采砂對盤石水庫水生態(tài)環(huán)境的影響

李京虎

盤石水庫位于海陽市鎮(zhèn)龍頭村北留根河上游，是一座防洪、灌溉、供水、漁業(yè)為一體的綜合利用的中型丘陵型水庫。近年由于盤石水庫無序采砂的加劇，給水庫水生態(tài)環(huán)境帶來很大的影響。采砂不僅會改變水體的運移平衡，直接影響水庫行洪安全，同時會造成水庫水質(zhì)污染，對水生生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生不利影響。采砂對水庫消落區(qū)濕地造成破壞，從而導(dǎo)致濕生植被隨其生境面積減少或喪失，減弱了水域生態(tài)系統(tǒng)的自我凈化和富集污染物質(zhì)的能力。此外，采砂對水庫水質(zhì)及生物多樣性也會造成嚴(yán)重威脅。

一、采砂影響水庫環(huán)境景觀并可能危及水工建筑物的安全

盤石水庫加固工程完工后，陸續(xù)有采砂船進入水庫采砂。2011年進入高峰階段，先后有7艘抽吸式采砂船進入水庫。水庫的消落區(qū)堆滿了砂石，與庫區(qū)翠綠的青山形成強烈反差。每到雨天，砂山流出的雨水渾濁不堪，形成二次污染。昔日的青山碧水變成一庫黃湯，影響了水庫的整體景觀。同時，采砂形成的水下砂坑引起水體流態(tài)的變化，可能危及工程安全，特別是在近壩區(qū)采砂，引發(fā)安全隱患的可能性增加。

二、對水體造成污染

1.采砂船油污污染水體

采砂船所用動力為柴油機或柴油發(fā)電機組，廢棄的柴油、機油及冷卻水直接排入水庫，形成油污帶，經(jīng)?？梢钥吹剿骘h著油花，擴散后可見水面殘留的油痕。

2.水庫采砂導(dǎo)致庫水透明度降低

使用抽吸式采砂船采砂，每采1m3的砂，至少要抽取4m3的含砂水。以每艘采砂船日采砂1200 m3計，攪動水體達5000m3，7艘吸砂船日攪動引發(fā)的渾水可達35000m3。由于吸砂時砂石被帶走，渾水中主要是細小的泥土，沉淀變清的速度非常緩慢。根據(jù)靜止沉淀試驗，0.5m高1m3的沉淀容器，泥土完全沉淀至底部，至少需一星期以上。而在水庫的淺水區(qū)，由于受風(fēng)浪的影響，沉淀速度至少是室內(nèi)沉淀時間的2～3倍。在正常情況下4～10月份水庫透明度在50～80cm之間，而在2011年6～10月間測定透明度一般僅為25～35cm。水體透明度的降低，給水庫生態(tài)環(huán)境帶來一系列的負面影響。

3.采砂船噪音的影響

采砂船日夜工作，機器轟鳴，所產(chǎn)生的噪聲及震動雖然不會對庫區(qū)居民產(chǎn)生影響，但對水環(huán)境造成的直接影響不容忽視。柴油機噪聲一般都達到70～80dB，根據(jù)中國水產(chǎn)科學(xué)院黃海水產(chǎn)研究所的研究，當(dāng)噪聲與振動達到71.0～76.7dB時，鯉魚的能量收支和草魚的攝食和生長轉(zhuǎn)換率就受到影響，與對照組（噪聲為57.9dB、振動強度為59.9dB）相比，攝食量下降了60.1%，生長下降19.4%。當(dāng)噪聲達到一定強度時，攝入能量下降，生長、代謝、排泄也有不同程度地降低；當(dāng)噪聲和振動繼續(xù)加強時，魚類的攝食能量繼續(xù)減少，由于驚嚇和游動，消耗能量急速增加，而引起代謝能量增大，這兩種協(xié)同作用的結(jié)果，必然對生長產(chǎn)生影響。由此可見，噪聲和振動嚴(yán)重地影響了水庫魚類的生長。

4.采砂引發(fā)水質(zhì)污染的加劇

采砂引發(fā)的水質(zhì)混濁，透明度降低，帶來一系列負面影響，如水體生態(tài)環(huán)境的改變，引發(fā)水體自凈能力降低，水質(zhì)出現(xiàn)惡化跡象，水質(zhì)由地表水Ⅱ～Ⅲ級之間，局部水域變?yōu)棰艏墶ｋm然是局部，如不采取必要措施，其后果將是嚴(yán)重的。

三、對水生生物的影響

1.水庫消落區(qū)的濕地植被破壞

由于水庫水位的變化，水庫淹沒區(qū)內(nèi)形成面積較大的消落區(qū)，水位在60m高程時，盤石水庫的消落區(qū)面積達到0.8km2。如果以最低水位在53m高程時計算，消落區(qū)面積達到1.4km2。消落區(qū)隨著水位的變化而變化，而濕地是水域和陸地之間的過渡帶，當(dāng)水位降低或升高時，入庫河流的河口消落區(qū)形成濕地面積亦發(fā)生變化，濕地植物形成濕地植被，對入庫水流中的有機和無機營養(yǎng)物、有毒污染物和懸浮物，具有很強的降解和轉(zhuǎn)化污染物的能力，有機物污染物在濕地微生物的分解作用下，水質(zhì)得到凈化。采砂破壞了消落區(qū)的植被，水庫集水區(qū)一旦失去了這一天然屏障，水質(zhì)將很快出現(xiàn)惡化。而采砂作業(yè)多在淺水區(qū)進行，對濕地植被的破壞嚴(yán)重，也影響了濕地景觀。

濕地及水生植被的破壞，一方面使產(chǎn)粘性卵的鯉、鯽魚及鲴亞科魚類失去產(chǎn)卵場所和產(chǎn)卵附著物，造成這些魚類種群數(shù)量的減少，產(chǎn)量的降低；另一方面植被的破壞也造成這些魚類食物的潰乏。因此，植被的破壞，使鯉、鯽魚除了在生殖環(huán)節(jié)受損外，生長也受到嚴(yán)重影響。

2.對水庫底質(zhì)及底棲生物的影響

盤石水庫建成蓄水已有50多年歷史，水庫底質(zhì)原來由細砂、粗砂、礫石及土壤等組成，水庫蓄水后由于泥沙的淤積和水流的作用，其底質(zhì)已和原河道底質(zhì)有很大的區(qū)別。水庫的底質(zhì)已出現(xiàn)多樣化，特別是覆蓋層既有松軟的沙土淤泥和沙泥質(zhì)土壤，也有堅硬的石質(zhì)地段。采砂之前底部生態(tài)系統(tǒng)基本穩(wěn)定。根據(jù)觀察和采樣發(fā)現(xiàn)，在水庫進水口區(qū)域以泥沙為主，靠近沿岸帶底質(zhì)上散布有石塊及礫石。在水庫的深水區(qū)主要以泥沙為主，其上為淤泥。采砂擾動了泥沙中的有毒物質(zhì)（如硫、氨等）、污染物等，對周圍水體的生物造成了危害。由于底質(zhì)的不同，分布在這些區(qū)域的生物有很大的區(qū)別，其在生態(tài)系統(tǒng)的作用也不盡相同。生活在湖、庫底部的生物統(tǒng)稱為底棲生物，總生物量在1.85g/m2以上。在石底及礫石庫底，底生硅藻有時可在石頭上覆蓋一層較厚的褐色藻層，藻類和細菌覆蓋在石塊上形成色斑；一些石塊上還著生一些絲狀藻類，如毛枝藻屬Stigeoclonium的一些種類，這些附生藻類為刮食性魚類、螺類、昆蟲幼蟲提供了食物。盤石水庫的底棲動物的生物量，由20世紀(jì)80年代末期的0.225g/m2，增長至 2010年的 1.85g/m2，在歷經(jīng)大量采砂之后，生物量大幅度下降，經(jīng)2011年監(jiān)測，生物量僅及2010年的45%。底棲生物被吸砂船直接吸走，附著在礫石及石塊的藻類在砂石分離中干枯而死，這直接影響了水體的自凈功能，同時影響了水體漁產(chǎn)潛力的發(fā)揮。更為嚴(yán)重的是破壞了水庫底質(zhì)自然生態(tài)系統(tǒng)，使其失去平衡。

3.對浮游生物的影響

水體中的水生生物種類繁多，按其生態(tài)功能區(qū)分為生產(chǎn)者、消費者、分解者。浮游生物是浮游植物和浮游動物的統(tǒng)稱。浮游植物和水生維管束植物是水庫的主要生產(chǎn)者。而最主要的是低等的浮游植物即藻類。它們吸收水中的碳、氮、磷等生物營養(yǎng)物質(zhì)，在陽光的的作用下合成復(fù)雜的有機物質(zhì)，把太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。

大量采砂后水中懸浮物主要為泥沙，急劇降低了水體透明度，最大透明度不到25cm，不及正常情況下的1/3，水體透光能力隨之降低。光是植物進行光合作用的能源，典型情況水下1m光強度比水表面減少50%，混濁的水體光線減少得更多。因光照不足抑制了浮游植物的光合作用，其繁殖速率下降，導(dǎo)致浮游植物數(shù)量的減少。浮游植物數(shù)量的下降，也導(dǎo)致以浮游植物為食物的浮游動物數(shù)量的減少。懸浮的泥沙直接和浮游生物摩擦，對其有一定程度的機械損傷。同時，水中懸浮物過多，還易堵塞濾食性動物的濾食器官。

4.采砂造成魚類生存條件的缺失導(dǎo)致產(chǎn)量降低

不同的魚類對環(huán)境變化的適應(yīng)能力也不完全相同。鯉、鯽魚及鲴亞科魚類可以在水庫中自然繁殖，而鰱、鳙魚需要在流水環(huán)境中完成其繁殖過程。鯉、鯽魚及鲴亞科魚類產(chǎn)粘性卵，需要植物體或石塊作為產(chǎn)卵附著物，一旦消落區(qū)濕生植被破壞，這些魚類無法完成繁殖過程，即使完成產(chǎn)卵過程，采砂所產(chǎn)生的泥漿狀的渾水，也會造成卵子的脫落，無法孵化成苗。采砂造成的渾水區(qū)餌料豐度降低，直接影響魚類的棲息和索餌的區(qū)域，波及到魚類產(chǎn)量。2011年因采砂造成魚類減產(chǎn)，魚類產(chǎn)量僅及正常年份的40%。

盤石水庫建成投入運行后，已有50多年歷史，形成了比較完善而相對穩(wěn)定的生態(tài)單元。各種水生生物對水域的環(huán)境條件有了各自的適應(yīng)范圍，不停地和水環(huán)境進行物質(zhì)和能量交換，維持著正常的生存、生長與繁衍，生態(tài)單元保持著動態(tài)平衡。由于無序采砂造成水庫的急劇污染，這比漸進式的富營養(yǎng)化進程或者是污染對水域生態(tài)環(huán)境造成的損害要大得多。盤石水庫的水域生態(tài)環(huán)境因采砂遭到的破壞，根據(jù)已有的研究和一些水庫的因采砂而造成的生態(tài)環(huán)境的損害的修復(fù)經(jīng)驗，至少要3年才能初步修復(fù)，而要達到以前的水平，可能需要更長的時間。因此，杜絕并根除采砂是保護盤石水庫生態(tài)環(huán)境不致惡化的唯一選擇。此外，還應(yīng)在此基礎(chǔ)上實施人工修復(fù)，使盤石水庫的生態(tài)環(huán)境在較短的時間內(nèi)得以改善