四湖流域景观生态建设研究

尹发能

(湖北师范学院地理科学系,湖北黄石 435002)

四湖流域景观生态建设研究

尹发能

(湖北师范学院地理科学系,湖北黄石 435002)

江汉平原四湖流域生态环境问题严重,主要表现在洪涝灾害、水体污染和血吸虫病等三个方面,需要进行景观生态建设和综合治理。主要措施包括:退田还湖恢复湿地,扩大湖泊湿地面积;湖泊河流生态修复与生态建设;江湖连通与引江济湖工程;保护湿地生物多样性等。

四湖流域;景观生态建设;生态修复

江汉平原四湖流域生态环境问题严重,主要表现在洪涝灾害、水体污染和血吸虫病等三个方面,尤其是天然水域面积减小,湖泊湿地萎缩,生态功能退化,对洪水的滞纳能力和对污染物的净化能力减弱,湖泊河道淤塞,水流不畅,为钉螺的繁殖孳生创造了条件。四湖流域生态环境的综合治理和流域生态管理,需要通过全流域的景观生态建设,协调天然水域、人工水域、水田、旱地和城镇等各种景观要素的比例结构和空间布局,重建结构协调、功能完善的流域景观生态系统。

1 退田还湖恢复湖泊湿地

退田还湖扩大湖泊湿地面积,一方面可以增加调蓄面积和容积,减轻和消除洪涝灾害,另一方面可以增加水环境容量,提高水体自净能力,减轻水体污染,改善态环境。1.1 洪湖退田还湖

洪湖的作用无论是对四湖流域的防洪和其它经济活动,还是对地区的生态环境都是不可替代的。在20世纪50-60年代围湖造田使三湖、白鹭湖消失,洪湖逐步被蚕食之后,如今得以保留的湖体更弥足珍贵了。

一是其调蓄能力有限,而且洪湖围堤以内面积(444km2)中有42个内垸,总面积达111km2,其中非法围湖的内垸40个(面积94km2),即内垸占去洪湖1/4的面积。

二是随着洪湖蓄水位的提高,其调蓄作用也受到某些限制。洪湖水位在26.0m以下时,福田寺以上、高潭口排区(通过洪排河与子贝渊、下新河)和下区(通过下内荆河小港)的涝水可进入洪湖调蓄;而当湖水位超过26.0m高程时,只有福田寺以上来水可以入湖调蓄.因为洪排河与下内荆河的允许高水位是26.0m.此时下区还有新滩口、南套沟等加足马力排水(流量达280-300m3/s),而高潭口排区则外排能力不足(210m3/s)。1996年、1991年的实际情况正是如此[2]。

表1 洪湖全退湖容表

1.2 白鹭湖退田还湖

白鹭湖原来是面积85km2的天然湖泊,位于四湖流域中区上半部的中间部位,至今已萎缩殆尽,都已改为渔池和农田了,只剩下5.4km2水面。

白鹭湖退田还湖工程:连接总干渠和西干渠,同时接纳十周河、龙湖河的来水,可以形成一个水面为20km2-30km2的湖泊,作为上游水系入洪湖前的缓冲湖,对缓解洪湖水污染大有裨益。湖渠连通,对流域内涝也可以起到调节作用。这样不但增大湖泊调蓄洪水的湖容,而且水面扩大对湖泊湿地的恢复也很关键。白鹭湖调蓄洪水的作相当显著,其结果是一方面有助于降低洪湖水位或者说提高了系统防洪标准;在防洪标准已定的情况下可以减少扩建泵站的装机;另一方面是可以降低伍场闸以下福田寺以上的水位,对于沿线圩垸排涝有好处。由于白鹭河所处地理位置对调蓄洪水、削减总干渠水位、减少下游洪涝灾害的作用特别显著,而且还湖后对自然环境的改善也是不言而谕的。

白鹭湖退田还湖规划面积20km2,最高水位28.7m,最低水位26.5m,调蓄容积3 720×104m3。在总干渠田阳、伍岔河分别建进洪闸、伍岔河伍场附近建泄水闸。另外开挖精养鱼池34km2。超过10年一遇洪水才考虑开闸分洪规划调蓄。

2 湖泊河流生态修复

2.1 湖泊湿地生态修复与湖滨带生态建设工程

湖泊湿地是流域生态系统的重要组成部分,具有纳污、灌溉、渔业、调蓄洪水、气候调节、物种保存等诸多功能。湖滨带是湖泊生态系统与流域陆地生态系统间一种十分重要的生态过渡带,是湖泊的天然保护屏障,且极易受到外界损害。由于盲目围湖造田,洪湖、长湖的湖滨生态系统遭到破坏,实施湖滨生态修复工程是两湖治理的关键。湖滨修复包括生态护坡(岸)建设、滩地和浅水区水生植被重建等。生态护坡(岸)工程可以有效治理水土流水,防止湖泊进一步萎缩。岸边植被带形成一道防护屏障,具有截污、过滤及净化水质的功能,能够阻止农业面污染源直接入湖。滨水植被如莲、荷、芦苇等还是一道亮丽的景观,可以美化环境,为生态旅游创造条件。

四湖流域众多湖泊周缺乏湖滨湿地的保护,湖泊面临着萎缩、水体污染和富营养化的威胁,应该加强湖滨生态建设,进行湖泊湿地生态修复,重建湖泊良好的生态系统。如果在洪湖、长湖等周围建立一定宽度的湖滨湿地,并栽种莲、荷、芦苇等水生植被,则将具有截污、过滤及净化水质的功能,能够阻止农业面污染源直接入湖,形成一道防护屏障,有效地保护天然湖泊水域。将洪湖、长湖周边洼地、滩涂、民垸内的农、渔民撤迁出来,建立新村镇,实行退田还湖、退垸还湖,使洪湖周边形成水生植物带,为鸟类栖息创造一个好的环境,恢复洪湖湿地原始原貌,发挥其生态功能。

2.2 河岸缓冲带建设与河流生态修复

河岸缓冲带是指与河流相邻的、对污染物、沉积物和洪水具有一定缓冲能力的水陆交错带生态土地,其功能的发挥与地形、水文、植被和土壤等因素有关。四湖流域的主要河流(渠道)有四湖总干渠-内荆河、东干渠、西干渠、田关河和洪排河等。四湖总干渠-内荆河是四湖流域的主要河流,沿线串连长湖、三湖、白露湖、洪湖、大沙湖等湖泊,联络数以百计的大、小河渠、溪沟,干支流总长达3 494km。河流发育在四湖洼地中,河床出长湖时为海拔28m,入江口则为15m。河道迂回曲折,一般宽约百米。20世纪50年代以来对内荆河水系分三区进行治理(长湖以上为上区,以下为中下区),长湖以上支流水系不变,以下扩挖疏洗,局部改线重挖新河,命名为四湖总干渠。该渠设计流量为90 m3/s-460m3/s,底宽30m-130m,渠底高程25.36m-16.00m,经截弯取直后全长为184.5km。

在四湖流域,要开展对长江、汉江、东荆河、四湖总干渠、西干渠、东干渠、洪排河、田关河等天然河流和人工渠道的修复工作,沿河流建立规模不等的河岸缓冲带,重建河流生态系统,恢复河流的生态功能,截流陆地输送到河流中泥沙和污染物,充分利用河流生态系统的自净能力来消除水体污染。河岸缓冲带通过大规模的人工造林、种草,在两岸重建植被,形成绿色走廊。不仅可以极大地截流陆地输送到河流中泥沙和污染物,减轻河渠淤积和污染,还可以在发生严重外洪内涝的条件分蓄一部分洪水,做到一举多得。

2.3 水生植被重建工程

水生植被是湖泊湿地生态系统中的重要角色,除了其本身的物种价值外,为水生动物提供了良好的栖息地,更重要的是水生植被能够吸附、降解水中的N、P等营养盐及部分重金属,还能产生氧气,增强了湖泊水体的自净能力。根据湖泊纳污情况,可以合理引种适宜水体生长的除污物种,增强水体自净能力及生物多样性。水生植物在生长过程中能够不断地吸附、吸收、分解水中的营养盐和污染物,大量水生植物可对水体产生净化作用[3]。比如水生维管植物对有机污染物的净化效果明显;藻类能有效去除有毒物质等。有研究表明,茭白、慈菇对城市污水BOD的去除率可达80%以上;芦苇、香蒲、眼子菜和凤眼莲等可去除石油废水的有机污染物达95%以上;每公顷凤眼莲每年可吸收氮1 989kg,磷322kg,钾3 188kg,香蒲每年每公顷可吸收氮2 630kg,磷403kg,钾4 570kg[4]。

表2 洪湖子贝渊进水口和小港出水口水体元素含量变化(1992-1993)

通过比较洪湖入水口子贝渊和出水口小港的水体理化性质可以说明洪湖的水质净化功能。由表2可看出,由子贝渊入湖水中的元素含量通常都高于小港出水处相应元素的含量。子贝渊入湖水电导率年平均为517,而小港出水处年平均为465,说明子贝渊水中各类离子总量高于小港出水处的离子含量。洪湖的污染物主要是磷和氮。总磷去除率为11.1%,三氮去除率分别为3.5%、106.7%和34.8%。这表明洪湖的稀释、消纳污染物质能力较高,具有良好的净化水质的能力。

湖北省环境监测站在2005-2006年对入湖区域(蓝田)和出水口(小港)的TP和NO3-N指标进行了监测,蓝田的两项指标分别为0.084mg/l和0.828mg/l,小港的TP和NO3-N浓度分别为0.079mg/l和0.556mg/l。进水口到出水口的浓度下降百分比分别为5.9%和32.8%。

3 江湖连通工程

水是维持生物地球化学循环的重要媒介,也是湖泊河流生态系统的重要组成部分。为了保证湖泊生态系统获得较好的自净能力,满足水生生物生长繁殖需要,保护湖泊湿地防洪、抗旱、灌溉、供水、航运、休闲娱乐等功能的发挥,保证湖泊河流等湿地生态系统可持续发展,需要江湖之间的能量流、物质流和信息流正常流转。

根据不同湖泊的自然地理条件、阻隔情况以及湖泊周边经济发展水平和湖泊功能定位等,有几种通江方式可以选择。①通过闸口调度,在不同的季节,通过涵闸引水放水,实现季节性通江。此种通江方式的特点是受人为调控比较明显,对于沟通江湖之间物质能量交流以及对湖泊湿地生态系统恢复推动作用的大小与闸口调度时机与频度、开闸时间、引水或放水水量等有很大关系。②江湖之间的连通不受人工设施的阻碍,湖泊、故道水文过程完全依赖于长江水文的涨落过程,使湖泊,故道的物质和生物交流处于自由、自然的状态。这种连通方式会使湖泊河漫滩面积增加,湿地功能趋于完善,并形成完整的江湖复合生态系统。③修建过渔设施,该连通方式主要偏重于解决江湖洄游性鱼类在湖泊与江河之间的回游问题。对湖泊和长江鱼类的交流有一定的积极作用,但受交流水量的关系,该种方式对湖泊湿地的恢复和保护有限。

根据四湖水系的特点,可以实施三条线路引水,改善流域水污染状况。线路一:从万城闸引沮漳河水,经南排渠入护城河—荆沙河—西干渠—总干渠,此线路主要是引清冲污,缓解荆州城区的水污染现状。线路二:从万城闸引沮漳河水,经太湖港—长湖—总干渠—白鹭湖—洪湖—长江,此线路可以增加长湖的换水频次,有效解决长湖水污染问题,并对白鹭湖实施了生态补水。这两条线路可以借助”引江济汉”工程来实施。线路三:从螺山泵站引水经螺山干渠入洪湖—张大口闸、小港闸—总干渠—长江,此线路可以增加洪湖的换水频次,解决洪湖富营养化的问题,同时起到生态补水的作用。

4 四湖流域生物多样性保护

4.1 江湖连通,灌江纳苗

“灌江纳苗”是长江中下游多数湖泊江湖阻隔后提出的一个补救措施,包括“顺灌”和“倒灌”两种方式。“顺灌”是在每年汛期,主动开闸将长江的水引入湖泊,使鱼苗随江水入湖而进入湖泊。通江有两个时期段可选择:①当江水水位高于湖水位时,开闸引江水入湖,即顺灌。从鱼汛考虑,“顺灌”的最佳时期有二:一是5月上旬,长江洪峰来临前,尽量灌进鲶鱼等凶猛鱼类的鱼苗;这一时期应密切控制引入水量以便为洪水高峰预留湖容;二是6月中下旬以后,开闸引水,既可以消纳长江洪水,也可引进四大家鱼为主的洄游性鱼类鱼苗。开闸通江要综合考虑防汛、排涝、血防、泥沙淤积、鱼苗、汛期等因素,在苗汛高峰期6月中旬至7月上旬)开闸纳苗,采取“顺灌”,使长江中鱼、蟹苗种随水流入湖,以获得灌江纳苗的最佳效果。②“倒灌”即在每年的冬、春排水入长江,让当年、隔年的鱼种和成鱼逆流入湖达到资源增殖的效果。在10月至次年5月洪湖水位高于长江水位时,开闸让湖水泻入长江,即倒灌。由于鱼类具有逆流习性,在放水时期,长江的鱼类会有一部分进入湖泊。

4.2 限制、禁止湖泊围网养殖,恢复湖泊鱼类资源

在四湖流域,湖泊的厄运直接来自围垦和围网养殖,洪湖首当其冲。解放初,洪湖面积达73 333hm2。20世纪50-70年代,湖区大肆围垦四周浅滩,致使水域面积骤然缩小至35 333hm2,湿地植被遭到无情破坏,候鸟水禽被大量猎杀,野生鱼类遭到酷渔滥捕。到20世纪90年代初,洪湖的野生鱼资源日渐枯竭,自由渔民已无鱼可捕。20世纪80年代初,洪湖因水草太多,面临沼泽化危险。到2004年底,洪湖35 333hm2水面中围网养殖面积达到24 666hm2,占湖区面积的71%。围网养殖使洪湖水底的河床间抬高,整体水质下降到Ⅳ—劣Ⅴ类,渔业资源严重衰退。

2004年启动洪湖湿地保护与恢复示范工程,在洪湖水域建设了333hm2生态恢复示范区,如今示范区湖水清澈见底;同年,洪湖启动世界自然基金会洪湖生物多样性保护与重建江湖联系项目,在长江洪水季节开启闸口,使得江湖间水生生物得以交换,湖泊湿地得到涵养,水质改善,增强了湿地的蓄洪能力;2005年,湖北开始全面抢救性保护洪湖湿地,到2006年底拆除全部围网25 133hm2。如今,洪湖水质明显改善,植被覆盖率明显提高,鱼种、鸟类种群和数量均明显增加:沉水植物覆盖率由32%上升到95%,挺水植物由6.7hm2上升到近200hm2,部分水域水质已经由Ⅳ—Ⅴ类恢复至Ⅱ—Ⅲ类;2008年1月的观测结果显示,来洪湖越冬的候鸟种类已经由“拆围”前的20种左右增加到近50种,数量增至30×104只。东方白鹳和小天鹅这些在洪湖消失多年的珍稀鸟类,如今也飞回了洪湖。洪湖要继续加大拆围的力度,拆除保护区核心区和缓冲区内的全部围栏网,使洪湖的养殖面积压缩到10%以内,逐步恢复洪湖的自然生态。

4.3 适当封湖(江)禁渔,人工增殖投放

在洪湖、长湖等重要湖泊和长江、汉江等河流关键河段,每年定期实行禁渔制度,每年春季禁渔三个月,对渔业资源实行修养生息,为鱼类和水生动物的繁殖、产卵、觅饵、育肥提供必要的条件,逐步恢复鱼类和水生生物资源。洪湖湿地自然保护区要实行全面封湖禁渔,停止捕鱼等生产、开发活动,保护区所辖的核心区和缓冲区禁止旅游和航运。通过这些强制措施,在封湖禁渔期间,同步实施补植水草、增殖投放、灌江纳苗等生态修复工程。除了实行禁渔以外,还要开展人工增殖放流活动,投放四大家鱼、银鱼、鲫鱼、鲤鱼、鳊鱼等常规品种的鱼苗和其他特种(珍稀)鱼类,加快长江、汉江、湖泊等水域渔业资源的恢复。

鉴于解禁之后渔民的疯狂捕捞,在禁渔期部分得到恢复的渔业资源重新面临着过度捕捞,严重伤害渔业资源,影响禁渔效果,因此有必要建立一批经济鱼类自然保护区或禁渔区,让鱼类长时间地得到休养生息。这些鱼类自然保护区或禁渔区应该设在重要的鱼类和水生动物栖息地、产卵地和自然保护区的核心区域,如洪湖、长湖湿地自然保护区的核心区等。

(编辑:王爱萍)

[1]何广水,等.长江中游湖北段沿江水利工程(闸口、血防)建设对江湖联系影响及对策[R].世界自然基金会专题报告,2006.

[2]吴振斌,成水平.垂直流人工湿地的设计及净化功能初探[J].应用生态学报,2002,13(6):715-718.

[3]贺锋.水生植物在污水处理和水质改善中的应用[J].植物学通报,2003,20(6):641-647.

[4]胡铁松,等.四湖流域涝灾综合控制标准与治理措施研究[A].湖北省科技厅专题报告,2008.

AbstractIn the Four-lake basin,flood disaster,water pollution and schistosomiasis are the serious ecological environmental problem.The main measures of the landscape ecological construction includes:retreating land to lake and recover the wetland,extending lake and wetland areas,rehabilitating and constructing lake ecosystem,connecting river and lakes and transferringwater from river to lakes,and protecting biodiversity of the Four-lake basin,giving an overall consideration on construction and management.

Key wordsthe Four-lake basin;landscape ecological construction;ecological restoration

Landscape Ecological Construction of the Four-lake Basin

YIN Fa-neng
(GeographyDepart ment,HubeiNormalUniversity,Huangshi Hubei 435002,China)

X171.4

A

1002-2104(2010)03专-0181-04

2010-01-20

尹发能,博士,副教授,主要研究方向为自然地理学。