草海生态现状分析及治理措施研究

2018-06-13周琴慧童道辉张和喜

中国水土保持 2018年6期

周琴慧，童道辉，张和喜

(1.贵州省水利科学研究院，贵州贵阳 550002； 2.贵州贵深环境工程有限公司，贵州贵阳 550002)

草海位于贵州省威宁县城西南侧，是贵州省最大的淡水湖泊，海拔2 171.7 m，有“高原明珠”之美誉。草海不仅是高原喀斯特天然淡水湖泊和长江上游重要的水源补给地，也是具有完整生态系统的天然湿地。草海生物资源丰富，种类繁多，现已查明的物种有1 914种，每年有包括国家一级保护物种黑颈鹤在内的228种10万余只鸟类在此过冬，有“物种基因库”和“露天博物馆”之称[1]。草海于1992年被批准为国家级自然保护区，其保护一直受到政府相关部门的高度重视。然而，受各种因素的影响，草海目前的状况令人担忧，面临着水域面积萎缩、农业面源污染严重、水体污染、生态系统脆弱、外来物种入侵等系列问题，这些问题制约着草海生态的健康发展。

1 草海当前的生态问题

1.1 湖底积淤，水域面积萎缩

草海过去水域面积常年保持在45 km2左右，水位稳定，水温恒定，营造出了良好的生境[2]。但在历史上，草海曾经历过退湖造田工程，湖水几近排干，面积仅剩3～4 km2[3]。为此，当地人民付出了惨痛代价，在退湖造田的十年间，当地出现气候剧变、疾病增多、粮食减产、种群减少、候鸟绝迹等现象[2,4]。历史的教训告诉我们，草海须保持合理的水域面积，当地的生态及生产发展才能走向可持续的道路。近年来草海水域面积一直在萎缩，目前草海常年水域面积在25 km2左右，枯水期仅有15 km2。草海水体补给来源主要是自然降水，依靠周边35条河流集水补给。草海周边以村落及耕地为主，植被覆盖率低，水土流失严重，雨季山洪暴发，携沙的洪水径直流入草海，导致入湖河口区域淤沙严重。每年因水土流失导致的淤积量有6.47万～10.13万t[5]，大量的泥沙沉积，使得草海库容减小，水域面积萎缩，对草海的生态造成重大影响。

1.2 补给水源被污染，水质变差

草海曾经水质良好，2001年草海80%的水体达到地表水Ⅰ类标准[6]。近年来，草海水质受到周边环境的影响开始变差。据毕节环保局监测数据，2012—2015年草海水质处于地表水环境质量标准Ⅲ～Ⅴ类的水平，总体来讲下游水质优于上游。草海水质受到多重污染源的污染，尽管草海湿地具有较强的水质净化功能，但是一旦超出其净化能力，水质将会持续变差。草海位于威宁县西南侧的一块洼地中，城市生活污水及生产废水均通过河流排入草海。威宁县城市化快速发展导致人口急剧增长及城市污水管网建设滞后，使得污水排放量逐年增加。据测算，威宁县每天约有3 000 t的废水排入草海，这是草海主要污染源之一。草海上游补给河流中径流量最大的中河，目前受生活污水污染严重，其取样检测结果见表1。

表1 中河入湖河口水质取样检测结果 mg/L

从表1可知，中河水质各项污染物指标均属劣Ⅴ类，其中对水体富营养化影响较严重的总氮、总磷指标分别是地表水Ⅴ类标准的11倍和7倍还多。这种污水会对草海造成直接的污染和生态的破坏。环湖污水若得不到有效治理，那么草海水质恶化状况还会进一步加剧。

1.3 面源污染严重

草海周边有14个行政村，总人口35 373人，耕地总面积1 076 hm2[5-6]。农村主要的面源污染为生活污水、畜禽粪尿、农业化肥等。污染物经雨水稀释后约有70%的污染负荷经地表径流及地下渗流排入草海。据测算，农村每年排入草海的污染物中COD、TN和TP分别为1 560、352和13 t[6]，污染负荷很重。此外，草海较为开放，村民及游客能踏入草海缓冲区，不可避免地会遗留下垃圾及漂浮物，给草海带来了额外的污染。

1.4 生态系统脆弱

草海当前生态系统显得十分脆弱，主要表现在两个方面：第一，生物多样性减少，对外界干扰十分敏感；第二，生态功能退化，自我恢复能力较差。外界干扰主要是人为活动和外来物种入侵，如：围湿造田导致草海面积减小，湿地功能减弱；大量收割水草、水葱使得本土水生植物锐减；过度捕捞鱼类使得鱼类数量和种类都急剧下降。这些人为活动打破了原本的生态平衡，使得生态功能和生物多样性大幅下降。

1.5 空心莲子草入侵，构成生态威胁

草海生态功能遭到削弱后，外来物种如空心莲子草、芦苇、黄黝鱼、彩石鲋等“乘虚而入”，逐渐取代本地种而成为优势种，并进一步削弱了生物多样性。空心莲子草为宿根性草本植物，1930年传入中国，被列为中国首批外来入侵物种，它具有极强的适应性、强大的繁殖能力和竞争力，在我国已广泛传播和蔓延[7]。根据现状调查，空心莲子草对草海生态环境造成的破坏十分严重。空心莲子草在水体中生命力强、繁殖快，并与沉水植物及浮游植物争夺阳光、空气，从而导致其他水生植物和鱼虾缺氧死亡，死亡的植物和鱼虾在水底腐烂，使得水质恶化，水质恶化又能助长空心莲子草的繁殖，从而形成恶性循环，对生态系统造成持续性破坏。经实地勘测，目前草海周边空心莲子草区域面积达到467 hm2，对草海生态构成极大威胁。

草海另一外来物种芦苇是为改善水质而引进的，近年来在自然生长条件下，芦苇也逐渐发展成为优势种。草海生态系统遭受外来物种的入侵体现了草海当前生态的敏感性和脆弱性，原本良好的生态遭到破坏后，生态功能逐渐退化，自我恢复能力变差，水体污染无力净化，生物多样性难以重新建立，良好生境难以复原。生态脆弱是当前草海面临的最为核心也是最亟待解决的生态问题。

2 现状问题相互影响分析

草海现状问题并非独立存在，而是相互渗透相互影响。如草海周边的水污染及农村面源污染导致草海水质变差，水质变差使得水生环境恶化，生物量减少，生态功能变得脆弱，而生态功能脆弱，水质净化能力将会减弱，从而导致水环境进一步变差。又如，水环境恶化，外来入侵物种因其顽强的生长能力，更能发挥其生长优势，而外来物种的入侵使得生物多样性减少、生态恢复功能变差，从而使生态系统变得更加脆弱。草海现状问题之间的相互关系如图1所示。

图1 草海现状问题关系网络

草海现状问题已经突显，若不进行科学治理，任其继续发展，草海未来的生态将会岌岌可危。

3 草海生态治理路线研究

草海作为国家级自然保护区，其生态功能有着举足轻重的作用，而草海当前生态系统十分脆弱，故其生态治理路线和治理措施的制定应当谨慎。根据国内其他自然保护区的治理经验，草海生态治理应在遵循生态学原则、地域性原则、源头治理原则、自然恢复原则及科学干预原则等的基础上制定相应的治理路线和相关措施。

草海生态功能的恢复宜从改善水生环境、恢复良好生境开始，并同时进行科学干预，清除入侵的外来物种，构建生物多样性。此外，还应出台相关政策，限制人为活动，减少对草海的干扰。根据上述思路，提出如图2所示治理路线。

图2 草海生态治理技术路线

4 草海生态治理综合措施

草海生态问题是一个复杂而系统的问题，采取单方面的措施效果是非常有限的，治理措施应综合、全面，各点击破。根据上述治理路线，提出以下综合治理措施。

4.1 源头治污，杜绝污染

草海水质污染的主要污染源为城镇污水及农村面源污染，是通过河川径流和地下渗流等途径进入草海的。因此，要从根本上治理污染问题，就需要截断污染源，避免或减少污染物进入草海，并在河流进入草海之前采取措施降解污染物，提升入湖水质。具体措施有：对于城镇污水，完善市政污水管网系统，扩展收集范围，减少收水盲区，并相应增加污水处理厂规模，控制排放去向，污水处理厂的出水不得排入草海；对于农村面源污染，在经济允许的条件下，将草海附近村落迁出草海，若搬迁不能实现，可在草海周边污水排放较集中的村落建立分散式污水处理系统[8]，减少农村生活污水的排放，还要完善农村固体废弃物收集体系，将固体废弃物集中转运至威宁县垃圾填埋场处置。

4.2 构建生态屏障，保护和净化水质

过去，草海水位较高、水域面积大，在河流入湖口处形成的湿地构成了草海的生态屏障，对入湖的水质起到了净化作用。如今，草海水位降低，入湖河口湿地被变为耕地，不仅丧失了生态屏障功能，还带来了农业有机污染。失去了湿地的屏障保护作用，大量初期雨水、生活污水、泥沙及固体废渣直接进入草海，对其造成了污染。为解决这一问题，应重新构建草海生态屏障。首先，应逐步恢复草海周边入湖河口湿地，在河水流入草海之前，利用湿地的生态功能对有机污染物进行降解。恢复湿地不仅能有效降解污染物，还可沉沙滤渣，减少草海淤积。其次，应在草海周边污染源较多的区域设置生态隔离带，利用隔离带对污染物的阻滞和降解作用，提升入湖水质。入湖河口湿地和生态隔离带可构成草海水环境新的生态屏障。

4.3 清除空心莲子草，重建生物多样性

面对“生态杀手”空心莲子草，草海生态自我恢复已无能为力，需要进行科学的人工干预，逐步消除空心莲子草的入侵。空心莲子草为宿根性水草，生命力极其顽强，极易再生，故对空心莲子草的干预，并不是清理完毕即结束，宜采取生物演替的方式将其永久遏制，即在人工清理干净空心莲子草之后，构建新的植物群落，如“水葱+茭白”组合并配以其他本地植物，利用植物种群竞争优势配合人工干预逐渐取代空心莲子草。在重新建立生物多样性之后，草海的生态功能将逐渐恢复，自我平衡能力逐渐增强，可重新营造良好生境。