四湖流域景觀生態建設研究

尹發能

(湖北師范學院地理科學系,湖北黃石 435002)

四湖流域景觀生態建設研究

尹發能

(湖北師范學院地理科學系,湖北黃石 435002)

江漢平原四湖流域生態環境問題嚴重,主要表現在洪澇災害、水體污染和血吸蟲病等三個方面,需要進行景觀生態建設和綜合治理。主要措施包括:退田還湖恢復濕地,擴大湖泊濕地面積;湖泊河流生態修復與生態建設;江湖連通與引江濟湖工程;保護濕地生物多樣性等。

四湖流域;景觀生態建設;生態修復

江漢平原四湖流域生態環境問題嚴重,主要表現在洪澇災害、水體污染和血吸蟲病等三個方面,尤其是天然水域面積減小,湖泊濕地萎縮,生態功能退化,對洪水的滯納能力和對污染物的凈化能力減弱,湖泊河道淤塞,水流不暢,為釘螺的繁殖孳生創造了條件。四湖流域生態環境的綜合治理和流域生態管理,需要通過全流域的景觀生態建設,協調天然水域、人工水域、水田、旱地和城鎮等各種景觀要素的比例結構和空間布局,重建結構協調、功能完善的流域景觀生態系統。

1 退田還湖恢復湖泊濕地

退田還湖擴大湖泊濕地面積,一方面可以增加調蓄面積和容積,減輕和消除洪澇災害,另一方面可以增加水環境容量,提高水體自凈能力,減輕水體污染,改善態環境。1.1 洪湖退田還湖

洪湖的作用無論是對四湖流域的防洪和其它經濟活動,還是對地區的生態環境都是不可替代的。在20世紀50-60年代圍湖造田使三湖、白鷺湖消失,洪湖逐步被蠶食之后,如今得以保留的湖體更彌足珍貴了。

一是其調蓄能力有限,而且洪湖圍堤以內面積(444km2)中有42個內垸,總面積達111km2,其中非法圍湖的內垸40個(面積94km2),即內垸占去洪湖1/4的面積。

二是隨著洪湖蓄水位的提高,其調蓄作用也受到某些限制。洪湖水位在26.0m以下時,福田寺以上、高潭口排區(通過洪排河與子貝淵、下新河)和下區(通過下內荊河小港)的澇水可進入洪湖調蓄;而當湖水位超過26.0m高程時,只有福田寺以上來水可以入湖調蓄.因為洪排河與下內荊河的允許高水位是26.0m.此時下區還有新灘口、南套溝等加足馬力排水(流量達280-300m3/s),而高潭口排區則外排能力不足(210m3/s)。1996年、1991年的實際情況正是如此[2]。

表1 洪湖全退湖容表

1.2 白鷺湖退田還湖

白鷺湖原來是面積85km2的天然湖泊,位于四湖流域中區上半部的中間部位,至今已萎縮殆盡,都已改為漁池和農田了,只剩下5.4km2水面。

白鷺湖退田還湖工程:連接總干渠和西干渠,同時接納十周河、龍湖河的來水,可以形成一個水面為20km2-30km2的湖泊,作為上游水系入洪湖前的緩沖湖,對緩解洪湖水污染大有裨益。湖渠連通,對流域內澇也可以起到調節作用。這樣不但增大湖泊調蓄洪水的湖容,而且水面擴大對湖泊濕地的恢復也很關鍵。白鷺湖調蓄洪水的作相當顯著,其結果是一方面有助于降低洪湖水位或者說提高了系統防洪標準;在防洪標準已定的情況下可以減少擴建泵站的裝機;另一方面是可以降低伍場閘以下福田寺以上的水位,對于沿線圩垸排澇有好處。由于白鷺河所處地理位置對調蓄洪水、削減總干渠水位、減少下游洪澇災害的作用特別顯著,而且還湖后對自然環境的改善也是不言而諭的。

白鷺湖退田還湖規劃面積20km2,最高水位28.7m,最低水位26.5m,調蓄容積3 720×104m3。在總干渠田陽、伍岔河分別建進洪閘、伍岔河伍場附近建泄水閘。另外開挖精養魚池34km2。超過10年一遇洪水才考慮開閘分洪規劃調蓄。

2 湖泊河流生態修復

2.1 湖泊濕地生態修復與湖濱帶生態建設工程

湖泊濕地是流域生態系統的重要組成部分,具有納污、灌溉、漁業、調蓄洪水、氣候調節、物種保存等諸多功能。湖濱帶是湖泊生態系統與流域陸地生態系統間一種十分重要的生態過渡帶,是湖泊的天然保護屏障,且極易受到外界損害。由于盲目圍湖造田,洪湖、長湖的湖濱生態系統遭到破壞,實施湖濱生態修復工程是兩湖治理的關鍵。湖濱修復包括生態護坡(岸)建設、灘地和淺水區水生植被重建等。生態護坡(岸)工程可以有效治理水土流水,防止湖泊進一步萎縮。岸邊植被帶形成一道防護屏障,具有截污、過濾及凈化水質的功能,能夠阻止農業面污染源直接入湖。濱水植被如蓮、荷、蘆葦等還是一道亮麗的景觀,可以美化環境,為生態旅游創造條件。

四湖流域眾多湖泊周缺乏湖濱濕地的保護,湖泊面臨著萎縮、水體污染和富營養化的威脅,應該加強湖濱生態建設,進行湖泊濕地生態修復,重建湖泊良好的生態系統。如果在洪湖、長湖等周圍建立一定寬度的湖濱濕地,并栽種蓮、荷、蘆葦等水生植被,則將具有截污、過濾及凈化水質的功能,能夠阻止農業面污染源直接入湖,形成一道防護屏障,有效地保護天然湖泊水域。將洪湖、長湖周邊洼地、灘涂、民垸內的農、漁民撤遷出來,建立新村鎮,實行退田還湖、退垸還湖,使洪湖周邊形成水生植物帶,為鳥類棲息創造一個好的環境,恢復洪湖濕地原始原貌,發揮其生態功能。

2.2 河岸緩沖帶建設與河流生態修復

河岸緩沖帶是指與河流相鄰的、對污染物、沉積物和洪水具有一定緩沖能力的水陸交錯帶生態土地,其功能的發揮與地形、水文、植被和土壤等因素有關。四湖流域的主要河流(渠道)有四湖總干渠-內荊河、東干渠、西干渠、田關河和洪排河等。四湖總干渠-內荊河是四湖流域的主要河流,沿線串連長湖、三湖、白露湖、洪湖、大沙湖等湖泊,聯絡數以百計的大、小河渠、溪溝,干支流總長達3 494km。河流發育在四湖洼地中,河床出長湖時為海拔28m,入江口則為15m。河道迂回曲折,一般寬約百米。20世紀50年代以來對內荊河水系分三區進行治理(長湖以上為上區,以下為中下區),長湖以上支流水系不變,以下擴挖疏洗,局部改線重挖新河,命名為四湖總干渠。該渠設計流量為90 m3/s-460m3/s,底寬30m-130m,渠底高程25.36m-16.00m,經截彎取直后全長為184.5km。

在四湖流域,要開展對長江、漢江、東荊河、四湖總干渠、西干渠、東干渠、洪排河、田關河等天然河流和人工渠道的修復工作,沿河流建立規模不等的河岸緩沖帶,重建河流生態系統,恢復河流的生態功能,截流陸地輸送到河流中泥沙和污染物,充分利用河流生態系統的自凈能力來消除水體污染。河岸緩沖帶通過大規模的人工造林、種草,在兩岸重建植被,形成綠色走廊。不僅可以極大地截流陸地輸送到河流中泥沙和污染物,減輕河渠淤積和污染,還可以在發生嚴重外洪內澇的條件分蓄一部分洪水,做到一舉多得。

2.3 水生植被重建工程

水生植被是湖泊濕地生態系統中的重要角色,除了其本身的物種價值外,為水生動物提供了良好的棲息地,更重要的是水生植被能夠吸附、降解水中的N、P等營養鹽及部分重金屬,還能產生氧氣,增強了湖泊水體的自凈能力。根據湖泊納污情況,可以合理引種適宜水體生長的除污物種,增強水體自凈能力及生物多樣性。水生植物在生長過程中能夠不斷地吸附、吸收、分解水中的營養鹽和污染物,大量水生植物可對水體產生凈化作用[3]。比如水生維管植物對有機污染物的凈化效果明顯;藻類能有效去除有毒物質等。有研究表明,茭白、慈菇對城市污水BOD的去除率可達80%以上;蘆葦、香蒲、眼子菜和鳳眼蓮等可去除石油廢水的有機污染物達95%以上;每公頃鳳眼蓮每年可吸收氮1 989kg,磷322kg,鉀3 188kg,香蒲每年每公頃可吸收氮2 630kg,磷403kg,鉀4 570kg[4]。

表2 洪湖子貝淵進水口和小港出水口水體元素含量變化(1992-1993)

通過比較洪湖入水口子貝淵和出水口小港的水體理化性質可以說明洪湖的水質凈化功能。由表2可看出,由子貝淵入湖水中的元素含量通常都高于小港出水處相應元素的含量。子貝淵入湖水電導率年平均為517,而小港出水處年平均為465,說明子貝淵水中各類離子總量高于小港出水處的離子含量。洪湖的污染物主要是磷和氮。總磷去除率為11.1%,三氮去除率分別為3.5%、106.7%和34.8%。這表明洪湖的稀釋、消納污染物質能力較高,具有良好的凈化水質的能力。

湖北省環境監測站在2005-2006年對入湖區域(藍田)和出水口(小港)的TP和NO3-N指標進行了監測,藍田的兩項指標分別為0.084mg/l和0.828mg/l,小港的TP和NO3-N濃度分別為0.079mg/l和0.556mg/l。進水口到出水口的濃度下降百分比分別為5.9%和32.8%。

3 江湖連通工程

水是維持生物地球化學循環的重要媒介,也是湖泊河流生態系統的重要組成部分。為了保證湖泊生態系統獲得較好的自凈能力,滿足水生生物生長繁殖需要,保護湖泊濕地防洪、抗旱、灌溉、供水、航運、休閑娛樂等功能的發揮,保證湖泊河流等濕地生態系統可持續發展,需要江湖之間的能量流、物質流和信息流正常流轉。

根據不同湖泊的自然地理條件、阻隔情況以及湖泊周邊經濟發展水平和湖泊功能定位等,有幾種通江方式可以選擇。①通過閘口調度,在不同的季節,通過涵閘引水放水,實現季節性通江。此種通江方式的特點是受人為調控比較明顯,對于溝通江湖之間物質能量交流以及對湖泊濕地生態系統恢復推動作用的大小與閘口調度時機與頻度、開閘時間、引水或放水水量等有很大關系。②江湖之間的連通不受人工設施的阻礙,湖泊、故道水文過程完全依賴于長江水文的漲落過程,使湖泊,故道的物質和生物交流處于自由、自然的狀態。這種連通方式會使湖泊河漫灘面積增加,濕地功能趨于完善,并形成完整的江湖復合生態系統。③修建過漁設施,該連通方式主要偏重于解決江湖洄游性魚類在湖泊與江河之間的回游問題。對湖泊和長江魚類的交流有一定的積極作用,但受交流水量的關系,該種方式對湖泊濕地的恢復和保護有限。

根據四湖水系的特點,可以實施三條線路引水,改善流域水污染狀況。線路一:從萬城閘引沮漳河水,經南排渠入護城河—荊沙河—西干渠—總干渠,此線路主要是引清沖污,緩解荊州城區的水污染現狀。線路二:從萬城閘引沮漳河水,經太湖港—長湖—總干渠—白鷺湖—洪湖—長江,此線路可以增加長湖的換水頻次,有效解決長湖水污染問題,并對白鷺湖實施了生態補水。這兩條線路可以借助”引江濟漢”工程來實施。線路三:從螺山泵站引水經螺山干渠入洪湖—張大口閘、小港閘—總干渠—長江,此線路可以增加洪湖的換水頻次,解決洪湖富營養化的問題,同時起到生態補水的作用。

4 四湖流域生物多樣性保護

4.1 江湖連通,灌江納苗

“灌江納苗”是長江中下游多數湖泊江湖阻隔后提出的一個補救措施,包括“順灌”和“倒灌”兩種方式。“順灌”是在每年汛期,主動開閘將長江的水引入湖泊,使魚苗隨江水入湖而進入湖泊。通江有兩個時期段可選擇:①當江水水位高于湖水位時,開閘引江水入湖,即順灌。從魚汛考慮,“順灌”的最佳時期有二:一是5月上旬,長江洪峰來臨前,盡量灌進鯰魚等兇猛魚類的魚苗;這一時期應密切控制引入水量以便為洪水高峰預留湖容;二是6月中下旬以后,開閘引水,既可以消納長江洪水,也可引進四大家魚為主的洄游性魚類魚苗。開閘通江要綜合考慮防汛、排澇、血防、泥沙淤積、魚苗、汛期等因素,在苗汛高峰期6月中旬至7月上旬)開閘納苗,采取“順灌”,使長江中魚、蟹苗種隨水流入湖,以獲得灌江納苗的最佳效果。②“倒灌”即在每年的冬、春排水入長江,讓當年、隔年的魚種和成魚逆流入湖達到資源增殖的效果。在10月至次年5月洪湖水位高于長江水位時,開閘讓湖水瀉入長江,即倒灌。由于魚類具有逆流習性,在放水時期,長江的魚類會有一部分進入湖泊。

4.2 限制、禁止湖泊圍網養殖,恢復湖泊魚類資源

在四湖流域,湖泊的厄運直接來自圍墾和圍網養殖,洪湖首當其沖。解放初,洪湖面積達73 333hm2。20世紀50-70年代,湖區大肆圍墾四周淺灘,致使水域面積驟然縮小至35 333hm2,濕地植被遭到無情破壞,候鳥水禽被大量獵殺,野生魚類遭到酷漁濫捕。到20世紀90年代初,洪湖的野生魚資源日漸枯竭,自由漁民已無魚可捕。20世紀80年代初,洪湖因水草太多,面臨沼澤化危險。到2004年底,洪湖35 333hm2水面中圍網養殖面積達到24 666hm2,占湖區面積的71%。圍網養殖使洪湖水底的河床間抬高,整體水質下降到Ⅳ—劣Ⅴ類,漁業資源嚴重衰退。

2004年啟動洪湖濕地保護與恢復示范工程,在洪湖水域建設了333hm2生態恢復示范區,如今示范區湖水清澈見底;同年,洪湖啟動世界自然基金會洪湖生物多樣性保護與重建江湖聯系項目,在長江洪水季節開啟閘口,使得江湖間水生生物得以交換,湖泊濕地得到涵養,水質改善,增強了濕地的蓄洪能力;2005年,湖北開始全面搶救性保護洪湖濕地,到2006年底拆除全部圍網25 133hm2。如今,洪湖水質明顯改善,植被覆蓋率明顯提高,魚種、鳥類種群和數量均明顯增加:沉水植物覆蓋率由32%上升到95%,挺水植物由6.7hm2上升到近200hm2,部分水域水質已經由Ⅳ—Ⅴ類恢復至Ⅱ—Ⅲ類;2008年1月的觀測結果顯示,來洪湖越冬的候鳥種類已經由“拆圍”前的20種左右增加到近50種,數量增至30×104只。東方白鸛和小天鵝這些在洪湖消失多年的珍稀鳥類,如今也飛回了洪湖。洪湖要繼續加大拆圍的力度,拆除保護區核心區和緩沖區內的全部圍欄網,使洪湖的養殖面積壓縮到10%以內,逐步恢復洪湖的自然生態。

4.3 適當封湖(江)禁漁,人工增殖投放

在洪湖、長湖等重要湖泊和長江、漢江等河流關鍵河段,每年定期實行禁漁制度,每年春季禁漁三個月,對漁業資源實行修養生息,為魚類和水生動物的繁殖、產卵、覓餌、育肥提供必要的條件,逐步恢復魚類和水生生物資源。洪湖濕地自然保護區要實行全面封湖禁漁,停止捕魚等生產、開發活動,保護區所轄的核心區和緩沖區禁止旅游和航運。通過這些強制措施,在封湖禁漁期間,同步實施補植水草、增殖投放、灌江納苗等生態修復工程。除了實行禁漁以外,還要開展人工增殖放流活動,投放四大家魚、銀魚、鯽魚、鯉魚、鳊魚等常規品種的魚苗和其他特種(珍稀)魚類,加快長江、漢江、湖泊等水域漁業資源的恢復。

鑒于解禁之后漁民的瘋狂捕撈,在禁漁期部分得到恢復的漁業資源重新面臨著過度捕撈,嚴重傷害漁業資源,影響禁漁效果,因此有必要建立一批經濟魚類自然保護區或禁漁區,讓魚類長時間地得到休養生息。這些魚類自然保護區或禁漁區應該設在重要的魚類和水生動物棲息地、產卵地和自然保護區的核心區域,如洪湖、長湖濕地自然保護區的核心區等。

(編輯:王愛萍)

[1]何廣水,等.長江中游湖北段沿江水利工程(閘口、血防)建設對江湖聯系影響及對策[R].世界自然基金會專題報告,2006.

[2]吳振斌,成水平.垂直流人工濕地的設計及凈化功能初探[J].應用生態學報,2002,13(6):715-718.

[3]賀鋒.水生植物在污水處理和水質改善中的應用[J].植物學通報,2003,20(6):641-647.

[4]胡鐵松,等.四湖流域澇災綜合控制標準與治理措施研究[A].湖北省科技廳專題報告,2008.

AbstractIn the Four-lake basin,flood disaster,water pollution and schistosomiasis are the serious ecological environmental problem.The main measures of the landscape ecological construction includes:retreating land to lake and recover the wetland,extending lake and wetland areas,rehabilitating and constructing lake ecosystem,connecting river and lakes and transferringwater from river to lakes,and protecting biodiversity of the Four-lake basin,giving an overall consideration on construction and management.

Key wordsthe Four-lake basin;landscape ecological construction;ecological restoration

Landscape Ecological Construction of the Four-lake Basin

YIN Fa-neng
(GeographyDepart ment,HubeiNormalUniversity,Huangshi Hubei 435002,China)

X171.4

A

1002-2104(2010)03專-0181-04

2010-01-20

尹發能,博士,副教授,主要研究方向為自然地理學。