隨著全球氣候變暖和人類(lèi)活動(dòng)的加劇,湖泊及其水資源的不合理開(kāi)發(fā)利用,使我國(guó)湖泊面臨著嚴(yán)峻的環(huán)境問(wèn)題。如西部湖泊萎縮、咸化、甚至干涸;東部湖泊圍墾與網(wǎng)圍養(yǎng)殖嚴(yán)重,污染加劇,普遍存在富營(yíng)養(yǎng)化,造成水質(zhì)惡化,水生生態(tài)系統(tǒng)退化,我國(guó)北方和西部受自然環(huán)境的限制以及經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的快速發(fā)展,水資源嚴(yán)重短缺;而水資源比較豐富的南方卻因水環(huán)境的人為污染而造成水質(zhì)性缺水,嚴(yán)重制約著人類(lèi)的生存和區(qū)域的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展,必須引起社會(huì)的高度重視和采取有力的措施,加強(qiáng)湖泊環(huán)境的保護(hù)與治理,維持人與自然的和諧和區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展。
我國(guó)的天然湖泊資源狀況
湖泊是重要的國(guó)土資源,具有調(diào)節(jié)河川徑流、發(fā)展灌溉、提供工業(yè)和飲用的水源、繁衍水生生物、溝通航運(yùn)、改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境以及開(kāi)發(fā)礦產(chǎn)等多種功能,在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。同時(shí),湖泊及其流域是人類(lèi)賴(lài)以生存的重要場(chǎng)所。湖泊本身對(duì)全球變化響應(yīng)敏感,在人與自然這一復(fù)雜的巨系統(tǒng)中,湖泊是地球表層系統(tǒng)各圈層相互作用的聯(lián)結(jié)點(diǎn),是陸地水圈的重要組成部分,與生物圈、大氣圈、巖石圈等關(guān)系密切,具有調(diào)節(jié)區(qū)域氣候、記錄區(qū)域環(huán)境變化、維持區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)平衡和繁衍生物多樣性的特殊功能。人類(lèi)自古就傍水而居,即使是科技發(fā)達(dá)、人類(lèi)改造自然的能力超越自然本身演化過(guò)程的今天,湖泊仍然為人類(lèi)的生存與發(fā)展提供著豐富的天然資源與生存環(huán)境。
根據(jù)最近研究統(tǒng)計(jì)表明,全國(guó)大于10km2的天然湖泊已經(jīng)從《中國(guó)湖泊志》統(tǒng)計(jì)的656個(gè)減少到目前的581個(gè),總面積從85256.94km2縮小到目前68671.58km2。按湖水礦化度劃分出淡水湖、咸水湖和鹵水鹽湖,三種類(lèi)型大于10km2的湖泊總貯水量為7550.8736×108m3;其中淡水湖為2350.1576×108m3,占31.1%;咸水湖為4614.1296×108m3,占61.11%;鹵水鹽湖為586.5864×108m3,占7.8%。若把面積在1~10km2的湖泊也統(tǒng)計(jì)在內(nèi),則全國(guó)天然湖泊個(gè)數(shù)約在3000個(gè)左右,因?yàn)?~10km2湖泊面積小,隨自然條件和人為活動(dòng)的影響變化較大,數(shù)據(jù)很難準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì),而貯水量所占份額不大。
由于地質(zhì)地理背景與氣候條件的差異,我國(guó)湖泊空間分布(圖1)具有以下特征:
圖1 我國(guó)主要湖泊分布圖
1.青藏高原是我國(guó)湖泊分布最為集中的區(qū)域,大于10km2的湖泊有351個(gè),總面積36552.3km2,貯水量約為5725.3906×108m3,分別占全國(guó)的60.4%、53.2%和75.8%。其中淡水湖泊72個(gè),湖水面積6198.3km2,貯水量約為1062.6906×108m3;咸水湖泊169個(gè),湖水面積22576.3km2,貯水量約為4135.8850×108m3;鹽湖110個(gè),湖水面積7777.7km2,貯水量約為4135.8850×108m3。
2.東部平原湖泊多為淡水湖,且主要集中在長(zhǎng)江中下游一帶。包括著名的五大淡水湖在內(nèi)面積大于10km2的湖泊共計(jì)117個(gè),全部為淡水湖,貯水量為717.8603×108m3,占全國(guó)的9.5%。由于幾十年來(lái)人工圍墾和泥沙淤積,湖泊面積大幅度減少。
3.蒙新及黃土高原地區(qū)面積大于10km2的湖泊有42個(gè),面積6131.18km2,湖泊貯水量為536.23×108m3,占全國(guó)的7.1%。該區(qū)的湖泊一般為干旱內(nèi)陸河流尾閭湖,湖盆廣闊而水淺。在過(guò)去幾十年中,由于氣候變暖,蒸發(fā)增加以及人類(lèi)引水灌溉的原因,使排入湖泊的水量減少,造成一些湖泊干涸消失。東北地區(qū)湖泊除一些火山口湖和火山堰塞湖外,一般是屬于低洼谷地積水成湖,一場(chǎng)洪水湖泊面積大為擴(kuò)張,若連續(xù)干旱則干涸而成鹽堿灘。云貴高原湖泊通常都是斷陷湖盆,湖泊較深,但湖泊流域面積較小,湖泊可利用水資源量不大。
在淡水湖泊中,青藏高原地區(qū)貯水量居首位,占45.2%;東部平原湖泊次之,占30.5%。其他各區(qū)淡水湖泊貯水量合占24.7%??梢?jiàn),我國(guó)湖泊淡水資源近一半在人跡罕至的青藏高原,其資源可利用程度很低。在人口集中、經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的東部平原地區(qū),盡管湖泊水網(wǎng)稠密,但大多為淺水湖泊,環(huán)境容量有限,由于工農(nóng)業(yè)污染嚴(yán)重,產(chǎn)生了不同程度的水質(zhì)污染或湖泊的富營(yíng)養(yǎng)化,造成水質(zhì)性缺水。而西部地區(qū)本身就是干旱地區(qū),資源性缺水嚴(yán)重。因此對(duì)湖泊水資源的合理開(kāi)發(fā)和利用必須引起人們的高度重視。
我國(guó)湖泊面臨的嚴(yán)重環(huán)境問(wèn)題
一、湖泊污染嚴(yán)重、富營(yíng)養(yǎng)化加劇
對(duì)我國(guó)67個(gè)主要湖泊水質(zhì)和富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)狀的調(diào)查和評(píng)價(jià)結(jié)果(圖2)得出:屬Ⅱ類(lèi)水質(zhì)的湖泊為5個(gè),占調(diào)查湖泊數(shù)量的7.5%,面積為1135.2 km2,占調(diào)查湖泊總面積的6.1%;屬Ⅲ類(lèi)水質(zhì)的湖泊有16個(gè),占調(diào)查湖泊數(shù)量的23.9%,面積為2154.5km2,占調(diào)查湖泊總面積的11.8%;屬Ⅳ類(lèi)水質(zhì)的湖泊有18個(gè),占調(diào)查湖泊數(shù)量的26.9%,面積為10393.7km2,占調(diào)查湖泊總面積的55.6%;屬Ⅴ類(lèi)水質(zhì)的11個(gè),占調(diào)查湖泊數(shù)量的14.6%,面積為4768.1km2,占調(diào)查湖泊總面積的25.6%;屬劣Ⅴ類(lèi)水質(zhì)的湖泊有17個(gè),占調(diào)查湖泊數(shù)量的25.3%,面積為154.15km2,占調(diào)查湖泊總面積的0.9%。大約有近20%的湖泊水質(zhì)較好(Ⅱ~Ⅲ類(lèi)),有80%以上的湖泊受到污染(Ⅳ~劣Ⅴ類(lèi)),表明當(dāng)前我國(guó)湖泊水質(zhì)污染的問(wèn)題十分嚴(yán)峻。
圖2 2000年代初我國(guó)主要湖泊水質(zhì)類(lèi)別評(píng)價(jià)圖
表1 2000年代初中國(guó)主要湖泊富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)結(jié)果統(tǒng)計(jì)
對(duì)67個(gè)主要湖泊富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)結(jié)果(表1)看出,屬貧營(yíng)養(yǎng)湖泊數(shù)量為零,屬中營(yíng)養(yǎng)的湖泊為18個(gè),占調(diào)查湖泊總數(shù)的26.9%,面積為701311 km2,占調(diào)查湖泊總面積的37.6%。屬富營(yíng)養(yǎng)型的湖泊為49個(gè),占調(diào)查湖泊數(shù)量的73.1%,面積為11632.55km2,占調(diào)查湖泊總面積的62.4%。也就是說(shuō),從湖泊數(shù)量上來(lái)看,有近3/4的湖泊已達(dá)富營(yíng)養(yǎng)程度,所占的面積也接近總面積的2/3,表明當(dāng)前我國(guó)湖泊富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題十分突出,湖泊富營(yíng)養(yǎng)化導(dǎo)致湖泊水體透明度降低,水生態(tài)系統(tǒng)發(fā)生退化,沉水植物消失,而代之以浮游植物藍(lán)藻大肆繁殖使水質(zhì)惡化。
二、湖泊萎縮與干涸、蓄水量銳減
在我國(guó)西部干旱區(qū),湖泊通常是出山河流的尾閭湖,近幾十年來(lái)普遍萎縮,部分干涸,導(dǎo)致區(qū)域生態(tài)嚴(yán)重惡化。
如歷史上著名的羅布泊曾是一個(gè)浩瀚大湖,最大時(shí)湖泊面積達(dá)5200km2,1931年測(cè)得面積為1900 km2,1962年航測(cè)仍有660.0km2,1972年的衛(wèi)片反映已完全干涸,成為廣袤的干鹽灘,寸草不長(zhǎng)。
處于新疆北部的艾比湖在20世紀(jì)40年代,湖面面積為1200km2,貯水量30.0×108m3。到1950年,湖泊面積尚有1070km2,到了20世紀(jì)80年代面積急劇縮小到500km2,貯水量也相應(yīng)減少到7.0×108m3。
內(nèi)蒙古自治區(qū)的居延海是西北干旱、半干旱地區(qū)又一著名湖泊,其水源補(bǔ)給主要仰賴(lài)祁連山區(qū)的降水和冰雪融水,該湖在歷史上最盛時(shí)面積曾達(dá)2600km2, 20世紀(jì)50年代以前,注入湖泊的河流除6月份有斷流現(xiàn)象出現(xiàn)外,其他季節(jié)從不斷流,年平均徑流量達(dá)10.0×108m3。由于水源尚較充沛,昔日的居延海沿岸素有居延綠洲之稱(chēng),是我國(guó)著名的駱駝之鄉(xiāng)。
1958年,西居延海面積267.0km2,平均水深2.0m,蓄水量5.34×108m3;東居延海面積35.0km2,平均水深2.0m,蓄水量0.70×108m3。1961年秋,因河流斷流無(wú)水補(bǔ)給,西居延海干涸,湖床龜裂成鹽堿殼。東居延海也于1963年干涸;及至1982年因水源補(bǔ)給偶有改善,湖泊出現(xiàn)返春現(xiàn)象,水域面積恢復(fù)達(dá)到23.6km2,水深1.8km2。嗣后,1984年、1988年、1992年和1994年,又相繼數(shù)度干涸,地下水位下降,導(dǎo)致居延綠洲沙化嚴(yán)重,同時(shí),大片干涸的湖底沉積物成為沙塵暴的物質(zhì)來(lái)源。
在人煙稀少的青藏高原,湖泊也普遍萎縮,湖泊水位下降,湖水咸化。在高原腹地?zé)o人區(qū)的可可西里,茍仁錯(cuò)海拔4650m,1990年考察時(shí),該湖面積為23.5km2,平均水深在1.3m以上。而1998年夏再次考察時(shí),該湖已全部干涸,湖底形成一層結(jié)晶鹽殼和飽和鹵水,如鏡面一般鋪在平坦的湖底中部。其入湖河流已斷流,原來(lái)出露的泉水也已干枯。
我國(guó)最大的湖泊青海湖,其水位從1956年的3196.94m變?yōu)?988年的3193.55m,共下降了3.35m,湖面積減少了301.6km2,隨著水位下降,湖面萎縮,湖水礦化度也在增加,1962年礦化度為12.490克/升,而1986年已達(dá)14.152克/升。
東部平原湖區(qū)的長(zhǎng)江中游地區(qū),湖泊面積由20世紀(jì)50年代初期的17198km2,減少到現(xiàn)不足6600 km2,即2/3以上的湖泊面積消亡。洞庭湖因圍墾,湖泊面積已由1950年代初期的4350km2急劇縮小至2625km2;鄱陽(yáng)湖面積也由1950年的5200km2減少到目前的2933km2。號(hào)稱(chēng)“千湖之省”的湖北省,在20世紀(jì)50年代末計(jì)有湖泊1066個(gè),至80年代初剩約309個(gè),目前面積大于1km2湖泊僅剩181個(gè),大于10km2的湖泊僅剩44個(gè)。華北平原上的一顆明珠——白洋淀在20世紀(jì)90年代也多次干涸。
三、湖泊圍網(wǎng)養(yǎng)殖過(guò)度、生態(tài)系統(tǒng)受損
在長(zhǎng)江中下游地區(qū)的湖泊基本都是淺水湖泊,加上適宜的氣候條件,湖泊生產(chǎn)力高,為了有效開(kāi)發(fā)利用大水面產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益,在20世紀(jì)70~80年代,開(kāi)發(fā)并逐漸普及應(yīng)用圍網(wǎng)養(yǎng)殖技術(shù),為解決當(dāng)時(shí)的食物短缺、改變?nèi)藗兊氖澄锝Y(jié)構(gòu)起到了一定作用。隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和飲食消費(fèi)水平的提高,利用低廉的開(kāi)敞湖面進(jìn)行高附加值的水產(chǎn)養(yǎng)殖成為水鄉(xiāng)百姓發(fā)家致富之路,加之宏觀管理的失控,湖泊圍網(wǎng)養(yǎng)殖泛濫,面積不斷擴(kuò)大,許多湖泊的圍網(wǎng)養(yǎng)殖已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出湖泊本身所能容納的能力,湖泊水生態(tài)系統(tǒng)被破壞,人工大量投放餌料又加速了湖泊的富營(yíng)養(yǎng)化過(guò)程。
如洪湖,在20世紀(jì)80年代湖泊水質(zhì)還保持在Ⅱ~Ⅲ類(lèi)水平,湖泊沉水植物繁茂,湖水清澈見(jiàn)底。隨著圍網(wǎng)養(yǎng)殖面積的恣意擴(kuò)大,大量消耗水生植物,從而造成水生植被的消失,降低了湖泊的自?xún)裟芰?,損害了湖泊生態(tài)系統(tǒng)前置庫(kù)的生態(tài)服務(wù)功能。2000年湖泊圍網(wǎng)養(yǎng)殖面積約占湖泊面積的30%左右,之后發(fā)展到超過(guò)50%,這不但對(duì)圍網(wǎng)區(qū)的生態(tài)結(jié)構(gòu)造成破壞,而且對(duì)非圍網(wǎng)區(qū)無(wú)節(jié)制的撈草,已使得全湖的水生植被遭受破壞,湖泊水質(zhì)已呈現(xiàn)惡化趨勢(shì),湖泊營(yíng)養(yǎng)水平不斷升高,處于富營(yíng)養(yǎng)化的邊緣,藍(lán)藻水化開(kāi)始出現(xiàn)。當(dāng)年“洪湖水”優(yōu)美歌曲所描繪的洪湖美景也已成為過(guò)去。近年為了改變這種狀況,采取各種措施,大范圍取消圍網(wǎng)養(yǎng)殖,建立自然保護(hù)區(qū),恢復(fù)湖泊水生植被才初見(jiàn)成效。
東太湖的圍網(wǎng)養(yǎng)殖面積利用衛(wèi)星影像判讀則可達(dá)湖泊總面積的70%以上,“水上人家”在湖面星羅棋布。大量螃蟹養(yǎng)殖破壞水草植被;大量投放餌料污染湖泊水體。
此外,江蘇的鬲湖、陽(yáng)澄湖的圍網(wǎng)養(yǎng)殖遍布全湖,湖泊水質(zhì)惡化、生態(tài)系統(tǒng)嚴(yán)重受損。近兩年太湖的藍(lán)藻水華大面積暴發(fā)造成水源供水危機(jī)和環(huán)境災(zāi)難,其經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)影響重大,已引起政府和各界的廣泛關(guān)注并投入巨資進(jìn)行治理。
湖泊環(huán)境問(wèn)題的原因
一、全球氣候變暖
根據(jù)國(guó)際IPCC報(bào)告,過(guò)去100年來(lái)全球平均氣溫升高0.6±0.2℃。我國(guó)近100年來(lái)年均氣溫升高約為0.5~0.8℃。
氣溫升高一方面導(dǎo)致蒸發(fā)量增加,特別是在我國(guó)西部干旱區(qū)和青藏高原地區(qū)太陽(yáng)輻射強(qiáng),蒸發(fā)更加強(qiáng)烈,另一方面導(dǎo)致氣候的不穩(wěn)定性增加,氣候?yàn)?zāi)害頻繁,降水的區(qū)域分布極不平衡,造成區(qū)域的資源型缺水。這也是我國(guó)北方和西部干旱區(qū)湖泊萎縮、咸化的重要原因之一。
在我國(guó)南方,由于氣候變暖也可能導(dǎo)致湖泊生態(tài)系統(tǒng)的潛在變化,但目前仍無(wú)詳細(xì)的研究資料,但氣溫的升高已引起近年來(lái)太湖藍(lán)藻大量暴發(fā)在時(shí)間上的提前出現(xiàn)和延遲退去。
二、污染物過(guò)量排放造成湖泊水環(huán)境惡化
據(jù)有關(guān)資料報(bào)道,全國(guó)80%左右的污水未經(jīng)處理直接排入水域,造成全國(guó)1/3以上的河段污染。
據(jù)有關(guān)報(bào)道,2000年5846個(gè)河流水質(zhì)監(jiān)測(cè)站的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),對(duì)全國(guó)28萬(wàn)km河長(zhǎng)水質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià):Ⅰ類(lèi)水河長(zhǎng)占6.9%;Ⅱ類(lèi)水河長(zhǎng)占37.5%;Ⅲ類(lèi)水河長(zhǎng)占21.7%;Ⅳ類(lèi)河長(zhǎng)占11.7%;Ⅴ類(lèi)水河長(zhǎng)占6.3%;劣Ⅴ類(lèi)水河長(zhǎng)占15.9%。
據(jù)新華社報(bào)道,2005年1月對(duì)我國(guó)七大水系的175條河流、345個(gè)斷面的監(jiān)測(cè)顯示:Ⅰ類(lèi)水:占9.0%;Ⅱ類(lèi)水:占17.7%;Ⅲ類(lèi)水:占20.0%;Ⅳ類(lèi)水:占16.2%;Ⅴ類(lèi)水:占8.7%;劣Ⅴ類(lèi)水:占28.4%。這些污染物的排放許多是直接進(jìn)入湖泊,使湖泊水環(huán)境不斷惡化。
三、圍墾及圍堤養(yǎng)殖使湖泊面積銳減,調(diào)蓄功能降低
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),20世紀(jì)50年代以來(lái),長(zhǎng)江中下游地區(qū)有1/3以上的湖泊面積被圍墾,圍墾總面積達(dá)13000余km2,因此消亡的湖泊達(dá)1000余個(gè)。長(zhǎng)江中游地區(qū)的湖泊面積由20世紀(jì)50年代初的17198km2,減少到現(xiàn)不足6600km2,即2/3以上的湖泊面積因圍墾而消亡,因圍墾減少湖泊容積約達(dá)500億m3以上。
湖泊因圍墾而造成的大規(guī)模損失,削弱了其調(diào)蓄和凈化功能。湖泊調(diào)蓄容積的減少,直接導(dǎo)致江河來(lái)洪無(wú)地可蓄或難蓄納,蓄泄功能?chē)?yán)重失調(diào)。在相當(dāng)程度上,引發(fā)了江湖、河湖洪水位的不斷升高,最高洪水位被不斷突破,湖區(qū)出現(xiàn)了“平水年景,高洪水位”的異?,F(xiàn)象。
四、人類(lèi)不合理利用水資源
在西部干旱區(qū),有水就有綠洲,就有生命,隨著人口的增加、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展,對(duì)水資源的需求也不斷增加,但水資源量是有限的,發(fā)源于山區(qū)的河流流經(jīng)山前綠洲,被人類(lèi)截流灌溉農(nóng)田、發(fā)展工業(yè)和提供城市與農(nóng)村生活用水,而排入下游湖泊的水量逐漸變少,使得尾閭湖泊喪失維持湖泊水量平衡的基本水源量而導(dǎo)致湖泊干涸,結(jié)果是地下水位下降、綠洲消亡、土地沙化、沙塵暴肆虐,人類(lèi)面臨生存環(huán)境的極端惡化。這是人們僅注意了局部利益而忽視整體利益、只顧眼前利益而忽視長(zhǎng)遠(yuǎn)利益、只顧人類(lèi)需求而忽視自然生態(tài)需求使然。但最終導(dǎo)致人與自然的不協(xié)調(diào)、人類(lèi)遭到自然的報(bào)復(fù)和懲罰。
在東部地區(qū),人類(lèi)對(duì)湖泊資源的不合理利用也成為導(dǎo)致湖泊環(huán)境問(wèn)題的重要因素。如圍墾、圍網(wǎng)和圍堤養(yǎng)殖、筑堤修壩建閘而破壞湖濱濕地以及割斷湖泊與大江大河的水力聯(lián)系等等。這些主要是人類(lèi)對(duì)湖泊的認(rèn)識(shí)停留在對(duì)湖泊資源的無(wú)窮盡的索取上,而忽視對(duì)湖泊功能的全面認(rèn)識(shí)所致。
我國(guó)湖泊環(huán)境保護(hù)、治理和管理的對(duì)策思考
一、我國(guó)的湖泊富營(yíng)養(yǎng)化過(guò)程主要是人類(lèi)活動(dòng)的干擾過(guò)程所致
湖泊生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的綜合體系,它是盆地和流域及其水體、沉積物、各種有機(jī)和無(wú)機(jī)物質(zhì)之間相互作用、遷移、轉(zhuǎn)化的綜合反映。湖泊生態(tài)系統(tǒng)的演化有其自然過(guò)程和人類(lèi)活動(dòng)干擾與干預(yù)的過(guò)程。
目前我國(guó)的湖泊富營(yíng)養(yǎng)化過(guò)程主要是人類(lèi)活動(dòng)的干擾過(guò)程所致。湖泊富營(yíng)養(yǎng)化是指湖泊由于營(yíng)養(yǎng)元素的富集導(dǎo)致湖泊生態(tài)系統(tǒng)的退化,進(jìn)而使水質(zhì)惡化的過(guò)程。營(yíng)養(yǎng)元素的富集,包括外源輸入(人類(lèi)活動(dòng)和干、濕沉降)和內(nèi)源富集與釋放(物理、化學(xué)、生物等過(guò)程),是湖泊富營(yíng)養(yǎng)化發(fā)生的根本要素,它的不同發(fā)展階段可用湖泊營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)分類(lèi)指標(biāo)來(lái)描述;湖泊生態(tài)系統(tǒng)的退化是湖泊富營(yíng)養(yǎng)化發(fā)展過(guò)程的中間環(huán)節(jié),是一個(gè)復(fù)雜的生命演化過(guò)程,并且有不同階段的正、負(fù)反饋?zhàn)饔?;而水質(zhì)惡化是湖泊富營(yíng)養(yǎng)化發(fā)生的結(jié)果,可用地表水質(zhì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)定量描述。
二、過(guò)去對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化湖泊的治理過(guò)程存在一些誤區(qū)
我國(guó)湖泊富營(yíng)養(yǎng)化的過(guò)程是伴隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展、污染不斷積累的過(guò)程而加劇的。對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化湖泊的治理也經(jīng)歷了十多年的探索,目前看來(lái),過(guò)去對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化湖泊的治理過(guò)程存在一些誤區(qū),首先在認(rèn)識(shí)上對(duì)湖泊富營(yíng)養(yǎng)化治理的復(fù)雜性和長(zhǎng)期性缺乏足夠的認(rèn)識(shí),在行動(dòng)上表現(xiàn)為急功近利、頭疼治頭腳疼醫(yī)腳的傾向,總想在短期內(nèi)就能使湖泊變清。具體表現(xiàn)為僅考慮湖泊局部環(huán)境的治理而忽視流域整體的污水治理,或者僅強(qiáng)調(diào)湖泊外源排放而忽視對(duì)湖泊內(nèi)源循環(huán)的研究,或者僅抓了對(duì)點(diǎn)源污染的治理而忽視了面源污染的作用。其結(jié)果是投入了大量人力、物力和財(cái)力對(duì)湖泊富營(yíng)養(yǎng)化進(jìn)行治理,到頭來(lái)湖泊富營(yíng)養(yǎng)化反而越來(lái)越嚴(yán)重。
我們必須對(duì)湖泊富營(yíng)養(yǎng)化和治理過(guò)程有一個(gè)清醒的認(rèn)識(shí),借鑒國(guó)際先進(jìn)經(jīng)驗(yàn),系統(tǒng)、全面考慮和規(guī)劃湖泊富營(yíng)養(yǎng)化的治理過(guò)程,在流域全面截污、高強(qiáng)度治污的基礎(chǔ)上,對(duì)湖泊生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)進(jìn)行人工干預(yù),因勢(shì)利導(dǎo),科學(xué)地進(jìn)行健康湖泊生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)。
三、富營(yíng)養(yǎng)化湖泊的治理和湖泊生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)的國(guó)際經(jīng)驗(yàn)
綜觀國(guó)際富營(yíng)養(yǎng)化湖泊的治理和湖泊生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)的實(shí)踐,可以看出其主要特征是首先對(duì)受污染的湖泊進(jìn)行高強(qiáng)度的治污,投入大量的物力、財(cái)力、人力對(duì)湖泊流域的污水進(jìn)行截流并統(tǒng)一進(jìn)行處理,達(dá)標(biāo)后排放入湖。湖泊的生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)主要靠湖泊的自我調(diào)節(jié)機(jī)制自然修復(fù)。
以歐洲的湖泊治理過(guò)程為代表,在20世紀(jì)70年代之前,歐洲的大多數(shù)湖泊富營(yíng)養(yǎng)化也非常嚴(yán)重,從70年代開(kāi)始,對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化湖泊及其流域進(jìn)行截?cái)辔廴驹?,污水管道化進(jìn)行污水處理后再排入湖泊。經(jīng)過(guò)20~30年的高強(qiáng)度治污,目前絕大多數(shù)湖泊從富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)又恢復(fù)到貧營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)。在此過(guò)程中積累了大量詳盡的湖泊及其生態(tài)系統(tǒng)演變的監(jiān)測(cè)資料。事實(shí)表明,生態(tài)系統(tǒng)的自然修復(fù)是恢復(fù)不到原點(diǎn)的。
北美和日本湖泊富營(yíng)養(yǎng)化治理和湖泊生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)也同樣是先從流域治污開(kāi)始的,而人類(lèi)對(duì)湖泊生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)的目的是經(jīng)過(guò)人工干預(yù)使湖泊盡快建立起適合湖泊水體狀況的健康生態(tài)系統(tǒng),而進(jìn)一步促進(jìn)湖泊環(huán)境的不斷改善。
四、湖泊局部生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)的主要技術(shù)
為了加速已被破壞的水生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù),除了依靠水生態(tài)系統(tǒng)本身的自適應(yīng)、自組織、自調(diào)節(jié)能力來(lái)恢復(fù)水生態(tài)系統(tǒng)原來(lái)的規(guī)律外,還通過(guò)人工措施為水生態(tài)系統(tǒng)的健康運(yùn)轉(zhuǎn)服務(wù),而加快生態(tài)修復(fù)。在目前對(duì)湖泊流域系統(tǒng)的污水不能進(jìn)行全面截?cái)嗟那疤嵯?,進(jìn)行湖泊局部生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)僅只能是權(quán)宜之計(jì),但這對(duì)改善湖泊局部環(huán)境和重要水源地仍不失為有效的手段。
綜合已有的湖泊局部生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)的實(shí)踐,其主要技術(shù)有:截?cái)嗤庠次廴竞涂刂苾?nèi)源污染。
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1.流域內(nèi)高強(qiáng)度治污,污水全部處理達(dá)標(biāo)排放:污水管道化,集中處理,達(dá)標(biāo)排放。
2.湖濱帶修復(fù):位于水體和陸地生態(tài)系統(tǒng)之間的生態(tài)交錯(cuò)帶,具有過(guò)濾、緩沖器功能, 它不僅可吸附和轉(zhuǎn)移來(lái)自面源的污染物、營(yíng)養(yǎng)物, 改善水質(zhì), 而且可截留固定顆粒物, 減少水體中的顆粒物和沉積物;同時(shí)可以提供生物繁育生長(zhǎng)的棲息地, 對(duì)于保護(hù)生物多樣性等具有重要意義。在湖泊周邊建立和修復(fù)水陸交錯(cuò)帶, 是整個(gè)湖泊生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的重要組成部分。
3.人工濕地:在入湖河口與下游段、局部污染源用人工濕地系統(tǒng)凈化污水的工程措施是一種低成本、低能耗的污水處理方法, 已被廣泛采用。
4.生物塘系統(tǒng):生物塘又稱(chēng)為穩(wěn)定塘或氧化塘, 是室外污水生物處理的一種設(shè)施,它具有運(yùn)行管理費(fèi)用低、操作管理簡(jiǎn)易、高效的除污染效能等優(yōu)點(diǎn)。
在控制內(nèi)源污染方面主要有:
1.營(yíng)養(yǎng)鹽固定:含F(xiàn)e、Ca、Al等陽(yáng)離子的鹽,可與水中的無(wú)機(jī)磷或含磷顆粒物結(jié)合而沉淀湖底,起到凈化水質(zhì)目的。因此通過(guò)投加藥劑可控制水中營(yíng)養(yǎng)鹽遷移。常用藥劑包括氯化鐵、改性黏土、石灰和鋁鹽等。顯然,藥劑投加法既要考慮實(shí)際成本,又要考慮所造成的長(zhǎng)期生態(tài)影響,因此一般只用于應(yīng)急措施。
2.生態(tài)控制:(1)水生植被恢復(fù),大型水生植物是湖泊主要的初級(jí)生產(chǎn)者之一, 對(duì)湖泊生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能有重要作用, 水生植物在生長(zhǎng)過(guò)程中, 需要吸收大量的氮、磷等營(yíng)養(yǎng)元素。當(dāng)水生植物運(yùn)移出水生生態(tài)系統(tǒng)時(shí), 被吸收的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)隨之從水體中輸出, 從而達(dá)到凈化水體的作用。(2)生物浮床,生物浮床技術(shù)是按照自然規(guī)律, 在以富營(yíng)養(yǎng)化為主體的污染水域水面利用特殊材料的浮床種植糧食、蔬菜、花卉或綠色植物等各種適宜的陸生植物。通過(guò)植物根部的吸收、吸附作用, 削減、富集水體中氮、磷及有害物質(zhì), 從而達(dá)到凈化水質(zhì)的效果, 同時(shí)又可收獲農(nóng)產(chǎn)品, 美化綠化水域景觀。(3)控制藻類(lèi)的生態(tài)技術(shù),生物調(diào)控, 就是用調(diào)整生物群落結(jié)構(gòu)的方法控制水質(zhì)。主要原理是調(diào)整魚(yú)群結(jié)構(gòu), 保護(hù)和發(fā)展大型牧食性浮游動(dòng)物, 從而控制藻類(lèi)過(guò)量生長(zhǎng)。(4)有益微生物控制藻類(lèi)生長(zhǎng)技術(shù)等。
3.底泥疏浚與封閉:湖泊底泥是湖泊生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分,也是水土界面物質(zhì)(物理的、化學(xué)的、生物的)積極交換帶。各種來(lái)源的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)經(jīng)一系列湖泊物理、化學(xué)及生化作用,沉積于湖底, 形成疏松、富含有機(jī)質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)鹽的灰黑色淤泥。在湖泊各種水動(dòng)力學(xué)、生態(tài)動(dòng)力學(xué)作用下或湖泊環(huán)境變化時(shí), 沉積物中營(yíng)養(yǎng)鹽溶出或再懸浮, 形成湖泊富營(yíng)養(yǎng)化的內(nèi)負(fù)荷。同時(shí)底泥對(duì)環(huán)境作用具有累積性和滯后性。該方法一是阻止沉積物中污染物的釋放如底質(zhì)封閉等;二是清除污染沉積物, 如對(duì)底泥進(jìn)行疏浚,但該方法對(duì)局部清除污染物、擴(kuò)大水容積是有利的,但對(duì)某些湖泊富營(yíng)養(yǎng)化的治理總體效果并不好,反而對(duì)保護(hù)湖泊底棲生態(tài)系統(tǒng)不利,一般要科學(xué)論證后再實(shí)施。
五、對(duì)湖泊水環(huán)境問(wèn)題的治理應(yīng)統(tǒng)籌協(xié)調(diào),全面而科學(xué)地采取措施
總之,湖泊水環(huán)境問(wèn)題和水生態(tài)系統(tǒng)的退化是一個(gè)復(fù)雜的巨系統(tǒng),它不僅是自然環(huán)境問(wèn)題,同時(shí)也是社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和科學(xué)問(wèn)題。對(duì)湖泊水環(huán)境問(wèn)題的治理和健康水生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)涉及科學(xué)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、政府、政策法規(guī)等方方面面,應(yīng)統(tǒng)籌協(xié)調(diào),全面而科學(xué)地采取措施,以求取得實(shí)效。
1.貫徹落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀,實(shí)現(xiàn)發(fā)展和生態(tài)與環(huán)境保護(hù)“雙贏”。
自然生態(tài)系統(tǒng)惡化和人居環(huán)境污染,不但給城鄉(xiāng)人民的生產(chǎn)生活帶來(lái)嚴(yán)重危害,同時(shí)也影響和制約經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展,成為最大的社會(huì)公害。因此,加強(qiáng)湖泊環(huán)境保護(hù)和湖泊生態(tài)治理,已成為保障經(jīng)濟(jì)和社會(huì)持續(xù)發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急,重中之重,不能單純追求GDP的增長(zhǎng),而忽視生態(tài)與環(huán)境的保護(hù)。
2.建設(shè)資源節(jié)約型社會(huì),發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì),綜合、合理規(guī)劃利用水資源。
生態(tài)需水量被列入水資源規(guī)劃中是“人與自然和諧發(fā)展”的充要條件,生態(tài)需水量的研究與規(guī)劃是“人與自然和諧發(fā)展”的進(jìn)步。據(jù)有關(guān)分析指出,我國(guó)主要資源人均占有量不足世界平均水平的1/2或1/3,單位GDP能耗是世界平均水平的3.4倍。按照現(xiàn)有的資源利用和污染排放水平,要實(shí)現(xiàn)2020年GDP翻兩番,環(huán)境承受的壓力將比2000年提高4~5倍;如果環(huán)境質(zhì)量保持不變,單位資源消耗的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出則必須提高4~5倍;如果資源消耗和污染負(fù)荷比2000年減少一半,環(huán)境明顯改善,單位資源消耗的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出就必須提高8~10倍。顯然,不轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式,建設(shè)資源節(jié)約型社會(huì),就難以實(shí)現(xiàn)全面建設(shè)小康社會(huì)的宏偉目標(biāo)。
3.加快相關(guān)法律法規(guī)建設(shè),依法治水。
強(qiáng)化、依法、鐵腕治污,以求全面達(dá)標(biāo)排放;統(tǒng)一管理,把湖泊資源合理開(kāi)發(fā)利用和湖泊生態(tài)建設(shè)與環(huán)境保護(hù)納入法治軌道。正確處理權(quán)力與責(zé)任的關(guān)系,防止“政府權(quán)力部門(mén)化、部門(mén)權(quán)力利益化、部門(mén)利益固定化”的傾向,提高湖泊管理水平。
4.加強(qiáng)宣傳教育,提高公眾節(jié)約用水和保護(hù)水資源和水生態(tài)環(huán)境的意識(shí)。
強(qiáng)化全民的水資源危機(jī)意識(shí),增強(qiáng)水資源、水環(huán)境保護(hù)意識(shí),建立節(jié)約水資源、保護(hù)水資源、水生態(tài)、水環(huán)境的現(xiàn)代化監(jiān)測(cè)、預(yù)警體系。
5.堅(jiān)持眼前利益與長(zhǎng)遠(yuǎn)利益的統(tǒng)一,達(dá)到人與自然的和諧。
(1)以科學(xué)發(fā)展觀指導(dǎo)和規(guī)劃湖區(qū)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展,合理開(kāi)發(fā)利用湖泊資源,走人與自然協(xié)調(diào)發(fā)展之路。
(2)繼續(xù)實(shí)施“退田還湖”整治戰(zhàn)略,給洪水以出路。
(3)嚴(yán)格控制湖泊圍網(wǎng)養(yǎng)魚(yú)、廢棄圍堤養(yǎng)魚(yú),保護(hù)湖泊生態(tài)系統(tǒng)。
(4)加強(qiáng)湖泊污染和富營(yíng)養(yǎng)化治理力度,注重湖泊生態(tài)系統(tǒng)自我修復(fù)能力的提高。
(5)大力推進(jìn)湖泊生態(tài)功能建設(shè),強(qiáng)化人工修復(fù)湖泊健康生態(tài)系統(tǒng),切實(shí)保護(hù)其涵養(yǎng)水源和物種基因庫(kù)的生態(tài)功能。
(6)改革湖泊管理機(jī)構(gòu)設(shè)置,確立水資源的統(tǒng)一管理體制,強(qiáng)化湖泊統(tǒng)一的綜合管理,加強(qiáng)立法,強(qiáng)化執(zhí)法管理的力度和管理人員的素質(zhì)訓(xùn)練。
(7)調(diào)整湖泊運(yùn)行模式,堅(jiān)持“治水”和“治污”相結(jié)合的方向,恢復(fù)江湖、河湖的生態(tài)系統(tǒng)聯(lián)系,利用水利工程改善和保護(hù)湖泊濕地生態(tài)系統(tǒng)。
(8)合理利用內(nèi)陸湖泊水資源,保護(hù)和發(fā)揮湖泊維系區(qū)域生態(tài)服務(wù)功能的作用,對(duì)水資源實(shí)施流域科學(xué)調(diào)度和生態(tài)補(bǔ)水,恢復(fù)干涸湖泊生機(jī)。
6.以科技創(chuàng)新為先導(dǎo),加強(qiáng)湖泊科學(xué)的研究和湖泊環(huán)境保護(hù)和資源利用中的科學(xué)基礎(chǔ)問(wèn)題研究,以指導(dǎo)湖泊環(huán)境的保護(hù)與治理。