南京石臼湖固城湖水生態(tài)監(jiān)測(cè)及修復(fù)措施探討

陸曉平，張繼路，夏正創(chuàng)

（江蘇省秦淮河水利工程管理處，210022，南京）

南京石臼湖固城湖水生態(tài)監(jiān)測(cè)及修復(fù)措施探討

陸曉平，張繼路，夏正創(chuàng)

（江蘇省秦淮河水利工程管理處，210022，南京）

在分析石臼湖、固城湖水生態(tài)監(jiān)測(cè)結(jié)果的基礎(chǔ)上，對(duì)兩湖水生態(tài)修復(fù)提出截?cái)嗤庠葱晕廴?，以及底泥疏浚、投放水生?dòng)植物、發(fā)展生態(tài)漁業(yè)等控制水體富營(yíng)養(yǎng)化的針對(duì)性建議，為其他河湖水生態(tài)修復(fù)提供思路借鑒。

石臼湖；固城湖；水生態(tài)監(jiān)測(cè)；修復(fù)措施；南京市

一、石臼湖固城湖概況

石臼湖是長(zhǎng)江下游唯一的直接通江湖泊，地處江蘇省南京市溧水區(qū)西南部，湖區(qū)東北、東南及西部片區(qū)行政分屬南京市溧水區(qū)、高淳區(qū)和安徽省當(dāng)涂縣。石臼湖屬于構(gòu)造型淡水湖泊，湖泊庫(kù)容3.4億m3，水面面積214.7 km2，匯水面積969 km2；保護(hù)范圍為設(shè)計(jì)洪水位10.57 m以下的區(qū)域，面積222.9 km2；保護(hù)范圍線周長(zhǎng)89.9 km。石臼湖主要功能為防洪調(diào)蓄、水資源供給、維護(hù)生態(tài)、航運(yùn)、漁業(yè)養(yǎng)殖、旅游等。

固城湖又名小南湖，位于江蘇省南京市高淳區(qū)南部的蘇皖接壤處，是一個(gè)典型的淺水湖泊。固城湖水面面積31.90 km2，匯水面積464.5 km2；保護(hù)范圍為設(shè)計(jì)洪水位10.57 m以下的區(qū)域，面積36.97 km2；保護(hù)范圍線周長(zhǎng)45.20 km。固城湖主要功能為防洪調(diào)節(jié)、飲用水水源、農(nóng)業(yè)灌溉和漁業(yè)生產(chǎn)等。

二、水生態(tài)監(jiān)測(cè)開展情況

1.開展水生態(tài)監(jiān)測(cè)的必要性

長(zhǎng)期以來(lái)，受經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和人口增長(zhǎng)的影響，圍湖造田、圈圩養(yǎng)殖、種植和圍網(wǎng)養(yǎng)殖等人為活動(dòng)日益增多，環(huán)湖地區(qū)圍墾湖區(qū)面積增加，湖泊面積明顯減小。石臼湖由20世紀(jì)70年代初期的264 km2減少到現(xiàn)狀的214.7 km2，固城湖由20世紀(jì)50年代初期的78 km2減少到現(xiàn)狀的31.90 km2，兩湖包括入湖河道調(diào)蓄能力明顯下降。此外，兩湖防洪能力提升工程逐步完成，水利風(fēng)景區(qū)建設(shè)和旅游開發(fā)的力度也逐漸加大，水環(huán)境面臨的壓力不斷增大。

水生態(tài)監(jiān)測(cè)通過(guò)對(duì)水文、水生生物、水質(zhì)等進(jìn)行監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)收集，分析評(píng)價(jià)水生態(tài)的現(xiàn)狀和變化，進(jìn)而為水生態(tài)保護(hù)、修復(fù)和水環(huán)境改善提供及時(shí)準(zhǔn)確的基礎(chǔ)信息，是開展水生態(tài)保護(hù)和修復(fù)必不可少的基礎(chǔ)工作。受江蘇省水利廳委托，江蘇省水利科學(xué)研究院、江蘇省水文水資源勘測(cè)局對(duì)石臼湖、固城湖進(jìn)行水生態(tài)監(jiān)測(cè)，并分析、評(píng)估兩湖水生態(tài)健康狀況年度變化趨勢(shì)，為江蘇省秦淮河水利工程管理處協(xié)管、指導(dǎo)兩湖水環(huán)境改善工作提供了技術(shù)支撐和措施建議依據(jù)。

2.水生態(tài)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目?jī)?nèi)容

兩湖水生態(tài)監(jiān)測(cè)的項(xiàng)目?jī)?nèi)容主要包括理化特性，水生高等植物、浮游植物、浮游動(dòng)物、底棲動(dòng)物種類及其生物量與時(shí)空分布，漁業(yè)資源等。

（1）主要理化特性

2015—2016年度,石臼湖、固城湖水生態(tài)監(jiān)測(cè)從自由水面率、水深、水溫、透明度、濁度、電導(dǎo)率、礦化度、pH、溶解氧、葉綠素、底泥營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)等指標(biāo)，對(duì)兩湖水質(zhì)狀況變化趨勢(shì)進(jìn)行了分析比較。結(jié)果表明，兩湖自由水面率近年有所增加，而水質(zhì)狀況改善不大，主要超標(biāo)項(xiàng)目均為總磷、總氮；石臼湖、固城湖現(xiàn)階段整體處于中～富營(yíng)養(yǎng)化水平，2016年石臼湖、固城湖水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)類別分別為Ⅲ～劣Ⅴ類和Ⅲ～Ⅳ類。

（2）水生高等植物

石臼湖湖區(qū)物種多樣性較少，群落結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，水生植物現(xiàn)存量小；固城湖湖區(qū)水生植物沉水種相對(duì)豐富，但分布面積小，群落結(jié)構(gòu)單一。

2015年5月和10月的調(diào)查結(jié)果顯示，石臼湖水生植物共計(jì)8種，分別隸屬于5科7屬（見表1）；2015年5月和9月的調(diào)查結(jié)果顯示，固城湖水生植物共計(jì)14種，分別隸屬于10科12屬（見表2）。

表1 石臼湖水生植物物種組成及生態(tài)型

表2 固城湖水生植物物種組成及生態(tài)型

（3）浮游植物

浮游植物的種類組成隨季節(jié)發(fā)生變化。石臼湖春季藍(lán)藻比例最大，約占16.01%；夏季浮游植物種類最多，夏、秋季節(jié)，藍(lán)藻豐度最大，分別占浮游植物總豐度的79.71%和60.44%；冬季浮游植物種類相對(duì)較少，藍(lán)藻種類減少45.5%，能夠適應(yīng)低溫的硅藻種類最多，其豐度比例也達(dá)到最大，其次是藍(lán)藻、綠藻、鞭毛藻。

固城湖春季浮游植物種類最多，綠藻在春季大量增殖，比例達(dá)到全年最高峰，約占44.2%；冬季浮游植物種類相對(duì)較少。各采樣點(diǎn)浮游植物豐度的季節(jié)變化基本一致，最高值都出現(xiàn)在秋季，其次是夏季；各采樣點(diǎn)夏、秋季節(jié)，藍(lán)藻豐度都最大，分別占浮游植物總豐度的78.7%和94.1%；大部分采樣點(diǎn)在冬季時(shí)浮游植物的豐度處于最低值，冬季硅藻豐度增加，比例達(dá)到最大，其次是鞭毛藻、綠藻、藍(lán)藻。由此可見，溫度較高的夏秋季比較有利于固城湖浮游植物生長(zhǎng)。

（4）浮游動(dòng)物

石臼湖中的浮游動(dòng)物比較豐富。調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，石臼湖浮游動(dòng)物的總數(shù)量由輪蟲數(shù)量多寡決定，其次是原生動(dòng)物數(shù)量，枝角類和橈足類的數(shù)量較少。輪蟲發(fā)育時(shí)間快，生命周期短，能較為迅速地反映環(huán)境的變化，被認(rèn)為是很好的指示生物，可根據(jù)湖泊中輪蟲的種類和數(shù)量來(lái)推測(cè)湖泊營(yíng)養(yǎng)型的變化。

經(jīng)調(diào)查研究，固城湖含有較多的砂殼蟲、臂尾輪蟲、暗小異尾輪蟲、螺形龜甲輪蟲、長(zhǎng)三肢輪蟲等耐污種類，雖然整體為中營(yíng)養(yǎng)型湖泊，但正處于向富營(yíng)養(yǎng)型湖泊轉(zhuǎn)化的邊界狀態(tài)。近年，通過(guò)實(shí)施生態(tài)漁業(yè)等一系列措施，浮游動(dòng)物的種類越來(lái)越多樣化，清潔種急游蟲、異尾輪蟲等種類和數(shù)量也有所增加，說(shuō)明固城湖的生態(tài)環(huán)境有了一定的改善。

與固城湖相比，石臼湖含有較多的砂殼蟲、臂尾輪蟲、暗小異尾輪蟲、螺形龜甲輪蟲、曲腿龜甲輪蟲等耐污種類，原生動(dòng)物輪蟲的密度均較高，說(shuō)明有機(jī)污染加重，生態(tài)環(huán)境變差，湖泊富營(yíng)養(yǎng)化逐漸加劇。

（5）底棲動(dòng)物

2015年3月—2016年2月，石臼湖共鑒定出底棲動(dòng)物13種。經(jīng)分析，寡毛類、搖蚊幼蟲共同主導(dǎo)了石臼湖底棲動(dòng)物密度的空間分布格局；生物量方面，相對(duì)寡毛類以及搖蚊幼蟲，個(gè)體較大的軟體動(dòng)物影響較大。同時(shí)，與2012—2013年度相比，石臼湖底棲動(dòng)物密度以及生物量（軟體動(dòng)物除外）均有大幅度提高。根據(jù)多個(gè)采樣點(diǎn)綜合指數(shù)評(píng)價(jià)結(jié)果顯示，石臼湖水質(zhì)整體處于中污染時(shí)期，且污染程度具有地理區(qū)域變化特征，中西部相對(duì)較輕，環(huán)湖沿岸帶污染較重，屬于富營(yíng)養(yǎng)過(guò)程的中期。

2015年3月—2016年2月，固城湖共鑒定出底棲動(dòng)物21種，底棲動(dòng)物密度和生物量被少數(shù)種類所主導(dǎo)。固城湖現(xiàn)階段的底棲動(dòng)物優(yōu)勢(shì)種主要為蘇氏尾鰓蚓、中國(guó)長(zhǎng)足搖蚊、內(nèi)搖蚊和環(huán)棱螺。與2012—2013年度相比，固城湖底棲動(dòng)物密度、生物量均有大幅度下降，固城湖水質(zhì)相對(duì)較好，整體處于中度～富營(yíng)養(yǎng)化污染狀態(tài)。結(jié)合底棲動(dòng)物種類組成和多樣性分析結(jié)果，耐污能力較強(qiáng)的種類（蘇氏尾鰓蚓、霍甫水絲蚓等）在固城湖優(yōu)勢(shì)度較高。

（6）漁業(yè)資源

從2011年起，溧水區(qū)、高淳區(qū)政府在每年春季開展?jié)O業(yè)資源增殖放流活動(dòng)，投放花白鰱、鳙魚、細(xì)鱗斜頜鲴等以浮游生物為食物，以及草魚、鳊魚等以水草為食物的魚類。

2016年3月10日，高淳區(qū)的增殖放流活動(dòng)共向固城湖投放細(xì)鱗斜頜鲴3萬(wàn)余尾，鰱、鳙、草、鯉魚苗4萬(wàn)余尾以及蟹種15萬(wàn)余只。

三、水生態(tài)修復(fù)措施建議

從2015—2016年度石臼湖、固城湖水生態(tài)監(jiān)測(cè)結(jié)果來(lái)看，兩湖水質(zhì)、水生態(tài)環(huán)境不容樂觀。建議采取以下措施進(jìn)行改善和修復(fù)：

1.截?cái)嗤庠葱晕鬯滦?/h3>

石臼湖上游為新橋河上游工業(yè)集中區(qū)，工業(yè)污染威脅嚴(yán)重。此外，生活污水排放和農(nóng)業(yè)化肥的大量使用，加劇了石臼湖湖水營(yíng)養(yǎng)鹽的承載負(fù)荷。固城湖出入湖河道較少，屬于相對(duì)封閉型湖泊，換水周期較長(zhǎng)，胥河及環(huán)湖工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響加劇了固城湖的水環(huán)境惡化。因此，截?cái)喙I(yè)廢水、生活污水、農(nóng)田化肥徑流入湖是水生態(tài)修復(fù)的第一步，這也是水環(huán)境外源性污染治理的重要舉措。

2.富營(yíng)養(yǎng)化控制

（1）底泥疏浚

石臼湖、固城湖底泥較為肥沃，有機(jī)質(zhì)含量豐富，尤其是腐爛水草釋放的污染物，是營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的重要來(lái)源，這種內(nèi)源污染現(xiàn)象屬于湖泊自然特征之一。進(jìn)行湖內(nèi)底泥挖掘，實(shí)施水生植被二次污染控制工程，可部分清除水草死亡后的殘留有機(jī)物，抑制內(nèi)源污染現(xiàn)象，有利于恢復(fù)湖內(nèi)水生態(tài)系統(tǒng)，增加生物的多樣性。

除此之外，還可進(jìn)行水體深層曝氣、注水稀釋以及在底泥表面敷設(shè)塑料等。定期或不定期采取人為湖底深層曝氣方式補(bǔ)充氧氣，使水與底泥界面之間不出現(xiàn)厭氧層，經(jīng)常保持有氧狀態(tài)，有利于抑制底泥中磷的釋放。還可將含磷和氮濃度低的水注入湖泊，起到稀釋營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)濃度的作用。

（2）通過(guò)化學(xué)方法進(jìn)行凝聚沉降

可往石臼湖、固城湖投放價(jià)格比較便宜的鐵、鋁和鈣等含陽(yáng)離子的物質(zhì)，與磷酸鹽生成不溶性沉淀物而沉降下來(lái)，使磷有效地從水溶液中分離沉淀出來(lái)。

（3）控制藻類繁殖

控制藻類繁殖可投放適量食藻蟲。食藻蟲是一種低等的軟殼浮游生物，能吃掉藻類生物，改善水體濁度，使水質(zhì)清澈見底，為沉水植物生長(zhǎng)創(chuàng)造良好條件。同時(shí)，食藻蟲也可成為魚類等水生動(dòng)物的食物，有利于形成健全的水體生態(tài)系統(tǒng)。

（4）修復(fù)水生高等植物

大型水生高等植物是湖泊生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分之一，其組成和分布對(duì)水域生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能都有顯著影響。經(jīng)調(diào)查研究，石臼湖挺水植物數(shù)量眾多，浮葉植物種類少，沉水植物和漂浮植物不占優(yōu)勢(shì)；固城湖由于岸線部分固化，挺水植物分布不多，對(duì)水位適應(yīng)性較好的蘆葦多分布在湖灣或者湖中人工堆土上，沉水植物群落分布稍廣，浮葉植物群落常呈塊狀鑲嵌分布。

事實(shí)證明，水生植物（如沉水植物）一方面可以吸收和去除水底的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，另一方面可以進(jìn)一步穩(wěn)定水流、降低水體濁度，形成良性循環(huán)的生態(tài)系統(tǒng)。此外，水生植物在維持湖泊生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定、穩(wěn)定湖水底質(zhì)、提供魚類產(chǎn)卵場(chǎng)所等方面也具有重要作用。因此，建議恢復(fù)石臼湖、固城湖水生高等植物，種植優(yōu)質(zhì)凈水水生植物品種（如苦草、紅線草等）等優(yōu)勢(shì)種群，提高生態(tài)緩沖能力，防止沉水植物種群結(jié)構(gòu)繼續(xù)變劣，增強(qiáng)兩湖生物多樣性，構(gòu)建良性循環(huán)的生態(tài)系統(tǒng)，提高湖泊生態(tài)穩(wěn)定性和水體自凈能力，改善湖泊水質(zhì)。

（5）發(fā)展生態(tài)漁業(yè)

開展石臼湖、固城湖漁業(yè)資源增殖放流活動(dòng)，發(fā)揮其治藻、控草、凈水功能，補(bǔ)充、恢復(fù)水生生物和漁業(yè)資源種群數(shù)量，改善水域生態(tài)環(huán)境。拆除水產(chǎn)養(yǎng)殖圍網(wǎng)，充分發(fā)揮自然水體對(duì)魚類資源生長(zhǎng)繁殖的有利作用。同時(shí)，嚴(yán)厲打擊電魚等非法捕撈活動(dòng)。

（6）投放微生物

微生物特別是氮循環(huán)細(xì)菌在水體自凈能力方面具有不可忽視的作用。有機(jī)物的礦化分解、氮素的氣化、磷鹽的沉降等均與聚磷細(xì)菌的作用分不開。此外，微生物的繁殖速度也非?？欤敝尺^(guò)程中可分解水體中的有機(jī)物，吸收分解后的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)又可成為微生物的營(yíng)養(yǎng)來(lái)源。因此，可投放適量的微生物（各類菌種）來(lái)平衡水體生態(tài)，防止水質(zhì)進(jìn)一步惡化。

四、結(jié)語(yǔ)

石臼湖、固城湖生態(tài)環(huán)境的修復(fù)和平衡需要經(jīng)過(guò)一個(gè)綜合治理、調(diào)整修復(fù)的過(guò)程。在實(shí)施控源截污、清底挖淤、水生態(tài)修復(fù)的基礎(chǔ)上，還需加強(qiáng)水生態(tài)監(jiān)測(cè)監(jiān)管，建立河長(zhǎng)制信息管理系統(tǒng)，實(shí)行流域監(jiān)管，強(qiáng)化河湖管理考核，并加大湖泊保護(hù)宣傳力度，強(qiáng)化公眾自覺自愿參與意識(shí)?！?/p>

[1]江蘇省水利科學(xué)研究院.2015—2016年度石臼湖水生態(tài)監(jiān)測(cè)總結(jié)報(bào)告[R].2017.

[2]江蘇省水利科學(xué)研究院.2015—2016年度固城湖水生態(tài)監(jiān)測(cè)總結(jié)報(bào)告[R].2017.

Monitoring of water ecology of Shijiu and Gucheng Lakes in Nanjing and restoration measures//

Lu Xiaoping,Zhang Jilu,Xia Zhengchuang

According to the results of water ecology monitoring of Shijiu and Gucheng Lakes,specific measures for eutrophication control are proposed such as cutting off extraneous contaminant,sediment dredging,putting aquatic animals and plants into lakes and fishery development in an ecological friendly way.The ideas shall make contribution to ecological recovery of other rivers and lakes.

Shijiu Lake;Gucheng Lake;water ecology monitoring;restoration measures;Nanjing City

TV+X171.4

B

1000-1123（2017）15-0037-03

2017-06-15

陸曉平，高級(jí)工程師，主要從事湖泊管理與保護(hù)、水利工程運(yùn)行及施工管理等工作。

責(zé)任編輯 鄭爽