抚仙湖生态脆弱性特征分析与改善对策研究

戴 丽，李荫玺，祁云宽

(1．云南省环境科学研究院，云南 昆明 650034;2．玉溪市环境科学研究所，云南 玉溪 653100)

抚仙湖位于云南省玉溪市境内，居滇中盆地中心，属南盘江流域西江水系，在玉溪市“三湖”生态城市群构建中占有核心地位。抚仙湖流域面积674.69km2，抚仙湖最大水深 158.9m，容水量206.6亿m3，是我国第二大深水型淡水湖泊，占全国水资源蓄水总量的9.17%，占云南省九大高原湖泊水资源蓄水总量的68.3%，具有生活用水、防洪、灌溉、工业用水、渔业及旅游等综合功能，是西南地区具有重大战略意义的饮用水资源。

1 抚仙湖生态脆弱性特征分析［1］

1.1 湖泊水生态系统发生显著变化，局部水体发生蓝藻水华

1.1.1 水生态系统发生显著变化，浮游植物生物量和种类组成明显增加

据十多年的数据分析可知，抚仙湖浮游植物种类组成与生物量发生了急剧变化，这是应当引起我们充分重视的症兆。据多年监测数据，2000年以后生物量增长速度明显加快，藻类个数由十万个量级/L猛增至百万个量级/L，2002年全湖藻类平均生物量比2001年翻了一番。在2000～2006年短短6a中，浮游植物生物量增长了3倍，绿藻门的生物量增加了4倍，硅藻门的生物量增加了5倍。2002年以来抚仙湖浮游植物生物量范围 (95.36～134.17×104个/L，年平均115.76×104个/L) 与1980年浮游植物生物量范围 (1.7～37.8×104个/L、年平均12.77×104个/L)相比，增长了9倍，其中绿藻门的生物量增长了近14倍，硅藻门增长了15倍。抚仙湖浮游植物生物量的发展趋势表明了湖泊水体营养水平的演变。

藻类种类明显增加，由清水性种类向喜营养性种类演替，局部水体出现典型的蓝藻水华种类－铜绿微囊藻。多年监测数据表明，抚仙湖浮游植物种群结构从45种增加到78种。抚仙湖浮游植物总体向多样性增加发展。变化最明显的是硅藻门，种数增加了3倍。清水性黄藻自1993年就没有检出。藻类发展趋势是喜营养性种类 (栅藻属Scenedesmus、直链藻属Melosira、四角藻属Tetraedron等)渐渐增多，清水性种类 (丝藻属Ulothrix、微孢藻属Microspora)渐渐减少。20世纪50～70年代的优势种水华束丝藻很少检出，已被小转板藻(Mougeotia parvula Hass)所替代，2000年在抚仙湖南岸隔河口湖湾首先出现了铜绿微囊藻 (Microcystis aeruginosa)，随后的4a，铜绿微囊藻大量出现在湖泊南岸，这表明抚仙湖生态环境已经发生了显著的变化。

由于抚仙湖入湖营养物不断增加，湖水中氮磷浓度上升，尤其在局部水域已具备了发生藻类水华的条件。2002年5月31日抚仙湖南部湖湾约3km2水域受星云湖泄水影响而首次爆发了水华，持续时间3d。水华期间抚仙湖南岸水中浮游植物生物量高达1092×104个/L，CHL－A为116.9 mg/L，水华优势种铜绿微囊藻 (Microcystis aeruginosa)占70%。这种水华与滇池发生的蓝藻水华几乎一样［2］。

1.1.2 水生植物呈现不健康发展趋势

2000年4月调查发现，抚仙湖水生植物的分布面积和群落密度与1980年 (据中国科学院南京地理湖泊研究所1980年调查资料:抚仙湖水生植物品种单一，主要分布在避风的河口冲积扇区域，分布面积20hm2，不到湖面面积的0.1%，分布深度不超过5m)相比不仅没有明显的发展，而且水生植物表面普遍生长了附着藻类，生长受到很大的影响，呈衰退趋势。

2005年的调查表明，抚仙湖沉水植物得到了较大的发展，种类为12种，分布面积是以前的15.9倍，资源量是以前的48.8倍。抚仙湖为贫营养湖泊，在20世纪80年代沉水植物生长差，只在局部水域分布，但随着抚仙湖富营养化趋势的加剧，近年沉水植物在全湖岸带的分布和生长都得到了加强，黑藻群落生长茂盛，成为抚仙湖第一优势种类，耐污染的穗状狐尾藻和篦齿眼子菜群落也发展很快，水生植物生长与抚仙湖水质呈现不协调发展变化趋势。

1.1.3 水生动物土著物种不断灭绝、外来物种资源增长，对生态系统产生显著冲击

在底栖动物中，曾是抚仙湖腹足类主要种类的螺蛳 (Margarya)，随着环境的变化已趋于衰落;2005年的调查表明，云南高原湖泊的特有种螺蛳和仿雕石螺的优势地位由长角涵螺、环棱螺和河蚬等替代。在土著鱼类中，许多以前常见的土著鱼类现在变成了偶见种，有些种类甚至很难见到。抚仙湖原有25种土著鱼类中，有12种属抚仙湖特有鱼类，8种属云南水系或湖泊特有鱼类，5种属我国广布型鱼类，目前这部分土著鱼类资源在逐渐衰退，外来鱼类的种类和种群数量急剧上升。外来鱼类如棒花鱼、麦穗鱼、太湖新银鱼等小型鱼类适应抚仙湖不同的生态位空间，已经逐渐取代土著鱼类，分别成为生活于敞水区和沿岸区底层的优势种群。土著鱼类鱇 (鱼良)产量由20世纪80年代的全湖300～400t降至目前的0.5～1t，已经到了濒临灭绝的状态;而太湖新银鱼作为外来鱼类，从星云湖经隔河自然进入抚仙湖后，仅几年时间就形成了稳定的种群，产量由1988年的213t上升到2003年的1538t。目前在种数和数量上，非土著鱼类已经成为抚仙湖鱼类捕捞的主体，在食物、活动空间和繁殖等方面对土著鱼类的生存造成极大的威胁，对抚仙湖生态系统产生冲击。

1.1.4 耐污种增多、清水性种类减少或消失

在底栖动物中，与1980年前后的调查资料相比，摇蚊幼虫的出现率和现存量显著增加，并出现了典型富营养型的指示种羽摇蚊。在浮游植物中，喜营养种类 (栅藻属Scenedesmus、直链藻属Melosira、四角藻属Tetraedron等)渐渐增多，清水性种类 (丝藻属Ulothrix、微孢藻属Microspora)渐渐减少。在水生植物中，近几年来，耐污种篦齿眼子菜的分布面积、频度和优势度不断增加。

1.2 湖泊、河流沿岸带生态系统结构不完整、生物多样性单一

1.2.1 自然湖滨带破坏严重

抚仙湖湖岸线总长约100.8km(湖面高程1722.5m)，具有湖岸较陡、湖滨缓冲带较窄的特点。抚仙湖湖滨缓冲带区域适于最优原始植被生长区面积共约5km2，在20世纪80年代及90年代初期湖滨带基本被破坏，抚仙湖缓冲带及周边多被人为侵占，主要为村落、农田，在法定最高水位1722.0m以下，有102.8hm2湖滩被侵占，农药、化肥、饲料和渔药等的大量使用，导致了近岸水体污染严重，严重破坏了缓冲带的生态系统及岸带自然景观，造成缓冲带内植被物种单一，生态系统退化，生态机能基本丧失。

20世纪90年代后期至今，随着大量园林景区及湖滨带人工恢复，总共约恢复1.5km2，抚仙湖湖周缓冲带得到逐步修复，但人工恢复湖滨带与原有最优原始植被生长区面积所占比例仍然很低，湖滨带生态系统结构仍然非常脆弱，亟需进一步建设和修复。

1.2.2 缓冲带生物多样性单一、生态系统结构不完整

抚仙湖缓冲带内生物多样性单一，陆域部分植被主要为乔木，多见桉树、榕树，挺水植物、浮叶植物很少，只有在牛摩大营北侧，孤山南侧和下坝北侧部分缓冲带生长有挺水植物、沉水植物，水体生态系统结构十分脆弱。

1.2.3 河流渠道化，部分河流淤积严重，河流生态受到破坏

抚仙湖北部和南部的入湖河流为了保证灌溉和排洪，多数改建成为混凝土或石砌的“三面光”堤岸，部分已经全线成为此类堤岸，如东大河、大鲫鱼河等。此类河流堤岸破坏了原有的生态结构和生态功能，使河流的自净能力消失，不利于水质的改善。目前，抚仙湖流域水质最差的几条河流都属于这种情况。

抚仙湖流域河流多数发源于山区，河道坡度较大，冲刷较为严重，向下游流动时会携带大量的泥沙。在其中下游的农田或村庄，农灌回水直接汇入，部分村落生活污水也进入河流，也会增加河流携带的泥沙甚至生活垃圾。最终，河流携带的泥沙等物质会随其流动逐渐下沉，沉积于河道底部造成淤积。目前，较多河流中都有大量的底泥以及生活垃圾，严重影响了河流水生态系统结构和功能。

1.3 流域森林植被覆盖率低，陆域生态系统脆弱，水土流失严重

1.3.1 流域森林植被覆盖率低，石漠化面积大，水源涵养能力差

抚仙湖流域面积66278hm2，其中:林业用地22266.6hm2，林业用地中有林地面积仅11284.9 hm2，流域森林覆盖率仅为26.5% (不含灌木林地)，原生森林已退化为次生林和灌木，植被多样性程度较低，，林地幼林分布多，占林地分布面积的70%，近成过熟林少，占林地分布面积的30%，在植被的种类组成和结构上都表现出明显的次生性。

抚仙湖地质地貌十分特殊，生态系统相当脆弱，为森林资源贫乏的地区，历史上森林覆盖率一直非常低。根据云南省林业调查规划院资料，抚仙湖流域石漠化面积达陆域面积的28.4%，其中轻度石漠化面积占37.4%，中度以上石漠化面积占62.6%(中度石漠化面积占49.7%，重度石漠化面积占12.3%，极重度石漠化面积占0.6%)，虽然流域内各县认真贯彻了“以营林为基础”的方针，连年开展群众性的绿化造林和改善荒山荒坡，并取得了一定的成绩，森林覆盖率逐年增加，但是由于历史原因导致植被覆盖率仍较低，森林保水、保肥、涵养水源能力较差。

1.3.2 陡坡垦植，环湖面山生态破坏严重

抚仙湖流域近、面山森林分布较少，且以草丛、灌丛等为主，林分质量差。临湖面山大多坡面陡峭，植被覆盖率低，抗侵蚀能力弱。由于人多地少，面山能开垦的区域都早已垦为耕地，人为频繁的生产活动造成水土流失严重、生态环境恶化，面山、近山森林覆盖率十分低下。且在人地矛盾的冲击下，面山坡耕地不断扩大，形成面山生态破坏的恶性循环。面山植被和生态的严重破坏，使水土流失加剧，对抚仙湖旅游景观和生态环境造成极大的影响。

1.3.3 水土流失仍在加剧，携带大量营养元素入湖

流域植被稀少，类型单一，结构简单，加之森林植被遭到极大破坏及磷矿开采对植被的影响也较大，致使流域水土流失非常严重。流失泥沙淤积于河道中，大多数悬移泥沙输入湖体沉积，同时携带大量的营养物质。

虽然“十五”期间，抚仙湖流域实施了10条重点小流域水土保持综合治理工程，共投资1267万元，治理水土流失面积95.07km2。2006年完成了“珠治”试点工程，投资734万元，治理水土流失面积51.36km2。抚仙湖水土流失程度得到缓解，但流域内仍有水土流失面积146.01 km2，土壤侵蚀量54.7万t/a，入湖泥沙量21.2万t/a，水土流失依然十分严重。

径流区地表土壤在雨水的侵蚀及水动力的推移下，淤积河道及湖泊，每年进入湖内的泥沙只有10%的氮、3%的磷、钾的1%溶解于水体中，其余都淤积湖泊，随着积累的增多及湖底淤泥的变化，这些营养元素会慢慢释放，日夜积累，年复一年，这些在深水湖泊中无法清除的淤泥，对抚仙湖是一个致命因素，加速了抚仙湖水体营养程度及生态系统的变迁。

近年虽然政府加大了抚仙湖径流区水土流失治理力度，有效减少了入湖泥沙，但目前水土流失依然十分严重，环湖面山生态环境质量差，植被覆盖率低，抗侵蚀能力弱，每年大量入湖泥沙由于水深不可能清除，造成湖泊淤积，并且泥沙营养元素慢慢释放，成为对抚仙湖的一个严重的潜在环境影响因素。

1.3.4 径流区立地条件差，对生态林业建设不利

流域待造林段立地条件较差，尤其是湖盆东面面山、裸石、裸岩多，土层瘠薄，很多地块坡面土层少于5cm。此外，流域四季降水不均，冬春干旱是林业生态环境建设工程最大的限制因素之一，对新植幼树的生存尤其不利。

1.4 湖泊整体水质快速下降，局部水域污染严重，湖泊营养状态显著上升

1.4.1 湖泊整体水质由I类向II类快速下降，目前已处于临近II类水质的边缘

据现有的多年水质监测结果，近二十多年来抚仙湖水质总体上呈下降趋势，水体TN、TP浓度波动性上升，透明度显著下降。近5a来这种水质下降呈现加速趋势。1990年前，湖泊水体主要水质指标均好于I类水质标准，水体透明度达到7m左右。1991～1999年间，水体透明度快速下降，TN、TP波动上升，时而达到或超过 II类水质标准。1999年之后，TN、TP浓度呈现波动性的变化，接近II类水水平，2002年透明度已经降低到4.4m。

虽然目前抚仙湖水质仍为I类，但2007年平均TN、TP值分别为0.17mg/L和0.01mg/L，2008年1月份TN、TP值分别为0.23 mg/L和0.008 mg/L，已经逼近II类水质，并在年内时有超标现象。

1.4.2 水污染自北向南、由沿岸向湖心不断推进，局部水域污染严重

目前抚仙湖整体水质为I类，但水质空间分布差异较大，沿岸带水质明显差于湖心处水质。近几年抚仙湖局部水域如北部沿岸带、西岸火焰山至波息湾、南岸大鲫鱼河口、东岸蒿芝菁等沿岸水体，受临岸密集村落及旅游发展的影响，TN、TP及有机污染较为严重。湖泊北部水域水质已经受到北岸水质污染的影响，TP超过II类水质标准。说明人类活动产生的污染已经对水体水质产生了较大的影响。据2008年1月调查结果，东岸的海口镇以北沿岸水质、南岸、北岸、西岸均已处于II类，且水污染具有自北向南、自沿岸向湖心推进的趋势。1.4.3 水体营养水平持续增高，湖泊营养状态显著上升

目前抚仙湖营养状态虽为贫营养，但其营养状态指数呈现持续上升趋势，2007年的营养状态指数比1980年增加了近2倍。按照这样的发展趋势，在不到20a的时间内抚仙湖将会由贫营养进入中营养。

1.4.4 湖泊营养收支失衡，加速了抚仙湖水体生态系统从量变到质变速度

根据《抚仙湖流域水污染防治规划》2008年的调查结果，进入抚仙湖的TN为1099.57t/a、TP为173.14t/a，但随水流和水产品输出的只有TN 64.33t/a、TP 8.62t/a，入湖氮、磷的滞留率高达94.2%和95.0%。大量的营养元素逐年累计于湖中，湖泊营养收支严重失衡，加速了抚仙湖水体生态系统从量变到质变的速度。

1.5 水资源系统脆弱，能够被开发利用的动态水资源量不大

抚仙湖最大蓄水量为206.2亿m3，这是多年储存下来的水资源，一旦被利用，将不复存在，能被人们开发利用的动态水资源量仅9572万m3。

抚仙湖陆地多年平均入湖水资源量仅为16092万m3，抚仙湖能被人们继续开发利用的水资源量是很少的，以径流深计算，陆地入湖水资源量折合径流深为335.8mm。人均占有水资源量655m3，低于全省、全市平均值。

抚仙湖水资源的年际变化极不均匀，在特枯水年情况下，陆地入湖水资源仅为正常年份的1/3，湖泊水资源为负值。抚仙湖水资源在时间分配上也很不均匀，由于干湿季节分明，湖泊水资源干季则为负值 (湖面蒸发量大于降水量)，陆地入湖水资源干季几乎为零，水资源主要集中在雨季的7～9月份。

抚仙湖水资源的地区分布也不均匀，呈现湖滨区少，四周山区多的特点。但是在山区，特别是海拔1820m以上的岩溶地区，雨过河干，水资源非常难利用。另一方面抚仙湖水资源年际年内分配与工农业生产的需水过程错位，大大减少了抚仙湖的可用水资源量。

由于抚仙湖来水仅靠降雨径流补给，湖泊补给系数仅为4.92，抚仙湖径流面积小，加之时空分布极不均匀，决定了抚仙湖有一个非常脆弱的水资源系统，所以，对抚仙湖水资源的开发利用必须慎重。

2 改善对策措施

2.1 控制入湖污染削减湖体营养负荷，加强流域社会经济调控

抚仙湖目前依然属于Ⅰ类水体，但水质呈逐渐下降趋势，水体营养水平持续增高。流域人口密度较大，湖泊受农业农村污染突出，入湖河流水质污染严重，多为劣Ⅴ类水质，抚仙湖径流面积小，缺乏清水补给，入湖河流携带大量污染物入湖是造成湖泊水质下降及富营养化加速的直接原因。因此，有效控制入湖污染削减湖体营养负荷，是保护抚仙湖，恢复湖泊生态健康的有效途径。

建立流域优化的社会经济发展模式，通过流域产业结构的优化和调整，从源头上减少整个流域的污染物排放量，这是贫营养湖泊治理的重要思路。在湖泊水环境承载力计算和污染物排放量区域分配基础上，以主要污染物排放量与入湖量总量分配为核心，开展流域产业结构调整规划。主要包括流域人口与产业的总体布局，流域一、二、三产业的结构调整与布局等内容。

2.2 完善流域水土资源调控

以保障湖泊生态安全为基本出发点，优化区域水资源合理分配，建设城市备用水源地;开展生态工业园建设和节水农业建设等，推动企业清洁生产和循环经济，降低资源和能源消耗、减少废物排放;结合湖区生态蓄水，开展入湖干流枢纽工程优化调度研究，优化流域水资源配置，开展联合调度。

2.3 认真落实“一退、二调、三保”工程措施

一退:对湖滨缓冲带进行环境综合整治，范围内的村落、企业、酒店宾馆等进行拆迁，并进行湖滨缓冲带的建设，恢复清水产流机制;二调:对流域坝区内的产业结构进行优化，压缩农业发展空间，为第三产业发展腾出余地，并在调整的部分农田内建设湿地，净化流域的低污染水;三保:对流域的山区进行水源涵养林和绿色果木林的建设，增加流域森林覆盖率，完善清水产流机制。

2.4 加强流域生态安全管理与能力建设

开展全流域环境监管与综合管理，结合流域环境保护条例和法律法规管理、经济政策及行政管理措施，通过污染源监控体系和流域生命观测与预警体系的能力建设，形成综合性的流域水环境管理与决策服务的信息系统平台。

［1］牛文元．生态环境脆弱带ECOTONE的基础判定 ［J］．生态学报，1989，(2):97－105．