南四湖生態(tài)健康狀況試評估

矯桂麗韓 曉曾 驥張 健張秀敏

南四湖生態(tài)健康狀況試評估

矯桂麗1韓 曉1曾 驥1張 健2張秀敏2

南四湖是淮河流域重要湖泊，也是南水北調(diào)東線工程的調(diào)蓄湖泊，其豐富的生產(chǎn)力和生物多樣性承載著周邊地區(qū)的生產(chǎn)和生活。對南四湖生態(tài)健康狀況評估是對其進(jìn)行開發(fā)治理和維護(hù)湖泊健康可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。

一、評估指標(biāo)體系

根據(jù)水利部《河流健康評估指標(biāo)、標(biāo)準(zhǔn)與方法》（試點(diǎn)工作用），選擇能全面反映湖泊健康又能進(jìn)行量化的一系列評估要素，建立了南四湖生態(tài)健康評估指標(biāo)體系，包括水文水資源、物理結(jié)構(gòu)、水質(zhì)、生物和社會服務(wù)功能5個準(zhǔn)則層。

二、健康分級標(biāo)準(zhǔn)

南四湖生態(tài)健康評估采用分級指標(biāo)評分法，逐級加權(quán)，綜合評分，即湖泊健康指數(shù)。湖泊健康狀況分為5級：理想狀況（80～100）、健康（60～80）、亞健康（40～60）、不健康（20～40）、病態(tài)（0～20）。

三、水域分區(qū)和監(jiān)測點(diǎn)位

1.水域分區(qū)

為方便計(jì)算和調(diào)查監(jiān)測，南四湖水文水資源準(zhǔn)則層計(jì)算時將南四湖分為上級湖和下級湖。水質(zhì)準(zhǔn)則層計(jì)算時分南陽湖、獨(dú)山湖、昭陽湖和微山湖4個湖區(qū)。

2.監(jiān)測點(diǎn)位的確定

選取石佛、二級壩、新薛河、韓莊、鄭莊、梁崗、王樓和高樓8點(diǎn)位，分別調(diào)查測量湖岸穩(wěn)定性、湖岸植被覆蓋度和河岸人工干擾程度。水質(zhì)斷面包括王廟、南陽、前白口、獨(dú)山、沙堤、二級湖（閘上）、二級湖（閘下）、大捐、高樓、微山島、韓莊閘11處，浮游生物斷面包括南陽島、獨(dú)山、二級湖（閘上）、微山島和韓莊閘5處。

四、準(zhǔn)則層調(diào)查監(jiān)測與賦分

1.水文水資源準(zhǔn)則層

水文水資源準(zhǔn)則層包括最低生態(tài)水位滿足狀況（權(quán)重0.7）和入湖流量變異程度（權(quán)重0.3）2個指標(biāo)。

最低生態(tài)水位評價采用天然水位資料法和湖泊形態(tài)法分析計(jì)算。水位采用1985國家高程基準(zhǔn)。從湖泊生態(tài)安全的角度考慮，采用湖泊形態(tài)法確定最低生態(tài)水位，上級湖32.75m，下級湖31.75m。上級湖和下級湖2013年湖泊水位日均水位均高于相應(yīng)最低生態(tài)水位，最低生態(tài)水位滿足程度賦分90分。

入湖流量變異程度由主要入湖河流逐月實(shí)測徑流量之和與天然月徑流量的平均偏離程度表達(dá)。入湖天然徑流量計(jì)算采用分項(xiàng)調(diào)查法，對白馬河、梁濟(jì)運(yùn)河、東魚河、洸府河、泗河、新萬福河和洙趙新河2013年天然徑流量進(jìn)行還原計(jì)算，工農(nóng)業(yè)及生活耗水量資料采用2013年水資源公報(bào)。經(jīng)計(jì)算，入湖流量變異程度值為7.68，根標(biāo)賦分標(biāo)準(zhǔn)，南四湖入湖流量變異程度賦分0分。

根據(jù)各指標(biāo)的權(quán)重和賦分，水文水資源準(zhǔn)則層賦分63.0分。

雄性ICR小鼠42只，SPF級，體質(zhì)量18～22 g，購于長春市億斯實(shí)驗(yàn)動物技術(shù)有限責(zé)任公司，動物許可證號SCXK-（吉）2011-0007。動物飼養(yǎng)條件符合實(shí)驗(yàn)動物福利倫理委員會要求，小鼠自由飲水?dāng)z食，在室溫24～26℃、濕度55%～65%、明暗交替12 h（7∶00～19∶00照明）的環(huán)境下適應(yīng)性飼養(yǎng)1周。

2.物理結(jié)構(gòu)準(zhǔn)則層

物理結(jié)構(gòu)準(zhǔn)則層包括河湖聯(lián)通狀況（權(quán)重0.4）、湖泊萎縮狀況（權(quán)重0.3）和湖濱帶狀況（權(quán)重0.3）3個指標(biāo)。

根據(jù)萬福河、梁濟(jì)運(yùn)河、東魚河、白馬河、泗河、洙趙新河、洸府河等7條環(huán)湖河流的2013年徑流量資料進(jìn)行環(huán)湖河流連通情況計(jì)算，南四湖的河湖連通狀況賦分12.3，說明連通性極差。

南四湖現(xiàn)狀水面面積利用TM/ETM遙感影像解譯，計(jì)算南四湖2007年水面面積，2007年南四湖上級湖水面面積為524km2，下級湖水面面積為578km2。歷史水面面積根據(jù)20世紀(jì)70年代率定的湖區(qū)水位～庫容～水面面積曲線確定，上級湖602 km2，下級湖664 km2。經(jīng)計(jì)算，南四湖湖泊萎縮比例為13%，賦分51分，說明南四湖現(xiàn)狀湖泊面積與參考狀況有中度差異。

湖濱帶狀況評估包括湖岸穩(wěn)定性、湖濱帶植被覆蓋率、湖濱帶人工干擾程度三個方面。根據(jù)南四湖實(shí)際情況，在湖東堤選取石佛、二級壩、新薛河、韓莊4個站點(diǎn)，湖西堤選取鄭莊、梁崗、王樓、高樓4個站點(diǎn)，分別調(diào)查測量湖岸穩(wěn)定性、湖岸植被覆蓋度和河岸人工干擾程度。根據(jù)調(diào)查計(jì)算結(jié)果，南四湖湖岸帶賦分為8個監(jiān)測點(diǎn)的平均值60.4分。

根據(jù)各指標(biāo)的權(quán)重和賦分，物理結(jié)構(gòu)準(zhǔn)則層賦分38.34分。

3.水質(zhì)準(zhǔn)則層

水質(zhì)準(zhǔn)則層包括溶解氧水質(zhì)狀況、耗氧有機(jī)污染狀況和富營養(yǎng)狀況3個指標(biāo)。

湖泊富營養(yǎng)化評價采用《地表水資源質(zhì)量評價技術(shù)規(guī)程》（SL 395-2007）中的規(guī)定評價。營養(yǎng)狀態(tài)評價項(xiàng)目包括總磷、總氮、葉綠素α、高錳酸鹽指數(shù)和透明度。

耗氧有機(jī)污染狀況的計(jì)算，選用高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量、五日生化需氧量、氨氮2013年12個月月均濃度，按照汛期和非汛期分別平均賦分，取其最低值。取4個水質(zhì)項(xiàng)目賦分的平均值作為耗氧有機(jī)污染狀況賦分。

對南四湖各湖區(qū)的溶解氧、富營養(yǎng)狀況、耗氧有機(jī)污染狀況3個指標(biāo)分別賦分，最小分值作為該湖區(qū)水質(zhì)準(zhǔn)則層賦分，各湖區(qū)水質(zhì)準(zhǔn)則層賦分與湖區(qū)面積加權(quán)平均，南四湖水質(zhì)準(zhǔn)則層賦分63.3分，詳見表1。

表1 南四湖水質(zhì)準(zhǔn)則層賦分表

4.生物準(zhǔn)則層

生物準(zhǔn)則層包括浮游植物數(shù)量（權(quán)重0.15）、浮游生物損失指數(shù)（權(quán)重0.15）、大型水生植物覆蓋度（權(quán)重0.25）、大型底棲無脊柱動物生物完整性指數(shù)（權(quán)重0.20）和魚類生物損失指數(shù)（權(quán)重0.25）5個指標(biāo)。

采用藻類密度指標(biāo)評價湖泊浮游植物狀況，采用直接賦分法。根據(jù)監(jiān)測點(diǎn)的細(xì)胞密度和賦分，南四湖浮游植物賦分84分。

現(xiàn)狀浮游動物數(shù)據(jù)采用濟(jì)寧市漁業(yè)局采樣統(tǒng)計(jì)結(jié)果，經(jīng)初步鑒定共監(jiān)測到原生動物34屬，輪蟲141種，枝角類44種，橈足類28種，介形類2屬。歷史數(shù)據(jù)根據(jù)《中國湖泊環(huán)境》（海洋出版社，1995年），南四湖1987年浮游動物有4大類，92種，其中原生動物26種，輪蟲41種，枝角類21種，橈足類4種。浮游動物個體總數(shù)3430.7個/L。根據(jù)賦分標(biāo)準(zhǔn)，浮游生物損失指數(shù)賦分為100分。

大型水生植物數(shù)據(jù)根據(jù)濟(jì)寧市環(huán)保局提供資料，目前，南四湖現(xiàn)存水生維管束植物74種，隸屬于28科45屬。按植物的生長類型分類，挺水植物41種，浮葉植物12種，漂浮植物8種，沉水植物13種。采用直接評判賦分法，南四湖各監(jiān)測點(diǎn)植物覆蓋度平均賦分33.3分。

底棲動物數(shù)據(jù)通過調(diào)查獲得，隸屬于軟體動物門的36種，節(jié)肢動物門甲殼綱的9種。環(huán)節(jié)動物門的8種和昆蟲綱的15個科。根據(jù)賦分準(zhǔn)則，底棲動物賦分67分。

根據(jù)相關(guān)資料，南四湖20世紀(jì)60年代統(tǒng)計(jì)魚類74種，分隸于8目16科53屬。根據(jù)2013年實(shí)際監(jiān)測調(diào)查結(jié)果，共監(jiān)測到魚類32種，隸屬6目11科29屬。根據(jù)賦分標(biāo)準(zhǔn)南四湖魚類生物損失指數(shù)為0.43，賦分為24.4分。

根據(jù)賦分標(biāo)準(zhǔn)及權(quán)重，生物準(zhǔn)則層賦分57分。

表2 南四湖生態(tài)健康指數(shù)計(jì)算表

5.社會服務(wù)功能準(zhǔn)則層

社會服務(wù)功能準(zhǔn)則層包括水功能區(qū)達(dá)標(biāo)率（權(quán)重0.25）、水資源開發(fā)利用（權(quán)重0.25）、防洪（權(quán)重0.25）和公眾滿意度（權(quán)重0.25）4個指標(biāo)。

水功能區(qū)達(dá)標(biāo)率評價采用2013年水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果，南四湖水功能區(qū)全部達(dá)標(biāo)，水功能區(qū)達(dá)標(biāo)率賦分100分。

水資源開發(fā)利用量包括生態(tài)需水和社會經(jīng)濟(jì)需水，根據(jù)《南四湖水資源承載力研究》，南四湖流域水資源總量為268860萬 m3，水資源開發(fā)利用量47643.48萬m3，水資源開發(fā)利用率為17.7%。根據(jù)賦分標(biāo)準(zhǔn)，水資源開發(fā)利用指標(biāo)賦分83.2。

湖東堤防洪標(biāo)準(zhǔn)，大型礦區(qū)段防御“1957年型”洪水，其余堤防段防御50年一遇洪水。湖西堤防御標(biāo)準(zhǔn)為1957年洪水標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)水利普查資料，南四湖達(dá)標(biāo)湖堤全長174.391km，達(dá)標(biāo)率為68.1%。根據(jù)賦分標(biāo)準(zhǔn)，防洪指標(biāo)賦分43.3分。

公眾滿意度采用調(diào)查法，在每個沿湖的縣鎮(zhèn)區(qū)域內(nèi)隨機(jī)發(fā)放南公眾調(diào)查200份，收回176份。在收回的有效調(diào)查表中，公眾評估最高分為100分，最低分為40分，平均賦分82.3分。

根據(jù)賦分標(biāo)準(zhǔn)及權(quán)重，社會服務(wù)功能準(zhǔn)則層賦分75.2分。

五、南四湖生態(tài)健康試評估結(jié)論

根據(jù)評估方案，生態(tài)完整性評估包括水文水資源、物理結(jié)構(gòu)、水質(zhì)和生物4個準(zhǔn)則層，得分順序?yàn)樗|(zhì)＞水文水資源＞生物＞物理結(jié)構(gòu)。根據(jù)各準(zhǔn)則層權(quán)重加權(quán)計(jì)算，南四湖生態(tài)完整性得分55.7分。

綜合社會服務(wù)功能與生態(tài)完整性賦分和各自權(quán)重，得南四湖生態(tài)健康指數(shù)為61.6，剛剛達(dá)到健康標(biāo)準(zhǔn)，詳見表2。

盡管南四湖健康試評估結(jié)論為健康，但是物理結(jié)構(gòu)準(zhǔn)則層和生物準(zhǔn)則層得分較低，說明南四湖健康仍然受到多種因素威脅。總體來看，圍湖造田和圍網(wǎng)養(yǎng)殖等不合理開發(fā)利用等因素的影響，造成南四湖水生態(tài)問題突出■

（作者單位：1.山東省水文局250002 2.濟(jì)寧市水文局 272000）