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波罗湖湿地富营养化成因及预防措施

2016-12-27张新宏

东北水利水电 2016年12期
关键词:农安县波罗富营养化

张新宏,尹 华

(1.吉林省农安县水政水资源管理中心,吉林农安 130022;2.吉林省水文水资源局,吉林长春 130022)

波罗湖湿地富营养化成因及预防措施

张新宏1,尹 华2

(1.吉林省农安县水政水资源管理中心,吉林农安 130022;2.吉林省水文水资源局,吉林长春 130022)

湿地在自然界生态系统中具有不可替代作用,被称为地球之“肾”。波罗湖湿地位于农安县西部,是长春市乃至吉林省重要的湿地之一。文中通过对波罗湖湿地近5年水质监测资料分析和评价,找出湿地富营养化产生主要原因及其变化趋势,提出相应预防措施,为行政部门治理决策提供参考依据。

波罗湖;湿地;富营养化;趋势;预防措施

1 自然情况

波罗湖湿地是长春市境内唯一一个自然形成的大型湿地,属于省级自然保护区,位于长春市农安县西部,距离长春市60.0 km,距离农安县巴吉垒镇3.5 km,海拔169.5~281.2 m,湿地面积丰水期为8 600 hm2,平水期为6 100 hm2,枯水期为2 857 hm2。湿地范围涉及农安县的巴吉垒、伏龙泉、万顺和三盛玉4个乡镇、12个村屯,总计人口6 818人,波罗湖湿地周边有娘娘庙、房身沟、老虎沟和成文沟4条自然沟渠。湿地主体为一内陆闭流碱性淡水湖泊,由5个相互独立又相互联结的湖泡组成,即波罗湖、莫波泡、广兴店泡、敖宝图泡和元宝洼泡。波罗湖湿地来水由四部分组成,即波罗湖水面降水、波罗湖自身控制面积汇水、头道岗水库汇水及上河湾水库汇水。

波罗湖湿地是一处以周围草原和水生生态系统为主的湿地,湿地生态效益较为显著,主要体现在水源涵养、保护生物多样性、地下水的补充、区域气候的调节、蓄水调洪、净化水质等方面。波罗湖湿地每年蒸发的水量相当于同等陆地面积降水量的3倍左右,促进了区域水循环,大大提高区域的空气湿度,有利于缓解当地旱情,对于当地农作物生长起到了极大促进作用,同时对于区域盐碱化、荒漠化、沙化有极大的抑制作用。淡水湖泊、芦苇沼泽和草原,构成了波罗湖湿地生态环境的多样性,为鹤类等珍稀物种提供了理想的觅食及栖息地,同时也成为鸟类重要的迁徙停歇地。

2 湿地水环境现状

2.1 水质监测

在波罗湖湿地布设了3处监测点位,分别位于湿地东部、中游、西侧,评价资料选取2015年度监测资料,评价项目为pH值、溶解氧、化学需氧量、5 d生化需氧量、氨氮、高锰酸盐指数、总氮、总磷、总砷、六价铬、氰化物、挥发酚、氟化物、汞、铜、铅、锌、镉、硫化物、粪大肠菌群等20项,评价标准采用GB3838-2002《地表水环境质量标准》Ⅲ类标准,超Ⅲ类标准计算超标倍数。

根据水质评价结果,波罗湖湿地水质污染较为严重,3个监测点位在全年、汛期及非汛期水质类别均处于Ⅴ类,主要超标项目为化学需氧量、5 d生化需氧量、高锰酸盐指数、总氮、总磷及氟化物。

评价结果见表1。

表1 波罗湖湿地水质现状评价表

由表1可以看出,波罗湖湿地各时期、各监测点位均受到较为严重污染,污染物种类及超标倍数也基本一致。

2.2 富营养化评价

根据国家环境监测总站《湖泊(水库)富营养化评价方法及分级技术规定》评价标准(总站生字[2001]090号文件),采用吉林省水环境监测中心2011—2015年近5年监测资料进行统计评价,选取总氮、总磷、高锰酸盐指数(CODmn)、叶绿素a和透明度5项指标。评价结果表明,波罗湖湿地3处监测点位,2011—2013年均处于中度富营养状态,而2014,2015年度则处于重度富营养状态,见表2。

表2 波罗湖湿地2011—2015年富营养化评价表

从表2可以看出,波罗湖湿地从2011—2015年度,随时间变化富营养化程度有明显有加重趋势。

2.3 氮磷含量变化趋势

根据2011至2015年的监测数据,从2011年开始,各监测点总氮平均含量呈缓慢下降趋势,平均含量由1.12 mg/L下降至2015年的0.97 mg/L;而总磷平均含量由2011年的1.6 mg/L上升至2015年的2.2 mg/L,见图1,2。

分析表2及图1,2可知,波罗湖湿地近5年富营养化趋势加重,而总磷含量也呈上升趋势,二者变化趋势一致,由此可知,导致波罗湖湿地富营养化原因主要是由于总磷污染所引起的。

应用季节性肯达尔(Kendall)趋势检验方法,其总氮总磷平均含量变化趋势为:2011—2015年,湿地总氮含量缓慢下降,总磷含量则显著上升趋势,与分析结论相一致。

导致湿地富营养化产生的原因,固然有高温干旱少雨的自然因素,但更重要的是人为开发破坏的因素。而总磷含量上升所导致的波罗湖湿地产生富营养化现象,主要是由于周边农田种植过程中大量施用含磷化肥、农药而导致的。

3 湿地存在问题

图1 总氮含量变化趋势图

图2 总磷含量变化趋势图

由于近年来高温干旱、多风少雨,加之人为过度开发等因素的影响,波罗湖湿地生态环境逐年恶化,湖水不断干涸、地面出现龟裂、水草枯死、鱼类减产、鸟类减少等现象逐年加重;而拦河闸、塘坝等水利工程设施的建设,导致当地水资源平衡遭到破坏,过度围垦造田导致水土流失、湿地周边植被被破坏,无法具备水源涵养条件,给波罗湖湿地生态环境带来极大冲击。

4 湿地生态环境恶化成因

导致波罗湖湿地生态环境恶化因素主要有两方面:一自然环境条件的变化,二是人类活动的破坏。

4.1 自然因素

近年来高温干旱、多风少雨等大自然环境的变化,是造成波罗湖湿地水量蒸发、面积减少、不断萎缩及发生盐碱化的重要因素之一。

4.2 人为因素

1)农田围垦

农安县是吉林省农业大县,粮食是该县经济命脉,始终将粮食增产增收放在各个行业的首位。波罗湖湿地周边分布大量农田,无序盲目非法地围垦耕种屡见不鲜,使湿地周边沼泽地、芦苇地面积不断减少,湿地周边植被被大量破坏,造成水土流失和冲刷,使得湿地生态环境恶化。

湿地周边围垦造田,加之风沙频繁,导致农田盐碱化和荒漠化加剧,湖水减少、芦苇绝收、蝗虫不断,使得周边村屯耕地减产。据统计,2001年波罗湖湿地蝗虫灾害,当地政府虽然采取人工捕杀、农药喷洒等多种措施,损失仍然巨大,导致周边村屯农作物受灾面积达8 000 hm2之多,绝收面积则有700 hm2,这次灾害直接经济损失高达1 000多万元。

2)农药化肥

围垦造田,伴随着农药化肥的过量使用,残留的农药和化肥随着雨水的冲刷及农田退水,进入湿地,导致湿地生态环境的污染和破坏。

另外,从湿地富营养化变化趋势及总磷含量变化趋势可以看出,波罗湖湿地富营养化原因主要是由于周边农田种植过程中大量施用含磷化肥、农药而导致的,因此控制农药化肥的过量使用,是控制富营养化产生的关键因素。

3)水利工程

由于当地水资源的匮乏,大量拦河闸、塘坝、小水库等水利工程堤防建设,将河道、湿地中的补水拦截到农田中,在发挥水资源正面作用的同时,也使本地水资源平衡遭到了失衡和破坏,导致湿地来水量减少、水质恶化、生物种类和数量锐减、干旱加剧、荒漠化盐碱化则不断加重,最终导致波罗湖湿地生态环境遭到严重破坏。

4)生活排污

波罗湖湿地周边分布5个乡镇18个村屯,城镇生活污水、农村垃圾、牲畜粪便等面源污染物,随雨季降水冲刷进入湿地,导致湿地水质恶化,生态环境受到极大影响。

5 预防及保护措施

5.1 湿地引水工程

根据目前水位下降、湿地干涸、水草枯萎状况,亟需采取工程措施引水,参考《吉林省水资源保护规划》,波罗湖湿地每年需要补水1.46亿m3,仅靠汇水及大气降水根本无法满足湿地需水要求。必须通过修建拦河工程、闸渠工程等引水设施,将附近新凯河或伊通河河水引入波罗湖湿地,以确保湿地有足够的水源。

5.2 发展绿色农业

大力推广绿色农业生产理念,科学耕种,合理施用农药化肥,推广节水型农业技术,开展生态农业种植、养殖技术,强化面源污染控制,加强农村生活垃圾、生活污水连片整治工程建设。

5.3 依法退耕还湖

相关部门应出台相应条例法规,依法将非法占用的开垦土地退耕还湖还湿还草,推行绿化植树工程,推广和使用土壤生物修复技术,防止水土流失,以净化水质,逐渐恢复湿地周边的涵养水源区,并予以依法保护。

5.4 加强水质监测

富营养化是湖泊、湿地面临的主要问题之一,既有自然发生现象,又有人为因素而导致,而人类生产、生活污染是导致富营养化的主要原因。长春市水源地之一的新立城水库,在2007年发生的富营养化现象,导致长春市用水紧张,给我们敲响了警钟。因此有关部门应该建立和健全完善的水环境监测体系,掌握一手水环境资料,起到预防和预警作用。

6 结 语

湿地被称为地球之肾,在生态系统中起到不可替代作用。波罗湖湿地做为长春市唯一一个大型湿地,对当地气候、生态系统至关重要,以湿地生态环境为重点,辐射和带动周边经济发展,推进生态系统和社会系统有机统一、和谐发展,让波罗湖湿地成为具有生态环境优良、经济效益显著的典型区域,必将产生巨大生态效益和经济效益。管理好、保护好这块重要湿地,是我们不可推卸的责任和义务,也是功在当代利在千秋的积功累德事业。

[1]吉林省水资源保护规划报告[R].吉林省水利厅,2008,3:55-56.

[2]李冰,杨敏,尹华.波罗湖湿地水质污染趋势及治理措施研究[J].长春理工大学学报:自然科学版,2013,36(1):105-107.

[3]尹华,昌镜伟,等.新立城水库水体富营养化成因及治理对策[J].东北师大学报(自然科学版),2010,42(1):152-155.

[4]昌镜伟,尹华.丰满水库氮磷含量变化趋势及其治理措施[J].长春理工大学学报:自然科学版,2010,33(3):107-110.

X824

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1002-0624(2016)12-0023-03

2016-07-08

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