陈永金1,2 李卫红1 郑 丹1,2 付爱红1,2
1 中国科学院新疆生态与地理研究所,乌鲁木齐 830011;
2 中国科学院研究生院,北京 100039
关键词:湖泊湿地 恢复技术 干旱区 研究进展
1 湿地的定义与功能
《湿地公约》中湿地的定义是:“湿地是不论其为天然或者人工、长久或者暂时性的沼泽地,泥炭地或水域地带,静止或流动的淡水、半咸水、咸水水体,包括低潮时水深不超过6m的水域;同时,还包括临近湿地的河湖沿岸、沿海区域以及位于湿地范围内的岛屿或低潮时水深不超过6m的海水水体〔1〕.”根据《湿地公约》中湿地的定义,河流、湖泊、沼泽、珊瑚礁都是湿地.湿地被称为“地球之肾”具有水资源功能, 湿地供水功能, 滞留与降解污染物的功能, 生物多样性保护功能,娱乐休闲的功能和补充地下水的功能〔2〕
2 干旱区半干旱区湖泊湿地面临的主要问题
我国干旱半干旱区的湖泊,与河流一道以其丰富的水资源条件和相对良好的生态环境优势,成为人口汇聚,经济活动发达的活跃地带。同时,由于人口的大量涌入,盲目的,掠夺式开发,使得在脆弱环境背景下的湖泊湿地生态系统的平衡被打破,湖面萎缩,湿地退化,生态受损,荒漠化加剧。璀璨明星—古楼兰文明的陨落,古代精绝国的衰败虽是全球气候暖湿交替变化有关,但有大量资料证明不合理的人类活动是这一过程的助推器。干旱半干旱区的湖泊大多处于河流下游,湖泊面积的变化与入湖河流的水量补给关系密切,干旱环境下的强烈蒸发及工农业活动的低效用水等,给干旱半干旱区湖泊带来一系列问题:
2.1 水位下降,湖面萎缩
由于气候和人文活动的影响,特别是近40年来,工农业用水迅猛增加,极大地减少了湖水补给来源,玛纳斯湖湖泊迅速萎缩、咸化,乃至干涸,多数已覆盖上盐碱。现今仅剩艾里克湖及其南侧区区积水洼地,近几年内也发生过湖干鱼死的事件,内蒙古和新疆的30多个主要湖泊,由于降水稀少,蒸发旺盛,湖泊补给水量不足,加之人为用水量剧增,导致湖泊面积萎缩〔3〕。博斯腾湖周围的芦苇面积随着湖泊面积的缩小而锐减,自然落长势衰
减。从1958年至1988年,芦苇湿地面积由558.4km2下降 到300km2左右,总面积下降约40%,部分区域退化面积达80%,芦苇产量由25×104t/a下降到6×104t/a。湖泊水位下降,湖面萎缩的后果使湖泊和湖滨湿地生物的多样性受到严重威胁,许多珍稀野生动物绝迹,生态环境恶化,生态灾害频繁,严重影响到周围人民众的正常生活,威胁到社会经济的发展与稳定。
2.2 水质咸化
在人类活动大规模开发土地资源和水资源的过程中,大量的地表和地下水资源在湖泊流域的上、中游被拦截,而处在西北内陆河流尾闾的湖泊水源补给大大减少,加上区域降水量小、蒸发量大的气候特征的影响,造成湖泊水资源入不敷出。由于入湖径流急剧减少,湖泊在自然演化的过程中,湖水咸化,由淡水湖演变成咸水湖,再发展成盐湖,最后变为干盐沼而消亡。博斯腾湖上游开都河上灌溉工程的修建,导致人湖水量锐减,加州芦苇湿地退化,失去湿地保护后,大量高盐份农田排水、工业废水和生活污水直接入湖,引起湖泊矿化度升高,从1958至1981年25年间,矿化度由0.385g/l上升到1.8g/l,目前仍维持在海子简介1.6g/l左右,已成为微咸水湖。
2.3 富营养化
一般来说,富营养化问题多发生在人口稠密,经济发达地区,但在干旱半干旱区的一些湖泊,如博斯腾湖,乌梁素海,呼伦湖也出现了像人口稠密区湖泊所面临的富营养化问题。达里诺尔湖属内蒙古高原北方干旱地区的封闭性湖泊,周围无明显的工业污染,但由于生态环境十分脆弱,主要污染物CODMn、BOD5的量明显增加,主湖区处于富营养状态,部分水域达到中富营养水平〔4〕。
3 湖泊湿地生态恢复保护技术
根据目前国内外对各类湿地恢复项目研究的进展来看,可概括出以下几项技术:废水处理技术,包括物理处理技术、化学处理技术、氧化塘技术;点源、非点源控制技术;土地处理技术;光化学处理技术;沉积物抽取技术;先锋物种引入技术;土壤种子库引入技术。这些技术有的已经建立了一套比较完整的理论体系,有的正在发展。在许多湿地恢复的实践中,其中一些技术常常是相整合应用的,并可取得显著效果。
3.1 国外湖泊湿地生态恢复保护技术
1996年9月在澳大利亚西海岸的佩斯召开了第五届国际湿地会议,讨论如何增强湿地效益,防止和解决湿地丧失、功能衰退、生物多样性减少等问题及保护与重建湿地的策略和措施。在澳大利亚Capel附近修建的一个用于沉积稀有金属矿砂的湖泊,通过种植水生植物,目前已被恢复为一个湿地生态系统〔5〕。AA·图尔苏诺夫、加帕尔·买和皮尔对咸海的湖面急剧萎缩进行了研究,提出了提高灌溉用水效率,从里海和鄂比河向咸海调水,以拯救咸海生态灾难。通过对巴尔喀什湖湖面水位下降,湖水矿化度升高的原因分析,认为其恢复保护的主要技术是对盲目修建蓄水工程——卡普恰盖水能枢纽进行全面改造及相应的设计工作〔6〕。
3.2 我国干旱区半干旱区湖泊湿地的恢复保护技术
3.2.1 湖泊富营养化的治理 目前我国湖泊、水库控制外源性营养物质的输入是因难的,因此通过收获沉水植物有效地减少内源性营养物负荷已成为大型植物响应型湖泊富营养化防治的核心问题相关键技术。应用这项技术可为湖区农、牧、渔业的可持续发展创造良性的生态环境。裴新国,闫晓燕,周国良研究认为通过工农业废水的二次利用和开采地下水降低湖水污染,增加入湖淡水量,抑制湖泊的富营养化〔7〕。
3.2.2 湖面萎缩的治理 自二十世纪七十年代岱海湖水位开始下降,尤其是80年代以来快速下降,冯学武,王弋,王智在分析其原因后指出发展节水技术,提高水资源的利用率,才能有效遏制水位下降,湖面萎缩的势头;曹建廷,王苏民,沈吉等提出水利工程建设和灌溉用水的增加是岱海水位下降的主要因素。通过调整湖泊流域人们的行为,如调整种植结构,退耕还草等措施,可以减缓岱海水位下降〔9〕。
3.2.3 水质咸化的治理 樊自立,王喜鹏认为通过扩大引额济海水量,才能使大海子水位恢复,矿化度下降,由于青海湖区水面蒸发远大于降水及汇入的水量,湖面萎缩、水位下降,随着盐分的日积月累,形成了微咸水湖。李卫红通过实地调查和对1999~2001年的监测资料的分析研究,提出通过湖滨湿地生态恢复工程、增源节水工程、加速湖水循环工程等技术措施,以保护和改善博斯腾湖水环境〔10〕。黄文钰等提出在干旱区半干旱区利用节水灌溉技术,减少农田引灌水量,严格控制耗水量大的项目建设等增加入湖淡水量,减缓湖泊水质咸化过程。
4 湖泊湿地恢复保护问题的思考
不管技术多么先进,理论多么成熟,方法多么完善,都不能保证使受损的湿地生态系统完全恢复到受损前的状况。而在湿地生态系统还未严重受损前就采取适当的技术措施加以保护则既能使湿地生态系统继续健康发展,更能节省大笔开支,具有生态和经济双效益,在开发过程中努力保持和维护自然生态平衡至关重要。
干旱半干旱区湖泊湿地所面临的问题,如果单纯在自然力作用下将是一个极缓慢的进程,而在人类高强度高密度的干扰下,在几百年,甚至几十年就使得区域环境变得面目全非。没有全民环保意识的提高,单靠专家学者们的才华与智慧,绝非能真正使脆弱的湖泊湿地生态系统步入良性发展的轨道,全民学法,全民知法,做到有法可依,有法必依,执法必严,违法必究,才是干旱半干旱区湖泊湿地恢复保护的根本之所在。
参考文献
〔1〕 宫辉力,赵文吉等.我国湿地研究的现状与发展趋势.首都师范大学学报,2003,24(3):84-95.
〔2〕 安树青.湿地生态工程——湿地资源利用与保护的优化模式.北京:化学工业出版社,环境科学与工程出版中心,2003.
〔3〕 李亚威,韩天成.内蒙古湖泊水资源及主要环境问题,内蒙古环境保护,2000,12(2):17-21.
〔4〕 陈子红.北方湖泊水化学特征与发展态势.干旱环境监测,2000,14(4):222-225.
〔5〕 Chambers JM and Mc Comb AJ. Establishment of wetland ecosystems in lakes created by mining in Western Aus-tralia. In:Mitsch WJed. Global wetlands:old world and new.Elsevier,Netherlands,1994.
〔6〕 Benndorf, J., and U. Miersch. 1991. Phosphorus loading and efficiency of biomanipulation. In Verh. Internat. Verein. Limnol. 24:(4): 2482-2488.
〔7〕 加帕尔·买和皮尔,AA·图尔苏诺夫、亚洲中部湖泊水生态学概论.乌鲁木齐,新疆科技卫生出版社,1996.
〔8〕 裴新国,闫晓燕,周国良.博斯腾湖的盐污染及其控制.干旱区地理,1991,14(1):59-63.
〔9〕 曹建廷,王苏民,沈吉,等.近40年来内蒙古岱海水位下降的主要原因.干旱区研究.2002,19(1):1-6.
〔10〕李卫红,陈跃滨,徐海量,等.博斯腾湖的水环境保护与可持续利用对策. 地理研究,2003,22(2):185-191.
作者简介 陈永金,男,35岁,在读博士,干旱区生态与环境,乌鲁木齐市北京南路40号附3号,邮编830011,电话0991-7885430,E-mail: chenyongjin@eyou
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