長江中下游淺水湖泊富營養(yǎng)化發(fā)生機(jī)制與控制途徑初探
提要長江中下游地區(qū)是我國淡水湖泊比較集中的地區(qū)。該地區(qū)絕大多數(shù)湖泊為淺水湖泊。所有的城郊湖泊都已經(jīng)富營養(yǎng)化。其他湖泊的營養(yǎng)狀況均為中營養(yǎng)一富營養(yǎng)，處于富營養(yǎng)化的發(fā)展中。這些湖泊富營養(yǎng)化的原因同流域上的人類活動(dòng)有很大的關(guān)系。一方面，工業(yè)、農(nóng)業(yè)和城市生活污水正源源不斷地向湖泊中排放。另一方面，人類通過湖?自圍墾、湖岸忖砌、水產(chǎn)養(yǎng)殖等破壞自然生態(tài)環(huán)境，減少營養(yǎng)鹽輸出途徑。國際上對(duì)于淺水湖泊富營養(yǎng)化治理的經(jīng)驗(yàn)表明，即使流域上的外源?虧染排放降到歷史最低點(diǎn)，湖泊富營養(yǎng)化問題依然突出。其原因與淺水湖泊底泥所造成的內(nèi)源污染有關(guān)。動(dòng)力作用導(dǎo)致底泥懸浮。影響底泥中營養(yǎng)鹽的釋放，也影響水下光照和初級(jí)生產(chǎn)力。控制淺水湖泊富營養(yǎng)化，除了進(jìn)行外源性營養(yǎng)鹽控制之外，還必須進(jìn)行湖內(nèi)內(nèi)源營養(yǎng)鹽的治理。治理內(nèi)源營養(yǎng)鹽的有效途徑是恢復(fù)水生植被，控制底泥動(dòng)力懸浮與營養(yǎng)鹽釋放。而要進(jìn)行水生植被恢復(fù)，必須進(jìn)行湖泊生態(tài)系統(tǒng)退化機(jī)制及生態(tài)修復(fù)的實(shí)驗(yàn)研究。
淺水湖泊是相對(duì)于深水湖泊而言的湖泊范疇。所謂深水與淺水湖泊之分，并無明確的界限。一般認(rèn)為，深水湖泊在夏季都會(huì)出現(xiàn)熱力分層的現(xiàn)象，而淺水湖泊則幾乎不出現(xiàn)。至于深度，絕大多數(shù)淺水湖泊均不超過20m。長江中下游平原是我國淺水湖泊分布最集中的地區(qū)，五大淡水湖中有四個(gè)湖泊(鄱陽湖、洞庭湖、太湖、巢湖)分布于此。據(jù)統(tǒng)計(jì)，長江中下游平原湖泊面積在1km以上的共有651個(gè)，其中面積大于100km的有18個(gè)。從湖泊成因來看，多與洼地蓄水及長江水系的演變有關(guān)，如江漢湖群諸湖；在長江三角洲地帶，湖泊的形成與發(fā)展，還與海涂的發(fā)育及海岸線的變遷有直接聯(lián)系]。湖泊由于長期泥沙淤積，面積日趨縮小，湖床抬高，洲灘發(fā)育，普遍呈現(xiàn)出淺水湖泊的特點(diǎn)，多數(shù)湖泊水深小于10m，平均水深僅2m左右。
長江中下游地區(qū)淺水湖泊是我國富營養(yǎng)化湖泊分布的主要地區(qū)。針對(duì)富營養(yǎng)化發(fā)生過程與機(jī)制，國內(nèi)外已有一些研究報(bào)道，但是機(jī)理目前尚未完全明了。出于經(jīng)濟(jì)及社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的需求，國內(nèi)外對(duì)淺水湖泊富營養(yǎng)化的治理均進(jìn)行了大量的試驗(yàn)、實(shí)踐與探索，但是效果并不理想，可以說至今尚未有哪個(gè)淺水湖泊的富營養(yǎng)化治理取得了顯著的成效。這從一方面突出說明對(duì)于淺水湖泊富營養(yǎng)化的機(jī)理研究遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于生產(chǎn)實(shí)際的需求。根據(jù)國家有關(guān)部門的安排，我國將在“十五”期間大規(guī)模開展湖泊水環(huán)境治理，其中“三湖”治理是納入國家計(jì)劃的環(huán)境治理工作，而“三湖”中的太湖與巢湖就位于長江中下游地區(qū)，且均為淺水湖泊。面對(duì)國際上目前缺乏成功的可借鑒的經(jīng)驗(yàn)情況下，必須加強(qiáng)我國在淺水湖泊富營養(yǎng)化方面的機(jī)理研究，為國家大規(guī)模地開展湖泊治理進(jìn)行技術(shù)儲(chǔ)備。本文在分析長江中下游湖泊富營養(yǎng)化過程的基礎(chǔ)上，結(jié)合國際上有關(guān)淺水湖泊富營養(yǎng)化研究與治理的認(rèn)識(shí)與實(shí)踐，探討我國淺水湖泊富營養(yǎng)化治理的可能途徑與技術(shù)方案。
1長江中下游地區(qū)湖泊富營養(yǎng)化的發(fā)展?fàn)顩r與人類活動(dòng)影響分析
1.1湖泊富營養(yǎng)化狀況
長江中下游地區(qū)是目前我國淡水湖泊最集中的區(qū)域，而且絕大多數(shù)為淺水湖泊。在改革開放以前，該地區(qū)山青水秀，許多地區(qū)如蘇南太湖地區(qū)均是有名的魚米之鄉(xiāng)。伴隨著近2O年來經(jīng)濟(jì)發(fā)展，湖泊水環(huán)境日趨惡化，不少湖泊富營養(yǎng)化形勢嚴(yán)峻，水質(zhì)性缺水在很多地區(qū)已經(jīng)嚴(yán)重制約了地方經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。縱觀諸湖泊的富營養(yǎng)化狀況，主要有以下幾個(gè)特點(diǎn)。
(1)富營養(yǎng)化范圍擴(kuò)大、程度加劇、進(jìn)程加快
2O世紀(jì)8O年代以前，長江中下游地區(qū)的淺水湖泊除一些城郊湖泊以外，普遍水質(zhì)較好。8O年代后期至今，大部分湖白已經(jīng)呈現(xiàn)中營養(yǎng)或中富營養(yǎng)化以上水平，有些湖白已達(dá)超重富營養(yǎng)化，如巢湖、武漢東湖。一些原本處于中營養(yǎng)化水平的湖泊如固城湖，2000年監(jiān)測表明已經(jīng)達(dá)中富營養(yǎng)化口。
以太湖為例(表1)，按現(xiàn)行的《地而水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB3838—88)》，太湖在2o世紀(jì)6O年代屬I～兀類水體；70年代發(fā)展至Ⅱ類；80年代初平均為Ⅱ～Ⅲ類；80年代末則全面進(jìn)入Ⅲ類，局部Ⅳ和V類；90年代中期平均已達(dá)Ⅳ類，1/3湖區(qū)為V類。表現(xiàn)為平均每lO年左右水質(zhì)下降一個(gè)級(jí)別，近lO多年下降速度明顯加快。這種變化在8O年代以前表現(xiàn)為以TN和COD增加為主，與當(dāng)時(shí)的區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展密切相關(guān)；80～9O年代以P和葉綠素的顯著增加為特征，受流域內(nèi)城市化發(fā)展和生活水平提高的影響顯著。從營養(yǎng)狀態(tài)來看，太湖在20世紀(jì)60年代處于貧中營養(yǎng)水平，至8O年代達(dá)貧中～中營養(yǎng)水平，9o年代初上升到中富營養(yǎng)，至2000年已以富營養(yǎng)化為主，監(jiān)測表明，2000年全年平均太湖29為中富營養(yǎng)水平，7l%已達(dá)富營養(yǎng)水平。
表l太湖水體主要環(huán)境指標(biāo)變化
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