滆湖水環境演變及其原因分析

汪院生

（江蘇省太湖水利規劃設計研究院有限公司 江蘇蘇州 215128）

滆湖地處北亞熱帶季風區，位于太湖上游，是蘇南地區第二大淡水湖，南接宜興，北通長江，東瀕太湖，西連長蕩湖，總面積 164km2，其中約 117km2在常州武進轄區內（其余在無錫宜興市）。湖面形態呈長茄型，長 22km，平均寬度7.2km，水深約1.1m，是武進及環湖地區的重要飲用水水源和水產養殖基地。

近年來，環滆湖地區經濟發展迅猛，城市不斷擴大。武進區委、區政府順應城市發展規律，作出了“挺進西太湖（即滆湖），建設濱湖城”的重大戰略決策，積極推進滆湖的整治保護開發。根據國務院批復的《太湖流域水環境綜合治理總體方案》，滆湖作為太湖的上游，是治理的重中之重。新一輪《常州市城市總體規劃》把滆湖定位為“滆湖旅游休閑區”?！督K武進經濟開發區總體規劃》依托環滆湖地區保護開發，將建設融環保型工業、高檔住宅、休閑旅游為一體的多元化經濟開發區。隨著滆湖北部周邊區域功能的轉變，定位的提高，滆湖水環境的研究也越來越重要。本文通過對滆湖水質、水生態演變進行分析，初步探索滆湖水環境存在的問題及其原因。

1 滆湖水質變化及其現狀

滆湖水質污染是近年太湖西部污染的最主要原因之一。從20世紀80年代開始，滆湖湖體水質的演變經歷了四個階段，水質的污染指數平均每年上升10%左右，綜合水質類別由III類變為劣V類，水質演變所需時間大大縮短，其中由III類水質下降為 IV類水質，再由IV類水質下降為 V類水質，分別用了 6年的時間，而由 V類水質下降為劣V類水質僅用了2年的時間。這表明滆湖水質污染加重的趨勢越來越快，污染程度日益加劇，見表1。

表1 滆湖水質變化

圖1 滆湖全湖總氮、總磷及總有機碳平均值歷史變化趨勢

對滆湖近幾年各測站及全湖的水質狀況進行評價，結果表明2004年81%的湖體處于劣V類，2005、2006年全湖均處于劣 V類狀態。導致全湖均屬劣V類主要是因為總氮、總磷、總有機碳超標。對近 10年的滆湖全湖總氮、總磷及總有機碳平均值歷史變化趨勢進行分析，結果表明：總氮、總磷及總有機碳的含量每年都在增加，并且總氮、總磷在 1994～2004年間增加的速度比較快，總有機碳在 2004～2006年間增加的速度較快，見圖1。滆湖水質惡化不僅表現在湖體水質理化參數濃度的增加，同時也體現在湖體底泥污染物濃度的增加。湖泊沉積物中的C/N比值在某種程度上可概略地反映出沉積物中有機物的種類及來源。2006年11～12月選取了滆湖34個底泥樣點，并對總磷（TP）、總氮（TN）、總有機質（TOC）等參數利用Mapinfo 7.0和Surfer 7.0軟件，對全湖空間坐標進行Krigin的統計插值，作出等值線圖分析，見圖2。從圖2看出，滆湖底泥的C/N比均大于6，而較高的C/N比（14～30）代表湖泊的有機質來自于外源的污染物輸入。這表明滆湖有機質基本來自于外源河道的輸入和圍網養殖的飼料投加，而湖泊本身的生產提供的有機質占據次要位置。同時對近 10年滆湖外部和內部污染物來源進行了綜合統計，見表2。結果表明，通過各主要來源進入滆湖的氮磷污染物量分別為：5931.72 t/a和493.52t/a，其中入湖河道分別占氮磷總污染的68.36%和65.84%。

圖2 滆湖底泥碳氮比空間等值線圖

表2 滆湖氮、磷主要來源的污染物負荷量統計

2 滆湖水生態演變

20世紀80年代以前，滆湖生態環境良好，水質類別達到Ⅲ類水標準，水生動植物資源十分豐富，湖中有魚類 60余種，水生植被覆蓋率達90%以上，漁業生產力達 8000t/年以上，是江蘇境內著名的水產品養殖基地。隨著滆湖周邊地區工業經濟的發展、人口規模的增大，污染物入湖排放日益增多，滆湖生態狀況逐年惡化。到 21世紀滆湖水體質量已降到Ⅳ類以下，湖區富營養化水面占74.6%，水草資源呈急劇減退趨勢，水草區下降到僅占湖區面積的14.4%，其余湖區基本屬于藻類占優勢的無水草區。短短 10多年，滆湖已由淺草型湖泊變成了藻型湖泊，面臨嚴重的生態危機。

2.1 藻類等浮游植物快速繁殖

1999年洪澇災害后，水草腐爛加上外源污染致使滆湖水草資源嚴重衰退。“七五”期間滆湖浮游植物平均密度為120.61萬個/L，生物量為0.807mg/L；“八五”期間平均密度和生物量分別為114.46萬個/L和0.955mg/L。20世紀90年代初期滆湖已經有向富營養化發展的趨勢，那時起滆湖周圍環境惡化，工廠林立，人口密度增大，圍網面積擴大等因素造成營養鹽滯留水中，有利于藍藻、綠藻生長，藍藻出現的時間加長，而且以大型群體種類為主。進入 21世紀初期水體中浮游植物數量比20世紀90年代中期翻了幾番，而生物量方面也已為1994年的10倍。這說明滆湖已經從草型湖泊發展到真正意義上的藻性湖泊。從水體中葉綠素a濃度的變化可以看出，20世紀90年初至2000年滆湖水域中的Chl.a濃度值有逐年緩慢上升的趨勢，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，呈現出快速上升的趨勢。表明水體中已經存在大量藻類生長，2004年比1992～1994年平均值增加了5倍多。可以用藻類綜合指數評價 2004年滆湖水體富營養化程度，藻類綜合指數=（藍藻門+綠球藻目+中心綱硅藻+裸藻）種類/鼓藻目種類，此指數<1為貧營養型；1～3之間為中營養型；>3為富營養型。評價的結果滆湖藻類綜合指數為6.74，大大超過3，表明滆湖水體目前已經嚴重富營養化。

2.2 水生高等植物數量銳減

在淺水湖泊中，水生高等植物對生態系統的動態變化有著重要影響，是水體處于清水狀態的關鍵因素。從滆湖水生高等植物長期變化的分析可以看出，滆湖的水生高等植物數量與覆蓋度從20世紀末開始逐漸下降，進入21世紀后下降的速度急劇增加。目前只有南部水域有群落規模的沉水植物生長，主要為馬來眼子菜、黑藻和苦草，約占全湖面積的6.1%左右。2004年10月調查結果顯示，與1994年比較，，水草的種類大量減少，僅能見到菹草、苦草、輪葉黑藻、槐葉萍等少數種類，水草的生物量也大量減少，僅為 1994年的8%左右。而從2006年底調查結果看，目前滆湖可能的總生物量不到 1994年的 4%。2009年滆湖南部沉水植被大部分已消失，水生植被呈點狀分布，南部湖區僅有苦草，中部為狐尾藻，北部湖區有菹草和金魚藻。目前，整個湖泊已退化為藻型湖泊，呈現為重度富營養化狀態。

2.3 魚類等物種多樣性銳減

滆湖魚類物種多樣性已由20世紀60～70年代的60種以上逐步減少到現在的不足30種。根據對三種雜食性魚類（鯽、鯉、黃顙魚）食物生態位的研究，發現這三種魚的腸道內的食物組成趨于一致，即有機碎屑和水草成為主要餌料。這表明滆湖整個水域雜食性魚類的餌料生物嚴重匱乏，生長明顯下降。滆湖水體中小型食浮游動物的魚類黃顙魚、鯉鯽魚以及養殖有70%～80%的團頭魴和草魚，對浮游動物的增殖和水生高等植物生長均有負面影響，而且經濟價值也不高，底層雜食性魚類數量增加，也降低了底棲動物生物量。因此，水質污染，餌料匱乏，生長繁育水域遭破壞，魚類結構也不合理，致使魚類物種多樣性下降。

3 水環境惡化的原因

滆湖水質、水生態的演變實際上也隱含著其發生的原因。如水質急劇惡化，富營養化加劇，反映的是湖區主要污染物（氮、磷）的超負荷增加，所有增加其發展程度的排污因素都是其主要原因。出現生態系統明顯退化的原因則是生態系統在外界環境和生態壓力下所產生的一系列系統功能衰退現象，如自然凈化作用的喪失等。

3.1 湖區污染負荷量的增加

近 10多年來，來自滆湖流域內的各污染排放途徑進入湖體的氮、磷等主要污染物的數量，一直呈不斷增加趨勢。如1994年調查資料顯示，滆湖總氮、總磷的負荷量分別為 4120.29t/a和347.03t/a。至 2004年湖水的氮、磷負荷量分別達 6422.96t/a和 506.42t/a，絕對增量分別為2302.67t/a和159.39t/a。其增加率分別為55.88%和45.91%。導致上述氮、磷增加的原因如下。

3.1.1 工業點源污染物排放量增加

據資料統計2005年武進地區工業污水COD排放量為 19765t，占整個常州各區市地區的38%，氨氮排放量 1226.6t，占整個常州各區市地區的38%。近幾年資料顯示，雖然自2001年以來工業污水排放量無明顯增長趨勢，但 COD的排放量呈顯著增長趨勢，氨氮的排放量也呈增長趨勢。其中排放污水量在 5.0萬 t/a以上的有江蘇鐵本有限公司、武進江南漂整有限公司、常州市科萊博化工有限公司等。

3.1.2 滆湖上游及周邊地區污染物排放量增加

近 10多年來，由于滆湖上游及周圍地區城鎮化進程的加快和工業企業的快速發展，排入滆湖水域中的生活污水和工業廢水的數量逐年增加，進入湖內污染物數量也呈迅速增加的趨勢。如前所述，2004年度通過入湖河道進入滆湖的總氮為 4055.19t，總磷為 324.94t，較 10 年前（1994年）的3461.86t（總氮）和290.09t（總磷）的入湖量分別增加了1084.57t和47.76t，分別占氮、磷增加量的47.1%和29.96%。

另外，非武進區污染排放進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問題。據對武進區域內污染排放分析，經武進區排入滆湖水域中的總氮量為945.37t/a，總磷量為88.92t/a，僅分別占入湖總量的23.3%、27.4%,表明大部分污染物并非來自武進區本地，占70%～80%的污染物則來自武進區以外的地區匯入。顯然在抓好武進區污染治理的同時，也應對武進區外與滆湖污染有關的區域進行污染排放控制。根據資料估算，從金壇市進入的污染物量占23.66%，從京杭運河進入的占24.92%，污染貢獻率總和可達48.54%。

3.1.3 湖泊人工養殖投餌量的增加

調查資料顯示，1994年滆湖人工圍網養殖面積為0.31萬hm2，投入人工餌料15500t，養殖魚產量為 9140t，人工養殖活動帶入湖內的凈增氮、磷量分別180.8t和21.19t。2004年滆湖圍網養殖面積為0.47萬hm2，養殖投餌量為49000t，養殖魚產量為19600t，人工養殖活動帶入湖內凈氮、磷量分別為1117.52t和127.4t。二者相比較，總氮量增加了 936.72t，總磷增加了 106.21t。養殖投餌增加的氮、磷量占全湖氮、磷增加總量的比例分別為40.88%和66.67%，表明人工養殖投餌是滆湖氮、磷負荷藥量增加的主要原因之一。

3.1.4 湖泊底泥釋放量的增加

2004年滆湖人工養殖面積達 0.47萬 hm2，較 1994年增加了 0.16萬 hm2。調查資料顯示,在人工網圍養殖區內，由于魚糞和殘留餌料的堆積，已形成厚度達20cm以上的富含氮，磷等營養物質的淤泥，氮、磷的含量分別達1.87g/kg和0.567g/kg，較非養殖區內的底泥高出1倍以上。從而使人工養殖區內底泥向水體中釋放的氮、磷釋放量急劇增加。據中國科學院南京地理與湖泊研究所調查資料顯示，養殖區內的氮、磷釋放速率分別為19.16mg/（m2·d）和0.852mg/（m2·d），非養殖區內氮、磷釋放速率分別為 5.88mg/（m2·d）和 0.243mg/（m2·d）。顯然養殖區內底泥氮、磷釋放量較非養殖區大得多，是后者的3.2～3.5倍。表明湖泊漁業養殖是湖泊富營養化和水質惡化的主要來源之一。

3.2 湖泊水生態系統功能的降低

大型水生植物是實施水體自凈功能和對藻類競爭的主要生物群體。近些年來，滆湖水草覆蓋面積的大幅減少，使滆湖基本上由一個草型湖泊演變成為藻型湖泊，與原先的草型湖泊相比較，湖水的凈化能力顯著下降，藻類大面積出現。其原因為：

（1）水生植物可以從湖泊水體和底泥中吸收氮、磷等營養物質，有效地降低湖水中營養物的濃度。而水草生物量的大幅下降，生物自凈功能基本喪失；

（2）大型水生植物在生長繁殖的過程中，不斷地與藻類等浮游植物爭奪陽光和養份，能起到抑制造成水體富營養化危害的藻類的生長。水草生物量的萎縮，使得藻類缺少了其對光的競爭對手，此消彼長，藻類將逐步快速增長；

（3）大型水生植物的根系，不僅能起到固定湖底泥沙的作用，可以減少風浪卷起泥沙等污染物造成的二次污染，而且還可以通過其對懸浮物的固持作用和底泥營養物的吸收，來提高湖水的透明度和水質類別。水草的死亡和腐爛，不僅使其無法發揮上述作用，而且還增加湖體污染物負荷。

3.3 湖泊庫容的降低

滆湖是一個集飲水水源、農業灌溉、旅游休閑和漁業生產多功能為一體的中型淺水型湖泊，是江蘇省第六大湖泊，也是太湖流域湖泊群中的重要組成部分，其社會經濟在當地的作用是極其重要的。但人們對滆湖的開發呈過度趨勢，滆湖的開發開始于20世紀60年代的大規模 “圍湖造田”，半個世紀以來，滆湖一直處于漸進式的開發狀態，大規模的開發設想和規劃自 20世紀90年代以來沒有間斷，但首當其沖的是起自20世紀60～70年代開展的的圍湖造田。

圍湖造田活動對滆湖所造成的影響是累積性的、漸進式的。據統計，20世紀60～80年代，在滆湖沿岸共圩去100多km2的湖面，這不僅極大減少了滆湖的調蓄水面積，加大了抗洪的壓力，更重要的是誘使湖體環境容量下降，對突發性污染物的輸入和生態系統微結構的損害抵抗或緩沖能力大大削弱。這種影響是長期的和持續性的，因此必須在適度范圍內加以改正，以逐步恢復其原來或接近原來的庫容。

4 小結

滆湖水質不斷惡化，綜合水質類別由 III類變為劣ⅴ類。滆湖污染物主要是外源污染，藻類等浮游植物快速繁殖，水生高等植物和魚類等物種多樣性銳減，致使整個湖泊已退化為藻型湖泊，呈現為重度富營養化狀態。區域水生態環境問題、水質惡化，主要原因在于工業點源污染和農業面源污染負荷量不斷增加，湖泊水生態系統功能和庫容能力不斷降低。因此需以“水域綠化”為湖泊生態修復重點，有序推進底泥生態清淤，加快退田還湖規劃的實施等水污染整治和保護對策，才能達到較好的效果。

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