劉慧麗，戴國飛，2，張 偉，2，廖 兵

(1：江西省環(huán)境保護科學研究院，南昌 330039) (2：江西省水利科學研究院鄱陽湖水資源與環(huán)境重點實驗室，南昌 330029)

鄱陽湖流域大型湖庫水生生態(tài)環(huán)境變化及驅(qū)動力分析
——以柘林湖為例*

劉慧麗1，戴國飛1，2，張 偉1，2，廖 兵1

(1：江西省環(huán)境保護科學研究院，南昌 330039) (2：江西省水利科學研究院鄱陽湖水資源與環(huán)境重點實驗室，南昌 330029)

鄱陽湖流域內(nèi)湖庫資源眾多，柘林湖作為鄱陽湖最大的入湖湖庫，是鄱陽湖流域內(nèi)最大的調(diào)節(jié)湖庫，對鄱陽湖入湖徑流有一定的影響，在鄱陽湖的入湖流量中占重要地位.本文以鄱陽湖流域內(nèi)納入水質(zhì)良好湖泊的柘林湖為例，通過對柘林湖的形成及湖泊水系生態(tài)環(huán)境演變進行探討，分析近30年來該湖水生生態(tài)環(huán)境的變化及其關(guān)鍵驅(qū)動力因子.綜合研究表明：柘林湖水生生物多樣性有下降趨勢，水質(zhì)有先變差后改善的趨勢，其變化的驅(qū)動力主要是流域內(nèi)人口數(shù)量增加、城鎮(zhèn)化工業(yè)化進程加快、入湖污染負荷逐年增長、濱湖區(qū)生態(tài)安全屏障受人為破壞以及資源開發(fā)不合理等.只有處理好“人湖”和諧、“三次飛躍”和“四大轉(zhuǎn)變”，并采取科學合理的措施進行集成研究和綜合治理，才能行之有效地改善柘林湖水生生態(tài)環(huán)境，并發(fā)揮其應(yīng)有的生態(tài)效應(yīng)，從而保障鄱陽湖入湖“一湖清水”.

鄱陽湖；柘林湖；水生生態(tài)環(huán)境；驅(qū)動力分析

湖泊水庫是人類當前及未來發(fā)展所必需的一種重要的戰(zhàn)略資源，發(fā)揮著正常的供水、灌溉、漁業(yè)、景觀、洪水調(diào)蓄和生物多樣性維持等多重生態(tài)功能[1]，在人民生產(chǎn)生活中扮演著越來越重要的角色.而湖庫生態(tài)安全則是支撐和保障湖庫流域社會經(jīng)濟環(huán)境持續(xù)發(fā)展的重要途徑，1990s以來，隨著污染排放、生態(tài)破壞、過度侵占湖泊資源等一系列人類干擾活動的加劇，湖泊水庫富營養(yǎng)化等問題凸顯，湖庫生態(tài)安全問題越來越受到人們的重視[2-3].“九五”至“十一五”期間，國家投入巨資治理“三江”、“三湖”，但成效不是很明顯.“十二五”期間國家調(diào)整工作思路，為避免走“先污染、后治理”的老路，把目光投向氣候、環(huán)境、地質(zhì)、生態(tài)各異的全國五大湖區(qū)(東部平原湖區(qū)、蒙新高原湖區(qū)、云貴高原湖區(qū)、青藏高原湖區(qū)和東北平原-山地湖區(qū))，并編制了《良好湖泊生態(tài)環(huán)境保護規(guī)劃(2011-2020)》，于2013年12月18日經(jīng)國務(wù)院常務(wù)會議通過，納入規(guī)劃的良好湖泊共365個，水面面積共計7.37×104km2[27].此外，財政部、環(huán)保部聯(lián)合印發(fā)《江河湖泊生態(tài)環(huán)境保護項目資金管理辦法》(財建〔2013〕788號)，實施水質(zhì)良好湖泊生態(tài)環(huán)境保護專項(2013年底將地下水、地表水其他專項并入設(shè)立江河湖泊生態(tài)環(huán)境保護專項)，于2011、2012、2013、2014年分別在9、25、45和64個湖泊連續(xù)開展了4批江河湖泊生態(tài)環(huán)境保護專項工作，專項資金支持額度也從9億、15億、16億增至95億，帶動地方資金約200億元.良好湖泊保護不同于我們長期進行的污染治理思路，而是按照“保護優(yōu)先、預(yù)防為主、自然修復(fù)”的理念構(gòu)建良好湖泊生態(tài)安全格局，鼓勵探索實施“一湖一策”的生態(tài)環(huán)境保護方式，以增量(優(yōu)質(zhì)湖泊)來帶動和優(yōu)化存量(非優(yōu)質(zhì)湖泊)的源頭保護思維，與過去的先污染后治理的末端控制理念有了根本性變化[4].

鄱陽湖是中國東部平原湖區(qū)中典型的通江湖泊[5]，流域內(nèi)湖庫資源眾多，常年水面面積在1km2以上的天然湖泊86個，水面總面積3802km2；其中面積為1000km2以上的湖泊1個，即鄱陽湖(星子水位黃海高程為14.68m時，水面總面積為2978km2，最大水深為29.19m，平均水深為5.1m，蓄水量為149.6×108m3.當星子水位黃海高程為20.66m時，水面總面積為5156km2)；面積為100km2以上的湖泊2個，水面總面積3142km2；面積為10km2以上的湖泊15個，水面總面積3593km2；水庫10819座，總庫容320.81×108m3.其中大型水庫30座，中型水庫263座，小型水庫10526座，大型水庫庫容占全部水庫的59.2%[6].

柘林湖(水域面積308km2)是中國最大淡水湖鄱陽湖的重要前置庫之一，其流量調(diào)度對鄱陽湖入湖徑流有一定影響，能在枯水期補充鄱陽湖流量，在豐水期起流量削峰的作用，為鄱陽湖輸送一湖清水，且為鄱陽湖西部地區(qū)(修河流域)生物多樣性最豐富的地區(qū)，生態(tài)地位突出.柘林湖現(xiàn)狀水質(zhì)類別和水質(zhì)目標均為Ⅱ～Ⅲ類，屬于良好湖泊范疇，既是九江市武寧縣、德安縣、共青城市及周邊沿湖百萬居民的主要水源地，又是流域城鄉(xiāng)生活污水及工業(yè)廢水等的主要納污水體，主要入湖河流有修河上游、羅坪水、煙港水、瓜源水、沙田水和羅溪水等13條.

柘林湖作為江西省良好湖泊的代表，被列入第二批江河湖泊生態(tài)環(huán)境保護專項.由于之前對柘林湖流域缺乏系統(tǒng)深入的研究，其水生生態(tài)情況、營養(yǎng)鹽輸入、形態(tài)特征及相關(guān)污染控制等研究相對較少，2011年開始著手對流域生態(tài)環(huán)境進行問題診斷，并開展水生生態(tài)變化趨勢及驅(qū)動力分析研究.本文在分析鄱陽湖流域內(nèi)大型湖庫水生生態(tài)環(huán)境變化趨勢的基礎(chǔ)上，對柘林湖的形成及湖泊水系生態(tài)環(huán)境演變進行探討，分析近30年來特別是2000年以來該湖水生生態(tài)環(huán)境的變化趨勢及驅(qū)動因子.此研究對全國其他大型深水湖庫相關(guān)研究具有參考意義，也為下一步實施湖泊生態(tài)環(huán)境保護工程規(guī)劃和科學決策提供科學依據(jù).

1 材料與方法

1.1 采樣點設(shè)置

2012年8月至2013年7月開展了為期一年的基線調(diào)查(主要包括水質(zhì)、浮游植物、浮游動物、底棲動物、水生植物、魚類等)，水質(zhì)監(jiān)測每月1次，浮游植物、浮游動物、底棲動物為每季度1次，水生植物和魚類為半年1次.并依據(jù)有關(guān)技術(shù)指南[28]進行調(diào)查.監(jiān)測點位如圖1所示.

1) 水質(zhì)監(jiān)測點位：湖區(qū)例行監(jiān)測點位4個，2012年補充2個；入湖河流例行監(jiān)測點位2個，2012年補充16個.水質(zhì)監(jiān)測時間為2000年1月到2013年11月，2000年之前是水質(zhì)定性評價結(jié)果，2013年8月之后為水質(zhì)例行監(jiān)測結(jié)果(監(jiān)測頻率為兩月1次).

2) 浮游植物、浮游動物、底棲動物監(jiān)測點位16個，監(jiān)測時間為2012年8月到2013年7月.

3) 水生植物和魚類調(diào)查監(jiān)測范圍為全湖區(qū)，監(jiān)測時間為2012年8月到2013年7月.

圖1 柘林湖水質(zhì)(a)和浮游植物、浮游動物、底棲動物(b)監(jiān)測點位空間分布(SW1瓜源水、SW2羅坪水、SW3源口水、SW4沙田水、SW5羅溪水、SW6清江水、SW7洋湖港水、SW8巾口水、SW9西渡港、SW10煙港水、SW11大源水、SW12渣津水河口、SW13東津橋、SW14武寧水河口、SW15修水縣城、SW16武寧縣污水處理廠入湖排污口、SW17巾口碼頭、SW18司馬碼頭、ZLH1修水縣三都(湖區(qū)進水區(qū))、ZLH2武寧渡口(湖區(qū)岸邊區(qū))、ZLH3武寧界牌(湖區(qū)湖心區(qū))、ZLH4壩上(湖區(qū)出水區(qū))、ZLH5湖區(qū)淺水區(qū)、ZLH6湖區(qū)深水區(qū)、YYS1源口水庫、YYS2柘林 湖東渡取水口、YYS3柘林大壩三附壩)Fig.1 Water quality(a) and phytoplankton, zooplankton, zoobenthos(b) distribution of Lake Zhelin routine monitoring sites

1.2 樣品采集、處理及分析

現(xiàn)場測定水溫和透明度，采集表層水(0～0.5m)與底層水(距底部0～0.5m)混合水樣用于理化指標測定；同時采集1L水樣用魯哥試劑(濃度約1.5%)固定濃縮后，定容至30ml用于浮游植物定量測定；采20L水樣經(jīng)浮游動物網(wǎng)濃縮到30ml用于浮游動物鑒定；部分藍藻較多區(qū)域還對溶解性微囊藻毒素進行了測定：原水用0.45μm濾膜過濾后于-20℃保存，72 h內(nèi)用ELISA法直接測定，具體操作參考文獻[7-8].

浮游生物計數(shù)鑒定采用血球計數(shù)板法，鑒定方法參考《中國淡水藻類：系統(tǒng)、分類及生態(tài)》[9]和《淡水微型生物圖譜》[10].優(yōu)勢種由Mcnaughton指數(shù)Y確定，Y=(ni/N)fi，ni為第i種藻類的細胞數(shù)，N為樣品中所有藻類的總細胞數(shù)，fi為第i種藻類在各樣點出現(xiàn)的頻率，取優(yōu)勢度指數(shù)Y>0.02的藻類定為優(yōu)勢種[11].

底棲動物采用1/16m2彼得森采泥器或0.09m2索伯網(wǎng)，多處采集，綜合計算的方式；采用D形手抄網(wǎng)等工具在岸邊草叢和大石塊底質(zhì)表面進行定性采集，折合成1～12m2不等的采樣面積.現(xiàn)場將底棲動物樣本活體挑出，放入樣本瓶，用10%福爾馬林溶液固定和保存，在實驗室分類、鑒定和計數(shù)，用千分之一分析天平稱量標本重量，然后折算成每平方米的密度和生物量.使用Wright生物指數(shù)(每平方米顫蚓科的數(shù)量)對柘林湖進行水質(zhì)評價.

采用水生植物采集器(鐮式采草器)對河內(nèi)和湖庫內(nèi)分布的水生植物進行采樣，每樣點采集面積0.4m2，鑒定水生植物種類，記錄其群落組成特征，并稱量其鮮重，計量群落生物量.

根據(jù)魚類區(qū)系研究方法，對調(diào)查范圍內(nèi)的魚類資源進行調(diào)查統(tǒng)計.一般采用電捕撈、刺網(wǎng)(1指～4指網(wǎng)目不等)等捕撈方式，湖庫采用大船圍捕的方式；再結(jié)合在漁船集中?？看a頭處、集貿(mào)市場調(diào)查統(tǒng)計、漁民詢問統(tǒng)計和歷史資料收集等.取樣時隨機選擇優(yōu)勢魚類每種20尾進行詳細測量(體長、全長、體重等).魚類鑒定依據(jù)文獻[29].取自一個采樣點的樣品魚，按魚類種類統(tǒng)計其尾數(shù)和總重量，同時統(tǒng)計總漁獲量.

2 柘林湖流域概況

2.1 柘林湖的形成及演變過程

柘林湖于1958年7月1日正式動工興建，歷經(jīng)3個時期至1983年6月全面竣工，因位于亞洲第一大水電土壩攔河工程所在地——柘林鎮(zhèn)而得名.自柘林湖建成蓄水后，匯水區(qū)域面積9340km2，占修河全流域面積(14797km2)的63.5%，范圍涉及武寧縣、修水縣和永修縣，湖泊面積308km2，南北寬15.53km，東西長44km，湖區(qū)平均水深18.59m，最大水深45m，多年平均流量255m3/s，多年平均年徑流量80.6×108m3.水庫正常蓄水位65.0m，相應(yīng)庫容50.17×108m3；設(shè)計洪水位70.13m，相應(yīng)庫容67.71×108m3；校核洪水位73.01m，相應(yīng)庫容79.2×108m3(總庫容)，其中興利庫容34.7×108m3，調(diào)洪庫容32×108m3.庫容系數(shù)為42.7%，徑流利用系數(shù)為93.4%，補給系數(shù)為32.06.柘林湖湖區(qū)風景秀麗，素有江西“千島湖”之稱，被譽為“廬山西?！?，是4A級國家風景名勝區(qū)、江西省最大的一座秀美壯觀的人工湖、省級地質(zhì)公園[12].水庫建成30年，成為集防洪、發(fā)電、灌溉、供水、旅游等功能為一體的綜合性水庫，發(fā)育成熟后受流域影響更顯著，具有空間異質(zhì)性與季節(jié)變動性，其發(fā)展和生態(tài)系統(tǒng)的演替受到人類活動的嚴重影響[13].

2.2 社會經(jīng)濟發(fā)展

2.2.1 歷年人口變化趨勢 2013年，柘林湖流域人口123.92萬(圖2a)，其中農(nóng)業(yè)人口105.07萬，占流域人口總數(shù)的84.88%，非農(nóng)業(yè)人口18.72萬，占流域人口總數(shù)的15.12%，城鎮(zhèn)化率為14.3%，是全省平均水平的三分之一；人口密度為153人/km2，比1980s年(132人/km2)增加了15.91%，遠低于九江市(253人/km2)和全省(269人/km2)，從1980s至2013年全流域人口平均自然增長率約8‰.流域人口分布與地形關(guān)系密切，而流域以中山、低山和丘陵地貌為主，總體呈現(xiàn)山區(qū)人口密度較小、平原地區(qū)人口密度較大、丘陵地區(qū)介于兩者之間的特征[14].

2.2.2 歷年經(jīng)濟變化趨勢 2013年，柘林湖流域地區(qū)生產(chǎn)總值190.57億元[14](當年價，下同)(圖2b)，占全省地區(qū)生產(chǎn)總值的1.19%，人均生產(chǎn)總值1.15萬元，是全省平均水平的44.0%，是全國平均水平的32.7%，流域第一產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)總值為29.12億元，第二產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)總值為98.40億元，第三產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)總值為63.04億元，三次產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)比例為15.28%、51.64%、33.08%，三次產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)由1980s年的“一、三、二”轉(zhuǎn)變?yōu)椤岸?、三、一”結(jié)構(gòu)模式，雖然年均增長率為15.61%，區(qū)域經(jīng)濟仍比較落后，流域范圍內(nèi)人均生產(chǎn)總值不均衡.流域內(nèi)的修水縣(國家級貧困縣)和武寧縣經(jīng)濟發(fā)展長期滯后，至今尚有26萬人未能脫貧，占兩縣總?cè)丝诒嚷矢哌_21.6%.

圖2 柘林湖流域人口總數(shù)(a)和GDP(b)增長趨勢Fig.2 Population growth(a) and GDP(b) trends of Lake Zhelin basin

柘林湖流域經(jīng)濟以農(nóng)業(yè)、林業(yè)、旅游業(yè)、礦業(yè)為主.其中修水縣以礦產(chǎn)、陶瓷、建材、繅絲、水電、食品等為主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)；武寧縣以礦產(chǎn)、節(jié)能電器和綠色能源為支柱產(chǎn)業(yè)；廬山西海管委會以發(fā)展生態(tài)旅游業(yè)為主，2006年開始大力發(fā)展旅游業(yè)，至今，年接待游客自53.27萬人增至122.31萬人，游客數(shù)量呈現(xiàn)增長趨勢，旅游年總收入也從7.2億元增長至13億元.

3 近30年柘林湖水環(huán)境變化

3.1 湖區(qū)水質(zhì)現(xiàn)狀及歷年變化趨勢

綜上所述，從1980s至2013年湖區(qū)水質(zhì)變化趨勢從Ⅰ類至Ⅱ類、Ⅱ類至Ⅲ類，最終穩(wěn)中又有變好的趨勢.影響水質(zhì)類別的制約性因素為TP和TN，氮、磷濃度的升高勢必導(dǎo)致藻類增殖和水華暴發(fā)風險增加，影響供水安全，因此需重點加強柘林湖水環(huán)境及水生生態(tài)保護.

圖3 2000-2013年柘林湖CODMn和和TP(b)的變化趨勢Fig.3 Potassium permanganate index and ammonia nitrogen(a)， total nitrogen and total phosphorus(b) trends in Lake Zhelin from 2000 to 2013

3.2 湖區(qū)營養(yǎng)化狀態(tài)及歷年變化趨勢

圖4 2008-2013年柘林湖湖區(qū)富營養(yǎng)化指數(shù)變化趨勢Fig.4 Eutrophication index of Lake Zhelin from 2008 to 2013

2008年之前由于缺少透明度等監(jiān)測指標，不能進行營養(yǎng)狀態(tài)評價，但是相關(guān)文獻[30]顯示，1990s柘林湖透明度高達11m以上，定性評價為貧營養(yǎng)型湖泊；2008-2013年間柘林湖富營養(yǎng)化狀態(tài)評分值在33～47之間(圖4)，透明度由1m以上又改善至4m左右，總體維持在中營養(yǎng)水平.ZLH1和ZLH2點位的評分值最高，營養(yǎng)化程度最重；ZLH4和ZLH3點位評分值最低，營養(yǎng)化程度最輕；湖心區(qū)和出水區(qū)水體營養(yǎng)化程度維持穩(wěn)定并有轉(zhuǎn)好的趨勢.

3.3 入湖河流水質(zhì)現(xiàn)狀及歷年變化趨勢

入湖支流例行監(jiān)測斷面僅設(shè)置在修河干流，2000-2007年修河設(shè)置2個點位，2008年后設(shè)置了4個點位，2012年設(shè)置了18個點位(SW1～SW18).由近12年來的監(jiān)測結(jié)果可知，2007年之前SW12和SW15斷面在2004年和2006年TN有超IV類和劣V類現(xiàn)象，2008年之后TN達Ⅲ類，若TN不參與評價，總體來說近年來入湖河流水質(zhì)有所改善，達到地表水環(huán)境質(zhì)量標準(GB3838-2002)中Ⅲ類標準，2012年入湖河口每個斷面年均值全都達到地表水環(huán)境質(zhì)量標準(GB3838-2002)中的Ⅱ類水質(zhì)標準，若TN參與河流評價，則除SW7、SW12、SW13Ⅱ類以外，其它入湖河流均達Ⅲ類.由于TP在總體上達到Ⅱ類，對18個點位進行月值分析，SW5在9月達Ⅲ類，其它點位基本為Ⅱ類.部分監(jiān)測點位TP監(jiān)測數(shù)據(jù)接近Ⅲ類，也進一步說明入湖支流(源口水、沙田水及羅溪水等小流域范圍)存在的城鎮(zhèn)化、工礦企業(yè)開發(fā)建設(shè)及農(nóng)村生產(chǎn)活動對水體造成一定的影響.其它點位水質(zhì)情況呈現(xiàn)由差逐漸變好的趨勢，主要與近年來流域?qū)嵤┑纳鷳B(tài)整治和污染治理有關(guān)，包括流域內(nèi)退耕還林、關(guān)閉上游鎢礦、分批取締網(wǎng)箱養(yǎng)殖、遷移污染型企業(yè)等一系列飲用水源地治理與保護措施.

4 水生生物多樣性變化趨勢

4.1 浮游生物變化趨勢

柘林湖浮游生物目前尚沒有進行長期系統(tǒng)的監(jiān)測，2006年7月和2007年7月，肖秀蘭等[16]對江西武寧縣柘林湖的浮游生物進行了初步調(diào)查，結(jié)果表明：柘林湖在7月份浮游植物生物量為66.88×10-2mg/L，浮游動物生物量為1.33mg/L.柘林湖浮游藻類組成以綠藻和硅藻為主，柘林湖網(wǎng)箱養(yǎng)殖區(qū)內(nèi)共檢出浮游植物6門23屬23種，其中綠藻門8種，占34.78%.浮游生物優(yōu)勢種為腔球藻(Coelosphaeriumsp.)、微囊藻(Microcystissp.)、飛燕角甲藻(Ceratiumhirundinella)、角星鼓藻(Staurastrumsp.)、螺形龜甲輪蟲(Keratellacochlearis)、橈足類的無節(jié)幼體、象鼻溞(Bosminasp.)、劍水蚤(Cyclopssp.)等.

2012-2013年對16個監(jiān)測點位進行為期一年的水生生物調(diào)查監(jiān)測，結(jié)果表明全湖藻類演替規(guī)律以藍藻-硅藻交替為主，夏季湖區(qū)藻類主要以魚腥藻(Anabaenasp.)和微囊藻為優(yōu)勢種，冬季以直鏈藻(Melosirasp.)小環(huán)藻(Cyclotellasp.)和針桿藻(Synedrasp.)占優(yōu).從浮游生物生物量及群落組成看，在夏、秋季東渡取水口浮游植物豐度較高，達到107數(shù)量級，生物量為12.7mg/L；浮游動物生物量較高的季節(jié)是夏季，總量達8.08mg/L；其次是秋季，為2.32mg/L；最少的是冬季和春季，為0.17mg/L.從時空變化格局看，在夏、秋季污水處理廠排口、宋溪灣和東渡取水口發(fā)生了藻類水華現(xiàn)象，主要為魚腥藻(夾雜著束絲藻(Aphanizomenonsp.))水華，其次為輕度微囊藻水華，藍藻優(yōu)勢度均在90%以上，僅占全湖水面面積的2.5‰.浮游動物中的耐污種如螺形龜甲輪蟲大量出現(xiàn)，成為優(yōu)勢種之一；因此，從歷年趨勢可知，湖區(qū)的浮游植物類群從綠藻門占優(yōu)勢演替為當前局部湖區(qū)藍藻門占優(yōu)勢，柘林湖局部湖區(qū)水生態(tài)安全有逐步退化的跡象.

4.2 底棲生物變化趨勢

之前對柘林湖底棲生物沒有開展相關(guān)研究，2012-2013年底棲監(jiān)測結(jié)果表明清潔的采樣點10個，輕污染的采樣點4個，中污染和重污染的采樣點各1個，分布在官蓮灣和壩上.入湖河口等采樣點寡毛類密度較低，如巾口碼頭和羅坪河口均出現(xiàn)了Wright生物指數(shù)為0的結(jié)果，表明采樣點水質(zhì)清潔.庫灣及壩上等采樣點寡毛類密度較高，官蓮灣和壩上采樣點的Wright生物指數(shù)分別為1855和6125，污染相對較重.

4.3 魚類資源變化趨勢

柘林湖上游濕地是中華秋沙鴨(Mergussquamatus)越冬種群的棲息地，更發(fā)現(xiàn)有“水中大熊貓”之稱的桃花水母(Craspedacustasowerbyi).1975年柘林湖建成后，水產(chǎn)部門對柘林湖進行過一次魚類調(diào)查[17]，結(jié)果顯示柘林湖擁有魚類73種，分屬9目23科，以鯉形目魚類最多，計48種，占65.8%；其次為鱸形目10種，占13.7%；鲇形目5種，占6.8%；鰻鱺目和鮭形目各2種，各占2.7%；頜針魚目、刺鰍目、鱧形目、合鰓目各1種，各占1.4%；還有網(wǎng)箱養(yǎng)殖逃逸的斑點叉尾鮰(Lctaluruspunctatus)和鱘(Acipensersp.)等.

通過2012年度魚類資源調(diào)查，獲悉近年來柘林湖湖區(qū)魚類呈現(xiàn)小型化、低齡化、群落結(jié)構(gòu)單一化的趨勢，生物多樣性降低，非養(yǎng)殖性捕撈漁獲量日趨減少，平均漁獲量從1990s的200kg/(d·船)降到目前的20kg/(d·船)以下，捕撈到的野雜魚數(shù)量也明顯減少，部分以前常見的魚類瀕臨絕跡，雖然設(shè)置了常年、季節(jié)性休漁區(qū)及休漁時間(4-6月)，還設(shè)置了鱤魚(Elopichthysbambusa)、鱖魚(Sinipercasp.)及銀魚(Salanxsp.)保護區(qū)，但魚類仍呈小型化、低齡化等趨勢.2012年共收集和記錄魚類50種，分別隸屬7目14科38屬，其中以鯉科魚類為主，占總種數(shù)的58.0%，其次為鮨科8%，鲿科和鲇科各占6.0%，鰍科4.0%，鳀科、銀魚科、鰻鱺科、鰕虎魚科、太陽魚科、合鰓魚科和鱧科等各占2.0%.

4.4 水生植物變化趨勢

根據(jù)資料記載及實地的植物資源考察[18]，柘林湖流域天然濕地面積較小，僅為136.09km2，大部分為人工和河流濕地，水生植被主要分布在武寧大橋以上修河流域范圍，以野生濕地植物為主，共有野生濕地維管植物81科209屬328種.受人為及自然條件影響，柘林湖流域濕地功能呈退化趨勢，2012年度調(diào)查共發(fā)現(xiàn)柘林湖湖區(qū)范圍內(nèi)有水生(濕生)植物18科25屬30種，挺水植物和濕生植物中常見的有禾本科、水鱉科、金魚藻科、菱科、茨藻科和菊科等.真性水生植物16種，其中浮葉植物5種，分別是蓮(Nelumbosp.)、菱(Trapabispinosa)、細果野菱(Trapamaximowiczii)、冠菱(Trapalitwinowii)、格菱(Trapapseudoincisa)、田字萍(Marsileaquadrifolia)等；漂浮植物4種，分別是滿江紅(Azoilaimbricate)、鳳眼蓮(Eichhorniacrassipes)、紫萍(Spirodelapolyrhiza)和浮萍(Lemnaminor)；沉水植物7種，分別是刺苦草(Vallisneriaspinulosa)、細金魚藻(Ceratophyllumsubmersum)、金魚藻(Ceratophyllumdemersum)、狐尾藻(Myriophyllumsp.)、大茨藻(NajasmarinaL.)、羅氏輪葉黑藻(Hydrillaverticillata)和馬來眼子菜(Potamogetonmalaianus)；其他伴生種有禾本科五節(jié)芒(Miscanthusfloridulus)、糠稷(PanicumbisulcatumThunb.)、荻(Miscanthussacchariflorus)、狗牙根(Cynodondactylon)，合萌(AeschynomeneindicaLinn.)、葛(Puerarialobata)，狹葉香蒲(Typhaangustifolia)等.

5 柘林湖水生生態(tài)環(huán)境變化驅(qū)動力分析

縱觀柘林湖近30年來的水生生態(tài)環(huán)境變化趨勢，水質(zhì)總體從Ⅰ類下降為Ⅲ類，湖區(qū)水生生物多樣性呈降低趨勢.經(jīng)分析，水環(huán)境質(zhì)量主要限制性因子為TP和TN，其主要驅(qū)動力因子除與自然因素(氣溫、水溫、光照、降雨量以及風速等)有關(guān)外，更受到人類活動因素(人口數(shù)量、經(jīng)濟發(fā)展水平和污染物排放量)的直接影響[19-20].

5.1 城鎮(zhèn)化、工業(yè)化進程加快，入湖污染負荷呈逐年增長趨勢

1980s年，流域內(nèi)基本無大型工業(yè)，水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)也僅為天然放養(yǎng)模式，2000年以來，隨著城鎮(zhèn)化、工業(yè)化進程加快，土地利用的格局和方式有所改變，且隨著流域人口數(shù)量及工業(yè)企業(yè)數(shù)量的增加，流域總用水量和工業(yè)用水量呈總體增加趨勢，工業(yè)、生活、農(nóng)田灌溉等用水量大幅增加，從2.56×108m3增至5.63×108m3，增長達2倍，同時對供水保證率的要求越來越高.流域人均GDP在近30年內(nèi)從530元/人增至15378元/人，翻了近30翻，當?shù)鼐用裨鍪招枨笠约坝盟康脑黾油苿訌U水量及入湖污染負荷逐年增長.

5.2 湖區(qū)非點源污染是影響水生生態(tài)環(huán)境的重要因素

據(jù)調(diào)查，非點源由于輸入途徑和很多因素有關(guān)，特別是城鎮(zhèn)徑流和農(nóng)業(yè)面源徑流量與當年水文條件有關(guān)，畜禽養(yǎng)殖污染與養(yǎng)殖量有關(guān)，負荷呈波動變化的趨勢，沒有一定規(guī)律，但近30年來非點源負荷總體呈增大趨勢.1980s至2013年，TN負荷從0.0001t/(hm2·a)增加至0.0028 t/(hm2·a)，TP負荷從0.00001t/(hm2·a)增加至0.0002t/(hm2·a).

非點源負荷中以水產(chǎn)養(yǎng)殖污染為入湖磷的主要來源，2000年以來柘林湖曾大力發(fā)展網(wǎng)箱養(yǎng)殖活動，據(jù)水產(chǎn)部門統(tǒng)計，共有22000余箱網(wǎng)箱，345座養(yǎng)魚庫灣，柘林湖湖區(qū)網(wǎng)箱養(yǎng)殖面積共65.93km2，養(yǎng)殖面積占湖區(qū)面積的20%，為了提高養(yǎng)殖水域的浮游生物產(chǎn)量，大量投入化肥用于肥水，養(yǎng)殖水體出現(xiàn)富營養(yǎng)化，網(wǎng)箱養(yǎng)殖污染系數(shù)按每公頃網(wǎng)箱養(yǎng)殖面積年產(chǎn)生CODCr、TN和TP分別為74.5、101和11kg計算[21]，則65.93km2網(wǎng)箱養(yǎng)殖向柘林湖水體排放的CODCr、TN、TP分別為491.19、665.89和72.53t/a.但近3年流域內(nèi)開始實施柘林湖生態(tài)環(huán)境保護工程，網(wǎng)箱養(yǎng)殖逐漸取締，水產(chǎn)養(yǎng)殖直接入湖污染負荷呈先增加后減少的趨勢.此外農(nóng)村種植業(yè)流失源次之，沿湖100多公里建設(shè)了很多農(nóng)田，湖區(qū)的農(nóng)藥用量以年均11.0%的速度增長，而農(nóng)藥施用后10%～20%附著在植物體上，80%～90%散落在土壤和水體里.流域歷年化肥農(nóng)藥平均施用量為367kg/hm2，遠高于280kg/hm2的生態(tài)鄉(xiāng)鎮(zhèn)標準，是世界平均施用量的1.8倍，而化肥利用率只有30%～40%，其余60%～70%進入環(huán)境.

5.3 近湖區(qū)農(nóng)村生活污染負荷高，污染治理設(shè)施落后

目前沿湖所在3縣人口從1980s年的105.95萬增加至2013年的123.92萬(圖2)，農(nóng)村人口從58.42萬增加至105.07萬，農(nóng)村生活污水量也從1706.08×104t/a增至3235.89×104t/a，TN和TP污染物入湖量分別由371.65、17.81t/a增至582.87、27.98t/a；在空間上，濱湖鄉(xiāng)鎮(zhèn)較近的空間距離和較高的污染基數(shù)與柘林湖非點源入湖負荷密切相關(guān)，因此濱湖鄉(xiāng)鎮(zhèn)成為湖泊非點源污染的重點控制區(qū).雖然在當?shù)刎斦邢薜呢斄ο聦?0%的資金投入在江河治理與生態(tài)保育中，對修河、大田水、澧溪河等中小流域?qū)嵤┝艘幌盗薪又卫砉こ毯驮搭^水源涵養(yǎng)林工程，并在流域內(nèi)加大了城鎮(zhèn)污水處理廠、垃圾處理設(shè)施的建設(shè)力度，但治理速度趕不上污染速度，農(nóng)村環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)仍然滯后，幾乎沒有農(nóng)村生活污水處理設(shè)施，農(nóng)村生活污水直排附近受納水體，最終隨地表徑流進入柘林湖.此外目前僅有10%～20%的自然村建有垃圾收集房以及配有垃圾桶，農(nóng)民習慣于將生活垃圾傾倒在路邊以及水體附近，入湖水系沿岸成為主要垃圾堆放場所.

5.4 濱湖區(qū)生態(tài)安全屏障受人為活動破壞，負荷削減能力減弱

2000年以來隨著湖泊資源觀光價值日益提升，沿湖岸邊人為侵占湖泊濕地資源問題嚴重，如賓館設(shè)施(柘林湖賓館、北戴河賓館、清水山莊等)、居民樓及住宅小區(qū)沿湖而建等現(xiàn)象明顯增加；部分湖區(qū)因苦草和菱分布面積較大，周邊居民大肆采集作為家禽家畜的飼料，存在一定程度的無序利用現(xiàn)象，導(dǎo)致部分湖區(qū)(如武寧大橋旁)生態(tài)安全屏障受到破壞，進一步削弱了湖泊生態(tài)屏障對入湖污染源的阻隔效應(yīng).此外作為生態(tài)操控最好的魚類資源也受到人為干擾，棲息地和產(chǎn)卵場減少，特別是過度捕撈導(dǎo)致主要經(jīng)濟魚類資源衰退，在巨大經(jīng)濟利益的誘導(dǎo)下每年捕撈量不斷增加，捕撈漁具網(wǎng)目不斷加密，致使經(jīng)濟魚類不斷擠壓野雜魚生態(tài)位，野雜魚數(shù)量趨于減少，魚類生物多樣性降低，魚類群落結(jié)構(gòu)小型化和低齡化趨勢明顯.

6 結(jié)論

在近幾年的水質(zhì)良好湖庫生態(tài)環(huán)境保護實踐過程中，我們發(fā)現(xiàn)湖泊流域是一個“經(jīng)濟-社會-水生生態(tài)”復(fù)合系統(tǒng)，湖庫水生生態(tài)變化的驅(qū)動機理與影響因素比較復(fù)雜，湖泊問題的準確識別需要大量數(shù)據(jù)監(jiān)測、機理研究及分析方法的全面支撐，目前對良好湖庫水生生態(tài)變化機制系統(tǒng)研究相對較少，僅有撫仙湖、梁子湖、千島湖、太平湖、南四湖、邛海等良好湖泊在不同領(lǐng)域的相關(guān)研究[22，24]，大多數(shù)試點湖庫因科學數(shù)據(jù)缺乏和保護實踐經(jīng)驗積累不足，在保護方案制定方面不可避免地存在盲目性，因此亟需優(yōu)化配置湖體水生生態(tài)監(jiān)測點位及增加監(jiān)測頻率、加強對湖庫流域長相間相關(guān)數(shù)據(jù)積累并輔以多元統(tǒng)計回歸分析，識別更多的驅(qū)動因子貢獻，總結(jié)水質(zhì)良好湖庫水環(huán)境保護的成功經(jīng)驗，為國家良好湖庫保護的戰(zhàn)略實施提供借鑒[25].

本文以柘林湖為例，在掌握歷史數(shù)據(jù)和基線調(diào)查的基礎(chǔ)上分析得出，柘林湖水生生態(tài)環(huán)境變化的驅(qū)動力和脅迫因子主要是流域內(nèi)日益增長的人口壓力、經(jīng)濟增長、污染物排放量增大及不合理的資源開發(fā)等.因此要保護好柘林湖的水生生態(tài)環(huán)境，應(yīng)從整個柘林湖流域著手，從影響湖庫生態(tài)安全狀況的“人口增長-產(chǎn)業(yè)發(fā)展-資源利用-負荷控制-生態(tài)保護政策管理”耦合作用過程出發(fā)，處理好“人湖”關(guān)系，尊重湖泊生態(tài)系統(tǒng)的自然屬性，輔之采取科學合理的措施進行集成研究和綜合防治，增加污染負荷治理設(shè)施控制非點源污染負荷輸入，對濱湖區(qū)實施退田(樓)還濕地，加強對13大入湖支流實施生態(tài)緩沖帶建設(shè)，對入湖負荷實施最后一道污染物攔截生態(tài)屏障[26]，實現(xiàn)從污染防治、生態(tài)保護、生態(tài)建設(shè)的“三次飛躍”和從區(qū)域管理到流域管理、從單一管理到協(xié)同管理、從部門履職到人人參與、從例行監(jiān)測到在線監(jiān)控的管理模式的“四大轉(zhuǎn)變”.只有實現(xiàn)“人湖”和諧、“三次飛躍”和“四大轉(zhuǎn)變”，并建立長遠的制度保障和機制支撐，發(fā)揮其應(yīng)有的生態(tài)效應(yīng)，才能行之有效地改善柘林湖水生生態(tài)環(huán)境，從而保障鄱陽湖入湖“一湖清水”[27].

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Analysis of the water ecological environment changes of the large lakes and driving factors in Lake Poyang basin： A case study of Lake Zhelin

LIU Huili1， DAI Guofei1，2， ZHANG Wei1，2& LIAO Bing1

(1：JiangxiAcademyofEnvironmentalScience，Nanchang330039，P.R.China)(2：JiangxiProvincialKeyLaboratoryofWaterResourcesandEnvironmentofPoyangLake，JiangxiInstituteofWaterSciences，Nanchang330029，P.R.China)

There are numerous lakes and reservoirs in the Lake Poyang basin. As the largest inflowing reservoir， Lake Zhelin serves as the largest regulating reservoir in the Lake Poyang basin.Lake Zhelin has a certain influence on the runoff into Lake Poyang.It can provide water flow to Lake Poyang during dry seasons and reduce the water flow during wet seasons.This paper focused on Lake Zhelin by discussing its formation and its water ecological environment changes.Then， Lake Zhelin’s water environment changes in the past 30 years and the key driving factors of environmental evolution were analyzed.Results showed that Lake Zhelin’s aquatic biodiversity decreased and water environment deteriorated but exhibited a recovery.The driving factors were the growing population in the watershed， leading to a higher pollution loading into the lake in recent years.This situation became worse due to further man-made destruction on the lake district ecological security barrier， unsustainable use and over exploitation of resources.Only by resolving the relationship between people and lake and taking reasonable measures to carry out integration research and comprehensive treatment， Lake Zhelin’s water environment can be improved effectively and play its role in protecting Lake Poyang.

Lake Poyang； Lake Zhelin； water ecological environment； analysis of driving factors

*國家良好湖泊生態(tài)環(huán)境保護專項和江西環(huán)?？萍柬椖?JXHBKJ201214)聯(lián)合資助.2014-04-14收稿；2014-10-10收修改稿.劉慧麗(1981～)，女，碩士，高級工程師；E-mail：qinshiyuelhl@126.com.