隨著流域內(nèi)人類活動(dòng)的加劇,湖泊的生態(tài)系統(tǒng)受損退化、湖泊富營(yíng)養(yǎng)化嚴(yán)重,藍(lán)綠藻水華等災(zāi)害頻發(fā),生態(tài)服務(wù)功能持續(xù)下降,嚴(yán)重影響了居民的健康及生存,制約了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。湖泊生態(tài)系統(tǒng)的破壞的直接原因是人類的活動(dòng)造成的污染超過了湖泊的自然承載力,污染入湖量超過了湖泊的水環(huán)境容量,湖泊生態(tài)系統(tǒng)遭到嚴(yán)重破壞,主要體現(xiàn)在三方面:水量失衡、水化學(xué)失衡及水生態(tài)失衡。
(1)水量失衡主要與氣候變化、人涉水產(chǎn)業(yè)的急劇發(fā)展及水資源的不合理利用有關(guān)。水量失衡將直接影響到湖泊的面積及容積,進(jìn)而影響水環(huán)境容量及承載能力;
(2)水化學(xué)失衡是指N、P等營(yíng)養(yǎng)物的排入量遠(yuǎn)大于湖泊的自凈能力,引起湖泊的地球化學(xué)循環(huán)失衡。
(3)湖泊水生態(tài)系統(tǒng)破壞的體現(xiàn)在富營(yíng)養(yǎng)化加劇,藍(lán)藻水華頻發(fā)。富營(yíng)養(yǎng)化問題的出現(xiàn)在本質(zhì)上是淡水生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)交換和能量流動(dòng)平衡失調(diào),是湖泊生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能發(fā)生退化和受損,是生態(tài)元之間的鏈接斷裂或弱化。
2015年,由于《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》(即“水十條”)的頒布,規(guī)劃了我國(guó)水環(huán)境治理的路線圖。“水十條”指明,到2020年,全國(guó)水環(huán)境質(zhì)量得到階段性改善,污染嚴(yán)重水體大幅度減少;到2030年,力爭(zhēng)全國(guó)水環(huán)境質(zhì)量總體改善,水生態(tài)系統(tǒng)功能初步恢復(fù);到本世紀(jì)中葉,生態(tài)環(huán)境質(zhì)量全面改善,生態(tài)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)良性循環(huán)。
我國(guó)在“十五”期間,國(guó)家“863”項(xiàng)目在太湖與滇池開展了重污染水域的生態(tài)重建與環(huán)保疏浚技術(shù)、水源地水質(zhì)改善與生態(tài)修復(fù)技術(shù)、水網(wǎng)地區(qū)湖泊面源污染控制技術(shù)、水體控藻技術(shù)與入湖河流污染綜合整治工程示范研究;同時(shí),開展了“973”計(jì)劃項(xiàng)目“湖泊富營(yíng)養(yǎng)化過程與藍(lán)藻水華暴發(fā)機(jī)理研究”,深入研究長(zhǎng)江流域獨(dú)特的淺水湖群背景下入湖生源要素受地球表層特征、氣象因子、生物過程及人類經(jīng)濟(jì)活動(dòng)等要素的驅(qū)動(dòng),揭示在流域、湖盆、水生生物三個(gè)層次的循環(huán)及其失衡機(jī)理,研究藍(lán)藻水華的生消動(dòng)力學(xué)、水生植被的生態(tài)系統(tǒng)功能和穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)換作用以及湖泊-流域復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)特征與管理。在富營(yíng)養(yǎng)化調(diào)查、面源污染控制、湖濱帶生態(tài)修復(fù)、水華暴發(fā)機(jī)理和控制等方面取得了一定的研究成果,逐步形成了“治湖先控源”的理念及湖泊流域污染治理集成技術(shù)體系。
理論上,即使外源污染能完全截除,但沉積物中營(yíng)養(yǎng)鹽內(nèi)負(fù)荷的存在與釋放,水中的營(yíng)養(yǎng)鹽依舊存在。實(shí)際上,如降水、地表徑流等外源污染也不可能徹底截除。
盡管國(guó)內(nèi)外對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化的研究通常都應(yīng)用了利比希“最小因子定律”,尋找藻類生長(zhǎng)的限制因子,并據(jù)此提出了控制N、P的一系列對(duì)策,但應(yīng)該指出的是,該定律只有在嚴(yán)格的穩(wěn)定狀態(tài)下才能應(yīng)用,而實(shí)際上失去了水生高等植物,以藻類為優(yōu)勢(shì)的水生態(tài)系統(tǒng)并不穩(wěn)定,此外各種生態(tài)因子之間存在替代作用,即當(dāng)一個(gè)特定因子處于最小狀態(tài)時(shí),其它處于高濃度或過量的因子可替代特定因子的不足。
事實(shí)上,中國(guó)富營(yíng)養(yǎng)化水體中常見的一些藻類優(yōu)勢(shì)種,如微囊藻、魚腥藻、束絲藻、顫藻、直鏈藻、隱藻等,它們對(duì)營(yíng)養(yǎng)鹽的耐受性限度往往很寬,在特定的條件下常常形成特定的優(yōu)勢(shì)種,當(dāng)營(yíng)養(yǎng)鹽濃度較高時(shí)優(yōu)勢(shì)種種群的快速擴(kuò)增、集聚便成為“藻華”;由于物種間無時(shí)不發(fā)生的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系,在營(yíng)養(yǎng)鹽較低而其它理化、生物因子的作用有利時(shí),優(yōu)勢(shì)種也能生長(zhǎng)繁殖,甚至也形成“藻華”。
我國(guó)大多數(shù)湖泊由于長(zhǎng)期接受大量的生活污水,其營(yíng)養(yǎng)濃度通常很高,即使截污后,面源污染仍使其營(yíng)養(yǎng)鹽濃度維持在較高水平。單純從削減營(yíng)養(yǎng)鹽角度出發(fā),其代價(jià)相當(dāng)大,更重要的是仍可能達(dá)不到預(yù)期的效果。了解與掌握湖泊水體生態(tài)修復(fù)技術(shù),對(duì)開辟后續(xù)的市場(chǎng)、把握發(fā)展方向具有重要意義,下面介紹湖泊生態(tài)修復(fù)中常用的技術(shù),可為湖泊生態(tài)修復(fù)工程的設(shè)計(jì)提供技術(shù)參考。
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