滆湖水环境演变及其原因分析

汪院生

（江苏省太湖水利规划设计研究院有限公司 江苏苏州 215128）

滆湖地处北亚热带季风区，位于太湖上游，是苏南地区第二大淡水湖，南接宜兴，北通长江，东濒太湖，西连长荡湖，总面积 164km2，其中约 117km2在常州武进辖区内（其余在无锡宜兴市）。湖面形态呈长茄型，长 22km，平均宽度7.2km，水深约1.1m，是武进及环湖地区的重要饮用水水源和水产养殖基地。

近年来，环滆湖地区经济发展迅猛，城市不断扩大。武进区委、区政府顺应城市发展规律，作出了“挺进西太湖（即滆湖），建设滨湖城”的重大战略决策，积极推进滆湖的整治保护开发。根据国务院批复的《太湖流域水环境综合治理总体方案》，滆湖作为太湖的上游，是治理的重中之重。新一轮《常州市城市总体规划》把滆湖定位为“滆湖旅游休闲区”。《江苏武进经济开发区总体规划》依托环滆湖地区保护开发，将建设融环保型工业、高档住宅、休闲旅游为一体的多元化经济开发区。随着滆湖北部周边区域功能的转变，定位的提高，滆湖水环境的研究也越来越重要。本文通过对滆湖水质、水生态演变进行分析，初步探索滆湖水环境存在的问题及其原因。

1 滆湖水质变化及其现状

滆湖水质污染是近年太湖西部污染的最主要原因之一。从20世纪80年代开始，滆湖湖体水质的演变经历了四个阶段，水质的污染指数平均每年上升10%左右，综合水质类别由III类变为劣V类，水质演变所需时间大大缩短，其中由III类水质下降为 IV类水质，再由IV类水质下降为 V类水质，分别用了 6年的时间，而由 V类水质下降为劣V类水质仅用了2年的时间。这表明滆湖水质污染加重的趋势越来越快，污染程度日益加剧，见表1。

表1 滆湖水质变化

图1 滆湖全湖总氮、总磷及总有机碳平均值历史变化趋势

对滆湖近几年各测站及全湖的水质状况进行评价，结果表明2004年81%的湖体处于劣V类，2005、2006年全湖均处于劣 V类状态。导致全湖均属劣V类主要是因为总氮、总磷、总有机碳超标。对近 10年的滆湖全湖总氮、总磷及总有机碳平均值历史变化趋势进行分析，结果表明：总氮、总磷及总有机碳的含量每年都在增加，并且总氮、总磷在 1994～2004年间增加的速度比较快，总有机碳在 2004～2006年间增加的速度较快，见图1。滆湖水质恶化不仅表现在湖体水质理化参数浓度的增加，同时也体现在湖体底泥污染物浓度的增加。湖泊沉积物中的C/N比值在某种程度上可概略地反映出沉积物中有机物的种类及来源。2006年11～12月选取了滆湖34个底泥样点，并对总磷（TP）、总氮（TN）、总有机质（TOC）等参数利用Mapinfo 7.0和Surfer 7.0软件，对全湖空间坐标进行Krigin的统计插值，作出等值线图分析，见图2。从图2看出，滆湖底泥的C/N比均大于6，而较高的C/N比（14～30）代表湖泊的有机质来自于外源的污染物输入。这表明滆湖有机质基本来自于外源河道的输入和围网养殖的饲料投加，而湖泊本身的生产提供的有机质占据次要位置。同时对近 10年滆湖外部和内部污染物来源进行了综合统计，见表2。结果表明，通过各主要来源进入滆湖的氮磷污染物量分别为：5931.72 t/a和493.52t/a，其中入湖河道分别占氮磷总污染的68.36%和65.84%。

图2 滆湖底泥碳氮比空间等值线图

表2 滆湖氮、磷主要来源的污染物负荷量统计

2 滆湖水生态演变

20世纪80年代以前，滆湖生态环境良好，水质类别达到Ⅲ类水标准，水生动植物资源十分丰富，湖中有鱼类 60余种，水生植被覆盖率达90%以上，渔业生产力达 8000t/年以上，是江苏境内著名的水产品养殖基地。随着滆湖周边地区工业经济的发展、人口规模的增大，污染物入湖排放日益增多，滆湖生态状况逐年恶化。到 21世纪滆湖水体质量已降到Ⅳ类以下，湖区富营养化水面占74.6%，水草资源呈急剧减退趋势，水草区下降到仅占湖区面积的14.4%，其余湖区基本属于藻类占优势的无水草区。短短 10多年，滆湖已由浅草型湖泊变成了藻型湖泊，面临严重的生态危机。

2.1 藻类等浮游植物快速繁殖

1999年洪涝灾害后，水草腐烂加上外源污染致使滆湖水草资源严重衰退。“七五”期间滆湖浮游植物平均密度为120.61万个/L，生物量为0.807mg/L；“八五”期间平均密度和生物量分别为114.46万个/L和0.955mg/L。20世纪90年代初期滆湖已经有向富营养化发展的趋势，那时起滆湖周围环境恶化，工厂林立，人口密度增大，围网面积扩大等因素造成营养盐滞留水中，有利于蓝藻、绿藻生长，蓝藻出现的时间加长，而且以大型群体种类为主。进入 21世纪初期水体中浮游植物数量比20世纪90年代中期翻了几番，而生物量方面也已为1994年的10倍。这说明滆湖已经从草型湖泊发展到真正意义上的藻性湖泊。从水体中叶绿素a浓度的变化可以看出，20世纪90年初至2000年滆湖水域中的Chl.a浓度值有逐年缓慢上升的趋势，由 2.8mg/m3上升到9.4mg/m3。2000年以后 Chl.a的年平均值由9.4mg/m3上升到15.5mg/m3，呈现出快速上升的趋势。表明水体中已经存在大量藻类生长，2004年比1992～1994年平均值增加了5倍多。可以用藻类综合指数评价 2004年滆湖水体富营养化程度，藻类综合指数=（蓝藻门+绿球藻目+中心纲硅藻+裸藻）种类/鼓藻目种类，此指数<1为贫营养型；1～3之间为中营养型；>3为富营养型。评价的结果滆湖藻类综合指数为6.74，大大超过3，表明滆湖水体目前已经严重富营养化。

2.2 水生高等植物数量锐减

在浅水湖泊中，水生高等植物对生态系统的动态变化有着重要影响，是水体处于清水状态的关键因素。从滆湖水生高等植物长期变化的分析可以看出，滆湖的水生高等植物数量与覆盖度从20世纪末开始逐渐下降，进入21世纪后下降的速度急剧增加。目前只有南部水域有群落规模的沉水植物生长，主要为马来眼子菜、黑藻和苦草，约占全湖面积的6.1%左右。2004年10月调查结果显示，与1994年比较，，水草的种类大量减少，仅能见到菹草、苦草、轮叶黑藻、槐叶萍等少数种类，水草的生物量也大量减少，仅为 1994年的8%左右。而从2006年底调查结果看，目前滆湖可能的总生物量不到 1994年的 4%。2009年滆湖南部沉水植被大部分已消失，水生植被呈点状分布，南部湖区仅有苦草，中部为狐尾藻，北部湖区有菹草和金鱼藻。目前，整个湖泊已退化为藻型湖泊，呈现为重度富营养化状态。

2.3 鱼类等物种多样性锐减

滆湖鱼类物种多样性已由20世纪60～70年代的60种以上逐步减少到现在的不足30种。根据对三种杂食性鱼类（鲫、鲤、黄颡鱼）食物生态位的研究，发现这三种鱼的肠道内的食物组成趋于一致，即有机碎屑和水草成为主要饵料。这表明滆湖整个水域杂食性鱼类的饵料生物严重匮乏，生长明显下降。滆湖水体中小型食浮游动物的鱼类黄颡鱼、鲤鲫鱼以及养殖有70%～80%的团头鲂和草鱼，对浮游动物的增殖和水生高等植物生长均有负面影响，而且经济价值也不高，底层杂食性鱼类数量增加，也降低了底栖动物生物量。因此，水质污染，饵料匮乏，生长繁育水域遭破坏，鱼类结构也不合理，致使鱼类物种多样性下降。

3 水环境恶化的原因

滆湖水质、水生态的演变实际上也隐含着其发生的原因。如水质急剧恶化，富营养化加剧，反映的是湖区主要污染物（氮、磷）的超负荷增加，所有增加其发展程度的排污因素都是其主要原因。出现生态系统明显退化的原因则是生态系统在外界环境和生态压力下所产生的一系列系统功能衰退现象，如自然净化作用的丧失等。

3.1 湖区污染负荷量的增加

近 10多年来，来自滆湖流域内的各污染排放途径进入湖体的氮、磷等主要污染物的数量，一直呈不断增加趋势。如1994年调查资料显示，滆湖总氮、总磷的负荷量分别为 4120.29t/a和347.03t/a。至 2004年湖水的氮、磷负荷量分别达 6422.96t/a和 506.42t/a，绝对增量分别为2302.67t/a和159.39t/a。其增加率分别为55.88%和45.91%。导致上述氮、磷增加的原因如下。

3.1.1 工业点源污染物排放量增加

据资料统计2005年武进地区工业污水COD排放量为 19765t，占整个常州各区市地区的38%，氨氮排放量 1226.6t，占整个常州各区市地区的38%。近几年资料显示，虽然自2001年以来工业污水排放量无明显增长趋势，但 COD的排放量呈显著增长趋势，氨氮的排放量也呈增长趋势。其中排放污水量在 5.0万 t/a以上的有江苏铁本有限公司、武进江南漂整有限公司、常州市科莱博化工有限公司等。

3.1.2 滆湖上游及周边地区污染物排放量增加

近 10多年来，由于滆湖上游及周围地区城镇化进程的加快和工业企业的快速发展，排入滆湖水域中的生活污水和工业废水的数量逐年增加，进入湖内污染物数量也呈迅速增加的趋势。如前所述，2004年度通过入湖河道进入滆湖的总氮为 4055.19t，总磷为 324.94t，较 10 年前（1994年）的3461.86t（总氮）和290.09t（总磷）的入湖量分别增加了1084.57t和47.76t，分别占氮、磷增加量的47.1%和29.96%。

另外，非武进区污染排放进入滆湖的量占有很大的比例，可能是造成了滆湖污染的主要污染源问题。据对武进区域内污染排放分析，经武进区排入滆湖水域中的总氮量为945.37t/a，总磷量为88.92t/a，仅分别占入湖总量的23.3%、27.4%,表明大部分污染物并非来自武进区本地，占70%～80%的污染物则来自武进区以外的地区汇入。显然在抓好武进区污染治理的同时，也应对武进区外与滆湖污染有关的区域进行污染排放控制。根据资料估算，从金坛市进入的污染物量占23.66%，从京杭运河进入的占24.92%，污染贡献率总和可达48.54%。

3.1.3 湖泊人工养殖投饵量的增加

调查资料显示，1994年滆湖人工围网养殖面积为0.31万hm2，投入人工饵料15500t，养殖鱼产量为 9140t，人工养殖活动带入湖内的净增氮、磷量分别180.8t和21.19t。2004年滆湖围网养殖面积为0.47万hm2，养殖投饵量为49000t，养殖鱼产量为19600t，人工养殖活动带入湖内净氮、磷量分别为1117.52t和127.4t。二者相比较，总氮量增加了 936.72t，总磷增加了 106.21t。养殖投饵增加的氮、磷量占全湖氮、磷增加总量的比例分别为40.88%和66.67%，表明人工养殖投饵是滆湖氮、磷负荷药量增加的主要原因之一。

3.1.4 湖泊底泥释放量的增加

2004年滆湖人工养殖面积达 0.47万 hm2，较 1994年增加了 0.16万 hm2。调查资料显示,在人工网围养殖区内，由于鱼粪和残留饵料的堆积，已形成厚度达20cm以上的富含氮，磷等营养物质的淤泥，氮、磷的含量分别达1.87g/kg和0.567g/kg，较非养殖区内的底泥高出1倍以上。从而使人工养殖区内底泥向水体中释放的氮、磷释放量急剧增加。据中国科学院南京地理与湖泊研究所调查资料显示，养殖区内的氮、磷释放速率分别为19.16mg/（m2·d）和0.852mg/（m2·d），非养殖区内氮、磷释放速率分别为 5.88mg/（m2·d）和 0.243mg/（m2·d）。显然养殖区内底泥氮、磷释放量较非养殖区大得多，是后者的3.2～3.5倍。表明湖泊渔业养殖是湖泊富营养化和水质恶化的主要来源之一。

3.2 湖泊水生态系统功能的降低

大型水生植物是实施水体自净功能和对藻类竞争的主要生物群体。近些年来，滆湖水草覆盖面积的大幅减少，使滆湖基本上由一个草型湖泊演变成为藻型湖泊，与原先的草型湖泊相比较，湖水的净化能力显著下降，藻类大面积出现。其原因为：

（1）水生植物可以从湖泊水体和底泥中吸收氮、磷等营养物质，有效地降低湖水中营养物的浓度。而水草生物量的大幅下降，生物自净功能基本丧失；

（2）大型水生植物在生长繁殖的过程中，不断地与藻类等浮游植物争夺阳光和养份，能起到抑制造成水体富营养化危害的藻类的生长。水草生物量的萎缩，使得藻类缺少了其对光的竞争对手，此消彼长，藻类将逐步快速增长；

（3）大型水生植物的根系，不仅能起到固定湖底泥沙的作用，可以减少风浪卷起泥沙等污染物造成的二次污染，而且还可以通过其对悬浮物的固持作用和底泥营养物的吸收，来提高湖水的透明度和水质类别。水草的死亡和腐烂，不仅使其无法发挥上述作用，而且还增加湖体污染物负荷。

3.3 湖泊库容的降低

滆湖是一个集饮水水源、农业灌溉、旅游休闲和渔业生产多功能为一体的中型浅水型湖泊，是江苏省第六大湖泊，也是太湖流域湖泊群中的重要组成部分，其社会经济在当地的作用是极其重要的。但人们对滆湖的开发呈过度趋势，滆湖的开发开始于20世纪60年代的大规模 “围湖造田”，半个世纪以来，滆湖一直处于渐进式的开发状态，大规模的开发设想和规划自 20世纪90年代以来没有间断，但首当其冲的是起自20世纪60～70年代开展的的围湖造田。

围湖造田活动对滆湖所造成的影响是累积性的、渐进式的。据统计，20世纪60～80年代，在滆湖沿岸共圩去100多km2的湖面，这不仅极大减少了滆湖的调蓄水面积，加大了抗洪的压力，更重要的是诱使湖体环境容量下降，对突发性污染物的输入和生态系统微结构的损害抵抗或缓冲能力大大削弱。这种影响是长期的和持续性的，因此必须在适度范围内加以改正，以逐步恢复其原来或接近原来的库容。

4 小结

滆湖水质不断恶化，综合水质类别由 III类变为劣ⅴ类。滆湖污染物主要是外源污染，藻类等浮游植物快速繁殖，水生高等植物和鱼类等物种多样性锐减，致使整个湖泊已退化为藻型湖泊，呈现为重度富营养化状态。区域水生态环境问题、水质恶化，主要原因在于工业点源污染和农业面源污染负荷量不断增加，湖泊水生态系统功能和库容能力不断降低。因此需以“水域绿化”为湖泊生态修复重点，有序推进底泥生态清淤，加快退田还湖规划的实施等水污染整治和保护对策，才能达到较好的效果。

1 张浩. 主成分分析法对滆湖水质的综合评价. 河南化工，2010，27（12）：50-53.

2 陈雷, 张文斌, 余辉. 洪泽湖输沙淤积、底泥理化特性及重金属污染变化特征分析. 中国农学通报，2009，25（12）：219-226.

3 陈敬安, 万国江. 云南程海现代沉积物环境记录研究[J ].矿物学报, 2000，20（2）：112-116.

4 姚书春, 李世杰. 巢湖富营养化过程的沉积记录[J]. 沉积学报，2004，22（2）：343-347.

5 张彤晴. 滆湖浮游植物群落结构及其动态研究. 滆湖渔业高产模式及生态渔业研究论文集. 北京：中国农业出版社，1997.133-143.

6 陈立婧. 滆湖富营养化对浮游生物影响的生态学研究. 上海：上海海洋大学，2008.

7 朱成德. 滆湖浮游动物的数量动态研究. 滆湖渔业高产模式及生态渔业研究论文集. 北京：中国农业出版社，1997.144-148.