㈠ 生態環境現狀評價
9.5.2.1 評價方法
一個群落中的種類多樣性是群落生態組織水平的獨特的、可測定的生物學特性，是反映群落功能的組織特性，種類的多樣性指數能夠反映水環境污染造成群落結構的明顯變化。藻類的污染指數是從藻類的生態學特性來指示水環境污染程度的，根據需要，這里採用了多樣性指數和硅藻指數法進行評價 (葉文虎等，1994; 金嵐等，1992) 。
Margalef 多樣性指數 (Karydis M et al.，1996) 為:
煤礦塌陷塘環境生態學研究
式中: S 為藻類種群數; N 為藻類總個體數; D 的取值以 2.5 為界，小於 2.5 者為環境受到嚴重干擾。
硅藻指數 (葉文虎等，1994) 為:
煤礦塌陷塘環境生態學研究
式中: A 為不耐有機污染的種類數; B 為對有機污染無特殊反應的種類數; C 為污染區內獨有生存的種類數。
9.5.2.2 評價結果及分析
由表3.2 可知，春、秋兩季大通塘、謝二塘和潘三塘水體的 pH = 7.01 ～ 8.72，表明水都略呈鹼性。葉綠素含量的次序為: 大通塘 < 潘三塘 < 謝二塘，這與水域中浮游植物的多少有關，3 個塌陷塘中的浮游植物生物量也證實了這一點。橫向比較可以看出，在溫度較高的 9 月份，謝二塘和潘三塘對應的浮游植物葉綠素 a 含量都較 4 月份高 2 倍多，大通塘 9 月份和 4 月份葉綠素 a 含量基本接近 (參見表3.6) ，說明浮游植物的生長受溫度的直接影響 (王振紅等，2005) 。
氮、磷是浮游植物生長所需的主要營養鹽，水體中富含磷、氮營養物質會造成水體中浮游植物的異常繁殖，帶來的後果就是水體的富營養化 (蔣因梅等，2004) 。
縱向比較可以發現，謝二塘的總磷和總氮都遠遠超過營養化指標值，處於富營養化水平，而潘三塘總磷和總氮濃度基本在營養化指標以下，大通塘則只有總氮超過營養化指標，並且潘三塘和謝二塘都是中心的總磷和總氮高於邊緣的，這是水深不同的緣故。只有大通塘的東岸邊采樣點的磷和氮的含量高於中心采樣點，這是由於附近有小型煤窯、塑料廠等在東岸邊排放工業污水的緣故。
對照表9.15 可以看出，大通塘中藻類種類與個數均為中等，浮游植物中硅藻和綠藻較多，還有相當數量的甲藻，浮游動物中常見針棘匣殼蟲 C.aculeata，都表現出寡污帶的生物學特點。謝二塘中藻類的種類和數量均較多，說明該水域中營養物質豐富，含量較多，水中浮游植物以藍藻、綠藻和硅藻居多，浮游動物中缺刺秀體溞 D.aspinosum、螺形龜甲輪蟲 K.cochlearis 常出現，該水域屬於中污帶—寡污帶。潘三塘中藻類種類和數量均較多，綠藻和藍藻占相當大的比例，浮游動物中萼花臂尾輪蟲 B.calyciflorus 較多，呈現出中污帶—寡污帶的特點。
依據 《地表水環境質量標准》 (GB3838—2002) 中幾個指標的標准限值 (表9.16) ，結合 3 個塌陷塘的理化指標數據對評價區進行水質分級: 大通塘和謝二塘屬於Ⅴ類水質標准，適用於農業用水區及一般景觀要求水域; 潘三塘達到Ⅳ類水質標准，主要適用於一般工業用水區及人體非直接接觸的娛樂用水區。
表9.16 湖泊水庫特定項目標准值
Margalef 多樣性指數是衡量種類多樣性的基於藻類種群數與藻類個體總數的對數之間線性關系的一個指標 (式 9.30) 。從塌陷塘藻類多樣性指數 (表9.17) 可以看出，大通塘、潘三塘的藻類多樣性指數無顯著性差異，均屬輕度污染水域。謝二塘中藻類多樣性指數相對偏低，表明此水域污染較重，屬於中度污染。根據硅藻指數劃分污染帶的標准(表9.18) ，結合表9.17 中塌陷塘的藻類硅藻指數，可以將 3 個塌陷塘水體大體劃分為兩個污染帶: 潘三塘和謝二塘屬於β - ms (乙型中污帶) ，大通塘屬於 os (寡污帶) 。
表9.17 3 個塌陷塘中藻類多樣性指數與硅藻指數
(據辛曉雲等，2000)
表9.18 硅藻指數劃分污染帶標准
葉綠素 a 是水體中浮游植物生物量的綜合指標，是富營養化水體監測中一個重要的生物學參數。分析其含量則可以了解水域中生物量的狀況及其富營養化程度，是治理水體富營養化的基礎，對有效地管理和利用水體具有重要的作用。參照 OECD 湖泊營養狀態的chla 的劃分 (Environment Assessment Report NO.4，1999) 和選用標准，再結合 3 個塌陷塘中葉綠素 a 的含量 (參見表3.6) ，分析得出: 大通塘屬於貧營養化; 謝二塘富營養化狀態; 潘三塘屬於中度營養型。這與灰色局勢決策法對 3 個塌陷塘營養狀態評價結果是一致的。
通過對 3 個塌陷塘測定指標的縱橫向比較分析，得出評價區的水質特徵:
(1) 各塌陷塘中葉綠素 a 含量: 大通塘 < 潘三塘 < 謝二塘，葉綠素 a 含量與溫度成正比關系，說明適宜的溫度是浮游植物生長的重要因素。
(2) 3 個塌陷塘的水質分級: 大通塘和謝二塘屬於Ⅴ類水質標准，潘三塘達到Ⅳ類水質標准。
(3) 塌陷塘的污染狀況: 大通塘屬於輕度污染，謝二塘屬於中度污染，潘三塘屬於中輕度污染。
(4) 水質生物學評價結果: 大通塌塘屬於 os (寡污帶) ，潘三塘和謝二塘屬於β - ms(乙型中污帶) 。
(5) 富營養化程度劃分: 大通塘是貧營養型，謝二塘是富營養型，潘三塘是中營養型。
塌陷區水域的水質狀況是自然因素與人為因素共同作用的結果，在礦井報廢後的塌陷區水域 (如大通塘) ，受外界的干擾逐漸減少，內含的有機物由於水體的自凈作用將有所減少，水體中浮游生物的種類與數量也將隨之減少。而正在受煤礦開采影響的塌陷區水域(如謝二塘、潘三塘) ，由於有生產、生活廢水的排入和塌陷前的農田作物腐爛，水中營養物質比較豐富，浮游生物種類和數量均較多。塌陷區水域中的浮游生物的種類和數量還同塌陷區水域的面積、深度有關。塌陷區水域已經受到不同程度的污染，為能有效地治理和利用這一特殊水體，加強對水體的監管勢在必行。