引言 太湖濕地要否恢復(fù)?能否恢復(fù)?如何恢復(fù)?值得深思。太湖修復(fù)生態(tài)恢復(fù)濕地任務(wù)艱巨,道路曲折,需加倍努力。應(yīng)乘長江大保護(hù)之東風(fēng),克服畏難情緒,創(chuàng)新技術(shù)集成修復(fù)生態(tài)恢復(fù)濕地至太湖1950-1970年的規(guī)模。
一、濕地和生態(tài)系統(tǒng)
⑴ 濕地定義。《中華人民共和國濕地保護(hù)法》中定義為具有顯著生態(tài)功能的自然或者人工的、常年或者季節(jié)性積水地帶、水域,包括低潮時(shí)水深不超過六米的海域。應(yīng)該說此為廣義濕地概念,如太湖全部水域(包含水位變幅部分)均應(yīng)是濕地;狹義濕地,如以下文中太湖濕地僅指生長一定密度植物等生物的水域。
⑵ 濕地作用。能起到凈化水體、固定底泥、減少污染物釋放、豐富生物多樣性、抑制藍(lán)藻等作用,又是在太湖基本消除藍(lán)藻爆發(fā)后確保太湖不再發(fā)生藍(lán)藻爆發(fā)的基本措施。
⑶ 太湖生態(tài)系統(tǒng)。包括太湖湖體及其周圍一定范圍相關(guān)聯(lián)的陸域河湖的水體(含地表水地下水)、底泥及其生物。生態(tài)系統(tǒng)包括生物群體和生境二部分。其中生物包括生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者三類;生境包括三類:① 水.基質(zhì).介質(zhì).入湖出湖河道等;② 天氣氣候因素;③ 物質(zhì)代謝原料無機(jī)鹽.腐殖質(zhì).氧氣.氮?dú)獾取?/p>
⑷ 生物多樣性。一般包括藻類(藍(lán)藻和其它藻類)、植物、動(dòng)物(浮游動(dòng)物、底棲動(dòng)物、魚類)和微生物等生物。
⑸ 生物分類。一般分為界.門.綱.目.科.屬.種7個(gè)層次。其中生物三界系統(tǒng)分類學(xué)說中,生物分為植物.動(dòng)物.微生物三類。藍(lán)藻在三界學(xué)說中歸為植物界中的浮游植物,在生物六界學(xué)說歸為藍(lán)藻界,作為單獨(dú)一界生物,不算浮游植物。
二、太湖生態(tài)系統(tǒng)損毀及修復(fù)
1 太湖生態(tài)系統(tǒng)受損
太湖以往有良好的生態(tài)系統(tǒng)和豐富的濕地資源,動(dòng)植物和藻類多樣性豐富,是一個(gè)健康美麗的太湖。
1.1 生態(tài)系統(tǒng)受損
20世紀(jì)70-90年代起太湖生態(tài)系統(tǒng)在水質(zhì)、底泥、濕地、生物多樣性等各方面開始受損,受損程度日益嚴(yán)重。
⑴ 濕地減少。從解放初的超過650km2縮減至少于400km2,減少250km2以上。
太湖濕地受損從20世紀(jì)70-80年代的水污染開始,污染日益嚴(yán)重,后以藍(lán)藻為主的藻類(以下簡稱藍(lán)藻)年年爆發(fā),透明度降低,沉水植物受損,其中五里湖沉水植物在80年代首先受損,其次梅梁湖、貢湖在90年代受損,竺山湖在90年代-21世紀(jì)初受損,受損特別嚴(yán)重的水域幾乎看不見沉水植物。
東太湖的圍網(wǎng)養(yǎng)魚及圍墾使沉水植物在21世紀(jì)初受損,受損面積超70km2。
蘆葦濕地受損主要是80-90年代建設(shè)環(huán)湖大堤,使太湖東部、西部和北部沿岸淺灘蘆葦濕地減少,其中太湖西部沿岸濕地減少70-80km2。
⑵ 1990年起藍(lán)藻年年持續(xù)爆發(fā)。年最大爆發(fā)面積從100km2多發(fā)展至最多的1400km2。
⑶ 藻密度持續(xù)升高。太湖藻密度自2009年的1447萬個(gè)細(xì)胞/L升高至2020年的9200萬個(gè)/L,為6.36倍。其中湖心升高至19.18倍。
⑷ 太湖水質(zhì)惡化。年均水質(zhì)從以往的Ⅱ-Ⅲ類升高至21世紀(jì)初的Ⅴ-劣Ⅴ類。其中TN、TP最高值分別達(dá)到3.54、0.096mg/L。
⑸ 生物多樣性減少。
1.2 生態(tài)系統(tǒng)受損原因
⑴ 外源入湖增多。20世紀(jì)70-80年代起鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)大發(fā)展,污染負(fù)荷排放量日益增加,生活污水由農(nóng)肥變?yōu)槲鬯欧胚M(jìn)入河湖。
⑵ 內(nèi)源增多。以往年年人工罱泥,入湖污染物幾乎能及時(shí)得到人工清除。后社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展,不再人工罱泥,受污染淤泥越積越多。
⑶ 藍(lán)藻年年持續(xù)爆發(fā)。太湖藍(lán)藻自1990年爆發(fā)后日益擴(kuò)大,藍(lán)藻成為主要的生物種群。其結(jié)果使藻類多樣性減弱及加重水體污染。
⑷ 富營養(yǎng)化加重。富營養(yǎng)化加重、藍(lán)藻爆發(fā)、透明度降低等原因致沉水植物群落大量死亡。
⑸ 底泥污染加重。久未清淤、富營養(yǎng)化加重及藍(lán)藻持續(xù)年年爆發(fā)使底泥淤積增加和污染加重。
⑹ 人工圍墾。20世紀(jì)60-70年代經(jīng)濟(jì)形勢困難,大量圍墾蘆葦灘地發(fā)展農(nóng)業(yè)、水產(chǎn)業(yè),估計(jì)沿太湖蘆葦濕地圍墾超過160Km2。
⑺ 圍網(wǎng)養(yǎng)殖。如東太湖圍網(wǎng)養(yǎng)殖超過30km2,使沉水植物無法生長。
2 生態(tài)修復(fù)
2.1 生態(tài)修復(fù)措施
⑴ 實(shí)施“零點(diǎn)行動(dòng)”。以1998年12月 31日實(shí)施的“零點(diǎn)行動(dòng)”為代表,使太湖水污染惡化趨勢得到暫時(shí)扼制。
⑵ 調(diào)整水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。國家《地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838—83)經(jīng)1988年、1999年二次修訂后,在2002年修訂為《GB3838-2002)標(biāo)準(zhǔn),提高和完善了治理標(biāo)準(zhǔn)。
⑶ 同時(shí)治理點(diǎn)源面源。措施:有計(jì)劃治理工業(yè)點(diǎn)源;建設(shè)一批規(guī)模城鎮(zhèn)污水廠,禁止使用有磷洗衣粉,同時(shí)治理規(guī)模畜禽養(yǎng)殖業(yè)和多種面源。
⑷ 建閘控污。太湖中游入湖河道直湖港、梁溪河、大溪港、小溪港等河道建閘控污,使河道污水不入湖。
⑸ 調(diào)水。望虞河“引江濟(jì)太”調(diào)水入湖和梅梁湖泵站調(diào)水出湖,二者至2020年合計(jì)調(diào)水215億m3。
⑹ 生態(tài)清淤打撈藍(lán)藻。2007-2020年清淤4200萬m3,打撈藻水2002萬m3。
⑺ 生態(tài)修復(fù)試驗(yàn)示范。太湖及其周圍進(jìn)行多次生態(tài)修復(fù)試驗(yàn)和示范。
2.2 生態(tài)修復(fù)總體效果
⑴ 太湖水質(zhì)有所改善富營養(yǎng)化有所減輕。太湖水質(zhì)從21世紀(jì)初劣Ⅴ類改善為2020年Ⅳ類,其中TN由2007年2.35mg/L改善為2020年1.48mg/L,削減37 %。營養(yǎng)程度由中富(部分為重富)改善為輕富。
⑵ 濕地面積增加。太湖水域恢復(fù)人工濕地50-60km2。近年太湖濕地面積為350km2,其中沉水植物200-250km2。
⑶ 建設(shè)濕地保護(hù)區(qū)和水利風(fēng)景區(qū)。如:建設(shè)蘇州太湖、無錫梅梁湖、無錫五里湖、無錫長廣溪、無錫梁鴻、宜興橫山、杭州西溪等國家級(省級)城市濕地公園或水利風(fēng)景區(qū)。起到改善太湖及周圍河湖水質(zhì)、人居環(huán)境、風(fēng)景旅游環(huán)境的作用。
⑷ 減輕底泥污染。由于生態(tài)清淤和打撈藍(lán)藻水,清除水體和底泥中相當(dāng)多藍(lán)藻、P N、有機(jī)質(zhì)等污染物,減輕底泥污染。
⑸ 生物多樣性有所增加。
3生態(tài)修復(fù)存在問題
3.1 藍(lán)藻爆發(fā)程度嚴(yán)重
太湖藍(lán)藻爆發(fā)30多年,爆發(fā)程度雖有高低,總體是年年持續(xù)規(guī)模爆發(fā)。其中主要指標(biāo)藻密度呈持續(xù)上升趨勢,湖中心藻密度2020年較2009年上升近20倍(2009年以前無數(shù)據(jù))。直至2020年才呈下降趨勢。使藍(lán)藻成為太湖絕對優(yōu)勢種藻類。
3.2 存在“湖泛”及其潛在危險(xiǎn)
太湖在20世紀(jì)90年代起梅梁湖水源地發(fā)生多次藍(lán)藻爆發(fā)“湖泛”型供水危機(jī)和2007年貢湖水源地發(fā)生嚴(yán)重供水危機(jī)。后治理取得相當(dāng)成效,消除水源地供水危機(jī)。但在竺山湖、梅梁湖和貢湖的部分水域仍存在“湖泛”或存在發(fā)生“湖泛”的潛在危險(xiǎn)。
3.3 人工恢復(fù)濕地面積有限
2007年后開始修復(fù)濕地,恢復(fù)面積60-70km2。其中,東太湖退魚池還湖37km2,蘇州三山修復(fù)蘆葦濕地3km2,五里湖退魚池還湖2 km2,貢湖、梅梁湖和西部沿岸修復(fù)部分濕地。
3.4 生態(tài)修復(fù)項(xiàng)目的長期效果普遍不佳
多年來實(shí)施的眾多生態(tài)修復(fù)試驗(yàn)示范項(xiàng)目,長期良好保存不來的有限。如863項(xiàng)目太湖的西五里湖1Km2的生態(tài)修復(fù)項(xiàng)目和太湖的梅梁湖水源地7Km2的生態(tài)修復(fù)項(xiàng)目,其沉水植物在2005年結(jié)束試驗(yàn)2-3年后則全部死亡。項(xiàng)目的建設(shè)、設(shè)計(jì)、實(shí)施及管理單位缺乏建設(shè)健康生態(tài)系統(tǒng)的認(rèn)識,僅滿足于驗(yàn)收時(shí)的短期效果,未在機(jī)制上把人工生態(tài)修復(fù)納入陸地綠化一樣的規(guī)范化管護(hù)。以后此類現(xiàn)象有所改善。
3.6 生態(tài)修復(fù)價(jià)格高
生態(tài)修復(fù)的價(jià)格一般均較高,有些要超過200元/m2,高單價(jià)無法實(shí)施大面積推廣,使千百次寶貴的生態(tài)修復(fù)經(jīng)驗(yàn)大多只能停留在試驗(yàn)示范或小范圍上,難以大面積推廣。
3.7 總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)和技術(shù)集成不夠
太湖有些濕地已修復(fù)6-10年或更長,管護(hù)良好,水體清沏和水草茂盛。如東太湖和五里湖。也有竣工驗(yàn)收后不久就消失的項(xiàng)目。應(yīng)認(rèn)真總結(jié)太湖和全國生態(tài)修復(fù)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)和進(jìn)行生態(tài)修復(fù)技術(shù)集成。
3.8 存在思想認(rèn)識問題
有些人滿足于現(xiàn)有治理富營養(yǎng)化和生態(tài)修復(fù)取得的成績;缺乏深入修復(fù)太湖生態(tài)的信心,認(rèn)為治好湖泊藍(lán)藻爆發(fā)和恢復(fù)以往植被覆蓋率難以做到,如“三湖”(太湖巢湖滇池)的水環(huán)境綜合治理規(guī)劃或方案中均無生態(tài)修復(fù)恢復(fù)濕地的目標(biāo)。
三、太湖生態(tài)修復(fù)案例
太湖修復(fù)生態(tài)恢復(fù)濕地的大大小小案例很多,現(xiàn)將有限調(diào)查所得的案例分水域按時(shí)間敘述如下:
1 五里湖生態(tài)修復(fù)試驗(yàn)
五里湖(蠡湖、現(xiàn)8.5km2)在2002-2005年已全面實(shí)施清淤、退魚還湖、建閘擋污和生態(tài)修復(fù)等措施,期間進(jìn)行多次生態(tài)修復(fù)試驗(yàn)(如下),修復(fù)時(shí)均成功,有部分修復(fù)成果保留下來??傮w上五里湖成功進(jìn)行了修復(fù)生態(tài)恢復(fù)濕地、效果良好,水質(zhì)從劣Ⅴ類提升為Ⅳ類,且保持至今,基本不發(fā)生藍(lán)藻爆發(fā),成為國家級濕地公園。但其植被覆蓋率仍不高,僅15-20%,未達(dá)到水功能區(qū)目標(biāo)的Ⅲ類水。
例1、五里湖中橋水廠取水口生態(tài)修復(fù)試驗(yàn)
中科院南京地湖所濮倍民研究員領(lǐng)導(dǎo)的凈化中橋水廠水源地水質(zhì)的生態(tài)修復(fù)實(shí)驗(yàn),在1994~1995年實(shí)施。該項(xiàng)目采用物理—生態(tài)聯(lián)合凈化工程。實(shí)驗(yàn)面積2000㎡。建造了由多塊植物群落組合的水生植物修復(fù)試驗(yàn)。效果良好:NH3-N由7-8mg/L提升到1-2mg/L,下降66.7%;藻類葉綠素a下降57.7%,藻類密度下降2-3個(gè)數(shù)量級;TN下降60%。改善了水源水質(zhì)。但試驗(yàn)結(jié)束后未繼續(xù)。
例2、五里湖湖濱飯店南側(cè)生態(tài)修復(fù)試驗(yàn)
試驗(yàn)工程是利用浮床陸生植物直接凈化富營養(yǎng)化水體。試驗(yàn)于1999-2000年進(jìn)行,此時(shí)五里湖水污染很嚴(yán)重。項(xiàng)目由陳荷生教授、宋祥甫研究員主持。試驗(yàn)在圍隔內(nèi)進(jìn)行,試驗(yàn)水域總面積3600m2,分四塊。分別種旱傘草、美人蕉和蕹菜等三種陸生植物,覆蓋率分別為15、30、45%。試驗(yàn)效果良好:其中45%處理區(qū)由劣于Ⅴ類改善Ⅴ類水,N從2.99mg/L改善到1.95mg/L,透明度從46.9cm提高到165.1 cm,葉綠素a較對比區(qū)削減77%。試驗(yàn)結(jié)束后未繼續(xù)。
例3、西五里湖生態(tài)修復(fù)試驗(yàn)工程
2003~2005年國家科技部治理在西五里湖實(shí)施生態(tài)重建工程,由年躍剛研究員主持。在圍隔內(nèi)分水域進(jìn)行生態(tài)修復(fù),總面積1 km2。主要是人工種植各類植物、殖魚類和貝殼類。采用“控制污染源、生境改善、生態(tài)清淤、生態(tài)重建、穩(wěn)態(tài)調(diào)控”5項(xiàng)措施。效果良好:2005年,NH3-N、TN、TP分別由3.11、6.2、0.11mg/L削減80.13%、61.1%、43.64%;藍(lán)藻爆發(fā)程度大為減輕;植物覆蓋率由<10%提高到74.1%。2009年水質(zhì)改善到Ⅳ類。其后由于多種原因,試驗(yàn)區(qū)沉水植物全部消失。
例4、五里湖蠡園公園長廊南生態(tài)修復(fù)試驗(yàn)
試驗(yàn)面積2800m2,試驗(yàn)時(shí)間2008年4月-2010年8月。由淡水漁業(yè)中心退休專家劉其哲自費(fèi)實(shí)施。試驗(yàn)包括圍隔和種植沉水植物二部分。試驗(yàn)效果良好:水質(zhì)從Ⅴ類改善至Ⅳ類,其中TN達(dá)到Ⅲ類;削減率:TN 21%、 TP 53.3%、藍(lán)藻密度95.2%;透明度由0.5m提高至1.2m。后受到干予試驗(yàn)未繼續(xù)。
例5、西五里湖生態(tài)修復(fù)養(yǎng)菱試驗(yàn)
試驗(yàn)區(qū)位于渤公島與鷺島間,面積4萬m2。試驗(yàn)時(shí)間2010年6~10月。試驗(yàn)前水質(zhì)Ⅳ-Ⅴ類,透明度30~60cm。試驗(yàn)?zāi)康氖翘岣咄该鞫戎?.5m,為全面修復(fù)沉水植物作準(zhǔn)備。試驗(yàn)內(nèi)容:① 在圍隔圍內(nèi)種植本地品種浮葉植物菱。② 控制水生動(dòng)物魚類和底棲動(dòng)物烏龜?shù)奈:?。試?yàn)效果良好:① 水質(zhì)顯著改善,TP達(dá)到Ⅰ~Ⅲ類,TN達(dá)到Ⅲ~Ⅳ類;② 水體清澈見底,透明度1.5~2.5m。
例6、西五里湖渤公島濕地生態(tài)修復(fù)工程
項(xiàng)目位于渤公島附近水域,面積15萬m2,2017-2020年實(shí)施。由無錫市農(nóng)委主持。目標(biāo):提高透明度、清潔水體,豐富生物多樣性,使蠡湖濕地公園更美麗。主要措施,種植水草。效果良好,清澈見底,游客眾多。
例7、東五里湖生態(tài)修復(fù)試驗(yàn)
項(xiàng)目位于夢帆廣場水域,實(shí)施時(shí)間2020年6月-2021年6月,面積1萬m2。實(shí)施單位:無錫恒誠水利工程有限公司、華川技術(shù)有限公司。目標(biāo):達(dá)到Ⅲ類水、無藍(lán)藻爆發(fā)、透明度0.8-1.0m。采取措施:曝氣增氧、種植沉水植物等水生植物。試驗(yàn)全部達(dá)到目標(biāo),效果好,清澈見底,水草生長茂盛,且保留至今。
經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。五里湖是全封閉小型湖灣,風(fēng)浪小,水深適當(dāng),有良好的恢復(fù)沉水植物的生境,故五里湖沒有必要再進(jìn)行試驗(yàn)性生態(tài)修復(fù),可直接進(jìn)行全面修復(fù)生態(tài)、恢復(fù)濕地,植被覆蓋率達(dá)到20世紀(jì)50-70年代的80%。
2 梅梁湖生態(tài)修復(fù)
例1、梅園水廠取水口水源地生態(tài)修復(fù)試驗(yàn)
試驗(yàn)時(shí)間1991~1995年,由無錫市建委主持。緣由,1990年7月6日至29日,太湖梅梁湖藍(lán)藻首次規(guī)模爆發(fā),大量藍(lán)藻富集于梅園水廠水源地。梅園水廠減產(chǎn)70%、水質(zhì)發(fā)臭,造成百萬市民用水告急,116家工廠停產(chǎn)。試驗(yàn)?zāi)康氖窍鳒p水源地藍(lán)藻,確保供水。措施主要是種植漂浮植物水葫蘆、水花生及養(yǎng)殖羅非魚等。試驗(yàn)區(qū)面積46.7ha。1993年監(jiān)測,藍(lán)藻削減率69.5~98.1%,水源水質(zhì)明顯改善。但1994~1995年,由于缺少經(jīng)費(fèi),冬季沒有清除水葫蘆及清淤,使水質(zhì)未有改善,試驗(yàn)為此結(jié)束,留下遺憾,其后由于水污染加重致水源地撤銷。
例2、梅梁湖馬山水廠水源地生態(tài)修復(fù)試驗(yàn)
中科院南京地湖所在199l-1992年進(jìn)行生態(tài)修復(fù)試驗(yàn),采用物理—生態(tài)聯(lián)合修復(fù)實(shí)驗(yàn),目的是除藻改善水源地水質(zhì)。措施主要是在圍隔內(nèi)養(yǎng)殖風(fēng)眼蓮(水葫蘆)、食藻魚。試驗(yàn)效果良好:1992年除藻率82~88%;TN、TP和NH3-N削減率分別為32.4%、11.8%和33.1%。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后未繼續(xù)。以后此水源地由于梅梁湖水質(zhì)總體惡化而撤銷。
例3、梅梁湖小灣里水源地生態(tài)修復(fù)試驗(yàn)
實(shí)施時(shí)間2003~2005年,生態(tài)修復(fù)總面積7 km2。試驗(yàn)系國家科技部“十五”重大科技專項(xiàng)的“太湖水源地水質(zhì)改善技術(shù)”項(xiàng)目,取水能力60萬m3/d,項(xiàng)目由秦伯強(qiáng)研究員主持。目的為控制藍(lán)藻、改善水源地水質(zhì)。措施包括消浪、圍隔等工程,魚控藻、貝控藻、絮凝控藻、機(jī)械除藻、植物生態(tài)修復(fù)等。水質(zhì)改善明顯:TN、TP 、葉綠素a分別從3.55mg/L、0.20mg/L、0.07mg/m3分別削減39.83、 36.44、54.52%。其中TN改善幅度雖大,但仍為劣于Ⅴ類。試驗(yàn)結(jié)束后未繼續(xù),由于梅梁湖水質(zhì)總體惡化該水源地2007年起停用。
例4、梅梁湖北部十八灣水葫蘆養(yǎng)殖試驗(yàn)工程
實(shí)施時(shí)間2007-2009年,由無錫市農(nóng)林局主管,與沃幫公司合作。每年種植水葫蘆3km2。目的是大量削減水體中N P。① 在圍網(wǎng)內(nèi)圈定水葫蘆開敞式種植。② 水葫蘆5~7月放養(yǎng),11月~12月收獲,漂浮植物覆蓋率75%。水葫蘆系采用機(jī)械收獲,收獲速度300t/h。試驗(yàn)效果較好:① 大量吸除N P,水葫蘆產(chǎn)量450t/ha,含水率93%,干物質(zhì)7560t,含N 1.65%、P 0.31%計(jì),共從水中去除N 124.7t,P 23.4t。 ② 水質(zhì)有所改善,TP削減20~40%,TN削減5~20%。③ 藻密度大幅減低。
例5、梅梁湖十八灣紫根水葫蘆除藻凈水試驗(yàn)
試驗(yàn)時(shí)間2010年10月2-13日,面積600m2,由無錫市智者水生態(tài)環(huán)境工程有限公司和云南省生態(tài)農(nóng)業(yè)研究所聯(lián)合自費(fèi)試驗(yàn),試驗(yàn)區(qū)位于華藏浜入湖口,藍(lán)藻密集。試驗(yàn)?zāi)康氖浅?、改善水質(zhì)和提高透明度;試驗(yàn)種為紫根水葫蘆,在基本封閉水域內(nèi)進(jìn)行。試驗(yàn)效果好,削減率TN 99.50%、TP 99.69%、COD 99.03%、藻密度97.49%,透明度達(dá)到1.2-1.5m。
例6、太湖馬山檀溪灣紫根水葫蘆除藻凈水試驗(yàn)
試驗(yàn)面積6700m2,水深1-1.5m,為基本封閉水域,水污染嚴(yán)重,藻密度高。2011年9月13日放養(yǎng)紫根水葫蘆,30d后藻密度由5.2億個(gè)/L減少至826萬cells/L,削減98.4%,已看不見藍(lán)藻;TN削減82.1%、TP 削減82.4%;經(jīng)紫根水葫蘆降解消化其根系吸附的藍(lán)藻,1個(gè)月后水體清澈見底。
3 西部沿岸竺山湖生態(tài)修復(fù)
例1、竺山湖紫根水葫蘆除藻凈水試驗(yàn)
試驗(yàn)區(qū)為竺山湖西北部,面積11萬m2,由云南生態(tài)農(nóng)業(yè)研究所和無錫市智者水生態(tài)環(huán)境修復(fù)工程有限公司聯(lián)合進(jìn)行。水深2-2.5m,為半封閉水域,水污染較重,藻密度高。2011年8月23日起放養(yǎng)紫根水葫蘆,34d后藻密度由1.02億個(gè)/L減少至0.52億個(gè)/L,削減49%,基本看不見藍(lán)藻;TN削減42%、TP 削減60%,水體變清。后未繼續(xù)進(jìn)行。
例2、太湖西部宜興沿岸種植蘆葦試驗(yàn)
2000年全面完成太湖大堤后,宜興沿岸水域基本無植物生長,經(jīng)多年,有部分沿岸淺灘水域自然生長10余米寬的蘆葦帶。2010-2015年在沿岸水域水較深處進(jìn)行人工種植蘆葦試驗(yàn),試驗(yàn)水域外側(cè)設(shè)置隔斷、壩堤,阻擋風(fēng)浪,試驗(yàn)水域內(nèi)適當(dāng)抬高基底,成功修復(fù)2處共0.3km2蘆葦濕地,宜興市領(lǐng)導(dǎo)曾邀筆者去察看,的確蘆葦生長很好。后又進(jìn)行數(shù)次種植蘆葦試驗(yàn),均成功。估計(jì)宜興沿岸水域人工種植和自然生長的蘆葦濕地面積已超過1km2。為太湖沿岸水域修復(fù)蘆葦濕地作出了示范。
例3、竺山湖除藻生態(tài)修復(fù)試驗(yàn)項(xiàng)目
竺山湖水質(zhì)劣Ⅴ類、為近年太湖最差,藻密度高,年年藍(lán)藻爆發(fā)嚴(yán)重;試驗(yàn)區(qū)位于周鐵鎮(zhèn)附近沿岸水域,面積15萬m2,水深2m,底泥污染嚴(yán)重。試驗(yàn)時(shí)間2019年11月-2021年11月。試驗(yàn)區(qū)四周設(shè)置木樁隔斷及圍隔2道,阻止藍(lán)藻進(jìn)入。① 治理目標(biāo)。降低藻密度、消除藍(lán)藻爆發(fā)。② 措施。放置活水循環(huán)、能量釋放、碳納米核磁等技術(shù)組成的組合裝備2套;放置光催化生態(tài)網(wǎng)。③ 治理效果良好。2年試驗(yàn)中,竺山湖多次大規(guī)模藍(lán)藻爆發(fā),但試驗(yàn)區(qū)水面基本看不見藍(lán)藻;透明度大幅增加,清澈見底,出現(xiàn)水綿、剛毛藻等藻類,自然生長出沉水植物,生態(tài)系統(tǒng)得到恢復(fù);水質(zhì)從劣Ⅴ類改善至Ⅳ類。良好效果保持至今,為太湖大面積除藻和自然修復(fù)沉水植物濕地建立榜樣。
4 貢湖生態(tài)修復(fù)
例1、貢湖北部沿岸生態(tài)修復(fù)降低底泥釋放率試驗(yàn)
試驗(yàn)區(qū)在貢湖北部水域大溪港口,面積56700m2,位于2007年5·29太湖藍(lán)藻爆發(fā)“湖泛”型供水危機(jī)的水源地附近。試驗(yàn)時(shí)間為2007年底至2008年底,試驗(yàn)?zāi)康氖茄芯亢瓷鷳B(tài)清淤和生態(tài)修復(fù)對底泥污染物釋放率影響。項(xiàng)目由中科院南京地湖所范成新研究員主持。試驗(yàn)工作包括清淤和生態(tài)修復(fù)二部分。清淤深度0.3~0.4m;清淤后種植植物。試驗(yàn)區(qū)外側(cè)有潛壩,減小風(fēng)浪。
底泥污染物釋放率比較,三個(gè)試驗(yàn)區(qū)域底泥釋放率從小到大依次為清淤后進(jìn)行生態(tài)修復(fù)區(qū)、清淤后未進(jìn)行生態(tài)修復(fù)區(qū)、未清淤區(qū)。其中生態(tài)修復(fù)區(qū)較未進(jìn)行生態(tài)修復(fù)區(qū)的N P分別降低101.7%、28.6%(見表)。
貢湖北部沿岸生態(tài)修復(fù)區(qū)底泥釋放率對比
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例2、貢湖沿岸水域生態(tài)修復(fù)濕地恢復(fù)工程
貢湖是無錫市重要的水源地,其北部是太湖新城、無錫的行政、金融中心及居民區(qū),貢湖沿岸是重要風(fēng)景旅游、休閑運(yùn)動(dòng)區(qū)。貢湖北部24km長的沿岸150~500m寬的水域全部將生態(tài)修復(fù),水域陸域生態(tài)修復(fù)與景觀結(jié)合。其中東部的12km岸線生態(tài)修復(fù)已完成,總面積3.8km2,分為二部分。
第⑴部分,貢湖太科園生態(tài)修復(fù)試驗(yàn)示范工程。由新區(qū)城市投資發(fā)展有限公司負(fù)責(zé)。位于貢湖北部沿岸的東部,東西長7.8 km,南北寬150~170m,合計(jì)水面積1.2km2。2008~2010年實(shí)施,總投資4.36億元。濕地種植蘆葦、菱、沉水植物及浮床植物等。濕地起到良好的改善水質(zhì)和景觀作用。
第⑵部分,無錫貢湖濕地恢復(fù)工程,位于第⑴部分以西,長4.5km,寬150-540m,合計(jì)水面積1.95km2。實(shí)施時(shí)間在第⑴部分后。主要種植蘆葦、菱、景觀植物、沉水植物。
上述貢湖濕地恢復(fù)工程為無錫環(huán)太湖濕地恢復(fù)工程的一部分,其余還有許多塊的環(huán)太湖濕地恢復(fù)工程如太湖宜興沿岸濕地工程正在建設(shè)或已建成。
效果與經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。⑴ 效果。此工程相當(dāng)部分為全封閉水域,治理效果好,以人工種植植物為主,植被覆蓋率達(dá)到70-90%,水質(zhì)達(dá)到Ⅱ-Ⅲ類,透明度清澈見底;另有部分位于貢湖大堤南,非全封閉水域,以蘆葦為主,自然生長與人工種植結(jié)合,雖有圍隔但仍有相當(dāng)藍(lán)藻進(jìn)入,所以水質(zhì)改善不明顯,且藻密度高。⑵ 經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。生態(tài)修復(fù)在全封閉水域或基本封閉水域?qū)嵤?,容易?shí)施且效果好。但在太湖開敞水域或封閉程度不高的水域?qū)嵤捎陲L(fēng)浪和藍(lán)藻爆發(fā)影響,修復(fù)沉水植物難以進(jìn)行且水質(zhì)難以得到改善。故生態(tài)修復(fù)恢復(fù)濕地的首要條件是改善生境。
5 東太湖退魚還湖恢復(fù)濕地工程
東太湖湖灣原水面積135km2。2008年2月,水利部、江蘇省人民政府批準(zhǔn)《東太湖綜合整治規(guī)劃》,隨后在2010年7月至2013年底實(shí)施。
⑴ 治理措施。① 拆除全部圍網(wǎng)養(yǎng)殖。② 退魚池還湖37.3km2。③ 清淤。包括行洪供水通道清淤1063萬m3和疏浚其它水域污染底泥407萬m3,合計(jì)1470萬m3。④ 修復(fù)生物系統(tǒng)。自然修復(fù)為主及輔以人工修復(fù)。其中生態(tài)修復(fù)岸線69.9km。⑤ 全部費(fèi)用50億元。
⑵ 治理效果。① 增加環(huán)境容量、水面積、水深、蓄水量0.6億m3,削減圍網(wǎng)養(yǎng)養(yǎng)殖及魚池污染。② 改善水質(zhì)確保水源地安全供水。治理后2014年水質(zhì)由2013年的IV類改善為Ⅲ類。③ 植物覆蓋率回升至接近80年代水平,增加生物多樣性。成為太湖中最好的濕地生態(tài)系統(tǒng)。④ 減慢沼澤化進(jìn)程。⑤ 抑制藍(lán)藻生長和削減藍(lán)藻數(shù)量,無藍(lán)藻爆發(fā)。2014年藻密度294萬個(gè)細(xì)胞/L僅為同期全太湖6200萬個(gè)/L的4.7%。 ⑥ 防洪標(biāo)準(zhǔn)從50年一遇提高至100年一遇,減輕濕地植物受高水位影響而受嚴(yán)重?fù)p毀的危險(xiǎn)性。
⑶ 經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。① 生態(tài)修復(fù)恢復(fù)濕地必須要有決心、且有一個(gè)科學(xué)的適度超前的規(guī)劃。② 太湖必須全方位治理、消除藍(lán)藻爆發(fā)才能確保東太湖保持Ⅲ類水。如由于湖心藻密度從2009年的808萬個(gè)細(xì)胞/L升高至2020年的15500萬個(gè)/L、為19倍,直接影響到東太湖藻密度的升高、從2014年294萬個(gè)/L升高至2020年3800萬個(gè)/L、為12.9倍,使東太湖近年多次發(fā)生輕度藍(lán)藻爆發(fā)。
6 其他水域生態(tài)修復(fù)
如蘇州三山、宜興太湖沿岸、貢湖沿岸、梅梁湖康山灣等水域成功進(jìn)行了小規(guī)模生態(tài)修復(fù),有些水域濕地得到一定程度的自然修復(fù)。
7 太湖生態(tài)修復(fù)濕地恢復(fù)特點(diǎn)
⑴ 水生態(tài)保護(hù)修復(fù)深入發(fā)展。各級政府及市民對生態(tài)修復(fù)和改善水環(huán)境的認(rèn)識逐步提高,投入資金越來越多,實(shí)施項(xiàng)目越來越多,生態(tài)保護(hù)修復(fù)的面積越來越大,其顯示的效果越來越好。
⑵ 陸域河網(wǎng)修復(fù)效果優(yōu)于太湖水面效果。
⑶ 一般在基本封閉水域?qū)嵤┤斯ば迯?fù)且效果好。
⑷ 太湖進(jìn)行多次放養(yǎng)紫根水葫蘆試驗(yàn),除藻和改善水質(zhì)效果良好,但由于其善后工作難以進(jìn)行,故無法繼續(xù)實(shí)施。
⑸ 太湖湖體生態(tài)修復(fù)項(xiàng)目少且效果差的原因主要是水面大、風(fēng)浪大、藍(lán)藻爆發(fā)、透明度低、水污染和基底高程不適合等客觀因素,導(dǎo)致植物生境不適合,難易恢復(fù)濕地。
8 太湖多次生態(tài)修復(fù)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)
⑴ 生態(tài)修復(fù)能有效降低富營養(yǎng)程度和抑制藍(lán)藻。
⑵ 實(shí)施大面積生態(tài)修復(fù)恢復(fù)濕地是治理太湖不可逾越的階段。
⑶ 實(shí)施大規(guī)模水生態(tài)修復(fù)的關(guān)鍵是改善生境。生境包括風(fēng)浪、水污染、底泥污染、底質(zhì)、藍(lán)藻爆發(fā)、水深、基底高程等。
⑷ 魚類控藻有相當(dāng)作用及注意其污染水體的副作用。
⑸ 生態(tài)修復(fù)須有適度超前的科學(xué)規(guī)劃。
⑹ 必須建立保障措施加強(qiáng)管理。
四、 太湖修復(fù)生態(tài)恢復(fù)濕地思路
修復(fù)生態(tài).太湖濕地能恢復(fù)如初嗎?此任務(wù)雖艱巨,但答復(fù)是肯定的。只要有明確目標(biāo)、善生境,而改善生境并非高難度技術(shù),只需努力并想方設(shè)法去做就定能如愿,濕地就能恢復(fù)如初。
⑴ 充分認(rèn)識到生態(tài)修復(fù)恢復(fù)濕地的必要性,有恢復(fù)濕地的決心和信心。
⑵ 恢復(fù)濕地要有一個(gè)統(tǒng)一的好規(guī)劃。① 水質(zhì)目標(biāo)-湖泊標(biāo)準(zhǔn)Ⅱ-Ⅲ類,全面消除“湖泛”;② 生態(tài)目標(biāo),植物覆蓋率達(dá)到20世紀(jì)60-70年代水平的25-30%,生物多樣性豐富;③ 治理藍(lán)藻目標(biāo),2035年基本分水域消除藍(lán)藻爆發(fā),滿足2021年12月確定的六市二區(qū)(無錫市.蘇州市.常州市.湖州市.嘉興市.宣城市和上海市2個(gè)區(qū))太湖灣科創(chuàng)帶國土空間規(guī)劃一核三灣(梅梁湖灣.貢湖灣.竺山湖灣)的生態(tài)環(huán)境要求,至2049年建國百年之前完全消除藍(lán)藻爆發(fā)。
⑶ 恢復(fù)濕地必須首先改善生境。
⑷ 創(chuàng)新能大面積低成本推廣的技術(shù)和管護(hù)方法,加大投入和長效管理。
⑸ 治理藍(lán)藻爆發(fā)必須削減藍(lán)藻數(shù)量和治理富營養(yǎng)化兩者密切結(jié)合。
⑹ 應(yīng)分水域?qū)嵤┤斯ば迯?fù)與自然修復(fù)相結(jié)合。
⑺ 完善治理太湖法律法規(guī)制度,加強(qiáng)執(zhí)法力度,嚴(yán)格執(zhí)法,使違法成本大于守法成本。
⑻ 科研保障。在進(jìn)行基礎(chǔ)理論科研同時(shí),加強(qiáng)適用性科技成果的推廣和綜合集成。
⑼ 監(jiān)測資料公開共享,推進(jìn)公眾參與,提高參與u監(jiān)督程度。
⑽ 太湖生態(tài)修復(fù)分四步走。① 改善生境,包括控源截污、風(fēng)浪、藍(lán)藻爆發(fā)、水質(zhì)、透明度、水深、底質(zhì)等因素;② 因地制宜進(jìn)行植物、動(dòng)物、藍(lán)藻及微生物修復(fù),其中修復(fù)藍(lán)藻即為清除其過多數(shù)量;③ 優(yōu)化生物種群結(jié)構(gòu);④ 加強(qiáng)長效管理。最終建成健康的水生態(tài)系統(tǒng)。
五、修復(fù)生態(tài)恢復(fù)濕地基本措施
總體要求:改善水質(zhì)、提高透明度;控制風(fēng)浪、改善生境;消除藍(lán)藻爆發(fā)和“湖泛”;增加植被覆蓋率、提高生物多樣性;加大投入、長效管護(hù);完善法規(guī)、加強(qiáng)執(zhí)法。其中太湖恢復(fù)濕地措施如下(消除藍(lán)藻爆發(fā)和“湖泛”另文論述):
1 恢復(fù)太湖西部等被圍墾的湖灘地
太湖周圍被圍墾的湖灘地超過100km2,在確保防洪安全前提下,科學(xué)拆除環(huán)湖大堤(同時(shí)采取其他防洪安全措施),恢復(fù)大部分原有湖灘地,主要應(yīng)恢復(fù)西部被圍墾的超過50km2的湖灘地,恢復(fù)的湖灘地同時(shí)可作為西部入湖河道的凈水池,削減入湖污染物?;謴?fù)濕地方法:一是拆除部分環(huán)湖大堤;二是湖堤上打開若干個(gè)相當(dāng)寬度的缺口,上建橋涵,使湖水在大堤二側(cè)流通,同時(shí)保持大堤境觀的完整性。其他區(qū)域被圍墾的湖灘地也應(yīng)適時(shí)適度恢復(fù),如東太湖已通過退魚還湖恢復(fù)37km2湖灘水域。
2 沿岸水域大規(guī)模修復(fù)蘆葦濕地
在改善生境后,修復(fù)太湖沿岸(包括島嶼)300-1000m寬水域的蘆葦及沉水植物濕地。改善生境措施:① 蘆葦濕地是適當(dāng)抬高基底,至冬季基本無水,減小風(fēng)浪。② 沉水植物濕地是減小風(fēng)浪、凈化水體、清除藍(lán)藻、提高透明度、合適的底質(zhì)。③ 阻擋減小風(fēng)浪措施主要是在外圍設(shè)置一定形式和高度的阻隔帶、圍隔,也可是堤壩、石籠、土工布管袋等。④ 抬高基底可采用清淤與抬高修復(fù)蘆葦區(qū)基底結(jié)合,可節(jié)省投資、減少堆泥場。如目前太湖清淤(含淤泥固化)單價(jià)是105元/m3,清淤結(jié)合抬高基底僅需40元/m2,減少一半多。
3 適當(dāng)降低水位
太湖統(tǒng)一調(diào)度適當(dāng)降低水位。如降低冬春水位50cm,利于沿岸蘆葦春天萌發(fā)和人工種植,并可擴(kuò)大沿岸水域湖灘蘆葦?shù)?4km2;全年適當(dāng)降低水位有利于自然修復(fù)湖中心沉水植物。如2013年太湖植被覆蓋總面積達(dá)到685km2,為2007年以來最大。原因是該年前后數(shù)年太湖的水位低、風(fēng)浪小、透明度高,底泥中原存在的沉水植物種子在合適生境中順利發(fā)芽、生長,得以自然修復(fù)。但后幾年水位升高、風(fēng)浪大、透明度低,使已恢復(fù)的沉水植物又大量消失。
4 充分發(fā)揮禁漁作用
修復(fù)生態(tài)系統(tǒng)要發(fā)揮魚類等水生動(dòng)物濾食藍(lán)藻的作用和改善生物多樣性,太湖2021年開始禁漁,有助于發(fā)展濾食藍(lán)藻的魚類和動(dòng)物、有利于抑藻除藻。同時(shí)要科學(xué)控制魚類,防止魚密度過大和體量過大,以免造成其排泄物及擾動(dòng)淺水湖泊底泥的污染,西區(qū)武漢東湖的教訓(xùn)。
總之,治理太湖需要實(shí)施治理富營養(yǎng)化、清除藍(lán)藻(內(nèi)源)和修復(fù)濕地三大類工程技術(shù)綜合措施并與保障措施密切結(jié)合,只要有堅(jiān)強(qiáng)的信心、明確的目標(biāo),太湖流域統(tǒng)一行動(dòng),發(fā)揮我國社會主義能夠辦大事的體制優(yōu)勢、人才優(yōu)勢、技術(shù)優(yōu)勢和資金優(yōu)勢,必然能夠創(chuàng)造世界奇跡,使太湖濕地恢復(fù)如初、消除藍(lán)藻爆發(fā),建設(shè)具有健康生態(tài)系統(tǒng)的美麗太湖。
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