程南宁
(1.上海勘测设计研究院,200434,上海;2.长江勘测规划设计研究院上海分院,200439,上海)
太湖流域在治理开发的过程中,保护与开发始终是一对矛盾。处理得当,矛盾的双方就会得到统一;处理失当,矛盾的双方就会走向对抗。解决这对矛盾既不能离开中国国情,也不能离开流域实际。随着流域经济社会的快速增长,太湖治理开发和保护已进入新的发展阶段。如何更为科学有效地管理、治理和利用太湖,延长湖泊使用寿命,实现人水和谐,保持一个具有“变化—适应—修复—再变化”循环过程的自适应和自修复能力的太湖,是当前流域管理部门关注和思考的焦点。在此背景下,水利部太湖流域管理局提出了 “健康太湖”的管理理念。在对太湖湖泊现状进行全面分析诊断的基础上,对“健康太湖”理念的概念内涵进行了分析阐述,以期为太湖管理实践提供参考。
太湖为大型浅水湖泊,现状水面面积 2 338 km2,南北长 68.5 km,东西平均宽34 km,湖岸线总长405 km,北与东侧湖岸线曲折,多岬角与湖湾。湖底地形极为平坦,湖底平均高程1.1 m(镇江吴淞高程系),平均坡度仅为19.66″,72.3%的湖区水深1.5~2.5m,是典型的浅水碟形湖泊。湖中无深槽深洼,也无大片滩地,1 m等深线靠近湖岸,湖岸较陡,不少湖岸浪蚀塌退。湖底表层沉积以淤泥和流泥为主,沉积速率在0.6~3.6 mm/a之间,多年平均为2.16mm/a。
环湖水系以太湖为中心分为上游水系和下游水系,上游主要为西部山丘区的独立水系,主要入湖河道有苕溪、长兜港、大浦港、城东港、洪巷港、殷村港、太滆运河、武进港、直湖港等;下游主要为东部黄浦江水系、北部沿江水系和南部沿杭州湾水系等平原河网水系,主要出湖河道有望虞河、太浦河、胥江、吴淞江、浒光运河、梁溪河等。环湖出入湖河道在明代曾多达320条,至1991年环湖大堤建设前出入湖河道口门尚余225个,环湖大堤建设封堵了54处,剩余171处口门中仅45条入湖河道口门敞开,其余均建闸进行人工控制。部分河道并港建闸。口门的阻断严重影响了太湖与河网的水系沟通。
受围垦和围网等人类活动影响,太湖水面面积萎缩严重。湖区水面积由20世纪50年代初的2 498 km2萎缩至2000年的2 338 km2,平均萎缩速率为3.20km2/a。围垦在降低湖泊蓄泄能力的同时也对湖泊水动力条件产生一定影响。20世纪70年代马山圩的围垦建设使得梅梁湖与竺山湖失去了直接沟通通道,完全改变了梅梁湖和竺山湖的水动力条件,影响湖湾水体正常交换。其中东太湖湖区面积由1916年的265 km2萎缩为20世纪50年代初的188 km2,再至2008年的120km2,湖泊沼泽化趋势明显,严重影响了湖泊行洪能力的发挥。2008年年底开始,江苏省在东太湖开始开展退渔还湖工程和东太湖综合整治工程,但是部分围垦湖面已成陆地,已不可能完全退地还湖。
太湖水环境面临的最主要问题就是太湖湖体水质较差,水体污染严重。20世纪60年代太湖水质良好,80年代初仍以Ⅱ类水为主。80年代以后受人类活动影响环湖入湖污染加剧,导致入湖污染负荷不断增加,加之局部湖区底泥内源污染,导致湖区水质逐步下降,平均每10年下降一个类别。90年代初期全湖水质仍以Ⅲ类水为主;2000年后全湖水质逐步下降为劣Ⅴ类并在2006年达到最高点,特别是北部的梅梁湖、竺山湖等湖湾水体水质长年为劣Ⅴ类。太湖水质污染主 要 以 TN、TP、CODMn、NH3-N、BOD5等有机污染为主,酚、氰和重金属污染不明显,基本为未检出或达到Ⅰ类水标准。
太湖水质恶化使得湖区富营养化程度不断加剧,全湖富营养化水平已由10年前的轻度富营养化水平升至中度富营养化水平。中度富营养化面积在1998—2005年间增加近1 600 km2。
2007年《太湖流域水环境综合治理总体方案》实施后,基本控制了入湖工业点源污染,湖区总体水质状况略有改善,但农业面源和生活污染仍不容乐观。太湖水质恶化严重威胁了以太湖为饮用水水源地的无锡、苏州等城市的供水安全。
历史上太湖水生植被丰富,水生生态系统良好。近40多年来,随着人类活动影响和水质污染的加剧,太湖湖泊水生生态环境发生了巨大的变化,最为显著的是水生植被急剧减少。20世纪50年代水生植物在湖内广泛分布;到70年代五里湖几乎无水生植被,进入90年代竺山湖生长旺盛的沉水植物亦近绝迹,目前太湖的高等水生植物仅分布在东太湖、贡湖和胥湖一带。竺山湖、西部沿岸以及南太湖湖滨大量分布的芦苇带也由400~500 m宽逐步退化为现在的20~50m宽。
太湖水生植被的退化使得部分湖区生态系统多样性和稳定性下降,加之N、P等有机污染不断增加,全湖浮游植物种群数不断减少,部分优势种类数量剧增,藻类小型化趋势日益明显;浮游动物种类特别是大型浮游动物种类明显减少,耐污染种类逐渐增加,底栖动物生态环境条件逐渐恶化,种类不断减少,耐污种明显增加,清洁种逐渐消失,且个体趋于小型化;鱼类适宜饵料减少,鱼类自然资源下降,群体趋于小型化。
受太湖水生植物、浮游生物等演变的影响,太湖大部分湖区已经或正在逐步由草型湖泊演变为藻型湖泊。湖区叶绿素含量逐年上升,10年间全湖均值增长了137%。这种湖泊生态系统的根本转变使得湖区蓝藻水华频发。早在20世纪80年代末,以铜绿微囊藻为主要优势种的蓝藻水华就在太湖北部湖区频频暴发。90年代中叶后已成为绝对优势种群的蓝藻呈现向其他湖区扩散的趋势。水生生态环境恶化带来的累积效应使得西北部湖区水华暴发成为常态,并多次局部出现“湖泛”“黑水团”现象,对城市供水安全和湖泊生态形成严重威胁。
太湖具有防洪、供水、生态、养殖、旅游、航运等多重功能。太湖作为流域的调蓄中心,汛期能够蓄滞洪水,调蓄雨洪资源,减轻流域防洪压力;非汛期和干旱期可通过望虞河等连通长江的河道,实施水资源生态调度,满足流域内用水要求。太湖还是流域内重要水源地,除直接供给苏、锡等环湖城市供水外,还通过溇港和河道向环湖和下游地区间接供水满足工农业生产需求。在一定条件下,太湖还利用其巨大的库容吸纳入湖污染,改善水质,发挥较为显著的生态调节功能。此外,太湖广阔的水面还为水产养殖、航运、旅游等提供了良好的基础。
随着流域经济社会高速发展,人类社会对太湖的服务功能需求愈加明显和多样化。但是,不合理的围垦和围网活动导致湖泊水面萎缩严重,严重削弱了湖泊的洪水滞蓄能力。同时,受水质下降和蓝藻水华暴发的影响,湖区饮用水水源地水质受到严重威胁,对环湖周边无锡、苏州等城市供水造成了显著影响。此外,1991年太湖洪水后建设的环湖大堤工程在发挥显著防洪效益的同时,其对水系连通和自然生态的阻隔影响也在逐渐显现。
湖泊是由湖岸、湖盆、湖水以及水中物质组成的自然综合体。湖泊一旦形成,就有其发生、发展与消亡的自然过程,这是湖泊自然属性决定的结果。在此过程中单就生态系统本身而言很难说哪种状态更健康。但人类希望湖泊的生命过程一直延续,希望其自然结构和功能保持稳定,并具备可持续利用和自我完善的能力,从而满足人类基于自身需要提出的各种利用需求。因此,湖泊健康程度实际上反映的是人类与湖泊的协调程度。另一方面,湖泊不仅是自然的湖泊,更是社会的湖泊。人类对于湖泊管理的目标是充分发挥湖泊的各项功能并为人类所用。因此,对于太湖健康概念而言应能体现太湖对于人类社会服务功能的价值判断。而且,由于太湖的健康问题是人类活动所导致的,所以其健康的概念中也应该包含公众对湖泊的环境期望,不可能存在于人类价值的判断之外。为此,界定太湖湖泊健康的内涵,重要的是抓住人类活动影响这个因素,从自然属性和社会属性两个方面进行决策因素判定。
(1)自然属性决策因素判定
对于太湖而言,人类对于其自然属性的健康需求主要体现在以下几个方面。首先,太湖目前存在湖面萎缩严重、湖盆取土问题突出、岸线开发无序、河湖水系连通性差、局部湖区沼泽化趋势明显等问题,人类为了能够可持续利用太湖,需要太湖的自然形态能够保持相对稳定以满足开发利用需求。其次,环湖入湖污染和底泥内源污染的累积影响使得太湖的内外源污染加剧,加之水动力条件不佳,湖泊自净能力降低,使得太湖水质和富营养化程度日益恶化,对饮用水水源地供水安全造成威胁。实现人类对太湖的可持续利用和开发,保持太湖水体质量优良是一个基本的前提。第三,太湖环湖沿湖带湿地面积减少、湖区生物多样性下降、蓝藻水华频繁暴发,湖泊生态系统非常脆弱。人类希望太湖能具备缓冲和自我平衡功能,对人类的合理开发利用具有一定的抗干扰能力,不影响人类对太湖的永续利用。因此,在自然属性方面,湖泊自然形态、水质状况和湖泊生态环境可作为太湖自然属性方面的主要决策因素。
(2)社会属性决策因素的判定
人类对于湖泊管理的目标是充分发挥湖泊的各项功能并为人类所用。因此,对于太湖健康概念而言应能体现太湖对于人类社会服务功能的价值判断。太湖具有防洪、供水、生态、养殖、旅游、航运等多重功能。其中,防洪和供水是太湖应具备的最主要功能。人类管理太湖的基本目标就是在满足太湖防洪、供水两大基本功能要求前提下,保持和发展太湖其他多重功能的发挥。目前,太湖的防洪任务重,供水水质问题突出,生态调节功能逐步丧失,围湖过度,这都需要人类在发挥太湖多重服务功能的同时进行统筹考虑,使得太湖各项功能能够得到可持续的发挥。
影响太湖健康包括自然属性和社会属性两个方面的诸多因素。从维持湖泊基本特性的自然属性方面考虑,健康的太湖应该是自然形态稳定、水体质量优良、生态系统平衡的太湖,自然生态的完整性有助于自然生态系统具备一定的自我维持和自我恢复能力;从服务人类社会的社会属性考虑,服务功能的发挥是湖泊管理的主要目标,健康的太湖还应该是服务功能健全的太湖,能够提供防洪、供水、生态等多重利用功能。两者的有机统一有助于实现湖泊生态系统的良性循环与服务的持续供应,促进人与自然的和谐。简言之,太湖湖泊的健康就是湖泊自然生态系统和社会服务功能两方面的互适和平衡发展。
为此,为健康太湖给出如下的概念和内涵界定:
健康太湖是在人类的开发利用和保护协调下,在湖泊自身对干扰的长期效应和恢复力的共同作用下,太湖能保持自然形态稳定、水体质量优良、生态系统平衡的自然结构状态,具备健全的社会服务功能,满足人类社会的可持续发展需求,最终形成人类对湖泊的开发和保护维持良性循环的一种平衡状态。
根据健康太湖的概念内涵分析,在进行湖泊健康管理时可以将健康太湖概括成四个方面,即健康太湖应是自然形态稳定、水体质量优良、生态系统平衡、服务功能健全的太湖。这四个方面也有着各自的含义,其中:
自然形态稳定主要指太湖自然形态方面应具备湖盆和湖岸形态稳定,泥沙淤积和沼泽化状况稳定,沿湖带下垫面状况良好,湖泊与出入湖河流连接通畅,具有自然适宜的湖流和水体置换速度等特征。
水体质量优良主要指太湖水体质量方面应能满足水体自净能力稳定,具备一定的缓冲能力,水质良好,能满足水功能区水质要求,能够满足生活、生产、生态用水的需求,富营养化程度得到抑制等要求。
生态系统平衡主要指太湖的生态系统需要满足生态系统结构和功能稳定,生物多样性丰富,在外部胁迫的状态下具备一定的自我维持和自我恢复能力。
服务功能健全主要指太湖应具有足够的调蓄能力,可满足防洪安全和保障饮用水安全的需要,具备一定的生态调节能力,在统筹经济社会发展和优化配置水资源开发利用的情况下能保持和发展渔业、养殖业、旅游业等诸多为人类服务的功能的需求。
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