。
研究发现，生活污水、地表径流是湖库水体主要的污染来源，具有沿水库自上而下逐渐累积的特征，污染强度与城镇演化、人类活动类型密切相关[43]。三岔湖水生态系统健康状况也符合这些特征。对三岔湖眉山片区水质状况的研究发现，库尾附近祥符寺河、石板河等几条入库河流水体的总磷、重铬酸盐指数都有不同程度的超标[21]，这是库尾区域这两项指标污染的主要来源。2号进水口的污染源则主要来自主坝西北方向的径流。出水口区域在历史上为高密度网箱养鱼区，同时也是主要旅游区之一，高强度的人类活动导致其总磷含量较高[22]。
水生态系统健康状况差异还受水量调度影响。三岔湖每年换水率高达70%，水体交换过程及其引起的水位波动等，给各区域水生态系统造成不同程度的影响。1号进水口位置水体综合营养状态指数与浮游植物评估等级较差主要是受来水径流的影响。从营养状态来看，1号进水口作为张家岩水库南干渠来水区，来水量为总库容的80%，该水库的水质状况较好，可以作为饮用水源，综合营养评价指数较低[44]。从浮游植物来看，一般情况下河流水体的营养盐浓度和丰度都远低于湖库，如同时期实地测定了三岔湖流域内绛溪河的浮游植物群落，该河流以硅藻门Bacillariophyta占优势，平均丰度为112.33×104~151.21×104 ind./L，仅为三岔湖平均丰度的1/2 5，但与1号进水口的丰度十分相近，优势种一致，这表明1号进水口位置作为主要来水区，浮游植物的群落组成和丰度都与来水河流一致。相比浮游植物，浮游动物具有一定的游动能力，常选择适宜的生境聚集[45]。三岔湖浮游动物平均丰度的变化规律与浮游植物基本一致(图4)，即随着食物丰度状况分布[46]。库尾的水生态系统健康状况最差。该位置与主要出水口位置距离远，换水时虽然引起该区域的水位变化，但是实际换水率较低，加之受径流的污染，很难长期维持水质较好。从库尾的生物指标来看，该区域水位变化幅度大且底质类型更单一，使大型底栖无脊椎动物受影响严重，多样性水平最低。这与在其他区域的研究结果一致，稳定的水位、复杂的基质组成可以提高大型底栖无脊椎动物的多样性和丰富度[47-48]。

3.3 水生态系统健康动态变化

三岔湖水生态系统健康状况与历史开发过程有关，其开发利用可分为5个阶段[19]：1977–1985年为建库与有序利用时期，水环境状况良好；1986–1990年开发强度加大，水质开始恶化；1992–2005年，开展大规模网箱养殖且其规模达到顶峰，水环境不断恶化，水体呈富营养状态；2008–2020年，计划性开发与水生态系统保护及修复，水环境波动改善；2021至今，合理开发时期。近年来，三岔湖水环境状况已有较大改善。
三岔湖水生态系统健康状况存在季节变化，水质与浮游植物评价结果都表明，春季优于秋季；各调查区域大型底栖无脊椎动物群落和出水口位置的浮游动物群落季节波动大，表现为多样性与密度明显下降。研究表明，丰水期水体交换频繁，进入湖泊的污染物增加导致水质恶化，也将引起浮游生物、大型底栖无脊椎动物群落结构改变[49-50]。三岔湖情况更复杂，调水与本地汇水叠加对水质状况和水生生物群落结构的影响十分明显。
对水质状况而言，丰水期(6–10月)汇入三岔湖的部分径流水体中污染物浓度超过了地表水Ⅳ类水域标准[21]，三岔湖水库调水进水期与丰水期叠加，水位抬升虽然可以稀释污染物浓度，但是伴随径流进入水体的污染物增加，导致水质恶化明显；农灌期(3–7月)大量放水加快水体循环，使全湖水体得到交换，水质整体趋好。
对浮游植物而言，仅1号进水口区域季节变化较大，春季浮游植物的多样性和丰度均明显优于秋季。该区域的浮游植物群落构成还与来水河流的群落构成较一致，共同呈现出多样性和丰度相对较低的特点。来水河流的影响在丰水期表现的最明显，但当丰水期及同时期的调水结束后，浮游植物可在较短时间内快速增殖，使群落恢复到稳定状态，评价结果随之转好[23]。
浮游动物春季评价结果整体比秋季差，以出水口位置表现最为明显，这与春灌放水有关。农灌期大量放水，出水口位置的浮游动物可能被直接排出库外，受影响最严重。对沱江流域的研究发现，资阳段浮游动物生物量最高，主要以桡足类Copepods占优势，这与三岔湖一致[51]。同一时期春季和秋季绛溪河水体浮游动物平均丰度分别为238 ind./L和56 ind./L，以轮虫Rotifer占优势。以上两处河段都为三岔湖排水的接收区，浮游动物群落结构受三岔湖农灌期大量放水影响，与其相近。
大型底栖无脊椎动物对环境变化最敏感，每年调水期的水体交换都对大型底栖动物生境带来剧烈扰动，导致其群落稳定性差，评价结果长期为较差[50]。完善的水生生物群落构建需形成完善的水量调度计划，提升生境的稳定性[43 ,48]。
2000–2008年，三岔湖水质逐年恶化，以总氮和总磷污染最明显[52]。2008~2010年，整个湖区水体总氮含量超过Ⅲ类水域标准的比率达到了93.8%，超过Ⅳ类的达58.4%[23]。2005年之前，重铬酸盐等指标也普遍超过Ⅲ类水域标准，2012年后仅总氮(劣Ⅴ类)、总磷(Ⅳ类)超标严重[19]。在本研究中，2021–2023年，三岔湖仅部分区域的重铬酸盐指数、总磷含量在丰水期出现轻微超标，符合Ⅳ类水域标准。这表明多年的水环境治理使三岔湖整体水生态系统健康状况得到改善。但是，其水生生物的整体状况仍不容乐观。

4 结　论

三岔湖物理生境状况良好。各调查区域栖息地质量指数在124~129之间，平均值为126，仅库尾区域物理生境状况的评价等级为中等，1号进水口、2号进水口和出水口均为良好。
三岔湖水质基本达到了地表水Ⅲ类水域标准，部分调查点水体重铬酸盐指数和总磷含量在丰水期超标，超标率为60%。水体营养状态良好，综合营养状态指数为37.31~49.85，无富营养化风险。
各类水生生物Shannon-Wiener多样性指数的评价结果差异较大，以大型底栖无脊椎动物和浮游植物评价的状况不佳，水生植物群落尚未规模化。大型底栖无脊椎动物有14种，平均密度为32~72 ind./m2，评价结果为较差。着生藻类有29种，平均密度为15.4×104~112.1×104 ind./cm2，评价结果为良好。浮游动物主要为轮虫Rotifer和桡足类Copepods，平均丰度为64~169 ind./L，评价结果为中等。浮游植物有21属，平均丰度为15.4×104~112.1×104 ind./cm2，评价结果为中等。
三岔湖水生态系统健康状况为中等偏下，水生生物是整体健康状况的主要限制因素。WEQIlake值为3.18~3.60，相比过去水生态健康得到明显改善。
三岔湖水生态系统健康状况呈现改善的趋势，但水生生物限制了整体质量的提升。未来需要加强水量调度的生态管理，提升水生生境的稳定性。

1成都市东部新区管理委员会. 三岔湖库区生态修复相关资料. 2020年.

2成都市东部新区管理委员会. 三岔湖雨量、蒸发量统计数据. 2020–2022年.

3成都市东部新区管理委员会. 三岔湖生态环境保护情况. 2022年.

4成都市东部新区管理委员会. 三岔湖进、出库水量和径流统计数据. 2020–2022年.

5中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所. 2021年省级成都市沱江流域河湖水生态环境质量监测方法研究与试点示范项目（第二次510101202101995）成果：成都市沱江流域河湖水生态环境数据集. 2022–2023年.

参考文献

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