长江科学院院报

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2024 , Vol. 41 >Issue 12: 48 - 56

DOI: https://doi.org/10.11988/ckyyb.20230891

水环境与水生态

长江中下游湖泊沉积物氮磷污染现状及治理思路

  • 肖德强 , 1 ,
  • 董磊 2 ,
  • 潘雄 , 2
展开
  • 1 中国水利水电第九工程局有限公司, 贵阳 550081
  • 2 长江科学院 流域水环境研究所, 武汉 430010
潘 雄(1989-),男,湖北洪湖人,高级工程师,博士,主要从事流域水环境保护研究。E-mail:

肖德强(1984-),男,贵州遵义人,高级工程师,主要从事水环境治理与工程项目管理工作。E-mail:

Copy editor: 占学军

收稿日期: 2023-08-18

  修回日期: 2024-03-25

  网络出版日期: 2024-12-24

基金资助

武汉市科技局知识创新专项(2023020201020363)

收起

Pollution of Nitrogen and Phosphorus in Lake Sediments of Middle and Lower Yangtze River: Status and Remediation Strategies

  • XIAO De-qiang , 1 ,
  • DONG Lei 2 ,
  • PAN Xiong , 2
Expand
  • 1 China Water Resources and Hydropower 9th Engineering Bureau Co.,Ltd.,Guiyang 550081,China
  • 2 Basin Water Environmental Research Department, Changjiang River Scientific Research Institute,Wuhan 430010, China

Received date: 2023-08-18

  Revised date: 2024-03-25

  Online published: 2024-12-24

Fold

摘要

长江中下游是我国淡水湖泊分布最集中的区域之一,其水生态环境质量在过去十年有了明显改善,但湖泊富营养化趋势并未得到根本的遏制,部分湖泊水环境质量仍在恶化,富营养化问题甚至有所加重。现有湖泊营养化现状的解析由于研究样本数少,难以展示区域性的湖泊群体特征,存在一定的局限性。通过梳理长江中下游23个主要湖泊表层沉积物氮磷赋存特征,发现通江湖泊与半通江湖泊表层沉积物TN含量最高,且二者平均浓度大体相当,其次分别为城郊湖泊和城市湖泊。TP含量均值空间差异显著,城市湖泊表层沉积物TP含量最高,其次是城郊湖泊,通江湖泊与半通江湖泊的TP含量较低。虽然部分区域城市、城郊湖泊富营养化状况有所改善,但根据表层沉积物综合污染程度分级来看,长江中下游大部分湖泊处于重度污染,氮磷富营养化的治理仍需加强。研究结果可为长江中下游湖泊的富营养化现状提供整体认识,支撑长江流域湖泊富营养化防治。

关键词： 湖泊群; 富营养化; 沉积物; 氮磷污染控制; 长江中下游

本文引用格式

肖德强 , 董磊 , 潘雄 . 长江中下游湖泊沉积物氮磷污染现状及治理思路[J]. 长江科学院院报, 2024 , 41(12) : 48 -56 . DOI: 10.11988/ckyyb.20230891

Abstract

As one of the regions with the most concentrated distribution of freshwater lakes in China, the middle and lower reaches of the Yangtze River has seen significant improvements in water ecological environment in the past decade. However, the trend of lake eutrophication has not been fundamentally contained; the water environment quality and eutrophication of some lakes continue to deteriorate. Current analyses of lake pollution are limited by inadequate samples, making it challenging to discern regional characteristics among lake groups. In this paper, the characteristics of nitrogen and phosphorus pollution in surface sediments of 23 major lakes in middle and lower Yangtze River were analyzed. Results reveal that the average total nitrogen (TN) concentration in river-connected lakes and half-connected lakes are the highest, with no significant differences observed, followed by suburban lakes and urban lakes in descending order. Conversely, the mean total phosphorus (TP) concentration features notable differences, with urban lakes ranking the highest, followed by suburban lakes, river-connected lakes, and half-connected lakes in descending order. Although improvements have been made in the eutrophication status of regional urban and suburban lakes, the comprehensive pollution degree classification suggests that most lakes in the area still face severe pollution challenges. Therefore, there is still an urgent need to strengthen efforts in controlling nitrogen and phosphorus eutrophication. The results provide an overall understanding of the eutrophication of lakes in the middle and lower reaches of the Yangtze River, and support the prevention and control of eutrophication of lakes in the Yangtze River basin.

Key words： lake group; eutrophication; sediment; pollution control of nitrogen and phosphorus; middle and lower Yangtze River

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0 引言

长江中下游平原涵盖上海、江苏、浙江、安徽、江西、湖北和湖南7个省市,是我国经济最发达、人口最密集的区域之一,各类社会经济生产活动热烈[1-2]。该地区淡水湖泊众多,约占我国淡水湖泊总面积的60%,五大淡水湖泊中的鄱阳湖、洞庭湖、太湖以及巢湖分布于此,提供重要的饮用水、航运、旅游以及水产等资源服务[3-4]。截至2020年底,该地区四大湖泊仅洞庭湖水质提升为Ⅲ类,而鄱阳湖、太湖和巢湖受外源营养盐的输入和湖泊内水生生态系统自净能力衰退的影响,水质以Ⅳ类为主,营养状态处于轻度-中度富营养之间[5⇓-7]。长江中下游湖泊群普遍存在总氮、总磷超标等问题,富营养化是导致该地区湖泊水华频发、水生态系统生物多样性与稳态下降的重要原因,严重影响了湖泊各项生态功能的有效发挥,并加速湖泊老化[8-9]。湖泊是国家重要战略资源,是“山水林田湖草沙”生命共同体的重要组成部分。做好长江中下游湖泊水环境的保护与治理对推进长江经济带高质量发展与长江大保护战略十分重要[9⇓-11]。
沉积物处于土壤圈岩石圈、水圈和生物圈的自然交汇点,是湖泊外源氮磷营养盐输入后的重要储存载体,也是湖泊生态系统重要的物质与能量交换媒介[12]。随着湖泊富营养化进程的加剧,沉积物中营养物质不断富积[13]。虽然近20 a我国湖泊的外源污染输入控制逐渐向欧美国家看齐,取得了一定成效,但水体的藻类水华现象仍时见报道[14-15]。沉积物中蓄积的污染物重新释放进入水体对湖泊的富营养化贡献不可忽视,并越来越受国内外湖泊富营养化治理研究的关注[16-17]。在此背景下,加强对长江中下游淡水湖泊群沉积物氮磷营养盐污染与富营养化现状研究,思考相关纾缓对策具有较为重要的现实意义。
虽然已有较多学者陆续探究了我国湖泊、水库沉积物中氮磷营养盐的污染水平及分布特征,但研究往往局限于区域单个或少数几个湖泊,且研究时间尺度不一、时间跨度较长,难以进行有效的横向对比,缺少流域范围的湖泊沉积物内源营养盐污染现状及分布特征直观和整体认识[18-19]。此外,由于不同研究采用的采样/分析/污染评价方法的差异,限制了不同研究人员所得结果的可比性,也难以准确评价营养物的状况和趋势[17],一定程度上阻碍了对我国湖泊内源营养盐污染风险的认识及其综合管控与治理。
本文收集整理了近10 a 40余篇关于长江中下游湖泊沉积物污染调查的公开发表论文与数据,分析了氮磷营养盐赋存特征。研究结果可为长江中下游湖泊内源污染风险与富营养化状况提供整体的认识,支撑该流域湖泊富营养化的科学防治。

1 材料与方法

1.1 研究区域与数据分析

通过关键词设定,检索Web of Science、中国知网、万方、维普科技期刊等学术数据库,并收集了截止2023年7月公开发表的关于长江中下游湖泊沉积物氮磷营养盐污染现状与评价的40余篇论文。搜集的论文涉及长江中下游23个湖泊,统计了表层沉积物(0~20 cm)中总氮(TN)和总磷(TP)含量、空间状况及分布趋势,总结了影响沉积物氮磷营养盐赋存特征的关键环境因子。各个湖泊基本信息如表1[20⇓⇓⇓⇓⇓⇓⇓⇓-29]所示,湖泊水域面积、平均水深、蓄水量等数据从《中国湖泊分布地图集》[20]和文献报道中获得。统计过程中将所收集数据按湖泊和污染物种类取均值,误差是基于以参数形式给出的整个样本总体计算标准偏差,用以比较观察其中的差异。原论文中未提供原始数据,无法计算标准偏差处取平均数值的5%代替[18]。
表1 长江中下游主要湖泊基本信息概况

Table 1 Basic information of major lakes in middle and lower Yangtze River

湖泊 类型 水域面
积/km2		 平均水
深/m		 蓄水量/
(亿m3)		 所在省份
鄱阳湖[21] 通江湖泊 2 933.0 5.1 149.0 江西
军山湖[22] 半通江湖泊 192.5 4.0 12.0
太湖[20] 半通江湖泊 2 338.1 1.9 44.3 江苏
阳澄湖[23] 半通江湖泊 117.0 1.9 4.4
石臼湖[20] 半通江湖泊 214.7 1.7 3.4
洞庭湖[21] 通江湖泊 2 625.0 6.4 167.0 湖南
大通湖[24] 城郊湖泊 82.7 2.0 2.3
巢湖[20] 半通江湖泊 770.0 2.4 18.0 安徽
龙感湖[21] 半通江湖泊 312.9 4.2 13.3
大官湖[20] 半通江湖泊 217.0 2.2 4.8
泊湖[25] 半通江湖泊 180.0 3.5 9.9
武昌湖[20] 城郊湖泊 125.0 3.4 4.3
洪湖[5] 半通江湖泊 402.0 1.9 7.5 湖北
长湖[21] 半通江湖泊 131.1 2.5 6.6
斧头湖[5] 半通江湖泊 128.0 1.6 2.0
东湖[21] 城市湖泊 33.7 2.5 1.2
南湖[21] 城市湖泊 12.0 5.0 —
墨水湖[26] 城市湖泊 3.6 2.0 —
月湖[27] 城市湖泊 0.7 1.2 —
汤逊湖[26] 城郊湖泊 47.6 2.5 —
梁子湖[5] 城郊湖泊 256.0 2.5 6.5
后官湖[28] 城郊湖泊 11.3 2.0 —
武湖[29] 城郊湖泊 21.2 2.6 0.6

1.2 污染风险评价

针对湖泊沉积物中营养盐的污染状况,目前尚无统一的标准评价[30]。本研究中对长江中下游湖泊沉积物中氮、磷的污染风险评价统一参考加拿大安大略省环境和能源部给出的沉积物中能引起最低级别生态风险效应的TN和TP阈值(0.55 g/kg和0.60 g/kg)[31],详情如表2所示。
表2 加拿大安大略省沉积物营养物质质量基准[31]

Table 2 Quality criteria for sediment nutrients in Ontario, Canada[31]

污染物指标 沉积物营养物质质量基准/(mg·kg-1)
安全级 最低级 严重级
TN <550 550~4 800 >4 800
TP <600 600~2 000 >2 000
单因子污染指数和综合污染指数计算方法为[30,32]:
Si=Ci/Cs,
F F = F 2 + F m a x 2 2 　 。
式中:Si为单项评价指数或标准指数,Si>1表明含量超过评价标准值;Ci为评价因子i的实测值(g/kg);Cs为评价因子i的评价标准值(g/kg),TN的Cs为0.55 g/kg,TP的Cs为0.60 g/kg;FF为综合污染指数;F为n项污染物污染指数平均值(TN的标准指数STN和TP的标准指数STP的平均值);Fmax为最大单项污染指数(STN和STP的最大值)。长江中下游湖泊表层沉积物氮、磷污染评价及污染程度分级依据见表3[32]。
表3 表层沉积物综合污染程度分级[32]

Table 3 Classification of comprehensive pollution degree of surface sediments[32]

分级 STN STP FF 污染程度
1级 <1.0 <0.5 <1.0 清洁
2级 [1.0,1.5] [0.5,1.0] [1.0,1.5] 轻度
3级 (1.5,2.0] (1.0,1.5] (1.5,2.0] 中度
4级 >2.0 >1.5 > 2.0 重度

2 长江中下游湖泊沉积物氮磷污染现状

2.1 长江中下游湖泊沉积物氮磷赋存特征

通过文献的梳理统计分析,长江中下游23个湖泊表层沉积物中TN含量均值范围为776.5~3 997.9 mg/kg,区域整体平均达1 920.1 mg/kg;TP含量均值范围在255.0~3 910.0 mg/kg之间,区域整体平均达926.9 mg/kg。沉积物中含氮量水平最高的为洪湖,含磷量水平最高的为武汉南湖。按湖泊类型来看[33],如图1所示,长江中下游湖泊表层沉积物TN含量分布无显著差异(p<0.05),以通江湖泊与半通江湖泊表层沉积物TN含量最高,且二者平均浓度大体相当,分别为2 075.2±1 208.8、2 096.6±1 104.0 mg/kg,其次分别为城郊湖泊(1 754.2±738.7 mg/kg)和城市湖泊(1 564.5±741.2 mg/kg)。但不同类型的湖泊表层沉积物TP含量则存在显著差异(p<0.05),其中城市湖泊表层沉积物TP含量最高(1 760.8±1 517.8mg/kg),其次是城郊湖泊(937.4±687.0 mg/kg),通江湖泊与半通江湖泊表层沉积物TP含量较低,二者差异不显著。造成这些差异的原因可能在于通江、半通江湖泊受周边农林牧副渔生产活动的面源污染输入氮污染总负荷高于城郊、城市湖泊,后者则受城市居民生活、工业生产等污染排放,磷污染总负荷要显著高于通江、半通江湖泊。吴世凯等[33]在解析长江中下游湖泊2003—2004年水质时指出各类型湖泊氮磷浓度变化表现为:城市湖泊>城郊湖泊>半通江湖泊>通江湖泊。沉积物是湖泊外源氮磷营养盐输入后的重要储存载体[12],沉积物的氮磷污染水平与湖泊长期的水质状况呈正相关。由此表明,经过近10 a江湖湖库水环境污染治理工作的推进,长江中下游城市、城郊湖泊富营养化状况有所改善,氮磷的分布特征正在悄然改变。
图1 长江中下游主要不同类型湖泊表层沉积物氮磷平均浓度[15,25⇓⇓-28,35⇓⇓⇓⇓⇓⇓⇓⇓⇓⇓⇓⇓⇓-49]

Fig.1 Average nitrogen and phosphorus concentration in surface sediments of different types of lakes in middle and lower Yangtze River[15,25⇓⇓-28,35⇓⇓⇓⇓⇓⇓⇓⇓⇓⇓⇓⇓⇓-49]

在地理上将长江中下游23个湖泊划分为洞庭-江汉湖区、鄱阳-华阳湖区以及巢湖-太湖湖区[34],比较各地区湖泊表层沉积物氮磷含量水平结果如图2所示。在不计入城市湖泊沉积物氮磷含量数据的情况下,洞庭-江汉湖区与鄱阳-华阳湖区表层沉积物TN含量均值相当,且均高于巢湖-太湖湖区,但三者差异不显著(p<0.05);洞庭-江汉湖区表层沉积物TP含量均值最高,而鄱阳-华阳湖区与巢湖-太湖湖区含量相当,但三者同样差异不显著(p<0.05)。原因可能是经济发展更好的巢湖-太湖湖区农业生产相对其他两块地区占比少,面源污染输入量不及洞庭-江汉湖区与鄱阳-华阳湖区。同时也可能是经济发展更好的地区对辖区水环境污染控制的投入与治理效果更好,发挥了一定的效益。
图2 长江中下游不同地区湖泊表层沉积物氮磷平均浓度[15,25⇓⇓-28,35⇓⇓⇓⇓⇓⇓⇓⇓⇓⇓⇓⇓⇓-49]

Fig.2 Average nitrogen and phosphorus concentration in surface sediments of lakes in different regions of middle and lower Yangtze River[15,25⇓⇓-28,35⇓⇓⇓⇓⇓⇓⇓⇓⇓⇓⇓⇓⇓-49]

从时间上来看,研究比较了长江下游湖泊汛期和非汛期沉积物总氮、总磷浓度差异。结果发现非汛期总氮浓度均值整体略大于汛期,但差异并不显著,非汛期总磷浓度均值则略小于汛期(图3)。在非汛期有2个离群点,即武汉南湖和墨水湖,它们的总磷浓度均值显著高于其它长江中下游湖泊。在汛期也有2个离群点,分别是武汉南湖和大通湖,它们的总磷浓度均值也显著高于其它长江中下游湖泊,应该加强其治理。
图3 长江中下游湖泊汛期和非汛期总氮、总磷浓度分布

Fig.3 Distributions of TN and TP concentration in lake sediments of middle and lower Yangtze River in flood season and non-flood season

2.2 长江中下游湖泊沉积物氮磷污染风险评价

研究参考加拿大安大略省沉积物营养物质质量基准,发现长江中下游湖泊沉积物中总氮平均含量范围在550~4 800 mg/kg之间。整体污染超出了安全级,程度为最低级,生态风险较低。其中龙感湖和洪湖的总氮浓度相对较高,均值分别为3 140.0 mg/kg和3 971.5 mg/kg,而石臼湖、斧头湖和墨水湖总氮浓度相对较低,均值分别为776.5、779.0、559.4 mg/kg。沉积物中能引起最低级别生态风险效应的TP阈值为600 mg/kg。对长江中下游湖泊沉积物中总磷浓度进行分析,其中34.8%的湖泊,包括鄱阳湖、太湖、石臼湖、泊湖、斧头湖、月湖、梁子湖和后官湖沉积物总磷浓度均小于TP阈值,均值分别为565.0、476.3、585.1、483.0、599.4、392.0、544.7、197.5 mg/kg,污染物指标为安全级,没有生态风险。而65.2%的湖泊,包括军山湖、阳澄湖、洞庭湖、大通湖、巢湖、龙感湖、大官湖、武昌湖、洪湖、长湖、东湖、南湖、墨水湖、汤逊湖和武湖的总磷浓度范围在600~2 000 mg/kg,均值分别为628.8、822.0、679.0、1 853.1、651.0、837.0、652.0、712.0、698.4、970.0、986.7、3 680.0、1 661.5、940.5、935.0 mg/kg,污染程度为最低级,生态风险较低。根据单因子污染指数评价方法评价结果(表4),长江中下游湖泊沉积物中氮污染等级多为重度。
表4 长江中下游湖泊综合污染分级

Table 4 Classification of comprehensive pollution degree of lakes in middle and lower Yangtze River

类型 湖泊名称 STN STP FF 污染等级
通江湖 鄱阳湖 5.33 0.94 4.37 重度
洞庭湖 2.22 1.13 1.97 中度
半通江湖 军山湖 — 1.05 — —
太湖 3.45 0.79 2.87 重度
阳澄湖 2.00 1.37 1.85 中度
石臼湖 1.41 0.98 1.31 轻度
巢湖 3.26 1.09 2.77 重度
龙感湖 5.71 1.40 4.75 重度
大官湖 3.67 1.09 3.09 重度
泊湖 3.11 0.81 2.60 重度
洪湖 7.22 1.16 5.90 重度
长湖 6.58 1.62 5.48 重度
斧头湖 1.42 1.00 1.32 轻度
城市湖泊 东湖 2.57 1.64 2.35 重度
南湖 3.84 6.13 5.59 重度
墨水湖 1.02 2.77 2.37 重度
月湖 3.22 0.65 2.66 重度
城郊湖泊 大通湖 2.23 3.09 2.88 重度
武昌湖 2.87 1.19 2.49 重度
汤逊湖 4.80 1.57 4.07 重度
梁子湖 1.69 0.91 1.51 中度
后官湖 — 0.33 — —
武湖 4.35 1.56 3.72 重度
从湖泊类型来看,整体以通江湖泊和半通江湖泊中磷污染较轻,多数处于清洁和轻度污染等级。综上所述,长江中下游湖泊整体上沉积物中氮的污染更为严重。
根据表层沉积物综合污染程度分级[35],从表4可以看出长江中下游23个湖泊中16个处于重度污染状态(FF>2.0),占比69.6%,因此还需加强对于氮磷的治理。石臼湖和斧头湖有轻度污染风险。再结合长江下游主要湖泊基本信息概况[33],发现在通江湖泊和半通江湖泊中总磷浓度较高,总氮浓度相对较低,总体上应该加强对湖泊沉积物中总磷污染的治理;在检测的城郊和城市湖泊中,只有梁子湖和后官湖的总氮浓度和总磷浓度相对较低,其它湖泊都处在重度污染水平。

2.3 长江中下游湖泊内源污染的关键影响因素

长江中下游湖泊群是一个洪泛平原湖群,历史积累的营养本底原本就偏高[36]。自20世纪80年代以来,该地区成为了我国湖泊开发与保护的热点区域,人类生产生活强度大,湖泊流域外源污染输入强度和负荷均较大[34]。总体来看,长江中下游湖泊内源营养盐时空分布受到本地区湖泊的形成方式、气候水文条件以及外源污染输入作用的影响[37,50],造成了湖泊内源营养盐含量处于较高水平。

2.3.1 气候水文因素

作为重要的淡水资源储蓄地,长江中下游湖泊水体水质受水文气象过程的影响很大,并进一步影响了对应沉积物营养盐水平[28,38,51]。不同水期调查研究表明长江中下游湖泊在汛期和非汛期沉积物总氮浓度和总磷浓度的差异较大,具体表现为:非汛期总磷浓度小于汛期,而总氮浓度大于汛期[39]。究其原因,前者通常在于汛期温度较高,降雨量较大,入湖流量较高,带来了大量营养盐或高营养泥沙,导致汛期沉积物总磷浓度偏大。后者则可能是由于汛期温度偏高,湖泊生态系统反硝化作用增强,同时汛期水体扰动加强,沉积物中氮营养盐与泥沙颗粒物的作用力弱较磷更易释放进入水体[25,40-41]。此外,非汛期沉水植物的腐解增多也可能是造成沉积物总氮含量偏大的原因[52]。
水位变化也被证实是驱动湖泊沉积物中氮磷等营养盐迁移转化的重要因子,湖泊沉积物的干湿交替会诱导磷短时间集中释放过程,并可能导致沉积物磷释放量的增加[53-54]。加上江湖关系的阻断导致湖泊水流速度减缓,影响了水体稀释、扩散、降解和转化的过程,削弱了湖泊水体的自净能力[42]。长江中下游湖泊普遍是浅水湖泊,风浪容易对表层沉积物泥水界面形成扰动,促进氮磷营养盐的释放[55]。
与此同时,近年来研究也指出全球气候变暖后,长江中下游湖泊湖面风速下降,风浪扰动程度同时降低,这增强了湖区水柱的稳定性,降低了底部溶解氧浓度,并最终增加了内源释放的风险[56]。

2.3.2 水生态环境因素

生态系统的退化减弱了长江中下游湖泊的自净能力,可能是导致沉积物营养盐积累的直接原因[34]。谢平[57]进一步指出生态系统退化后的富营养化湖泊,藻类水华频发也会促使内源磷负荷的增加。良好的水生植被状况一方面会有效抑制了浮游植物的生长,另一方面还能抑制浅水湖泊沉积物的再悬浮,从而抑制内源氮磷的释放[58-59]。不过水生植物的死亡堆积,会使湖泊沉积物营养盐逐步堆积,需要及时收割与打捞。
流域内外源污染物的输入则是当前长江中下游湖泊沉积物氮磷营养盐含量偏高最为重要的原因。除直接造成内源营养盐的富集之外,外源污染对湖泊生态系统的破坏也会带来间接影响。诸多研究证实洪湖、大通湖等地的水产养殖,化肥的直接投放是其沉积物营养盐偏高的重要原因,这种人类开发活动对当地湖泊生态系统的影响至今仍未能消除[15,37]。

3 长江中下游湖泊内源污染治理思路

目前长江中下游湖泊内源污染控制的关键虽仍然在于防控外源污染的输入,但内源污染的风险不可忽视[10]。根据湖泊自身的类型特点,探索湖泊底泥清淤、水生态修复以及水系连通等技术方案,是湖泊内源污染治理和生态修复的方向。

3.1 底泥清淤

减少湖泊沉积物高含量的污染物向水体释放,最好的办法仍然是底泥清淤。为此,建议着手制定长江中下游湖泊沉积物清淤标准和规范,提出不同类型湖泊的最佳清淤方式。对清淤的建议应本着科学论证,采用“分区域、分阶段、先试点”的思路开展,并着重研究解决淤泥的资源化利用与清淤后水生植被的恢复问题[52]。或者反其道而行之,研究减少湖泊淤积的技术方案,如在入湖河渠设置沉泥池截污,采取“河湖分家”等措施,减少入湖的污泥量,监测湖泊回淤情况、速度及影响。

3.2 水生态修复

水生态系统退化是长江中下游湖泊面临的普遍问题,采取适宜的措施缓解并修复当地的生态系统,进而保障湖泊碳氮磷元素地球生物化学循环功能是湖泊内源污染治理的有效途径[59]。为此可基于长江中下游不同类型湖泊沉水植物生境的关键限制因子,筛选的沉水植物先锋种和建群种,确定最优定植方式,效仿美国在阿勃卡湖周边购买农业用地改造优化湖滨带的方法[60],并在湖泊的清淤区、水生植物保护区及湖滨带优化构建稳定的沉水植物群落,从湖区水生植物恢复和湖滨带生态构建两方面进行水生态修复[61]。
进一步在沉水植物恢复区通过放养底栖生物、土著鱼类等生物操纵,进一步优化食物链,构建物种多样和持续稳定的水生态系统,以达到削减入湖污染负荷,缓解湖区沉积物污染富集。

3.3 水系连通

解析湖泊不同水文特征下(包括水位波动、流量、流速等)与内源污染物释放间的密切关系,考虑从水系连通、入湖河渠治理以及科学的引调水等方面研究制定不同类型湖泊內源污染控制方案。通过优化水资源配置及水文过程调控,改善水体流动性、增强河湖的自净能力,进而促进水环境改善和水生态功能恢复[34]。必须认识到长江中下游湖泊内源污染治理是一项系统的工作任务,应该坚持系统治理的思路,同时制定科学的规划,设立了分阶段的治理目标,学习日本霞浦湖、琵琶湖等优秀案例经验,进行分阶段治理[62]。

4 结束语

(1)长江中下游湖泊表层沉积物TN含量分布在空间上无显著差异,以通江湖泊与半通江湖泊最高,其次分别为城郊湖泊和城市湖泊;但TP含量分布则有显著差异,以城市湖泊最高,城郊湖泊次之,通江湖泊与半通江湖泊最低。经过近10 a水环境污染治理,长江中下游城市、城郊湖泊富营养化状况有所改善,氮磷的分布特征改变。
(2)长江中下游100%的湖泊沉积物TN污染超出了安全级,程度为最低级;65.2%的湖泊沉积物TP污染超出了安全级,程度同样为最低级;69.6%的湖泊沉积物综合污染程度为重度,需要加强氮磷的治理。
(3)长江中下游湖泊内源污染控制的关键在于外源污染输入的控制。在此基础上,根据湖泊自身的类型特点针对性开展内源污染治理和生态修复工作,探索水系连通、清淤示范相关研究,提升流域性的综合管理。

参考文献

原文顺序 | 文献年度倒序 | 文中引用次数倒序
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