南京石臼湖固城湖水生态监测及修复措施探讨

陆晓平，张继路，夏正创

（江苏省秦淮河水利工程管理处，210022，南京）

南京石臼湖固城湖水生态监测及修复措施探讨

陆晓平，张继路，夏正创

（江苏省秦淮河水利工程管理处，210022，南京）

在分析石臼湖、固城湖水生态监测结果的基础上，对两湖水生态修复提出截断外源性污染，以及底泥疏浚、投放水生动植物、发展生态渔业等控制水体富营养化的针对性建议，为其他河湖水生态修复提供思路借鉴。

石臼湖；固城湖；水生态监测；修复措施；南京市

一、石臼湖固城湖概况

石臼湖是长江下游唯一的直接通江湖泊，地处江苏省南京市溧水区西南部，湖区东北、东南及西部片区行政分属南京市溧水区、高淳区和安徽省当涂县。石臼湖属于构造型淡水湖泊，湖泊库容3.4亿m3，水面面积214.7 km2，汇水面积969 km2；保护范围为设计洪水位10.57 m以下的区域，面积222.9 km2；保护范围线周长89.9 km。石臼湖主要功能为防洪调蓄、水资源供给、维护生态、航运、渔业养殖、旅游等。

固城湖又名小南湖，位于江苏省南京市高淳区南部的苏皖接壤处，是一个典型的浅水湖泊。固城湖水面面积31.90 km2，汇水面积464.5 km2；保护范围为设计洪水位10.57 m以下的区域，面积36.97 km2；保护范围线周长45.20 km。固城湖主要功能为防洪调节、饮用水水源、农业灌溉和渔业生产等。

二、水生态监测开展情况

1.开展水生态监测的必要性

长期以来，受经济快速发展和人口增长的影响，围湖造田、圈圩养殖、种植和围网养殖等人为活动日益增多，环湖地区围垦湖区面积增加，湖泊面积明显减小。石臼湖由20世纪70年代初期的264 km2减少到现状的214.7 km2，固城湖由20世纪50年代初期的78 km2减少到现状的31.90 km2，两湖包括入湖河道调蓄能力明显下降。此外，两湖防洪能力提升工程逐步完成，水利风景区建设和旅游开发的力度也逐渐加大，水环境面临的压力不断增大。

水生态监测通过对水文、水生生物、水质等进行监测和数据收集，分析评价水生态的现状和变化，进而为水生态保护、修复和水环境改善提供及时准确的基础信息，是开展水生态保护和修复必不可少的基础工作。受江苏省水利厅委托，江苏省水利科学研究院、江苏省水文水资源勘测局对石臼湖、固城湖进行水生态监测，并分析、评估两湖水生态健康状况年度变化趋势，为江苏省秦淮河水利工程管理处协管、指导两湖水环境改善工作提供了技术支撑和措施建议依据。

2.水生态监测项目内容

两湖水生态监测的项目内容主要包括理化特性，水生高等植物、浮游植物、浮游动物、底栖动物种类及其生物量与时空分布，渔业资源等。

（1）主要理化特性

2015—2016年度,石臼湖、固城湖水生态监测从自由水面率、水深、水温、透明度、浊度、电导率、矿化度、pH、溶解氧、叶绿素、底泥营养物质等指标，对两湖水质状况变化趋势进行了分析比较。结果表明，两湖自由水面率近年有所增加，而水质状况改善不大，主要超标项目均为总磷、总氮；石臼湖、固城湖现阶段整体处于中～富营养化水平，2016年石臼湖、固城湖水质综合评价类别分别为Ⅲ～劣Ⅴ类和Ⅲ～Ⅳ类。

（2）水生高等植物

石臼湖湖区物种多样性较少，群落结构简单，水生植物现存量小；固城湖湖区水生植物沉水种相对丰富，但分布面积小，群落结构单一。

2015年5月和10月的调查结果显示，石臼湖水生植物共计8种，分别隶属于5科7属（见表1）；2015年5月和9月的调查结果显示，固城湖水生植物共计14种，分别隶属于10科12属（见表2）。

表1 石臼湖水生植物物种组成及生态型

表2 固城湖水生植物物种组成及生态型

（3）浮游植物

浮游植物的种类组成随季节发生变化。石臼湖春季蓝藻比例最大，约占16.01%；夏季浮游植物种类最多，夏、秋季节，蓝藻丰度最大，分别占浮游植物总丰度的79.71%和60.44%；冬季浮游植物种类相对较少，蓝藻种类减少45.5%，能够适应低温的硅藻种类最多，其丰度比例也达到最大，其次是蓝藻、绿藻、鞭毛藻。

固城湖春季浮游植物种类最多，绿藻在春季大量增殖，比例达到全年最高峰，约占44.2%；冬季浮游植物种类相对较少。各采样点浮游植物丰度的季节变化基本一致，最高值都出现在秋季，其次是夏季；各采样点夏、秋季节，蓝藻丰度都最大，分别占浮游植物总丰度的78.7%和94.1%；大部分采样点在冬季时浮游植物的丰度处于最低值，冬季硅藻丰度增加，比例达到最大，其次是鞭毛藻、绿藻、蓝藻。由此可见，温度较高的夏秋季比较有利于固城湖浮游植物生长。

（4）浮游动物

石臼湖中的浮游动物比较丰富。调查数据显示，石臼湖浮游动物的总数量由轮虫数量多寡决定，其次是原生动物数量，枝角类和桡足类的数量较少。轮虫发育时间快，生命周期短，能较为迅速地反映环境的变化，被认为是很好的指示生物，可根据湖泊中轮虫的种类和数量来推测湖泊营养型的变化。

经调查研究，固城湖含有较多的砂壳虫、臂尾轮虫、暗小异尾轮虫、螺形龟甲轮虫、长三肢轮虫等耐污种类，虽然整体为中营养型湖泊，但正处于向富营养型湖泊转化的边界状态。近年，通过实施生态渔业等一系列措施，浮游动物的种类越来越多样化，清洁种急游虫、异尾轮虫等种类和数量也有所增加，说明固城湖的生态环境有了一定的改善。

与固城湖相比，石臼湖含有较多的砂壳虫、臂尾轮虫、暗小异尾轮虫、螺形龟甲轮虫、曲腿龟甲轮虫等耐污种类，原生动物轮虫的密度均较高，说明有机污染加重，生态环境变差，湖泊富营养化逐渐加剧。

（5）底栖动物

2015年3月—2016年2月，石臼湖共鉴定出底栖动物13种。经分析，寡毛类、摇蚊幼虫共同主导了石臼湖底栖动物密度的空间分布格局；生物量方面，相对寡毛类以及摇蚊幼虫，个体较大的软体动物影响较大。同时，与2012—2013年度相比，石臼湖底栖动物密度以及生物量（软体动物除外）均有大幅度提高。根据多个采样点综合指数评价结果显示，石臼湖水质整体处于中污染时期，且污染程度具有地理区域变化特征，中西部相对较轻，环湖沿岸带污染较重，属于富营养过程的中期。

2015年3月—2016年2月，固城湖共鉴定出底栖动物21种，底栖动物密度和生物量被少数种类所主导。固城湖现阶段的底栖动物优势种主要为苏氏尾鳃蚓、中国长足摇蚊、内摇蚊和环棱螺。与2012—2013年度相比，固城湖底栖动物密度、生物量均有大幅度下降，固城湖水质相对较好，整体处于中度～富营养化污染状态。结合底栖动物种类组成和多样性分析结果，耐污能力较强的种类（苏氏尾鳃蚓、霍甫水丝蚓等）在固城湖优势度较高。

（6）渔业资源

从2011年起，溧水区、高淳区政府在每年春季开展渔业资源增殖放流活动，投放花白鲢、鳙鱼、细鳞斜颌鲴等以浮游生物为食物，以及草鱼、鳊鱼等以水草为食物的鱼类。

2016年3月10日，高淳区的增殖放流活动共向固城湖投放细鳞斜颌鲴3万余尾，鲢、鳙、草、鲤鱼苗4万余尾以及蟹种15万余只。

三、水生态修复措施建议

从2015—2016年度石臼湖、固城湖水生态监测结果来看，两湖水质、水生态环境不容乐观。建议采取以下措施进行改善和修复：

1.截断外源性污水下泄

石臼湖上游为新桥河上游工业集中区，工业污染威胁严重。此外，生活污水排放和农业化肥的大量使用，加剧了石臼湖湖水营养盐的承载负荷。固城湖出入湖河道较少，属于相对封闭型湖泊，换水周期较长，胥河及环湖工农业生产的影响加剧了固城湖的水环境恶化。因此，截断工业废水、生活污水、农田化肥径流入湖是水生态修复的第一步，这也是水环境外源性污染治理的重要举措。

2.富营养化控制

（1）底泥疏浚

石臼湖、固城湖底泥较为肥沃，有机质含量丰富，尤其是腐烂水草释放的污染物，是营养物质的重要来源，这种内源污染现象属于湖泊自然特征之一。进行湖内底泥挖掘，实施水生植被二次污染控制工程，可部分清除水草死亡后的残留有机物，抑制内源污染现象，有利于恢复湖内水生态系统，增加生物的多样性。

除此之外，还可进行水体深层曝气、注水稀释以及在底泥表面敷设塑料等。定期或不定期采取人为湖底深层曝气方式补充氧气，使水与底泥界面之间不出现厌氧层，经常保持有氧状态，有利于抑制底泥中磷的释放。还可将含磷和氮浓度低的水注入湖泊，起到稀释营养物质浓度的作用。

（2）通过化学方法进行凝聚沉降

可往石臼湖、固城湖投放价格比较便宜的铁、铝和钙等含阳离子的物质，与磷酸盐生成不溶性沉淀物而沉降下来，使磷有效地从水溶液中分离沉淀出来。

（3）控制藻类繁殖

控制藻类繁殖可投放适量食藻虫。食藻虫是一种低等的软壳浮游生物，能吃掉藻类生物，改善水体浊度，使水质清澈见底，为沉水植物生长创造良好条件。同时，食藻虫也可成为鱼类等水生动物的食物，有利于形成健全的水体生态系统。

（4）修复水生高等植物

大型水生高等植物是湖泊生态系统的重要组成部分之一，其组成和分布对水域生态系统的结构和功能都有显著影响。经调查研究，石臼湖挺水植物数量众多，浮叶植物种类少，沉水植物和漂浮植物不占优势；固城湖由于岸线部分固化，挺水植物分布不多，对水位适应性较好的芦苇多分布在湖湾或者湖中人工堆土上，沉水植物群落分布稍广，浮叶植物群落常呈块状镶嵌分布。

事实证明，水生植物（如沉水植物）一方面可以吸收和去除水底的营养物质，另一方面可以进一步稳定水流、降低水体浊度，形成良性循环的生态系统。此外，水生植物在维持湖泊生态系统稳定、稳定湖水底质、提供鱼类产卵场所等方面也具有重要作用。因此，建议恢复石臼湖、固城湖水生高等植物，种植优质净水水生植物品种（如苦草、红线草等）等优势种群，提高生态缓冲能力，防止沉水植物种群结构继续变劣，增强两湖生物多样性，构建良性循环的生态系统，提高湖泊生态稳定性和水体自净能力，改善湖泊水质。

（5）发展生态渔业

开展石臼湖、固城湖渔业资源增殖放流活动，发挥其治藻、控草、净水功能，补充、恢复水生生物和渔业资源种群数量，改善水域生态环境。拆除水产养殖围网，充分发挥自然水体对鱼类资源生长繁殖的有利作用。同时，严厉打击电鱼等非法捕捞活动。

（6）投放微生物

微生物特别是氮循环细菌在水体自净能力方面具有不可忽视的作用。有机物的矿化分解、氮素的气化、磷盐的沉降等均与聚磷细菌的作用分不开。此外，微生物的繁殖速度也非常快，繁殖过程中可分解水体中的有机物，吸收分解后的营养物质又可成为微生物的营养来源。因此，可投放适量的微生物（各类菌种）来平衡水体生态，防止水质进一步恶化。

四、结语

石臼湖、固城湖生态环境的修复和平衡需要经过一个综合治理、调整修复的过程。在实施控源截污、清底挖淤、水生态修复的基础上，还需加强水生态监测监管，建立河长制信息管理系统，实行流域监管，强化河湖管理考核，并加大湖泊保护宣传力度，强化公众自觉自愿参与意识。■

[1]江苏省水利科学研究院.2015—2016年度石臼湖水生态监测总结报告[R].2017.

[2]江苏省水利科学研究院.2015—2016年度固城湖水生态监测总结报告[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

陆晓平，高级工程师，主要从事湖泊管理与保护、水利工程运行及施工管理等工作。

责任编辑 郑爽