陸曉平，張繼路，夏正創(chuàng)

（江蘇省秦淮河水利工程管理處，210022，南京）

南京石臼湖固城湖水生態(tài)監(jiān)測及修復措施探討

陸曉平，張繼路，夏正創(chuàng)

（江蘇省秦淮河水利工程管理處，210022，南京）

在分析石臼湖、固城湖水生態(tài)監(jiān)測結果的基礎上，對兩湖水生態(tài)修復提出截斷外源性污染，以及底泥疏浚、投放水生動植物、發(fā)展生態(tài)漁業(yè)等控制水體富營養(yǎng)化的針對性建議，為其他河湖水生態(tài)修復提供思路借鑒。

石臼湖；固城湖；水生態(tài)監(jiān)測；修復措施；南京市

一、石臼湖固城湖概況

石臼湖是長江下游唯一的直接通江湖泊，地處江蘇省南京市溧水區(qū)西南部，湖區(qū)東北、東南及西部片區(qū)行政分屬南京市溧水區(qū)、高淳區(qū)和安徽省當涂縣。石臼湖屬于構造型淡水湖泊，湖泊庫容3.4億m3，水面面積214.7 km2，匯水面積969 km2；保護范圍為設計洪水位10.57 m以下的區(qū)域，面積222.9 km2；保護范圍線周長89.9 km。石臼湖主要功能為防洪調蓄、水資源供給、維護生態(tài)、航運、漁業(yè)養(yǎng)殖、旅游等。

固城湖又名小南湖，位于江蘇省南京市高淳區(qū)南部的蘇皖接壤處，是一個典型的淺水湖泊。固城湖水面面積31.90 km2，匯水面積464.5 km2；保護范圍為設計洪水位10.57 m以下的區(qū)域，面積36.97 km2；保護范圍線周長45.20 km。固城湖主要功能為防洪調節(jié)、飲用水水源、農業(yè)灌溉和漁業(yè)生產等。

二、水生態(tài)監(jiān)測開展情況

1.開展水生態(tài)監(jiān)測的必要性

長期以來，受經濟快速發(fā)展和人口增長的影響，圍湖造田、圈圩養(yǎng)殖、種植和圍網養(yǎng)殖等人為活動日益增多，環(huán)湖地區(qū)圍墾湖區(qū)面積增加，湖泊面積明顯減小。石臼湖由20世紀70年代初期的264 km2減少到現(xiàn)狀的214.7 km2，固城湖由20世紀50年代初期的78 km2減少到現(xiàn)狀的31.90 km2，兩湖包括入湖河道調蓄能力明顯下降。此外，兩湖防洪能力提升工程逐步完成，水利風景區(qū)建設和旅游開發(fā)的力度也逐漸加大，水環(huán)境面臨的壓力不斷增大。

水生態(tài)監(jiān)測通過對水文、水生生物、水質等進行監(jiān)測和數據收集，分析評價水生態(tài)的現(xiàn)狀和變化，進而為水生態(tài)保護、修復和水環(huán)境改善提供及時準確的基礎信息，是開展水生態(tài)保護和修復必不可少的基礎工作。受江蘇省水利廳委托，江蘇省水利科學研究院、江蘇省水文水資源勘測局對石臼湖、固城湖進行水生態(tài)監(jiān)測，并分析、評估兩湖水生態(tài)健康狀況年度變化趨勢，為江蘇省秦淮河水利工程管理處協(xié)管、指導兩湖水環(huán)境改善工作提供了技術支撐和措施建議依據。

2.水生態(tài)監(jiān)測項目內容

兩湖水生態(tài)監(jiān)測的項目內容主要包括理化特性，水生高等植物、浮游植物、浮游動物、底棲動物種類及其生物量與時空分布，漁業(yè)資源等。

（1）主要理化特性

2015—2016年度,石臼湖、固城湖水生態(tài)監(jiān)測從自由水面率、水深、水溫、透明度、濁度、電導率、礦化度、pH、溶解氧、葉綠素、底泥營養(yǎng)物質等指標，對兩湖水質狀況變化趨勢進行了分析比較。結果表明，兩湖自由水面率近年有所增加，而水質狀況改善不大，主要超標項目均為總磷、總氮；石臼湖、固城湖現(xiàn)階段整體處于中～富營養(yǎng)化水平，2016年石臼湖、固城湖水質綜合評價類別分別為Ⅲ～劣Ⅴ類和Ⅲ～Ⅳ類。

（2）水生高等植物

石臼湖湖區(qū)物種多樣性較少，群落結構簡單，水生植物現(xiàn)存量?。还坛呛^(qū)水生植物沉水種相對豐富，但分布面積小，群落結構單一。

2015年5月和10月的調查結果顯示，石臼湖水生植物共計8種，分別隸屬于5科7屬（見表1）；2015年5月和9月的調查結果顯示，固城湖水生植物共計14種，分別隸屬于10科12屬（見表2）。

表1 石臼湖水生植物物種組成及生態(tài)型

表2 固城湖水生植物物種組成及生態(tài)型

（3）浮游植物

浮游植物的種類組成隨季節(jié)發(fā)生變化。石臼湖春季藍藻比例最大，約占16.01%；夏季浮游植物種類最多，夏、秋季節(jié)，藍藻豐度最大，分別占浮游植物總豐度的79.71%和60.44%；冬季浮游植物種類相對較少，藍藻種類減少45.5%，能夠適應低溫的硅藻種類最多，其豐度比例也達到最大，其次是藍藻、綠藻、鞭毛藻。

固城湖春季浮游植物種類最多，綠藻在春季大量增殖，比例達到全年最高峰，約占44.2%；冬季浮游植物種類相對較少。各采樣點浮游植物豐度的季節(jié)變化基本一致，最高值都出現(xiàn)在秋季，其次是夏季；各采樣點夏、秋季節(jié)，藍藻豐度都最大，分別占浮游植物總豐度的78.7%和94.1%；大部分采樣點在冬季時浮游植物的豐度處于最低值，冬季硅藻豐度增加，比例達到最大，其次是鞭毛藻、綠藻、藍藻。由此可見，溫度較高的夏秋季比較有利于固城湖浮游植物生長。

（4）浮游動物

石臼湖中的浮游動物比較豐富。調查數據顯示，石臼湖浮游動物的總數量由輪蟲數量多寡決定，其次是原生動物數量，枝角類和橈足類的數量較少。輪蟲發(fā)育時間快，生命周期短，能較為迅速地反映環(huán)境的變化，被認為是很好的指示生物，可根據湖泊中輪蟲的種類和數量來推測湖泊營養(yǎng)型的變化。

經調查研究，固城湖含有較多的砂殼蟲、臂尾輪蟲、暗小異尾輪蟲、螺形龜甲輪蟲、長三肢輪蟲等耐污種類，雖然整體為中營養(yǎng)型湖泊，但正處于向富營養(yǎng)型湖泊轉化的邊界狀態(tài)。近年，通過實施生態(tài)漁業(yè)等一系列措施，浮游動物的種類越來越多樣化，清潔種急游蟲、異尾輪蟲等種類和數量也有所增加，說明固城湖的生態(tài)環(huán)境有了一定的改善。

與固城湖相比，石臼湖含有較多的砂殼蟲、臂尾輪蟲、暗小異尾輪蟲、螺形龜甲輪蟲、曲腿龜甲輪蟲等耐污種類，原生動物輪蟲的密度均較高，說明有機污染加重，生態(tài)環(huán)境變差，湖泊富營養(yǎng)化逐漸加劇。

（5）底棲動物

2015年3月—2016年2月，石臼湖共鑒定出底棲動物13種。經分析，寡毛類、搖蚊幼蟲共同主導了石臼湖底棲動物密度的空間分布格局；生物量方面，相對寡毛類以及搖蚊幼蟲，個體較大的軟體動物影響較大。同時，與2012—2013年度相比，石臼湖底棲動物密度以及生物量（軟體動物除外）均有大幅度提高。根據多個采樣點綜合指數評價結果顯示，石臼湖水質整體處于中污染時期，且污染程度具有地理區(qū)域變化特征，中西部相對較輕，環(huán)湖沿岸帶污染較重，屬于富營養(yǎng)過程的中期。

2015年3月—2016年2月，固城湖共鑒定出底棲動物21種，底棲動物密度和生物量被少數種類所主導。固城湖現(xiàn)階段的底棲動物優(yōu)勢種主要為蘇氏尾鰓蚓、中國長足搖蚊、內搖蚊和環(huán)棱螺。與2012—2013年度相比，固城湖底棲動物密度、生物量均有大幅度下降，固城湖水質相對較好，整體處于中度～富營養(yǎng)化污染狀態(tài)。結合底棲動物種類組成和多樣性分析結果，耐污能力較強的種類（蘇氏尾鰓蚓、霍甫水絲蚓等）在固城湖優(yōu)勢度較高。

（6）漁業(yè)資源

從2011年起，溧水區(qū)、高淳區(qū)政府在每年春季開展?jié)O業(yè)資源增殖放流活動，投放花白鰱、鳙魚、細鱗斜頜鲴等以浮游生物為食物，以及草魚、鳊魚等以水草為食物的魚類。

2016年3月10日，高淳區(qū)的增殖放流活動共向固城湖投放細鱗斜頜鲴3萬余尾，鰱、鳙、草、鯉魚苗4萬余尾以及蟹種15萬余只。

三、水生態(tài)修復措施建議

從2015—2016年度石臼湖、固城湖水生態(tài)監(jiān)測結果來看，兩湖水質、水生態(tài)環(huán)境不容樂觀。建議采取以下措施進行改善和修復：

1.截斷外源性污水下泄

石臼湖上游為新橋河上游工業(yè)集中區(qū)，工業(yè)污染威脅嚴重。此外，生活污水排放和農業(yè)化肥的大量使用，加劇了石臼湖湖水營養(yǎng)鹽的承載負荷。固城湖出入湖河道較少，屬于相對封閉型湖泊，換水周期較長，胥河及環(huán)湖工農業(yè)生產的影響加劇了固城湖的水環(huán)境惡化。因此，截斷工業(yè)廢水、生活污水、農田化肥徑流入湖是水生態(tài)修復的第一步，這也是水環(huán)境外源性污染治理的重要舉措。

2.富營養(yǎng)化控制

（1）底泥疏浚

石臼湖、固城湖底泥較為肥沃，有機質含量豐富，尤其是腐爛水草釋放的污染物，是營養(yǎng)物質的重要來源，這種內源污染現(xiàn)象屬于湖泊自然特征之一。進行湖內底泥挖掘，實施水生植被二次污染控制工程，可部分清除水草死亡后的殘留有機物，抑制內源污染現(xiàn)象，有利于恢復湖內水生態(tài)系統(tǒng)，增加生物的多樣性。

除此之外，還可進行水體深層曝氣、注水稀釋以及在底泥表面敷設塑料等。定期或不定期采取人為湖底深層曝氣方式補充氧氣，使水與底泥界面之間不出現(xiàn)厭氧層，經常保持有氧狀態(tài)，有利于抑制底泥中磷的釋放。還可將含磷和氮濃度低的水注入湖泊，起到稀釋營養(yǎng)物質濃度的作用。

（2）通過化學方法進行凝聚沉降

可往石臼湖、固城湖投放價格比較便宜的鐵、鋁和鈣等含陽離子的物質，與磷酸鹽生成不溶性沉淀物而沉降下來，使磷有效地從水溶液中分離沉淀出來。

（3）控制藻類繁殖

控制藻類繁殖可投放適量食藻蟲。食藻蟲是一種低等的軟殼浮游生物，能吃掉藻類生物，改善水體濁度，使水質清澈見底，為沉水植物生長創(chuàng)造良好條件。同時，食藻蟲也可成為魚類等水生動物的食物，有利于形成健全的水體生態(tài)系統(tǒng)。

（4）修復水生高等植物

大型水生高等植物是湖泊生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分之一，其組成和分布對水域生態(tài)系統(tǒng)的結構和功能都有顯著影響。經調查研究，石臼湖挺水植物數量眾多，浮葉植物種類少，沉水植物和漂浮植物不占優(yōu)勢；固城湖由于岸線部分固化，挺水植物分布不多，對水位適應性較好的蘆葦多分布在湖灣或者湖中人工堆土上，沉水植物群落分布稍廣，浮葉植物群落常呈塊狀鑲嵌分布。

事實證明，水生植物（如沉水植物）一方面可以吸收和去除水底的營養(yǎng)物質，另一方面可以進一步穩(wěn)定水流、降低水體濁度，形成良性循環(huán)的生態(tài)系統(tǒng)。此外，水生植物在維持湖泊生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定、穩(wěn)定湖水底質、提供魚類產卵場所等方面也具有重要作用。因此，建議恢復石臼湖、固城湖水生高等植物，種植優(yōu)質凈水水生植物品種（如苦草、紅線草等）等優(yōu)勢種群，提高生態(tài)緩沖能力，防止沉水植物種群結構繼續(xù)變劣，增強兩湖生物多樣性，構建良性循環(huán)的生態(tài)系統(tǒng)，提高湖泊生態(tài)穩(wěn)定性和水體自凈能力，改善湖泊水質。

（5）發(fā)展生態(tài)漁業(yè)

開展石臼湖、固城湖漁業(yè)資源增殖放流活動，發(fā)揮其治藻、控草、凈水功能，補充、恢復水生生物和漁業(yè)資源種群數量，改善水域生態(tài)環(huán)境。拆除水產養(yǎng)殖圍網，充分發(fā)揮自然水體對魚類資源生長繁殖的有利作用。同時，嚴厲打擊電魚等非法捕撈活動。

（6）投放微生物

微生物特別是氮循環(huán)細菌在水體自凈能力方面具有不可忽視的作用。有機物的礦化分解、氮素的氣化、磷鹽的沉降等均與聚磷細菌的作用分不開。此外，微生物的繁殖速度也非?？欤敝尺^程中可分解水體中的有機物，吸收分解后的營養(yǎng)物質又可成為微生物的營養(yǎng)來源。因此，可投放適量的微生物（各類菌種）來平衡水體生態(tài)，防止水質進一步惡化。

四、結語

石臼湖、固城湖生態(tài)環(huán)境的修復和平衡需要經過一個綜合治理、調整修復的過程。在實施控源截污、清底挖淤、水生態(tài)修復的基礎上，還需加強水生態(tài)監(jiān)測監(jiān)管，建立河長制信息管理系統(tǒng)，實行流域監(jiān)管，強化河湖管理考核，并加大湖泊保護宣傳力度，強化公眾自覺自愿參與意識?！?/p>

[1]江蘇省水利科學研究院.2015—2016年度石臼湖水生態(tài)監(jiān)測總結報告[R].2017.

[2]江蘇省水利科學研究院.2015—2016年度固城湖水生態(tài)監(jiān)測總結報告[R].2017.

Monitoring of water ecology of Shijiu and Gucheng Lakes in Nanjing and restoration measures//

Lu Xiaoping,Zhang Jilu,Xia Zhengchuang

According to the results of water ecology monitoring of Shijiu and Gucheng Lakes,specific measures for eutrophication control are proposed such as cutting off extraneous contaminant,sediment dredging,putting aquatic animals and plants into lakes and fishery development in an ecological friendly way.The ideas shall make contribution to ecological recovery of other rivers and lakes.

Shijiu Lake;Gucheng Lake;water ecology monitoring;restoration measures;Nanjing City

TV+X171.4

B

1000-1123（2017）15-0037-03

2017-06-15

陸曉平，高級工程師，主要從事湖泊管理與保護、水利工程運行及施工管理等工作。

責任編輯 鄭爽