駱馬湖富營養(yǎng)化發(fā)生機(jī)制研究

駱馬湖富營養(yǎng)化發(fā)生機(jī)制研究

南移工程是一項(xiàng)與國計(jì)資源和人民生活密切相關(guān)的重大工程。駱馬湖是南水北調(diào)東線工程的必經(jīng)之地，擔(dān)負(fù)著重要的調(diào)蓄功能，水質(zhì)好壞關(guān)系調(diào)水工程的成敗。雖然流域各級政府對轄區(qū)的工業(yè)企業(yè)的廢水進(jìn)行限期治理實(shí)現(xiàn)了達(dá)標(biāo)排放，各城市污水處理廠也相繼開工建設(shè)，使得駱馬湖水質(zhì)得到改善，但駱馬湖水質(zhì)仍達(dá)不到地表水Ⅲ類（GB3838-2002）水質(zhì)要求。對于受農(nóng)業(yè)面源影響為主的駱馬湖，單純采取切斷點(diǎn)源污染的措施來治理經(jīng)實(shí)踐證明并不很理想。加強(qiáng)駱馬湖生態(tài)建設(shè)才是治理駱馬湖水體污染的一條切實(shí)可行的捷徑。1過水性湖泊，在過水處理單元湖泊。在此湖泊的水質(zhì)和時間內(nèi)，湖泊年換水次數(shù)以統(tǒng)計(jì)為第20個月內(nèi)，對于第2020駱馬湖位于江蘇省北部，面積260km2(水位為23.0m時)，是淮河流域第三大湖泊，江蘇省第四大湖泊，年水位漲幅在1.90～5.73m，年換水次數(shù)在10次左右，是典型的過水性湖泊。1949～1958年，駱馬湖先后完成了湖泊治理，水利樞紐設(shè)施等工程，成為受人工控制的大型平原型水庫型湖泊。2羅馬湖富營養(yǎng)化進(jìn)程的主要因素2.1營養(yǎng)資源入湖大量營養(yǎng)物質(zhì)的流入和滯留必然導(dǎo)致湖泊富營養(yǎng)化的產(chǎn)生。黃文鈺等對駱馬湖1998年的氮磷平衡進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，分析后發(fā)現(xiàn)入湖河流攜帶大量的營養(yǎng)物質(zhì)入湖是決定駱馬湖富營養(yǎng)化水平的主要原因。2.2浮游植物的生長和限制水生植被在淺水湖泊生態(tài)系統(tǒng)自然演替過程中具有特殊意義，水生高等植物不僅能夠快速吸收水體和沉積物中的營養(yǎng)鹽，抑制底泥中營養(yǎng)物質(zhì)的釋放，分泌產(chǎn)生他感物質(zhì)抑制浮游植物生長，而且對湖泊生態(tài)系統(tǒng)的物理、化學(xué)及生物學(xué)特征也有重要影響。以前，駱馬湖水生高等植物茂盛，使得湖水清澈，水質(zhì)較好，但近年來由于人為原因使得駱馬湖水生高等植物破壞嚴(yán)重。駱馬湖水位落差大、高水位持續(xù)時間長、透明度低導(dǎo)致大量水草死亡、腐爛；大面積的圍網(wǎng)養(yǎng)殖影響了水生植物種群的自然生長，使得駱馬湖水生植物現(xiàn)存量下降；大量水生高等植物在生長階段被破壞。3羅馬湖生態(tài)建設(shè)3.1加強(qiáng)養(yǎng)化進(jìn)程駱馬湖生態(tài)建設(shè)的方針為：堅(jiān)持以保護(hù)駱馬湖水質(zhì)，減緩駱馬湖水體富營養(yǎng)化進(jìn)程為首要任務(wù)，以保護(hù)和恢復(fù)駱馬湖水生植被，促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)，保障水源安全為宗旨，重點(diǎn)加強(qiáng)水源保護(hù)區(qū)建設(shè)、生態(tài)湖濱建設(shè)、入湖口人工濕地建設(shè)，以生態(tài)漁業(yè)和生態(tài)旅游推進(jìn)駱馬湖的可持續(xù)開發(fā)。3.2羅馬湖生態(tài)水草的主要內(nèi)容3.2.1區(qū)域環(huán)境現(xiàn)狀在駱馬湖建立保護(hù)區(qū)是保護(hù)駱馬湖水質(zhì)，減緩駱馬湖水體富營養(yǎng)化進(jìn)程的最有效的方法之一。建議結(jié)束多龍管湖的現(xiàn)狀，依托水利部淮河水利委員會建立南水北調(diào)駱馬湖水源保護(hù)區(qū)，由保護(hù)區(qū)管委會統(tǒng)一管理涉及駱馬湖開發(fā)和水質(zhì)保護(hù)的有關(guān)事宜。(1）保護(hù)區(qū)的功能區(qū)劃。核心區(qū)：主要包括宿遷市的后備飲用水源地以及水生高等植物較多，水質(zhì)較好，作為魚類棲息、產(chǎn)卵、繁殖的場所。具體位置為駱馬湖洋河灘附近湖區(qū)、駱馬湖湖心區(qū)和黃墩湖區(qū)，總面積73.3km2，占保護(hù)區(qū)總面積的28.1%。緩沖區(qū)：主要指水位較深的湖區(qū)，主要功能為行洪蓄洪、農(nóng)田灌溉和魚類增值。具體位置為駱馬湖皂河附近湖區(qū)、嶂山附近湖區(qū)以及湖心周邊湖區(qū)，總面積93.3km2，占保護(hù)區(qū)總面積的35.9%。試驗(yàn)區(qū)：主要指現(xiàn)在進(jìn)行漁業(yè)養(yǎng)殖（包括圍網(wǎng)網(wǎng)箱養(yǎng)殖區(qū)、低壩高欄養(yǎng)殖區(qū)）、沂河入湖口區(qū)域戴場島附近區(qū)域以及湖東部的水上游覽區(qū)。除核心區(qū)和緩沖區(qū)以外的湖區(qū)都屬試驗(yàn)區(qū)，總面積93.4km2，占保護(hù)區(qū)總面積的36.0%。(2）湖區(qū)內(nèi)違法行為綜合整治。由于駱馬湖長期受多重管理，各管理部門從部門利益出發(fā)，重收費(fèi)輕管理。導(dǎo)致湖區(qū)環(huán)境違法行為較為嚴(yán)重，無節(jié)制圍網(wǎng)養(yǎng)殖、濫捕濫撈漁業(yè)資源，禁捕期捕魚等違法行為較為普遍。尤其是非法采砂，由于湖泊深水區(qū)采砂成本較高，駱馬湖采砂區(qū)域主要分布在三里、嶂山北岸，這部分湖區(qū)水深適宜，水生高等植物豐富，多為多年生沉水植物，如金魚藻（Ceratophyllumdemersum）、聚草（Myriophyllumspicatum）、馬來眼子菜（Potamogetonmalaianus）、菹草（Potamogetonmaackianus）等，采砂過程中，在摧毀水生植物的同時毀滅性地改變了湖底特征，使得水生植物數(shù)年乃至數(shù)十年都得不到恢復(fù)。要堅(jiān)決取締駱馬湖非法采砂，即使有關(guān)部門以清淤為目的批準(zhǔn)采砂時，也要將采砂限制在部分區(qū)域。(3）駱馬湖區(qū)域內(nèi)水污染防治。全面合理制定、實(shí)施駱馬湖區(qū)域內(nèi)污染防治規(guī)劃，在大中型島嶼修建有動力生活污水處理裝置，處理居民的生活廢水，嚴(yán)禁未達(dá)標(biāo)的廢水直接排入湖中。對島中和各類船只產(chǎn)生的各種垃圾要及時清運(yùn)到指定地點(diǎn)，進(jìn)行衛(wèi)生填埋，嚴(yán)禁傾倒入湖中。要有步驟地將駱馬湖島嶼中的居民、駱馬湖中的漁民、船民遷移上岸，在改善其生活的同時，減輕對湖泊的壓力。3.2.2類型、發(fā)酵植物的配制充分利用駱馬湖入湖口水生植被凈化能力，可以截留和轉(zhuǎn)化入湖營養(yǎng)物質(zhì)，改善駱馬湖水質(zhì)，是治理駱馬湖水體污染的有效措施之一。駱馬湖人工濕地建設(shè)采用濕地三級污水處理工藝。整個工藝流程采用漂浮植物作為污水的初級處理設(shè)施，污水的二級處理采用挺水植物，在工程尾段采用沉水植物作最后的處理：第一級：漂浮植物區(qū)引種駱馬湖原有漂浮植物萍（Marsileaquadrifolia）、槐葉萍（Salvinianatans）、喜旱蓮子草（Alternantheraphiloxeroides）和浮葉植物蓮（Nelumbonucifera）、芡（Euryaleferox）、菱（Trapabispinosa）、荇草（Nymphoidespeltatum）、金銀蓮花（Nymphoidesindicum）等，它們具有較強(qiáng)的生長適應(yīng)性。漂浮植物和浮葉植物不僅對污水起到初濾作用吸附水中懸浮物，還通過強(qiáng)烈的光合作用產(chǎn)生大量氧氣，提高湖水中的溶解氧含量，為下一步挺水植物區(qū)的處理提供氧氣。第二級：挺水植物區(qū)挺水植物區(qū)域主要是引種駱馬湖原有的濕生植物蘆葦（Phragmitescommunis）、蒲草（Typhaangustifolia）沉降懸浮顆粒、溶解擴(kuò)散并沉積營養(yǎng)物質(zhì)和吸收營養(yǎng)物質(zhì)，以達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。挺水植物區(qū)是設(shè)計(jì)的人工濕地的最主要區(qū)域，系統(tǒng)能夠利用濕地的自凈作用將大部分污染物去除。由于戴場島等島嶼附近挺水植物發(fā)育較好，為節(jié)省資金，此區(qū)域設(shè)計(jì)擬采用人工濕地和自然濕地相結(jié)合。第三級：沉水植物區(qū)主要是引種駱馬湖原有的沉水植物如金魚藻、聚草、馬來眼子菜、菹草等對水質(zhì)作最后處理，也起緩沖作用。此區(qū)域不僅增強(qiáng)了濕地容積，延長湖水滯留時間，提高濕地承載負(fù)荷，還可以濾去懸浮物大顆粒，增加水中溶解氧。3.2.3造林密度及駁岸的密度(1）駱馬湖湖濱生態(tài)林業(yè)建設(shè)主要包括駱馬湖大堤外生態(tài)防護(hù)林建設(shè)和堤外生態(tài)經(jīng)濟(jì)林建設(shè)。駱馬湖大堤生態(tài)防護(hù)林帶建設(shè)就是指在沿駱馬湖防洪大堤向外延伸200m的范圍內(nèi)營造生態(tài)防護(hù)林，在防洪堤防護(hù)林宜營造楊樹、泡桐、刺槐、馬褂木、椿樹、麻櫟、楓楊、國槐、香椿、櫸樹、樸樹、皂莢、南酸棗、水杉、銀杏、落羽杉等高大喬木，速生樹種如楊樹、泡桐等造林密度宜為280株/hm2，其它落葉闊葉樹種密度為400株/hm2，針葉樹種密度為1100株/hm2；堤內(nèi)側(cè)低洼經(jīng)常積水的區(qū)域可栽植雜交柳和池杉，雜交柳和池杉的密度宜為620株/hm2和1100株/hm2。(2）駱馬湖東大堤多功能生態(tài)堤岸建設(shè)，由于宿遷市已經(jīng)將駱馬湖納入城市發(fā)展規(guī)劃中。駱馬湖東岸湖堤即作為中心城市的一部分，不僅要具有防洪、蓄水的水利功能，更要具有市民休閑娛樂、親近自然的休閑功能，減緩城市熱島效應(yīng)創(chuàng)造生物棲息環(huán)境的生態(tài)功能以及反映城市特征的視覺上的景觀功能。為此建議將駱馬湖東大堤建設(shè)成為多功能生態(tài)堤岸。駱馬湖東大堤設(shè)計(jì)時應(yīng)在尊重湖堤自然形態(tài)，減少人為改造的前提下，應(yīng)強(qiáng)調(diào)充分利用駱馬湖自然風(fēng)光，對駱馬湖全方位、多層次觀賞、游玩、休憩、體驗(yàn)甚至俯瞰駱馬湖。因此應(yīng)盡量構(gòu)造階梯型或斜坡型護(hù)岸，護(hù)岸宜栽植杞柳、臘條、紫穗槐、玫瑰、月季等木本及草本植物進(jìn)行綠化或直接用碎石護(hù)岸；對不具備構(gòu)造階梯型或斜坡型護(hù)岸時，建設(shè)垂直型護(hù)岸，設(shè)計(jì)“憑欄俯瞰駱馬湖”的平臺，并利用藤本植物覆蓋護(hù)岸，避免混凝土地單調(diào)。3.2.4正確處理漁業(yè)發(fā)展與漁業(yè)開發(fā)的關(guān)系(1）駱馬湖生態(tài)漁業(yè)按照“整體、協(xié)調(diào)、循環(huán)、再生”的原則，合理利用湖泊資源、適度規(guī)模水產(chǎn)養(yǎng)殖、人工調(diào)控各漁業(yè)生態(tài)區(qū)，控制湖泊的富營養(yǎng)化，延緩沼澤化進(jìn)程，使湖泊資源可持續(xù)利用。但是駱馬湖生態(tài)漁業(yè)不能片面要求漁業(yè)產(chǎn)量的提高，其著重點(diǎn)應(yīng)放在提高漁產(chǎn)品質(zhì)量上，大力發(fā)展無公害漁產(chǎn)品和有機(jī)漁產(chǎn)品，打出駱馬湖漁產(chǎn)品的生態(tài)品牌，以此來提高漁業(yè)收入。不提倡大力發(fā)展以投放餌料為主的污染嚴(yán)重的網(wǎng)箱養(yǎng)殖，提倡在有條件湖區(qū)發(fā)展以湖泊原有水生植物為原料低壩高欄養(yǎng)殖。在條件成熟時，在保護(hù)區(qū)管委會下成立駱馬湖漁業(yè)開發(fā)總公司，實(shí)施駱馬湖全湖漁業(yè)養(yǎng)殖-捕撈-銷售一條龍。在漁業(yè)品種選擇上應(yīng)增大鰱魚的放養(yǎng)比例和放養(yǎng)量并適當(dāng)保留食魚性魚類，鰱魚是以浮游植物為主食的濾食性魚類，在富營養(yǎng)化的水體中大量放養(yǎng)鰱魚，一方面通過輸出漁獲物可以減輕水體中營養(yǎng)物質(zhì)的含量，延緩富營養(yǎng)化和過程，另一方面，通過攝食可直接減少水體中的浮游植物的生物量，在放養(yǎng)量大的情況下可直接控制藍(lán)藻“水華”。駱馬湖中食魚性魚類的適當(dāng)保留可通過食物鏈的營養(yǎng)級串聯(lián)效應(yīng)影響魚類的群落結(jié)構(gòu)，減少食浮游動物性魚類的數(shù)量，導(dǎo)致浮游動物數(shù)量增加，浮游植物數(shù)量減少，進(jìn)而可以影響水質(zhì)。(2）駱馬湖生態(tài)旅游，駱馬湖具有得天獨(dú)厚的自然風(fēng)光，可以開發(fā)成為游人休閑、娛樂場所，在其中可以進(jìn)行