抚仙湖生态环境脆弱性分析研究

王林 唐金焰 刘宇 刘家忠

摘要：为了稳定保护抚仙湖优良的生态环境，防止人为过度干扰对湖泊生态系统的影响，对抚仙湖生态环境脆弱性进行了分析研究。据３０年的水文资料及水质实测资料研究分析表明，抚仙湖由于自然因素的敏感性属结构型脆弱性；同时又受湖盆区人类活动外部驱动力作用的影响，形成了人类活动胁迫型脆弱性。近年来抚仙湖水体有机营养物质逐年升高，浮游植物生物量增加了７～１０倍，透明度下降了２．７ ｍ，综合营养状态指数上升了２．1倍，这是湖泊自然因素敏感性和人类活动影响叠加的结果。因此，面对目前存在的各种环境问题和未来社会经济发展带来的环境压力，要维护抚仙湖生态系统的稳定性及安全性，对抚仙湖的资源开发利用应当慎重。

关键词：抚仙湖；生态系统；脆弱性；环境保护

中图分类号：Ｐ３４３．３；Ｘ１７１；Ｘ５２４ 文献标识码：Ａ 文章编号：0439－８114（２０12）14－2968-04

Study on the Vulnerability of Ecological Environment in Fuxian Lake

ＷＡＮＧ Ｌｉｎ１，ＴＡＮＧ Ｊｉｎ－ｙａｎ２，ＬＩＵ Ｙｕ２，ＬＩＵ Ｊｉａ－ｚｈｏｎｇ１

（１．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，Ｙｕｘｉ Ｎｏｒｍａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｙｕｘｉ ６５３１００，Ｙｕｎｎａｎ，Ｃｈｉｎａ；

２． Ｙｕｘｉ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，Ｙｕｘｉ ６５３１００，Ｙｕｎｎａｎ，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｐｒｏｔｅｃｔ ｔｈｅ ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｉｎ Ｆｕｘｉａｎ Ｌａｋｅ ｓｔａｂｌｙ ａｎｄ ｐｒｅｖｅｎｔ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｅｘｃｅｓｓｉｖｅ ｈｕｍａｎ ｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ ｏｎ ｔｈｅ ｌａｋｅ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ， ｔｈｅ ｖｕｌｎｅｒａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｉｎ Ｆｕｘｉａｎ Ｌａｋｅ ｗａｓ ｓｔｕｄｉｅｄ． Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ the ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｔｈｅ ｈｙｄｒｏｌｏｇｉｃａｌ ｄａｔａ ａｎｄ ｗａｔｅｒ ｑｕａｌｉｔｙ ｄａｔａ ｉｎ ３０ ｙｅａｒｓ， ｔｈｅ ｖｕｌｎｅｒａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ Ｆｕｘｉａｎ Ｌａｋｅ ｂｅｌｏｎｇｅｄ ｔｏ ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｃｌａｓｓ ｄｕｅ ｔｏ ｔｈｅ ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ｎａｔｕｒａｌ ｆａｃｔｏｒｓ； ｍｅａｎｗｈｉｌｅ， ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓ ｏｆ ｈｕｍａｎ ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ ｉｎ ｌａｋｅ－ｂａｓｉｎ ａｒｅａ ａｌｓｏ ｃａｕｓｅｄ ｈｕｍａｎ ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ ｓｔｒｅｓｓ ｖｕｌｎｅｒａｂｉｌｉｔｙ． Ｉｎ ｒｅｃｅｎｔ ｙｅａｒｓ， ｏｒｇａｎｉｃ ｎｕｔｒｉｔｉｏｎ ｈａｄ ｂｅｅｎ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｙｅａｒ ａｆｔｅｒ ｙｅａｒ； ｔｈｅ ｂｉｏｍａｓｓ ｏｆ ｐｈｙｔｏｐｌａｎｋｔｏｎ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｂｙ ７～１０ ｔｉｍｅｓ； ｔｈｅ ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｃｙ ｄｒｏｐｐｅｄ ｂｙ ２．７ ｍ； ａｎｄ ＴＬＩｃ ｗａｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｂｙ ２．1 ｔｉｍｅｓ ａｓ ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ｏｆ ｔｈｅ ｓｕｐｅｒｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓ ｏｆ ｎａｔｕｒａｌ ｆａｃｔｏｒｓ ａｎｄ ｈｕｍａｎ ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ． Ｆａｃｉｎｇ ｖａｒｉｏｕｓ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ａｎｄ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ｓｏｃｉａｌ ａｎｄ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ， ｔｈｅ ｅｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎ ｏｆ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ｉｎ Ｆｕｘｉａｎ Ｌａｋｅ ｂａｓｉｎ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ｃａｕｔｉｏｕｓｌｙ ｔｏ ｅｎｓｕｒｅ ｔｈｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｏｆ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ ｉｎ Ｆｕｘｉａｎ Ｌａｋｅ．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： Ｆｕｘｉａｎ Ｌａｋｅ； ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ； ｖｕｌｎｅｒａｂｉｌｉｔｙ； ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ

生态环境脆弱性包括结构型脆弱性和胁迫型脆弱性。结构型脆弱性主要是由系统自身的结构决定的，主要体现在系统自身的不稳定性和敏感性；胁迫型脆弱性是导致生态系统脆弱的驱动力，主要是外部环境扰动对系统造成的不利影响［１，２］。抚仙湖是中国最大的深水型淡水湖泊，为珠江源头第一大湖，属南盘江水系，位于云南省玉溪市澄江、江川、华宁三县之间，距昆明市６０ ｋｍ［３，４］。抚仙湖是一个南北向的断层溶蚀湖泊，形如倒置葫芦状，两端大、中间小，北部宽而深，南部窄而浅，中间呈喉扼形。湖面海拔高度为１ ７２２．５ ｍ，湖面积２１６．６ ｋｍ２，湖容积为２０６．２亿ｍ３，湖水平均深度为９５．２ ｍ，最深处有１５８．９ ｍ，湖容量相当于１２个滇池的水量、６个洱海的水量、４个太湖的水量，占云南九大高原湖泊总蓄水量的７２．８％，占全国淡水湖泊蓄水量的９．１６％［５］。这里的水质极佳，晴天时湖水清澈见底，透明度一般为５ ｍ，有的可达７～８ ｍ。由于湖水深、风浪大，以往挺水植物和浮游植物不易在湖中生长。现在由于人类活动的扩大与自然环境的变化，抚仙湖水域的浮游生物量有所增加、有机营养物质逐年升高、湖水透明度出现了下降的迹象，表明抚仙湖优良的生态系统已渐渐处在失衡的状态［６］。为了维护抚仙湖生态系统的稳定性及安全性，提高人们对抚仙湖生态系统面临退化威胁的重视程度，对抚仙湖自然生态系统及近３０年来的水质进行了分析研究，论述了抚仙湖生态环境的脆弱性，从而警示抚仙湖资源利用应慎重开发。

１研究方法

１．１水质监测资料及分析研究时限

对云南省玉溪市环境监测站１９８０～２０１０年水质监测数据进行统计分析，同时收集１９８０～２０１０年的水文资料，并对湖盆区生态环境进行实地调查。

１．２富营养化评价方法

根据中国环境监测总站《关于印发湖泊（水库）富营养化评价方法及分级技术规定的通知》要求，采用综合营养状态指数法对抚仙湖水体富营养化（Ｅｕｔｒｏｐｈｉｃａｔｉｏｎ）的程度进行评价。水体富营养化是指在人类活动的影响下，氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖、水体溶解氧含量下降、水质恶化、鱼类及其他生物大量死亡的现象［７，８］。这种现象在河流湖泊中出现称为水华，在海洋中出现称为赤潮。富营养化评价就是通过与水体营养状态有关的一系列指标及指标间的相互关系，对水体的营养状态做出准确评估的过程。常用的指标（主要污染物）为总氮（ＴＮ）、总磷（ＴＰ）、高锰酸钾指数（ＣＯＤＭｎ）、５日生化需氧量（ＢＯＤ５）和石油类污染物等［９－１１］。

２抚仙湖生态环境脆弱成因分析

２．１结构型脆弱性

２．１．１径流汇水面积小调查结果显示，抚仙湖陆地径流汇水面积为４６３.0 ｋｍ２，当湖面高程为１ ７２２．５ ｍ时，水域面积约２１６．６ ｋｍ２，汇水面积仅为湖泊面积的２倍。流域内主要入湖的河流有３４条，河床比降较大，平均坡降达１０３ ％，且河道径流调节性能很差，多为间歇性河，河流短小，最长的２１.0 ｋｍ，其余是２.0～１０.0 ｋｍ以下，最短的只有１．３ ｋｍ；并且暴涨暴落，汇流时间短。

２．１．２水量变化小据抚仙湖海口河水文站自１９５３年以来的水文实测统计资料显示，多年平均水位１ ７２１．００ ｍ（黄海高程），湖水容积为１８９．３×１０８ ｍ３。历年最高水位１ ７２２．４１ ｍ（１９６６年１０月１６日）、最低水位１ ７２０．３１ ｍ（１９７８年５月１日）、绝对变幅２．１０ ｍ，历年平均变幅仅为０．７０ ｍ，其相应的湖泊蓄水量变化为２×１０８ ｍ３，约占总蓄水量的１％，其最大蓄水量变化只有３．４×１０８ ｍ３，占湖水总量的１．８％，说明抚仙湖蓄水量变化非常微小。

２．１．３湖泊换水周期长抚仙湖无过境河流，水源完全靠降雨量补给；据水文资料统计多年平均入湖径流量为１．６７×１０８ ｍ３，湖面降雨２．１７×１０８ ｍ３，地下泉水０．２８×１０８ ｍ３。湖面蒸发量 ２．７０×１０８ ｍ３，多年平均流出量１．１６×１０８ ｍ３，换水周期长达１６７ a［４］。

２．１．４水生植物分布面积小由于抚仙湖属断陷型湖泊，具有湖岸较陡、湖滨缓冲带较窄的特点。据中国科学院南京地理与湖泊研究所调查，抚仙湖水生植物只有９种［４］，分布面积２０ ｈｍ２，还不到湖面面积的１‰，并且种类单一，主要分布在避风的河口冲积扇区域，分布深度不超过５ ｍ［１２－１４］。

以上分析表明，抚仙湖自然因素特殊，来水仅靠降雨径流补给，而且径流汇水面积小，湖泊补给系数仅为４．９２，这些因素决定了抚仙湖是一个非常脆弱的生态系统［１５－１７］。

２．２胁迫型脆弱性

２．２．１流域森林覆盖率低，水土流失严重抚仙湖流域由于人类活动频繁，原生态植被基本被破坏，现有植被系统多为次生植被和人工植被系统，针叶林的灌木草被简单，涵养水源、保持水土功能不及亚热带常绿阔叶林的功能强大。整个流域森林覆盖率仅有２６．５％［１８，１９］，据２００４年云南省土壤侵蚀卫星遥感调查资料和有关研究结果显示，抚仙湖流域土壤侵蚀总量为５４．７×１０４ ｔ／ａ，入湖泥沙量２１．２×１０４ ｔ／ａ［２０－２７］。

２．２．２入湖污染物滞留严重，缺乏清洁水补给流域内居住有１７．８８万人，其中农业人口１５．８３万，有耕地３ ４９０ ｈｍ２；人类的生活、生产活动产生的污染物随地表径流汇入湖中，形成了以农业面源污染为主的格局。据监测，主要３４条入湖河流的水质均为Ⅴ－劣Ⅴ类，大量的污染物沉淀累积于湖内，而流出的是Ⅰ类水质［２１］。经调查，流域内入湖污染负荷ＴＮ为１ ０９９．５ ｔ／ａ，ＴＰ为１７３．１ ｔ／ａ［２８］，但随水流出和水产品输出的ＴＮ只有４２．２８ ｔ／ａ，ＴＰ为６．８８ ｔ／ａ，入湖的氮、磷滞留率高达９6．15％和９6．03％。大量的营养元素逐年滞留于湖中，已经处于“纳污吐清”的恶性循环中［２２－２６，２９－３３］。

３抚仙湖生态系统变化趋势

由于抚仙湖自然生态系统的脆弱性和人类活动的叠加影响，湖泊的生态系统随着人类的开发利用发生了一系列变化。

３．１水质发展趋势分析

依据抚仙湖３０年的水质监测资料分析评价结果［３４］，抚仙湖水质目前总体虽然保持Ⅰ类［３５］，但水质呈缓慢下降的趋势，明显变化的主要因子是ＢＯＤ５、ＣＯＤＭｎ有机质污染物，且ＢＯＤ５浓度上升了2倍，ＣＯＤＭｎ上升了0．５８倍，具体见图１。

３．２浮游植物变化趋势分析

从历年监测数据统计分析结果显示，１９８０～２００４年抚仙湖浮游植物生物总量增长了１０．５倍，优势种类绿藻门的生物量增长了近１６倍，硅藻门增长了１９倍。特别是自２０００年以来浮游植物的生物量增长速度明显加快，在２０００～２００４年短短的５年中，浮游植物生物量增长了４倍，仅绿藻门的生物量就增加了４．５倍，硅藻门增长了７．６倍［１３，１４，３６］。近年来发展的趋势有所减缓，但与２０世纪８０年代相比这种发展趋势是惊人的。随着藻类生物量的增加又直接影响湖水透明度的下降，２０世纪７０年代抚仙湖的透明度在１０～１２ ｍ，２０世纪８０年代７～１０ ｍ，２０世纪９０年代５～７ ｍ，目前只有６ ｍ左右，和80年代相比透明度下降了２．７ ｍ［１６，１７］。水体中的污染因子彼此间相互影响，它们之间的内在关系及发展趋势十分明了，详见图２。这表明人类活动通过叠加在自然变化的背景上，使影响程度日趋增强，并已上升为生态环境脆弱演变的主导因素［３７，３８］。

３．３抚仙湖富营养化发展趋势

对抚仙湖历年水体营养状态指数评价的结果显示，抚仙湖营养状态仍为贫营养，但湖泊水体营养状态呈上升趋势（图３）。３０年来抚仙湖营养状态指数由１９８０年的６．０0上升至２０００年的１８．５５，上升了２．1倍［３６］，２０００～２０１０年营养状态指数维持在１８～１９之间。这种速度比起自然演变是十分惊人的，这是人为因素影响的结果，是抚仙湖生态系统本质的改变，这种变化有损于湖泊原生态系统功能。

４小结

抚仙湖属典型的自身结构型脆弱性生态系统，同时由于湖盆区人类的生活、生产外部驱动力的作用，对湖泊生态系统造成了不利影响，已形成人类活动胁迫型脆弱性。因此，抚仙湖生态系统脆弱性是湖泊自身自然因素敏感性和人类活动影响叠加的结果，其生态系统面临退化威胁。３０年来抚仙湖有机营养物质逐年升高、浮游植物生物量增加了7～１０倍，透明度下降了２．７ ｍ，综合营养状态指数呈上升的态势，表明抚仙湖优良的生态系统已在渐渐失衡。因此，面对目前存在的各种环境问题和未来社会经济发展带来的环境压力，要维护抚仙湖生态系统的稳定性及安全性，对抚仙湖的资源开发利用应慎之又慎。

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