洪泽湖东区水生态状况分析与探讨

张新星，刘 伟，张友青

(江苏省水文水资源勘测局淮安分局，江苏 淮安 223005)

洪泽湖是淮河流域最大的湖泊型水库，是中国第四大淡水湖。洪泽湖属浅水型湖泊，湖底呈浅碟形，湖底呈西北高、东南低形势，具有防洪、供水、航运、水力发电、水产养殖及生态保护等综合功能，是苏北黄淮平原地区的主要水源，也是南水北调东线一期工程重要的调蓄湖泊[1]。洪泽湖是淮河中游干、支流与下游河道的联结点，它承泄淮河上中游15.8万km2的来水，洪泽湖东区是淮河主要的过水通道，也是南水北调东线一期工程调水主要进入区域[2]。

近年来，随着工农业生产的发展和人口增长，生产生活废污水的排放量增加，养殖、捕捞、采挖等过量获取湖泊资源，造成了洪泽湖生态功能受损、生物多样性的逐渐下降，鉴于洪泽湖具有重要的生态意义和经济价值。我们对洪泽湖东区水质状况分析的基础上开展试点水生生物种群分析，为洪泽湖生态环境的改善以及生物多样性的修复提供理论依据，确保苏北黄淮平原地区的用水安全。

1 材料与方法

1.1 研究区域

洪泽湖地处苏北平原中部西侧，位于淮河中、下游结合部，是淮河河床的一个组成部分，在其西北部、西部和南部有时断时续的低山和岗阜，东部地势低平，临近京杭大运河里运河段，北枕废黄河和中运河，洪泽湖是苏北黄淮平原地区的主要水源，也是南水北调东线-期工程重要的调蓄湖泊，它不仅是淮安市生活、生产的重要水源，还承担着宿迁、徐州、连云港、盐城和扬州等市的生活、生产用水；安徽省淮北部分地区和沿淮河两岸的用水也通过河湖上的水工建筑物取得水源。洪泽湖东区是淮河主要的过水通道，还是南水北调东线一期工程调水通道，是淮河中游干、支流与下游河道的联结区域[3]。

1.2 监测站点

监测站点的选择充分考虑洪泽湖东区的水文条件和湖盆形状、湖水滞留时间，同时兼顾河流、航道、水产养殖和受外源(点源、面源)影响水域的诸多因素。并结合历史水质、水生态监测站点情况，共设置洪泽湖东区3个水生态监测断面，分别为西顺河、淮安西、蒋坝。

1.3 评价方法

1.3.1水质指标评价方法

采用pH、溶解氧、高锰酸盐指数、化学需氧量、五日生化需氧量、氨氮、挥发酚、氰化物、砷、铜、铅、锌、镉、汞、六价铬、氟化物、总磷、总氮等18项以及营养化状态评价项目高锰酸盐指数、总磷、总氮、透明度、叶绿素a等5项指标对洪泽湖进行水质状况评价。评价标准采用GB 3838—2002《地表水环境质量标准》，评价方法采用SL 395—2007《地表水资源质量评价技术规程》。

1.3.2水生生物指标评价方法[4-5]

(1)浮游植物生物评估。采用浮游植物Shannon-Wiener多样性指数或Margalef丰富度指数评估水生态状况，并采用线性插值法计算浮游植物赋分值。赋分标准见表1。

表1 浮游植物Shannon-Wiener多样性指数评估赋分表

(2)浮游动物指数评估。采用浮游动物生物损失指数分布的区间值，采用下表确定相应的水生态状况，并采用线性插值法，计算浮游动物生物损失指数的赋分值。赋分标准见表2。

表2 浮游动物生物损失指数评估赋分表

(3)大型底栖动物生物评估。采用大型底栖动物BMWP生物指数或大型底栖动物FBI科级生物指数，评估水生态状况。大型底栖动物BMWP生物指数、FBI科级生物指数评估水生态状况采用下表标准，并采用线性插值法计算大型底栖动物赋分值。赋分标准见表3。

表3 大型底栖动物BMWP评估赋分表

(4)水生维管束植物评估。采用水生维管束植物覆盖度的直接评判法进行水生态评估。赋分标准见表4。

表4 水生维管束植物覆盖度评估赋分表

(5)水生生物综合状况评价。采用算术平均数计算试点水域不同生物类群综合生物指数，并对试点河段的水生生物综合状况进行评价。赋分标准见表5。

表5 水生生物综合状况评价赋分分级

2 洪泽湖东区水生态水环境状况分析

2.1 洪泽湖东区水质状况分析

2022年洪泽湖东区总体水质类别以劣Ⅴ类为主，各站点水质大体持平，淮安西总磷浓度略低；总氮、总磷为主要超标项目，超标倍数较高；8月份部分站点高锰酸盐指数和化学需氧量偶有超标外，其余项目均满足地表水环境质量Ⅲ类水标准。

2.2 入湖水质状况分析

2022年对入洪泽湖的的26条河流开展水质监测。其中总氮的高值出现在维桥河(15.40mg/L)、朱陈洼河(4.94mg/L)、和南淮泗河(4.58mg/L)；总磷的高值出现在古山河(0.706mg/L)、五河(0.569mg/L)和朱陈洼河(0.549mg/L)。结果表明中小河流的营养盐浓度极高，对入湖口水域产生较大威胁，是近岸带发生蓝藻水华的原因之一。根据调查走访，入湖河流的氮磷营养盐主要来自农业面源和水产养殖的影响。

2.3 洪泽湖东区富营养化状况分析

洪泽湖营养化状态评价项目高锰酸盐指数、总磷、总氮、透明度、叶绿素a等5项指标对洪泽湖东区进行水质富营养化状况评价。2022年洪泽湖东区整体呈轻度富营养化状态，6月呈中度富营养化状态，营养盐浓度较高。营养盐浓度与蓝藻频频爆发的太湖的基本营养水平是相当的，其总磷浓度甚至超过了太湖部分水域[6]。

2.4 洪泽湖东区水生生物状况分析

2.4.1浮游植物状况

(1)洪泽湖历史浮游植物状况。洪泽湖2011—2021年共检出浮游藻类8门117属245种，总藻细胞密度平均值的整体水平在653.0×104～1103.0×104个/L，出现频率较高的主要有隐藻门的尖尾蓝隐藻，绿藻门的小球藻，蓝藻门的惠氏微囊藻、水华微囊藻和不定微囊藻。浮游藻类群落构成由冬春季节的绿藻-隐藻-硅藻演替为夏秋季节的蓝藻-绿藻-硅藻，季节变化规律较为明显。2011—2021年洪泽湖浮游藻类群落构成香农威钠多样性指数值范围为3.42～4.15，皮尔逊均匀度指数值范围为0.69～0.79，洪泽湖整体处于轻度污染-微污染状态。洪泽湖在2009年7月、2011年7月、2015年9月、2016年8月、2018年8月、2019年8—9月、2020年8月和2022年8月均发生过短期的表层微囊藻集聚现象，优势种属为微囊藻属。

(2)洪泽湖东区2022年浮游植物状况。2022年，洪泽湖东区共检出浮游藻类7门37属76种(包括变种)。各门藻类种属数依次为绿藻门13属27种，硅藻门9属20种，蓝藻门10属21种，裸藻门)1属3种，金藻门1属1种，隐藻门2属3种，黄藻门1属1种。其中绿藻(35.5%)、蓝藻(27.6%)和硅藻(26.3%)三门藻类种数相加占藻类总种数的89.5%，是构成洪泽湖东区水体浮游藻类的主要类群。8月淮安西站点和西顺河站点为轻度水华，其余月份各站点无明显水华。

(3)洪泽湖东区2022年8月蓝藻状况。洪泽湖东区2022年8月共检出蓝藻8属18种，其中微囊藻属4种，鱼腥藻属3种，伪鱼腥藻属1种，色球藻属3种，平裂藻属1种，尖头藻属1种，螺旋藻属1种，颤藻属4种，从种类上看，微囊藻属和颤藻属占优势。各个监测点蓝藻细胞密度在273万—7319万个/L之间，检出蓝藻细胞密度最大值的站点为蒋坝站点。蓝藻细胞密度占总藻细胞密度的比值达到83.6%，成为洪泽湖水体的主要优势藻类，是8月份洪泽湖藻细胞密度值较高的主要原因。其中微囊属细胞密度占蓝藻细胞密度的比值达到56.1%，是洪泽湖水体优势蓝藻藻种。

2.4.2浮游动物状况

2022年洪泽湖东区共检出浮游动物4门12种，其中原生动物3种、轮虫5种、枝角类2种，桡足类2种。原生动物优势种为长筒拟铃壳虫、江苏拟铃壳虫；轮虫优势种为长三肢轮虫、萼花臂尾轮虫和矩形龟甲轮虫；枝角类优势种为长额象鼻溞；桡足类优势种为中华哲水蚤。洪泽湖在各个时期浮游动物四大类群基本都有检出，且均为原生动物、轮虫占比较大，群落结构较为稳定。总物种数及检出密度在各个时期有较大的差别，在不同空间的分布也有较大的变化。

2.4.3底栖动物状况

洪泽湖东区2022年共检出底栖动物3门4属5种，分别软体动物门环棱螺属的铜锈环棱螺、蚬属的河蚬、节肢动物门摇蚊幼虫属的摇蚊幼虫和环节动物门尾腮蚓属的苏氏尾腮蚓和霍普水丝蚓。湖区底栖动物被少数种类主导，环棱螺和摇蚊幼虫为优势种，密度均值分别为50个/m2和38个/m2，检出底栖动物种类以及密度均较低，各站点采集到底栖动物的密度均值介于75～251个/m2之间，较高值出现在蒋坝站点，较低值出现在淮安西站点。

2.4.4水生维管束植物状况

洪泽湖东区2022年共检出水生维管束植物8属9种，其中沉水植物4种，浮叶植物2种，挺水植物2种，漂浮植物1种。马来眼子菜、金鱼藻、菱和狐尾藻为现阶段主要优势种。在洪泽湖东区分布的水生高等植物中：沉水植物不论从种类还是数量上都占据着主导地位，所形成的群落结构复杂，层次明显；浮叶植物优势种为莕菜、菱，莕菜分布地区较广，一般呈斑块状分布或聚集成片大面积分布。30a来，洪泽湖大型水生植物种类组成变化较大。对比历史资料，所有种类的数量和分布面积都有明显减少，一些种类可能已经在洪泽湖消失。

2.4.5水生生物综合状况评价

洪泽湖东区2022年水生生物综合状况评价结果见下表。其中西顺河站点水生生物综合状况评价为35.76分，达到赋分分级Ⅳ级标准；淮安西站点水生生物综合状况评价为29.98分，达到赋分分级Ⅳ级标准；蒋坝站点水生生物综合状况评价为24.78分，达到赋分分级Ⅳ级标准。赋分标准见表6。

表6 洪泽湖东区水生生物综合状况评价表

3 结论与建议

3.1 结论

水质评价中，2022年洪泽湖东区总体水质类别以劣Ⅴ类为主，总氮、总磷为主要超标项目，超标倍数较高。整体呈轻度富营养化状态，6月呈中度富营养化状态，营养盐浓度较高。2022年对入洪泽湖的26条河流水生生物评价中，中小河流的营养盐浓度极高，对入湖口水域产生较大威胁。

水生生物状况评价中，2022年洪泽湖东区水生生物综合状况评价达到赋分分级Ⅳ级标准。8月淮安西站点和西顺河站点为轻度水华，其余月份各站点无明显水华。洪泽湖东区夏秋季节微囊藻属成为优势种群，在特定的气象水文条件下局部区域存在水华发生的可能性。河闸区域受到阻水性建筑物影响造成湖水吞吐受阻，闸上游水域的封闭度增大，水体流速减慢，氮磷营养盐更易滞留，在水温、光照等条件适宜时，蓝藻局部大量繁殖，藻密度增加，具有发生局部水华的条件。

3.2 建议

(1)应进一步加强洪泽湖及周边范围面源及内源污染控制，对主要入湖河道开展整治，减少污染物汇入，推进洪泽湖养殖塘口清退，减少洪泽湖湿地围网养殖区，注重湿地植物保护，提升洪泽湖拦截和降解外源污染能力[7]。

(2)水生生物对环境变化敏感，是反应水体环境状况的重要指标[8]，为探明水生生物的种群构成以及演替规律，在坚持长期监测、不同时段监测的基础上，应进一步优化监测站网，确保时间、空间监测全覆盖。

(3)近年来，特别是每年8、9月，洪泽湖东区不同程度的发生了蓝藻积聚现象，对洪泽湖及下游水源地产生了一定的影响，需制定水华应急处置措施，当发生蓝藻水华暴发时，一是在不违背《淮河洪水调度方案》规定的调度原则、确保防洪安全的前提下，尽可能加大三河闸流量，让污水从湖泊快速下泄进入入江水道；二是通过江水北调工程翻引长江水入洪泽湖进行冲污稀释。

4 结语

湖泊水生态系统是流域与水体生物群落、各种有机、无机物质之间相互作用不断演化形成的，既会自然变化，也会受到人类活动的干扰而逐步退化。研究湖泊水生态系统状况已成为目前湖泊治理与保护关注的重点。洪泽湖东区水生态水环境状况分析试点工作开展，初步了解洪泽湖过水通道生态状况及存在问题，但水生态要素还不全，需要进一步拓展鱼类监测等领域，还应坚持长期监测、不同时段监测的基础上，总结成果、经验，以期为开展洪泽湖全区域水生态系统研究积累工作经验，为洪泽湖的治理与保护提供借鉴。