草海生態(tài)現(xiàn)狀分析及治理措施研究

周琴慧，童道輝，張和喜

(1.貴州省水利科學(xué)研究院，貴州 貴陽 550002； 2.貴州貴深環(huán)境工程有限公司，貴州 貴陽 550002)

草海位于貴州省威寧縣城西南側(cè)，是貴州省最大的淡水湖泊，海拔2 171.7 m，有“高原明珠”之美譽(yù)。草海不僅是高原喀斯特天然淡水湖泊和長江上游重要的水源補(bǔ)給地，也是具有完整生態(tài)系統(tǒng)的天然濕地。草海生物資源豐富，種類繁多，現(xiàn)已查明的物種有1 914種，每年有包括國家一級保護(hù)物種黑頸鶴在內(nèi)的228種10萬余只鳥類在此過冬，有“物種基因庫”和“露天博物館”之稱[1]。草海于1992年被批準(zhǔn)為國家級自然保護(hù)區(qū)，其保護(hù)一直受到政府相關(guān)部門的高度重視。然而，受各種因素的影響，草海目前的狀況令人擔(dān)憂，面臨著水域面積萎縮、農(nóng)業(yè)面源污染嚴(yán)重、水體污染、生態(tài)系統(tǒng)脆弱、外來物種入侵等系列問題，這些問題制約著草海生態(tài)的健康發(fā)展。

1 草海當(dāng)前的生態(tài)問題

1.1 湖底積淤，水域面積萎縮

草海過去水域面積常年保持在45 km2左右，水位穩(wěn)定，水溫恒定，營造出了良好的生境[2]。但在歷史上，草海曾經(jīng)歷過退湖造田工程，湖水幾近排干，面積僅剩3～4 km2[3]。為此，當(dāng)?shù)厝嗣窀冻隽藨K痛代價(jià)，在退湖造田的十年間，當(dāng)?shù)爻霈F(xiàn)氣候劇變、疾病增多、糧食減產(chǎn)、種群減少、候鳥絕跡等現(xiàn)象[2,4]。歷史的教訓(xùn)告訴我們，草海須保持合理的水域面積，當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)及生產(chǎn)發(fā)展才能走向可持續(xù)的道路。近年來草海水域面積一直在萎縮，目前草海常年水域面積在25 km2左右，枯水期僅有15 km2。草海水體補(bǔ)給來源主要是自然降水，依靠周邊35條河流集水補(bǔ)給。草海周邊以村落及耕地為主，植被覆蓋率低，水土流失嚴(yán)重，雨季山洪暴發(fā)，攜沙的洪水徑直流入草海，導(dǎo)致入湖河口區(qū)域淤沙嚴(yán)重。每年因水土流失導(dǎo)致的淤積量有6.47萬～10.13萬t[5]，大量的泥沙沉積，使得草海庫容減小，水域面積萎縮，對草海的生態(tài)造成重大影響。

1.2 補(bǔ)給水源被污染，水質(zhì)變差

草海曾經(jīng)水質(zhì)良好，2001年草海80%的水體達(dá)到地表水Ⅰ類標(biāo)準(zhǔn)[6]。近年來，草海水質(zhì)受到周邊環(huán)境的影響開始變差。據(jù)畢節(jié)環(huán)保局監(jiān)測數(shù)據(jù)，2012—2015年草海水質(zhì)處于地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)Ⅲ～Ⅴ類的水平，總體來講下游水質(zhì)優(yōu)于上游。草海水質(zhì)受到多重污染源的污染，盡管草海濕地具有較強(qiáng)的水質(zhì)凈化功能，但是一旦超出其凈化能力，水質(zhì)將會持續(xù)變差。草海位于威寧縣西南側(cè)的一塊洼地中，城市生活污水及生產(chǎn)廢水均通過河流排入草海。威寧縣城市化快速發(fā)展導(dǎo)致人口急劇增長及城市污水管網(wǎng)建設(shè)滯后，使得污水排放量逐年增加。據(jù)測算，威寧縣每天約有3 000 t的廢水排入草海，這是草海主要污染源之一。草海上游補(bǔ)給河流中徑流量最大的中河，目前受生活污水污染嚴(yán)重，其取樣檢測結(jié)果見表1。

表1 中河入湖河口水質(zhì)取樣檢測結(jié)果 mg/L

從表1可知，中河水質(zhì)各項(xiàng)污染物指標(biāo)均屬劣Ⅴ類，其中對水體富營養(yǎng)化影響較嚴(yán)重的總氮、總磷指標(biāo)分別是地表水Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn)的11倍和7倍還多。這種污水會對草海造成直接的污染和生態(tài)的破壞。環(huán)湖污水若得不到有效治理，那么草海水質(zhì)惡化狀況還會進(jìn)一步加劇。

1.3 面源污染嚴(yán)重

草海周邊有14個(gè)行政村，總?cè)丝?5 373人，耕地總面積1 076 hm2[5-6]。農(nóng)村主要的面源污染為生活污水、畜禽糞尿、農(nóng)業(yè)化肥等。污染物經(jīng)雨水稀釋后約有70%的污染負(fù)荷經(jīng)地表徑流及地下滲流排入草海。據(jù)測算，農(nóng)村每年排入草海的污染物中COD、TN和TP分別為1 560、352和13 t[6]，污染負(fù)荷很重。此外，草海較為開放，村民及游客能踏入草海緩沖區(qū)，不可避免地會遺留下垃圾及漂浮物，給草海帶來了額外的污染。

1.4 生態(tài)系統(tǒng)脆弱

草海當(dāng)前生態(tài)系統(tǒng)顯得十分脆弱，主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：第一，生物多樣性減少，對外界干擾十分敏感；第二，生態(tài)功能退化，自我恢復(fù)能力較差。外界干擾主要是人為活動和外來物種入侵，如：圍濕造田導(dǎo)致草海面積減小，濕地功能減弱；大量收割水草、水蔥使得本土水生植物銳減；過度捕撈魚類使得魚類數(shù)量和種類都急劇下降。這些人為活動打破了原本的生態(tài)平衡，使得生態(tài)功能和生物多樣性大幅下降。

1.5 空心蓮子草入侵，構(gòu)成生態(tài)威脅

草海生態(tài)功能遭到削弱后，外來物種如空心蓮子草、蘆葦、黃黝魚、彩石鮒等“乘虛而入”，逐漸取代本地種而成為優(yōu)勢種，并進(jìn)一步削弱了生物多樣性。空心蓮子草為宿根性草本植物，1930年傳入中國，被列為中國首批外來入侵物種，它具有極強(qiáng)的適應(yīng)性、強(qiáng)大的繁殖能力和競爭力，在我國已廣泛傳播和蔓延[7]。根據(jù)現(xiàn)狀調(diào)查，空心蓮子草對草海生態(tài)環(huán)境造成的破壞十分嚴(yán)重?？招纳徸硬菰谒w中生命力強(qiáng)、繁殖快，并與沉水植物及浮游植物爭奪陽光、空氣，從而導(dǎo)致其他水生植物和魚蝦缺氧死亡，死亡的植物和魚蝦在水底腐爛，使得水質(zhì)惡化，水質(zhì)惡化又能助長空心蓮子草的繁殖，從而形成惡性循環(huán)，對生態(tài)系統(tǒng)造成持續(xù)性破壞。經(jīng)實(shí)地勘測，目前草海周邊空心蓮子草區(qū)域面積達(dá)到467 hm2，對草海生態(tài)構(gòu)成極大威脅。

草海另一外來物種蘆葦是為改善水質(zhì)而引進(jìn)的，近年來在自然生長條件下，蘆葦也逐漸發(fā)展成為優(yōu)勢種。草海生態(tài)系統(tǒng)遭受外來物種的入侵體現(xiàn)了草海當(dāng)前生態(tài)的敏感性和脆弱性，原本良好的生態(tài)遭到破壞后，生態(tài)功能逐漸退化，自我恢復(fù)能力變差，水體污染無力凈化，生物多樣性難以重新建立，良好生境難以復(fù)原。生態(tài)脆弱是當(dāng)前草海面臨的最為核心也是最亟待解決的生態(tài)問題。

2 現(xiàn)狀問題相互影響分析

草?，F(xiàn)狀問題并非獨(dú)立存在，而是相互滲透相互影響。如草海周邊的水污染及農(nóng)村面源污染導(dǎo)致草海水質(zhì)變差，水質(zhì)變差使得水生環(huán)境惡化，生物量減少，生態(tài)功能變得脆弱，而生態(tài)功能脆弱，水質(zhì)凈化能力將會減弱，從而導(dǎo)致水環(huán)境進(jìn)一步變差。又如，水環(huán)境惡化，外來入侵物種因其頑強(qiáng)的生長能力，更能發(fā)揮其生長優(yōu)勢，而外來物種的入侵使得生物多樣性減少、生態(tài)恢復(fù)功能變差，從而使生態(tài)系統(tǒng)變得更加脆弱。草?，F(xiàn)狀問題之間的相互關(guān)系如圖1所示。

圖1 草?，F(xiàn)狀問題關(guān)系網(wǎng)絡(luò)

草?，F(xiàn)狀問題已經(jīng)突顯，若不進(jìn)行科學(xué)治理，任其繼續(xù)發(fā)展，草海未來的生態(tài)將會岌岌可危。

3 草海生態(tài)治理路線研究

草海作為國家級自然保護(hù)區(qū)，其生態(tài)功能有著舉足輕重的作用，而草海當(dāng)前生態(tài)系統(tǒng)十分脆弱，故其生態(tài)治理路線和治理措施的制定應(yīng)當(dāng)謹(jǐn)慎。根據(jù)國內(nèi)其他自然保護(hù)區(qū)的治理經(jīng)驗(yàn)，草海生態(tài)治理應(yīng)在遵循生態(tài)學(xué)原則、地域性原則、源頭治理原則、自然恢復(fù)原則及科學(xué)干預(yù)原則等的基礎(chǔ)上制定相應(yīng)的治理路線和相關(guān)措施。

草海生態(tài)功能的恢復(fù)宜從改善水生環(huán)境、恢復(fù)良好生境開始，并同時(shí)進(jìn)行科學(xué)干預(yù)，清除入侵的外來物種，構(gòu)建生物多樣性。此外，還應(yīng)出臺相關(guān)政策，限制人為活動，減少對草海的干擾。根據(jù)上述思路，提出如圖2所示治理路線。

圖2 草海生態(tài)治理技術(shù)路線

4 草海生態(tài)治理綜合措施

草海生態(tài)問題是一個(gè)復(fù)雜而系統(tǒng)的問題，采取單方面的措施效果是非常有限的，治理措施應(yīng)綜合、全面，各點(diǎn)擊破。根據(jù)上述治理路線，提出以下綜合治理措施。

4.1 源頭治污，杜絕污染

草海水質(zhì)污染的主要污染源為城鎮(zhèn)污水及農(nóng)村面源污染，是通過河川徑流和地下滲流等途徑進(jìn)入草海的。因此，要從根本上治理污染問題，就需要截?cái)辔廴驹?，避免或減少污染物進(jìn)入草海，并在河流進(jìn)入草海之前采取措施降解污染物，提升入湖水質(zhì)。具體措施有：對于城鎮(zhèn)污水，完善市政污水管網(wǎng)系統(tǒng)，擴(kuò)展收集范圍，減少收水盲區(qū)，并相應(yīng)增加污水處理廠規(guī)模，控制排放去向，污水處理廠的出水不得排入草海；對于農(nóng)村面源污染，在經(jīng)濟(jì)允許的條件下，將草海附近村落遷出草海，若搬遷不能實(shí)現(xiàn)，可在草海周邊污水排放較集中的村落建立分散式污水處理系統(tǒng)[8]，減少農(nóng)村生活污水的排放，還要完善農(nóng)村固體廢棄物收集體系，將固體廢棄物集中轉(zhuǎn)運(yùn)至威寧縣垃圾填埋場處置。

4.2 構(gòu)建生態(tài)屏障，保護(hù)和凈化水質(zhì)

過去，草海水位較高、水域面積大，在河流入湖口處形成的濕地構(gòu)成了草海的生態(tài)屏障，對入湖的水質(zhì)起到了凈化作用。如今，草海水位降低，入湖河口濕地被變?yōu)楦兀粌H喪失了生態(tài)屏障功能，還帶來了農(nóng)業(yè)有機(jī)污染。失去了濕地的屏障保護(hù)作用，大量初期雨水、生活污水、泥沙及固體廢渣直接進(jìn)入草海，對其造成了污染。為解決這一問題，應(yīng)重新構(gòu)建草海生態(tài)屏障。首先，應(yīng)逐步恢復(fù)草海周邊入湖河口濕地，在河水流入草海之前，利用濕地的生態(tài)功能對有機(jī)污染物進(jìn)行降解?；謴?fù)濕地不僅能有效降解污染物，還可沉沙濾渣，減少草海淤積。其次，應(yīng)在草海周邊污染源較多的區(qū)域設(shè)置生態(tài)隔離帶，利用隔離帶對污染物的阻滯和降解作用，提升入湖水質(zhì)。入湖河口濕地和生態(tài)隔離帶可構(gòu)成草海水環(huán)境新的生態(tài)屏障。

4.3 清除空心蓮子草，重建生物多樣性

面對“生態(tài)殺手”空心蓮子草，草海生態(tài)自我恢復(fù)已無能為力，需要進(jìn)行科學(xué)的人工干預(yù)，逐步消除空心蓮子草的入侵。空心蓮子草為宿根性水草，生命力極其頑強(qiáng)，極易再生，故對空心蓮子草的干預(yù)，并不是清理完畢即結(jié)束，宜采取生物演替的方式將其永久遏制，即在人工清理干凈空心蓮子草之后，構(gòu)建新的植物群落，如“水蔥+茭白”組合并配以其他本地植物，利用植物種群競爭優(yōu)勢配合人工干預(yù)逐漸取代空心蓮子草。在重新建立生物多樣性之后，草海的生態(tài)功能將逐漸恢復(fù)，自我平衡能力逐漸增強(qiáng)，可重新營造良好生境。

4.4 退田還濕、退耕還林，恢復(fù)植被

草海周邊尚有近2萬hm2裸露農(nóng)田，植被覆蓋率低，水土流失較嚴(yán)重，農(nóng)業(yè)面源污染較重。土地留在農(nóng)民手中，這些問題難以根本解決。為此，宜將草海周邊農(nóng)田土地征回，退田還濕、退耕還林，恢復(fù)植被，以減少水體流失和農(nóng)業(yè)面源污染。

4.5 穩(wěn)定水域面積，營造良好水生環(huán)境

自然降水是草海的主要補(bǔ)給水源，由于當(dāng)?shù)馗蓾窦竟?jié)明顯，且流域匯水面積小，加之草海本身湖盆寬淺，因此對水量的調(diào)蓄能力較弱?；诓莺＿@一特點(diǎn)，宜在草海出口處建設(shè)攔水壩，利用攔水壩對草海的水位和水量進(jìn)行調(diào)蓄，使草海保持穩(wěn)定的水域面積，營造一個(gè)良好、穩(wěn)定的水生環(huán)境。

4.6 出臺相關(guān)保護(hù)政策，減少人類活動干擾

建立健全法規(guī)、規(guī)章限制人為活動對草海的干擾，限制破壞草海生態(tài)的行為，如農(nóng)民收割草海濕地植物、捕撈魚蝦、種植農(nóng)作物、放養(yǎng)牲畜等，并禁止游客闖入草海保護(hù)范圍，避免游客引入新的污染物破壞草海生態(tài)環(huán)境。

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[作者簡介] 周琴慧(1985—)，女，江西崇仁縣人，工程師，碩士，主要從事水資源與水環(huán)境研究。

[收稿日期] 2017-10-25