蠡湖水生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)的實踐與效果

李 玲

（無錫市水利局城市防洪工程管理處，江蘇無錫 214000）

隨著人們對生態(tài)系統(tǒng)價值的認(rèn)識不斷深化，受損水生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)問題逐漸受到國內(nèi)外水管理機構(gòu)的高度關(guān)注。筆者重點剖析了蠡湖水生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)案例，旨在為國內(nèi)其它河湖生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)提供借鑒。

1 研究區(qū)概況

蠡湖，位于江蘇省無錫市區(qū)西南，是太湖西北部的一個湖灣，又名五里湖、漆湖或小五湖，水域面積8.6 km2，分東五里湖和西五里湖兩部分。蠡湖原有11 條河道與外界相通，但目前已成為無錫市的城內(nèi)景觀湖泊。太湖西北部靠近無錫市的部分被稱作梅梁湖，梅梁湖與蠡湖之間有水道連接。

20 世紀(jì)80年代初，蠡湖水質(zhì)尚可達到Ⅲ～Ⅳ類。然而，隨著太湖流域社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展，排入湖中的廢污水量逐年增加，致使與外界水體交換極少的蠡湖水體富營養(yǎng)化日漸嚴(yán)重。因此，作為太湖水環(huán)境治理的重要內(nèi)容之一，無錫市啟動了蠡湖水生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)工程。

2 生態(tài)功能退化的原因分析

2.1 自然因素

蠡湖特有的地形條件，是其水生態(tài)系統(tǒng)易于受損的自然因素。由于湖區(qū)地勢平坦、水系聯(lián)通不暢，使得蠡湖湖區(qū)徑流緩慢，污染物降解困難。隨著工業(yè)與城鎮(zhèn)廢污水不斷排入湖區(qū)，污染物逐漸在湖區(qū)滯留并積累，致使污染日益加重。

獨特的氣候條件也是加劇蠡湖水質(zhì)惡化的自然因素。每年梅雨季節(jié)后，是我國副熱帶高壓氣候大范圍活動的季節(jié)。熱帶高壓氣候的特點是溫度高，干燥少雨，極易導(dǎo)致副熱帶高壓氣候控制地區(qū)河流和湖泊底部的營養(yǎng)物質(zhì)加速分解，湖內(nèi)水量減少，從而使得蠡湖水體的總氮和總磷含量升高。

2.2 人為因素

（1）入湖污染物量過大

據(jù)調(diào)查，蠡湖入湖污染物來源包括點源和面源等兩大途徑：①流域及湖濱的點源污染日益增加。隨著湖區(qū)周圍居住人口增加，城鄉(xiāng)生活污水排放量逐年增加。同時，含磷洗滌劑使用量大幅上升，使廢污水的總磷含量大幅增加。在此背景下，逐年增加的外排廢污水通過蠡湖周邊的21 條入湖河流和地表徑流進入湖中，使湖水營養(yǎng)負(fù)荷上升，導(dǎo)致藍藻種群爆發(fā)，水環(huán)境惡化，大量水生生物死亡。而水生生物尸解，又加重了湖泊富營養(yǎng)化，形成惡性循環(huán)。②流域面源污染逐年增大。近年來，為保證農(nóng)作物產(chǎn)量穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)，不斷滿足日益增長的消費需求，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中使用的農(nóng)藥和化肥量大幅度增加。農(nóng)藥和化肥的過量使用，不僅導(dǎo)致湖泊沿岸土地污染，而且這些土壤中的污染物隨雨洪遷移至湖泊水體中，還成為蠡湖水環(huán)境惡化的重要因素。

另外，隨著湖濱旅游業(yè)和運輸業(yè)的快速發(fā)展，蠡湖湖面往來船只日益增多，也造成大量污染物質(zhì)直接入湖。

（2）淡水養(yǎng)殖業(yè)規(guī)模過大

2003年，有關(guān)方面對蠡湖入湖廢污水量及主要污染物進行了調(diào)查，結(jié)果見表1。由表1 可見，水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)是蠡湖入湖污染物的第2 大污染源。

由于我國經(jīng)濟的快速發(fā)展和對魚類食品的需求增加，導(dǎo)致許多農(nóng)民開始圍地養(yǎng)魚，而在湖泊濕地大規(guī)模養(yǎng)殖魚類，將對我國的湖泊濕地生態(tài)系統(tǒng)造成極其嚴(yán)重的破壞，其破壞性影響程度僅次于我國20 世紀(jì)50年代開展的大規(guī)模圍湖造田工程。

表1 2003年蠡湖及周圍區(qū)域污染物直接入湖量

由于長期對湖泊的過度開發(fā)，圍網(wǎng)養(yǎng)魚規(guī)模的不斷擴大，致使許多生物種群已經(jīng)消失，非人工養(yǎng)殖魚類及蟹類已經(jīng)很少見。此外，在湖泊中大面積的漁業(yè)養(yǎng)殖，特別是蚌類養(yǎng)殖，一方面投放的餌料對湖水水質(zhì)有較大的影響；另一方面養(yǎng)殖的魚類和蟹排出的代謝物使湖水營養(yǎng)物質(zhì)不斷增加，故其也是導(dǎo)致湖泊生態(tài)環(huán)境不斷惡化的主要原因之一。而且這些魚類養(yǎng)殖水域的水質(zhì)富營養(yǎng)化后，并沒有對整個湖泊和水域的其它生物的生存和繁衍帶來任何好處，相反，卻對整個生態(tài)系統(tǒng)造成了極其嚴(yán)重的破壞。

（3）河湖水系通道隔斷

蠡湖周圍是城鄉(xiāng)結(jié)合區(qū)域，人口密集，生活較富裕，鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)發(fā)達，大量的生活、工業(yè)、農(nóng)業(yè)等污染負(fù)荷通過湖周圍的11 條入湖河道，以及不與外連通的21 條斷頭浜進入蠡湖。而湖泊通江的水力聯(lián)系又被筑堤建壩隔斷，使河湖水系間物質(zhì)交換的通道被阻隔，改變了湖泊的水文狀況，結(jié)果導(dǎo)致湖內(nèi)污染物日益積累，并進而成為蠡湖水體的二次污染源。

2.3 二次污染

蠡湖的二次污染主要源自湖底沉積的淤泥。據(jù)測量，目前蠡湖湖底淤泥達400 萬m3，大量釋放著氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)。其次是源于大量藍藻和其他生物殘體污染。由于濱湖地區(qū)具有地勢低、河道短等極其獨特的地勢特點，造成河水在流過這一河段時沖力不足，無法將攜帶的泥沙帶至下一河段，因此，在河道內(nèi)不斷有泥沙沉積下來。雖然減輕了湖泊沉降的程度，但卻對因洪水災(zāi)害導(dǎo)致城鎮(zhèn)廢污物大量沖入湖泊使湖泊水質(zhì)污染加重的現(xiàn)象無法做到有效防范。

3 生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)措施

研究認(rèn)為，良好的水生態(tài)環(huán)境應(yīng)具有優(yōu)良的水質(zhì)、充足的水量、健康的水生生態(tài)系統(tǒng)、合理的岸線和濱水區(qū)布局以及具有地方特色的親水景觀。因此，對其治理與保護應(yīng)從水污染控制、水生態(tài)修復(fù)、濱水區(qū)改造、水系網(wǎng)絡(luò)布局幾方面全面規(guī)劃、綜合治理。為改善蠡湖生態(tài)環(huán)境，無錫市有關(guān)方面啟動了蠡湖水污染治理工程。

3.1 實施雨污分流，重視初期雨水的收集與處理

在雨污分流地區(qū)加大初期雨污水的收集與處理。因流域內(nèi)企業(yè)的排污現(xiàn)象比較嚴(yán)重，雖然局部地區(qū)有實施雨污分流制的排水系統(tǒng)，但初期雨水挾雜著大量污染物，且量大，難以與后期雨水分離。采取的治理措施為：從降低洪水污染地上的河流徑流、改變整個區(qū)域的環(huán)境開始，進一步加大對城鎮(zhèn)垃圾和廢水排放的控制，防止垃圾和廢水排入河流之中；使用調(diào)蓄池，以減少初期雨水進入湖泊；降雨后，加大水網(wǎng)的調(diào)水力度，使水質(zhì)能得到迅速的改善；加大地表促滲設(shè)施建設(shè)，減小地表雨水徑流系數(shù)；濱水區(qū)域的整治應(yīng)注重與生態(tài)相結(jié)合，水域周邊有條件的可種植生物植被，提高生物多樣性，增加水陸緩沖帶的自凈能力。

3.2 控源截污

對湖周圍11 條與外連通的入湖河道全部建閘擋污，使蠡湖成為可控水域（控制區(qū)水域面積7.6 km2），進而使11 條入湖河道污染嚴(yán)重的河水及其兩岸的污染物均不能入湖；封閉全部入湖排污口，使點源產(chǎn)生的污水不能入湖；在湖四周排設(shè)截污管網(wǎng)，使生活、工業(yè)污水全部進入污水廠處理；調(diào)整湖周圍的工業(yè)、農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)，對有污染的第一、第二產(chǎn)業(yè)全部實行搬遷或停產(chǎn)；調(diào)整住房布局，使原來分散居住的農(nóng)房改造為集中居住，污水集中處理；建設(shè)湖四周景觀綠化帶，使38 km 湖岸均建設(shè)有200～500 m不等寬度的良好景觀綠化帶，大幅度減少湖周圍地面徑流對湖水的污染。

3.3 建立新的人工濕地系統(tǒng)

如果說天然濕地是大自然對人類的饋贈，那么人工濕地就是人類在破壞了天然濕地之后，痛定思痛，通過自身的努力和實踐而創(chuàng)造出來的能夠修復(fù)濕地環(huán)境和生存系統(tǒng)的新技術(shù)。這種新技術(shù)自產(chǎn)生以來，就發(fā)揮了重要功能，可有效處理化工污染、造紙污染、養(yǎng)殖污染和重金屬污染等多種污染。人工濕地還是雨水污染處理和改善大型水體污染的有效手段，其之所以能夠有效改善環(huán)境，靠的是其本身對污染物具有物理、化學(xué)和生物三重降解作用，且這三種作用還能夠相互協(xié)作使環(huán)境污染得到最佳的改善效果。首先，通過土壤、填料可以過濾污染水中的污染物質(zhì)，然后由濕地中的蘆葦?shù)戎参飳ξ廴舅惺固幚砗瓦^濾的功能，而被土壤和沙石過濾的污染物，還能被人工濕地中的微生物等分解，這樣大部分的污染物質(zhì)就被人工濕地處理掉了。

接下來，那些被分解的有機物又被蘆葦一類水生植物的根莖吸附、吸收后去除。這一過程會導(dǎo)致濕地中的微生物大量增長，而這些微生物又成為濕地其它植物和動物的良好食物來源，使?jié)竦氐闹参镅杆偕L。隨著蘆葦一類的植物快速生長，人類將定期更換濕地的填料和沙石并對蘆葦一類植物進行收割，于是加速了整個濕地的生物循環(huán)，使得人工濕地的污染處理能力提升。另外，人工濕地還充分發(fā)揮了濕地去氮的功能，即通過吸取工業(yè)廢水中的無機氮來處理廢水中的污染物質(zhì)。而這一過程是靠濕地中的水生植物具備從廢水中吸收氮和磷等元素的能力完成的，快速生長的水生植物能夠去除掉廢水中的氮、磷等元素，再加上微生物的積累和填料物的過濾作用，共同造就了人工濕地強大而又可靠的污染處理能力。

3.4 防止農(nóng)業(yè)種植的化肥流入湖泊河流造成污染

構(gòu)建以農(nóng)田單元為核心、徑流通道為脈絡(luò)的農(nóng)田徑流氮磷攔截系統(tǒng)。抓住降雨和灌溉引起農(nóng)田徑流的形成規(guī)律，依據(jù)氮磷隨徑流從農(nóng)田、農(nóng)溝、小溝到河塘徑流的匯集過程，構(gòu)建遞階式的攔截系統(tǒng)，確保匯集到區(qū)域河道的徑流中氮磷養(yǎng)分含量降到最低，強調(diào)攔截措施的生態(tài)性。以農(nóng)田為基礎(chǔ)，采取格田積蓄、農(nóng)田滲濾控制性排水、秸稈覆蓋吸收過濾、農(nóng)田水利水土保持生態(tài)防護、溝道河塘植物群落等一系列經(jīng)濟實用、效果顯著的生態(tài)性攔截技術(shù)，確保技術(shù)的先進性和可行性。避免攔截措施對農(nóng)田水分循環(huán)系統(tǒng)產(chǎn)生附加的環(huán)境壓力，以保證技術(shù)措施的持續(xù)性。

利用田間工程技術(shù)可以對農(nóng)田徑流進行控制和養(yǎng)分?jǐn)r截，完善的田間工程系統(tǒng)具有水文調(diào)蓄、調(diào)控農(nóng)田水分、保育農(nóng)田環(huán)境生態(tài)的作用。田間工程技術(shù)主要包括：灌溉工程技術(shù)、排水工程技術(shù)、道路工程技術(shù)、農(nóng)田綠化及生態(tài)防護工程技術(shù)、配套建筑物工程技術(shù)。

水肥耦合技術(shù)對農(nóng)田養(yǎng)分的利用與攔截。通過合理的水肥配合、最佳的施肥和灌溉制度以水促肥，以肥調(diào)水，可達到水分和養(yǎng)分的高效利用。養(yǎng)分的高效利用就是對農(nóng)田養(yǎng)分流失污染的最有效攔截。測土配方施肥被國際上公認(rèn)為是最先進實用的施肥技術(shù)措施?？梢跃S持土壤肥力水平，減少養(yǎng)分流失和對環(huán)境的污染。

4 治理實踐與效果

通過采取優(yōu)先控源截污，同時加強水生態(tài)修復(fù)與打撈藍藻工作，有效地改善了蠡湖水質(zhì)。目前，蠡湖水體的總氮和總磷含量已明顯優(yōu)于長江?！耙瓭闭{(diào)水雖已經(jīng)沒有直接增加環(huán)境容量的作用，但仍可通過適當(dāng)調(diào)水提高水體流動性來增加湖水的自我凈化能力。

表2 給出了90年代以來蠡湖水體中總磷和總氮含量的變化。由表2可見，經(jīng)過8年努力，2009年，蠡湖水體的總氮和總磷含量分別較2000年削減了80.7%和52.2%，湖區(qū)水質(zhì)已經(jīng)由原來的Ⅴ類或劣Ⅴ類變?yōu)棰纛悺?/p>

表2 蠡湖治理前后水質(zhì)變化表

2008～2009年，中國水產(chǎn)科學(xué)院淡水漁業(yè)研究中心對蠡湖生態(tài)狀況進行了取樣監(jiān)測，均未在蠡湖水域監(jiān)測到藍藻的主要種類微囊藻和巨顫藻，說明蠡湖改變了藍藻占優(yōu)勢的狀況，湖區(qū)的藻類結(jié)構(gòu)得到良好改善，多樣性在增加。

治理后，蠡湖的生物多樣性也明顯提高。湖濱地區(qū)的植物覆蓋率明顯增加，由2002年的不足2%提高至2009年的15%以上；魚類的種群和數(shù)量大幅增加。

隨著生態(tài)環(huán)境的明顯改善，蠡湖目前已成為無錫市的景觀湖泊和主要風(fēng)景旅游區(qū)，成為市民重要的休閑健身和觀光區(qū)。同時，蠡湖實施的控源治污和生態(tài)修復(fù)等工程，已成為全國小型湖泊治理的典范。

5 結(jié)語

針對無錫市蠡湖湖泊生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀進行生態(tài)環(huán)境評價和湖泊治理規(guī)劃，為進一步推進太湖綜合治理提供了科學(xué)依據(jù)。隨著我國環(huán)境污染和水污染情況的進一步惡化，我國政府開始考慮如何保護環(huán)境資源和水資源，并認(rèn)為通過解決湖泊富養(yǎng)化問題來修復(fù)湖泊生態(tài)系統(tǒng)是唯一有效途徑。

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