撫仙湖生態環境脆弱性分析研究

王林 唐金焰 劉宇 劉家忠

摘要：為了穩定保護撫仙湖優良的生態環境，防止人為過度干擾對湖泊生態系統的影響，對撫仙湖生態環境脆弱性進行了分析研究。據３０年的水文資料及水質實測資料研究分析表明，撫仙湖由于自然因素的敏感性屬結構型脆弱性；同時又受湖盆區人類活動外部驅動力作用的影響，形成了人類活動脅迫型脆弱性。近年來撫仙湖水體有機營養物質逐年升高，浮游植物生物量增加了７～１０倍，透明度下降了２．７ ｍ，綜合營養狀態指數上升了２．1倍，這是湖泊自然因素敏感性和人類活動影響疊加的結果。因此，面對目前存在的各種環境問題和未來社會經濟發展帶來的環境壓力，要維護撫仙湖生態系統的穩定性及安全性，對撫仙湖的資源開發利用應當慎重。

關鍵詞：撫仙湖；生態系統；脆弱性；環境保護

中圖分類號：Ｐ３４３．３；Ｘ１７１；Ｘ５２４ 文獻標識碼：Ａ 文章編號：0439－８114（２０12）14－2968-04

Study on the Vulnerability of Ecological Environment in Fuxian Lake

ＷＡＮＧ Ｌｉｎ１，ＴＡＮＧ Ｊｉｎ－ｙａｎ２，ＬＩＵ Ｙｕ２，ＬＩＵ Ｊｉａ－ｚｈｏｎｇ１

（１．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，Ｙｕｘｉ Ｎｏｒｍａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｙｕｘｉ ６５３１００，Ｙｕｎｎａｎ，Ｃｈｉｎａ；

２． Ｙｕｘｉ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，Ｙｕｘｉ ６５３１００，Ｙｕｎｎａｎ，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｐｒｏｔｅｃｔ ｔｈｅ ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｉｎ Ｆｕｘｉａｎ Ｌａｋｅ ｓｔａｂｌｙ ａｎｄ ｐｒｅｖｅｎｔ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｅｘｃｅｓｓｉｖｅ ｈｕｍａｎ ｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ ｏｎ ｔｈｅ ｌａｋｅ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ， ｔｈｅ ｖｕｌｎｅｒａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｉｎ Ｆｕｘｉａｎ Ｌａｋｅ ｗａｓ ｓｔｕｄｉｅｄ． Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ the ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｔｈｅ ｈｙｄｒｏｌｏｇｉｃａｌ ｄａｔａ ａｎｄ ｗａｔｅｒ ｑｕａｌｉｔｙ ｄａｔａ ｉｎ ３０ ｙｅａｒｓ， ｔｈｅ ｖｕｌｎｅｒａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ Ｆｕｘｉａｎ Ｌａｋｅ ｂｅｌｏｎｇｅｄ ｔｏ ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｃｌａｓｓ ｄｕｅ ｔｏ ｔｈｅ ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ｎａｔｕｒａｌ ｆａｃｔｏｒｓ； ｍｅａｎｗｈｉｌｅ， ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓ ｏｆ ｈｕｍａｎ ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ ｉｎ ｌａｋｅ－ｂａｓｉｎ ａｒｅａ ａｌｓｏ ｃａｕｓｅｄ ｈｕｍａｎ ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ ｓｔｒｅｓｓ ｖｕｌｎｅｒａｂｉｌｉｔｙ． Ｉｎ ｒｅｃｅｎｔ ｙｅａｒｓ， ｏｒｇａｎｉｃ ｎｕｔｒｉｔｉｏｎ ｈａｄ ｂｅｅｎ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｙｅａｒ ａｆｔｅｒ ｙｅａｒ； ｔｈｅ ｂｉｏｍａｓｓ ｏｆ ｐｈｙｔｏｐｌａｎｋｔｏｎ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｂｙ ７～１０ ｔｉｍｅｓ； ｔｈｅ ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｃｙ ｄｒｏｐｐｅｄ ｂｙ ２．７ ｍ； ａｎｄ ＴＬＩｃ ｗａｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｂｙ ２．1 ｔｉｍｅｓ ａｓ ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ｏｆ ｔｈｅ ｓｕｐｅｒｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓ ｏｆ ｎａｔｕｒａｌ ｆａｃｔｏｒｓ ａｎｄ ｈｕｍａｎ ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ． Ｆａｃｉｎｇ ｖａｒｉｏｕｓ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ａｎｄ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ｓｏｃｉａｌ ａｎｄ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ， ｔｈｅ ｅｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎ ｏｆ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ｉｎ Ｆｕｘｉａｎ Ｌａｋｅ ｂａｓｉｎ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ｃａｕｔｉｏｕｓｌｙ ｔｏ ｅｎｓｕｒｅ ｔｈｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｏｆ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ ｉｎ Ｆｕｘｉａｎ Ｌａｋｅ．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： Ｆｕｘｉａｎ Ｌａｋｅ； ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ； ｖｕｌｎｅｒａｂｉｌｉｔｙ； ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ

生態環境脆弱性包括結構型脆弱性和脅迫型脆弱性。結構型脆弱性主要是由系統自身的結構決定的，主要體現在系統自身的不穩定性和敏感性；脅迫型脆弱性是導致生態系統脆弱的驅動力，主要是外部環境擾動對系統造成的不利影響［１，２］。撫仙湖是中國最大的深水型淡水湖泊，為珠江源頭第一大湖，屬南盤江水系，位于云南省玉溪市澄江、江川、華寧三縣之間，距昆明市６０ ｋｍ［３，４］。撫仙湖是一個南北向的斷層溶蝕湖泊，形如倒置葫蘆狀，兩端大、中間小，北部寬而深，南部窄而淺，中間呈喉扼形。湖面海拔高度為１ ７２２．５ ｍ，湖面積２１６．６ ｋｍ２，湖容積為２０６．２億ｍ３，湖水平均深度為９５．２ ｍ，最深處有１５８．９ ｍ，湖容量相當于１２個滇池的水量、６個洱海的水量、４個太湖的水量，占云南九大高原湖泊總蓄水量的７２．８％，占全國淡水湖泊蓄水量的９．１６％［５］。這里的水質極佳，晴天時湖水清澈見底，透明度一般為５ ｍ，有的可達７～８ ｍ。由于湖水深、風浪大，以往挺水植物和浮游植物不易在湖中生長。現在由于人類活動的擴大與自然環境的變化，撫仙湖水域的浮游生物量有所增加、有機營養物質逐年升高、湖水透明度出現了下降的跡象，表明撫仙湖優良的生態系統已漸漸處在失衡的狀態［６］。為了維護撫仙湖生態系統的穩定性及安全性，提高人們對撫仙湖生態系統面臨退化威脅的重視程度，對撫仙湖自然生態系統及近３０年來的水質進行了分析研究，論述了撫仙湖生態環境的脆弱性，從而警示撫仙湖資源利用應慎重開發。

１研究方法

１．１水質監測資料及分析研究時限

對云南省玉溪市環境監測站１９８０～２０１０年水質監測數據進行統計分析，同時收集１９８０～２０１０年的水文資料，并對湖盆區生態環境進行實地調查。

１．２富營養化評價方法

根據中國環境監測總站《關于印發湖泊（水庫）富營養化評價方法及分級技術規定的通知》要求，采用綜合營養狀態指數法對撫仙湖水體富營養化（Ｅｕｔｒｏｐｈｉｃａｔｉｏｎ）的程度進行評價。水體富營養化是指在人類活動的影響下，氮、磷等營養物質大量進入湖泊、河口、海灣等緩流水體，引起藻類及其他浮游生物迅速繁殖、水體溶解氧含量下降、水質惡化、魚類及其他生物大量死亡的現象［７，８］。這種現象在河流湖泊中出現稱為水華，在海洋中出現稱為赤潮。富營養化評價就是通過與水體營養狀態有關的一系列指標及指標間的相互關系，對水體的營養狀態做出準確評估的過程。常用的指標（主要污染物）為總氮（ＴＮ）、總磷（ＴＰ）、高錳酸鉀指數（ＣＯＤＭｎ）、５日生化需氧量（ＢＯＤ５）和石油類污染物等［９－１１］。

２撫仙湖生態環境脆弱成因分析

２．１結構型脆弱性

２．１．１徑流匯水面積小調查結果顯示，撫仙湖陸地徑流匯水面積為４６３.0 ｋｍ２，當湖面高程為１ ７２２．５ ｍ時，水域面積約２１６．６ ｋｍ２，匯水面積僅為湖泊面積的２倍。流域內主要入湖的河流有３４條，河床比降較大，平均坡降達１０３ ％，且河道徑流調節性能很差，多為間歇性河，河流短小，最長的２１.0 ｋｍ，其余是２.0～１０.0 ｋｍ以下，最短的只有１．３ ｋｍ；并且暴漲暴落，匯流時間短。

２．１．２水量變化小據撫仙湖海口河水文站自１９５３年以來的水文實測統計資料顯示，多年平均水位１ ７２１．００ ｍ（黃海高程），湖水容積為１８９．３×１０８ ｍ３。歷年最高水位１ ７２２．４１ ｍ（１９６６年１０月１６日）、最低水位１ ７２０．３１ ｍ（１９７８年５月１日）、絕對變幅２．１０ ｍ，歷年平均變幅僅為０．７０ ｍ，其相應的湖泊蓄水量變化為２×１０８ ｍ３，約占總蓄水量的１％，其最大蓄水量變化只有３．４×１０８ ｍ３，占湖水總量的１．８％，說明撫仙湖蓄水量變化非常微小。

２．１．３湖泊換水周期長撫仙湖無過境河流，水源完全靠降雨量補給；據水文資料統計多年平均入湖徑流量為１．６７×１０８ ｍ３，湖面降雨２．１７×１０８ ｍ３，地下泉水０．２８×１０８ ｍ３。湖面蒸發量 ２．７０×１０８ ｍ３，多年平均流出量１．１６×１０８ ｍ３，換水周期長達１６７ a［４］。

２．１．４水生植物分布面積小由于撫仙湖屬斷陷型湖泊，具有湖岸較陡、湖濱緩沖帶較窄的特點。據中國科學院南京地理與湖泊研究所調查，撫仙湖水生植物只有９種［４］，分布面積２０ ｈｍ２，還不到湖面面積的１‰，并且種類單一，主要分布在避風的河口沖積扇區域，分布深度不超過５ ｍ［１２－１４］。

以上分析表明，撫仙湖自然因素特殊，來水僅靠降雨徑流補給，而且徑流匯水面積小，湖泊補給系數僅為４．９２，這些因素決定了撫仙湖是一個非常脆弱的生態系統［１５－１７］。

２．２脅迫型脆弱性

２．２．１流域森林覆蓋率低，水土流失嚴重撫仙湖流域由于人類活動頻繁，原生態植被基本被破壞，現有植被系統多為次生植被和人工植被系統，針葉林的灌木草被簡單，涵養水源、保持水土功能不及亞熱帶常綠闊葉林的功能強大。整個流域森林覆蓋率僅有２６．５％［１８，１９］，據２００４年云南省土壤侵蝕衛星遙感調查資料和有關研究結果顯示，撫仙湖流域土壤侵蝕總量為５４．７×１０４ ｔ／ａ，入湖泥沙量２１．２×１０４ ｔ／ａ［２０－２７］。

２．２．２入湖污染物滯留嚴重，缺乏清潔水補給流域內居住有１７．８８萬人，其中農業人口１５．８３萬，有耕地３ ４９０ ｈｍ２；人類的生活、生產活動產生的污染物隨地表徑流匯入湖中，形成了以農業面源污染為主的格局。據監測，主要３４條入湖河流的水質均為Ⅴ－劣Ⅴ類，大量的污染物沉淀累積于湖內，而流出的是Ⅰ類水質［２１］。經調查，流域內入湖污染負荷ＴＮ為１ ０９９．５ ｔ／ａ，ＴＰ為１７３．１ ｔ／ａ［２８］，但隨水流出和水產品輸出的ＴＮ只有４２．２８ ｔ／ａ，ＴＰ為６．８８ ｔ／ａ，入湖的氮、磷滯留率高達９6．15％和９6．03％。大量的營養元素逐年滯留于湖中，已經處于“納污吐清”的惡性循環中［２２－２６，２９－３３］。

３撫仙湖生態系統變化趨勢

由于撫仙湖自然生態系統的脆弱性和人類活動的疊加影響，湖泊的生態系統隨著人類的開發利用發生了一系列變化。

３．１水質發展趨勢分析

依據撫仙湖３０年的水質監測資料分析評價結果［３４］，撫仙湖水質目前總體雖然保持Ⅰ類［３５］，但水質呈緩慢下降的趨勢，明顯變化的主要因子是ＢＯＤ５、ＣＯＤＭｎ有機質污染物，且ＢＯＤ５濃度上升了2倍，ＣＯＤＭｎ上升了0．５８倍，具體見圖１。

３．２浮游植物變化趨勢分析

從歷年監測數據統計分析結果顯示，１９８０～２００４年撫仙湖浮游植物生物總量增長了１０．５倍，優勢種類綠藻門的生物量增長了近１６倍，硅藻門增長了１９倍。特別是自２０００年以來浮游植物的生物量增長速度明顯加快，在２０００～２００４年短短的５年中，浮游植物生物量增長了４倍，僅綠藻門的生物量就增加了４．５倍，硅藻門增長了７．６倍［１３，１４，３６］。近年來發展的趨勢有所減緩，但與２０世紀８０年代相比這種發展趨勢是驚人的。隨著藻類生物量的增加又直接影響湖水透明度的下降，２０世紀７０年代撫仙湖的透明度在１０～１２ ｍ，２０世紀８０年代７～１０ ｍ，２０世紀９０年代５～７ ｍ，目前只有６ ｍ左右，和80年代相比透明度下降了２．７ ｍ［１６，１７］。水體中的污染因子彼此間相互影響，它們之間的內在關系及發展趨勢十分明了，詳見圖２。這表明人類活動通過疊加在自然變化的背景上，使影響程度日趨增強，并已上升為生態環境脆弱演變的主導因素［３７，３８］。

３．３撫仙湖富營養化發展趨勢

對撫仙湖歷年水體營養狀態指數評價的結果顯示，撫仙湖營養狀態仍為貧營養，但湖泊水體營養狀態呈上升趨勢（圖３）。３０年來撫仙湖營養狀態指數由１９８０年的６．０0上升至２０００年的１８．５５，上升了２．1倍［３６］，２０００～２０１０年營養狀態指數維持在１８～１９之間。這種速度比起自然演變是十分驚人的，這是人為因素影響的結果，是撫仙湖生態系統本質的改變，這種變化有損于湖泊原生態系統功能。

４小結

撫仙湖屬典型的自身結構型脆弱性生態系統，同時由于湖盆區人類的生活、生產外部驅動力的作用，對湖泊生態系統造成了不利影響，已形成人類活動脅迫型脆弱性。因此，撫仙湖生態系統脆弱性是湖泊自身自然因素敏感性和人類活動影響疊加的結果，其生態系統面臨退化威脅。３０年來撫仙湖有機營養物質逐年升高、浮游植物生物量增加了7～１０倍，透明度下降了２．７ ｍ，綜合營養狀態指數呈上升的態勢，表明撫仙湖優良的生態系統已在漸漸失衡。因此，面對目前存在的各種環境問題和未來社會經濟發展帶來的環境壓力，要維護撫仙湖生態系統的穩定性及安全性，對撫仙湖的資源開發利用應慎之又慎。

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