武汉市湖泊健康评估及保护修复初探.pdf

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alstructureintegrity泊的水质未达到水功能区划要求,如梁子湖、涨渡赋分分别为50分、50分、25分。湖、武湖、南湖、野芷湖、后湖等,不达标指标为总磷、郊野型湖泊化学完整性最高,综合得分为氨氮和化学需氧量等。,水质类别和富营养化程度得分分别为度整体状态较好,消除了重度富营养化湖泊,。典型代表有竹子湖、童家湖、营养化和非富营养化湖泊占比之和高达武湖等,水质类别分别为Ⅲ、Ⅲ、Ⅳ类,水质类别评估87%(图4)。得分分别为75分、75分、50分;营养类别分别为中营从不同功能类型水体来看,生态型湖泊化学完养、中营养、轻度富营养,富营养化程度评估得分分整性最低,,水质类别和富营养别为75分、75分、50分。。、涨渡湖、鲁湖等,水质类别分别为V、V、对武汉市典型湖泊的周年水位波动特征进行分Ⅳ类,水质类别评估得分分别为25分、25分、50分;析,发现按水位波动特征可分为两种波动型式,即水营养类别分别为中度富营养、轻度富营养、轻度富营库型波动工和水库型波动Ⅱ¨3I。大多数城市型和郊养,富营养化程度赋分分别为25分、50分、50分。野型湖泊属于水库型波动工,其水位全年较稳定,几城市型湖泊化学完整性居中,综合得分为乎没有季节性波动,波幅小于2m,,水质类别和富营养化程度得分分别为芷湖、野湖、墨水湖、青菱湖等(图5)。。典型代表有杨春湖、菱角湖、湖泊和生态型湖泊属于水库型波动Ⅱ,其水位反季汤逊湖等,水质类别分别为Ⅳ、Ⅳ、V类,水质类别评节波动,冬春季水位较高,汛前因防洪腾库容需要排估得分分别为50分、50分、25分;营养类别分别为轻水,水位逐渐降至最低;汛后则闭闸蓄水,冬季保持度富营养、轻度富营养、中度富营养,富营养化程度较高水位,如东湖、南湖、后官湖、黄家湖、梁子湖万方数据:..生物资源·557·N、冀灿梨02510C111霸一l钞。-≥q。lt~.1.、?t●j:、,07%一tI●.0‘J,口中营养/I轻度富营养化_中度富营养化E-,最终造成生物多样性及现存量下降。武汉市湖冀l泊当前的水位管理以满足水安全、灌溉等需求为主,未充分考虑不同水生生物全生活史过程的需求,全面的生态调控机制尚未建立。。结果显示,武汉市湖泊生物完整性整体较低,城市型湖泊生物完整性最低,生态型湖泊最高,郊野型湖泊居中,、、(表9)。生物完整性的问题具体表现为:①鱼类多样性不高,与20世纪80年代相比有明显的下降趋势。除梁子湖和斧头湖等少数湖泊外,一半以上的湖泊鱼类保—·II类IIlI类有指数低于25%。城市型、郊野型、、、《挚%?一,。②大型水生植被覆盖度较低。对武汉市图3武汉市湖泊水质等级分布图豹{角翠湖等65个湖泊2018—,%,其中郊野型湖泊小罗晒、肖家教、杨四泾等多个湖泊几乎无成片水生植被分布,而生态等(图6)。型湖泊梁子湖、小官莲湖、笔砚湖水生植被覆盖度相目前武汉市大部分湖泊生态水位满足度低,水对较高,评估得分分别为50、60和70分,莲(Nelum—文完整性较差(如梁子湖全年水位满足度仅17%)。bonucifera)、芦苇(Phragmitesaustralis)、香蒲(珂一现状水位波动型式大多数为水库型,水位稳定波幅phaorientalis)、欧菱(Trapanatans)等为优势种。③较小、甚至反季节波动,导致生物栖息地减少或丧底栖动物多样性下降、耐污种居多。从底栖动物万方数据:..·558·赵彬洁等:武汉市湖泊生态系统健康评估初探\量乏芒娶水湖(2020年)1i菱湖(2020年1\g趔￥(20201fIi)图6武汉市水库型波动ⅡⅡfluctuationinWuhanCityHBI指数评估结果来看,%的湖泊型底栖无脊椎动物完整性指数评分最高,其次为郊属于重污染水体,%的湖泊处于轻污染,且野型湖泊,城市型湖泊最低(表9)。例如,城市型湖无清洁水体。从湖泊功能类型来看,生态型湖泊大泊北湖和南湖评估得分仅40分,底栖动物物种数较万方数据:..生物资源·559·少,群落结构单一,霍甫水丝蚓(Limnodrilushoff-meisteri)、苏式尾鳃蚓(Branchiurasowerbyi)、摇蚊属(Chironomusspp.)等耐污种为优势种。、市有关河湖健康评估的导则与指南主要关注物理、化学、水文、生物和社会服务5个方面,结合我国的国情、水情和湖泊管理实际,基于河湖健康概念从生态系统结构完整性、生态系统抗扰动弹性、社会服务功能可持续性三个方面建立了河湖健康评价指标体系与评价方法,从“盆”“水”生物、社会服务功能等4个准则层对河湖健康状态进行评价[14I。本研究参考已发布的各导则及指南,结合武汉湖泊众多的实际情况,聚焦水空间、水环境和水生态,探索市域湖泊生态系统健康评估方法。、水位波动型式、水环境lakebiologicalintegrityinWuhanCity质量、生物多样性、功能定位等差异,构建了由物理表9湖泊生物完整性评估结果Table9Assessmentresultsofbiologicalintegrityoflakes水利部物理结构水质水环境豫鼍岸带雌性潮摩水体一■弄化状况水环埔■蒲髓天津市滟摩聋带人工千扰秘滟露一带檀擒I■虞水功能酲达杯牢湖岸连通性入潮臃排污口布局台母舰湖库血积萎缩牢水空间水生境水i利用t毫触薄托融呦苏省■曩(保护)范■璇宰主■入潮砑嚣水■这幕宰生意甩水蔫足鹰壕台治曩娃水■优劣姐■苒杖毫脯物理结构水质状况滇一带■攘睢辛曩冲带毫魔时黯a触水■煳湖北省口门■丑宰滇黼人为千执I蛆水质辽宁省麟需‰叠台鼻污辩抗琬图8国家及各省河湖健康评估指标对比(加粗指标为必选指标)(boldindicatorsaremandatory)万方数据:..·560·赵彬沽等:武汉市湖泊生态系统健康评估初探结构完整、化学完整性、水文完整性、生物完整性、社区后官湖多个排污口未接入市政污水管网,且存在会服务功能可持续性构成的评估指标体系,包含必雨污混流,排放水质均未达标,增加了湖泊污染治理选指标和备选指标。由此可见,本研究构建的武汉难度和成本【18|。市湖泊生态系统健康评估指标体系,具有可操作性(2)农业面源污染治理还需加大力度。化肥和和适用性,并增加和优化了生物完整性,可推广应用化学农药滥用易形成污染,绿色种植推广仍需进一于其他湖泊健康评估工作。步增强;水产养殖尾水对水体存在一定程度的污染。由于武汉市湖泊数量多,部分基础资料获取难当前武汉市农业面源污染防治工作处于起步阶段,度大,因此优先开展物理结构完整、化学完整性、水农业面源的源头减量、过程控制、末端治理尚未形成文完整性、生物完整性10个表征性必选指标(不含体系。如后官湖西部大量的莲藕、菱等水生经济作公众满意度)的评估,以期快速辨识湖泊健康问题、物的种植及农药化肥污染使得水体的氮磷污染及时分析原因,了解湖泊真实健康状况,为国土空间增加n8|。规划提供参考。本研究完成了武汉市首次全市域湖(3)流域上下游联防联控机制亟待完善。跨界泊生态系统健康评估,全面摸清了武汉市湖泊水生河流污染治理缺乏整体性和系统性,上下游联防联态环境状况,填补了武汉市湖泊健康评估技术体系控机制不健全,缺乏信息共享机制和沟通协作机制,空白,将推动武汉市水生态环境保护修复系统性规下游不能及时掌握上游水利调度、排涝排渍、非正常划和实施工作。排污等情况。(4)生态环境基础研究滞后。,对“精准治污、科学治武汉市湖泊物理结构完整性偏低,主要原因有:污”支撑明显不足、面源污染的特征规律研究不足;(1)中心城区河湖周边高强度的开发建设导致底泥污染状况调查方法、清淤方式、污泥处置等方面缓冲带被侵占,岸线以满足水安全为主,硬化程度研究不足;全市水生态底数、保护修复方法研究不高,城市不透水面增多[15’16】。如塔子湖和鲩子湖周足;流域空间管控不足;“污染源一排污口一水功能边用地多为建设用地,人口密度大,各类建筑紧邻湖区”的关联关系尚未建立。边,导致生态缓冲作用不足【16i。(2)新城区监管力度不足,存在围垦现象[11I,且江湖阻隔是造成武汉市湖泊水文完整性受损的生态缓冲带保护和修复工作滞后,植被以野生草本主要原因。近几十年长江上游流域建设了金沙江十为主,覆盖度较低。二个梯级和三峡、葛洲坝为代表的多座梯级水库¨”。(3)人为干扰造成水系阻隔,现状水位和水闸等其破坏了河道的天然状态,显著影响干支流的水动水利设施管理不到位,水流宣泄不畅,水体物质和生力条件,造成流域内河流、湖泊流量、水位的显著变物信息交流受阻。例如,20世纪50—70年代末武汉化[2…。这导致了武汉市湖泊水文情势发生改变。20大规模的填湖造田、围湖造塘、防御洪涝改变了湖泊世纪50年代中后期至60年代,沿江大部分湖泊修建水系的自然连通状况,江夏区湖泊水面面积锐减高了闸坝,目前仅剩鄱阳湖、[11‘171。东沙湖水系历史上均与外江相江湖泊,武汉市仅梁子湖等少数湖泊通江,且多为季通,后因堤防建设、围湖造田、环湖开发建设等人类节性连通比“。江湖阻隔后,湖泊失去了与干流的自活动导致河湖历史连通被破坏。由水文连通,水位波动型式多变为水库型。,是湖泊化学完整性受损主要成因是污染治理能力造成湖泊富营养化和水生生物物种多样性下降的原不足、农业面源污染治理不足、流域上下游联防联控因之一。2“。机制亟待完善和生态环境基础研究滞后。(1)污染治理能力不足。随着城市规模扩张和生物完整性受损的主要原因包括水利设施造成城镇化的持续推进,城市生活污水总量不断增加。的水文情势改变、水环境的恶化、栖息地丧失、生物部分区域管网健康程度较低,雨污分流不到位、管网资源过度利用和外来种入侵等。水库、水闸等的建缺陷较多,导致污水处理厂运行效能较低。同时乡设导致河流的连续性被破坏、鱼类洄游通道被阻隔,镇、农村生活污水处理设施建设有待完善,管网建设对区域气候、水文循环和环境变化有一定影响,水位严重滞后,后期运维工作有待进一步加强。如蔡甸波动节律改变影响湿地植被的生长,生物柄息地被万方数据:..生物资源·56l·3破坏,这都将造成大量动植物资源的退化或消失‘21。能力有限、外排能力有待提高,水生态保护管理能力人湖营养增多导致的水质恶化也是生物完整性降低亟待提高等。因此,武汉市域水系连通十分必要。的主要原因之一。武汉市湖泊水质总体呈向好趋根据河湖流域分区和重点湖泊的主要功能需求,建势,但湖泊水质多出现波动,较难实现持续改善,氮议分环境改善、排水除涝、生态保护三种类型进行水磷是主要超标污染物‘91。而浮游藻类如蓝藻在磷含网连通,全面优化水系统,提升城市韧性,保障水系量增加的情况下大量生长,可能导致清水湖泊中的生态流量,维护生物多样性。水生动物及植物群落的变化、24|。,一方面可以直接影响鱼类的多样性,另一方面,根据湖泊