中国高原湿地面临的生态威胁:“病毒感染”恶化

媒体:湿地中国  作者:湿地百科课题组
专业号:湿地专题
2009/6/7 16:05:40

湿地生态系统具有显著的净化水体的功能,对许多污染物质(如氮、磷、重金属等)具有拦截过滤的作用。当进入湿地的污染物质的量没有超过其承载能力时,湿地可利用其自身的净化能力来分解去除污染物质,不会对湿地水环境造成威胁;但是当进入湿地的污染物质的量一旦超过其承载能力时,湿地水环境质量则发生很大的变化,引起一系列的生态环境问题,湿地水体的污染对湿地动植物的生存便会构成严重威胁。

青藏高原水环境遭受“病毒”攻击

高原湿地许多水体水质已受到许多污染物质的威胁。若尔盖高原湿地国家级自然保护区的水体中 Fe2+和油的含量普遍超标。错拉坚湖、哈丘湖和拿龙错湖的 CODcr、NH3-N 和 pH 都严重超标;说明保护区内水体呈碱性,而且有机污染很严重,但与湖泊相比,河流的水质相对较好。

铁在自然界中极为丰富, 水中的铁主要来源于工业废水、 矿山排水和含铁的地下水。铁在水中以溶解态、胶体态和悬浮颗粒等形式存在。若尔盖高原湿地保护区中既无工业废水,也没有矿山排水,但由于地下水富含铁导致该区水体中 Fe2+超标。这与该区沼泽湿地的特征密切相关,区内泥炭沼泽湿地中铁含量可达 60 ~ 80 g/kg,少数区域高达 200 g/kg。铁对水生生物有一定的危害,当 Fe2+含量低于 1mg/L 时,不会对水生生物构成威胁,一旦超过 1 mg/L时,会导致某些鱼类死亡。该区内河湖中的 Fe2+含量大都低于 1 mg/L,河湖中裂腹鱼亚科和条鳅亚科鱼类丰富且无毒性反应。水生生物对油很敏感,油的浓度达到 0.001 mg/L 时,有些水生生物的摄食、繁殖等行为就会受到明显的干扰。油中存在苯并 [a] 芘等有毒有害的化学物质,这些物质可以使人和动物致癌。由于人类活动的干扰,若尔盖高原诸多河湖的油含量超标,油污染超过了河湖的自身净化能力,令人惊奇的是黑河下游的油污染并不明显,这主要是下游支流的稀释冲淡作用的结果。泥炭分解产生的焦油是油污染的另一个重要来源。泥炭本身是煤的初始状态,泥炭中的生物有机物长期在缺氧的环境中分解产生焦油,焦油中含煤油、柴油、重柴油等物质,这些物质通过呈碱性的水浸渍,溶解在水中或呈悬浊状态存在。

CODcr是一种反映有机污染的指标,它是指用重铬酸钾氧化水中的还原性物质所消耗的氧化剂的量。还原性物质包括各种有机物、亚铁盐、亚硝酸盐等。若尔盖高原湿地自然保护区内的 CODcr含量高主要是有机物和亚铁盐造成的。据调查,错拉坚湖、哈丘湖和拿龙错湖周围都有人口居住,人类生活排污、洗涤以及牲畜在水中避暑现象严重。此外,湖中水生生物茂盛,死亡的水生生物在低温高湿的条件下分解缓慢,以有机残体的形式发生累积;湖水排水困难,有机物较难排除;同时水体中较高的Fe2+含量也导致 CODcr浓度的增加。

氨对水生生物的毒性非常大,即使浓度很低也会抑制鱼类生长,鱼类长期忍受浓度为 0.025mg/L,允许的极限浓度为 0.05mg/L,I 类标准为 0.02mg/L。若尔盖高原湿地保护区中错拉坚湖、哈丘湖和拿龙错湖的氨浓度均在0.05mg/L以上,最高达到 1.6mg/L,说明若尔盖高原湿地保护区中湖泊水体的氮污染已经非常严重。高原湿地水环境中的氨主要来源于生活污水和水生生物有机残体的分解。高原湿地多为泥炭沼泽湿地,有机质含量高达 500 ~600g/kg,全氮含量在 20 ~ 25g/kg 左右,在淹水缺氧的环境中,非常有利于厌氧微生物的活动,为氨的形成创造了条件。水生生物代谢的最终产物中含有氨,死亡的水生生物也可分解释放氨。而湿地中水流不畅和高 pH 值也为水体中氨的存在创造了适宜的环境。

pH 值对水生生物有很重要的影响,它通过影响水中氨与氨离子的平衡,间接表现出水质对鱼类等水生生物的不同毒性。鱼类在 pH值呈中性或微碱性的水体中可以很好地生长,适应范围为6.5~9.5, 最佳范围值为7.0~8.5。若尔盖高原湿地保护区内河流的 pH 值在 8.0左右,而湖泊水体的 pH 值在 8.3 ~ 10.3 之间,多数在 8.8 以上,超过 I 类标准允许值(6.5 ~8.5) ,表明保护区内水环境为碱性环境,这主要是由湿地水体的化学性质决定的。水体的矿化度较高,呈中性至碱性反应与该区的岩性和土壤有关。该区内含钙质较多的砂页岩分布广泛,碳酸钙在二氧化碳的作用下,在水中被离解为 HCO3-和 Ca2+,丰富的 Ca2+不断被地表水和地下水输送到湿地水体中,使 Ca2+富集并吸收大量二氧化碳,形成碳酸钙沉积下来。湖泊水中游离的二氧化碳不断减少,再加上湖泊排水条件差,蒸发强烈,导致湿地水环境呈碱性反应。从鱼类生存和人畜饮水来看,pH 值稍高还没有产生不良影响,但超过 9.5 后则有一定的影响。

拉鲁湿地土壤受到有机毒素的侵害

当前拉鲁湿地表层土壤中已经受到 16 种多环芳烃的污染,总含量为 82.45ng/g,最高可达到 195.07ng/g;其中苯并[a] 芘为 2.22 ng/g,最高达 5.47ng/g。拉鲁湿地土壤中既有环数较低的多环芳烃,也有环数较多的多环芳烃。湿地土壤中的多环芳烃主要来自大气,大气中以气相状态存在的多环芳烃占 52.56%,颗粒物占 47.44%。大气中的这些污染物可通过雨水的冲洗作用,将大气中以气相状态存在的有机污染物随雨水落到地面,也可通过沉降作用,使大气中的颗粒物及其吸附着的有机污染物因沉降进入土壤。这些有机污染物具有很大的毒害作用,可直接影响湿地植物和湿地动物的生长,通过食物链最终会危及到人类的健康。幸亏高原地区的强紫外线辐射对多环芳烃具有降解作用,使得高原湿地土壤的多环芳烃含量低于平原区土壤。

云贵高原水环境也在劫难逃

云贵高原上全国闻名的滇池已经受到长期的有机污染,每年的入湖污水量达 2 亿吨,富营养化也已非常严重。1981~1982年期间,湖水矿化度平均为 282mg/L,其中,北部较南部高;至 1993 年,湖水矿化度比 1976 年增高了 125.3mg/L。1980 年前后,湖水中的阳离子以钙、镁离子为主,但近年来,钠离子的含量迅速增加。1988 年,湖水中的 COD 和总氮含量都已超标,超标倍数分别为 0.5 ~ 3.3和 0.7 ~ 15;除小范围水域外,湖水中总磷含量也明显超标,超标倍数为 0.6 ~ 16。湖水中的富营养化已非常严重,自 20 世纪 90 年代以来,虽然国家已经对滇池进行了大力的治理,但目前污染状况仍未得到根本缓解。

滇池由草海和外海两部分组成,二者的局部水域在 1988 ~ 1990 年期间都发生过“水华” ,藻类植物繁盛。被誉为云贵高原明珠的草海,受污水的侵害非常严重,每天将有未经处理的 1.5 万吨污水从威宁县城排到的草海湿地中。草海水质劣于 V 类水质,主要污染指标总氮、 总磷、 氨氮、 生化需氧量均为超Ⅴ类标准,高锰酸盐指数为Ⅳ类。外海水质劣于V类水质,主要污染指标总氮超V 类标准,总磷 V 类,生化需氧量Ⅳ类。与上年比较,草海水质类别不变;外海水质由 V 类降为劣 V 类。草海主要水质指标高锰酸盐指数年平均值下降 14.7%,其他指标年平均值变化不大。外海主要的水质指标总氮由V类降为超V类, 年平均值增加9.0%,其他指标年平均值变化不大。

洱海也遭受着日趋严重的有机污染和毒物污染的毒害。非点源污染十分严重,弥苴河、波罗江和大理东门河,入湖河水的 COD 含量分别为2.4mg/L、23.4mg/L、394.2mg/L,总氮含量分别为0.7mg/L、20.6mg/L和3.4mg/L;总磷含量分别为0.21mg/L、0.71mg/L和2.9mg/L,都属于已经遭受严重污染的河流。工业污水排放也是一个重要的污染源。环湖 20 多家企业每年向湖中排放污水约 283.35 万吨,其中含氮8.2吨、 磷3.2吨、 COD 3631.5吨、 BOD 648.5吨、硫 587 吨、硫化物 0.41 吨、挥发性酚 3.8 吨,此外污水中还含有氯化钾、氟化物、砷、铬和镁等有毒物质。1987 ~ 1989 该湖泊的氟含量为 0.114 ~ 0.313mg/L,挥发性酚含量为 0 ~0.003mg/L,铅含量为 0.003 ~ 0.076mg/L,镉含量为 0.0001 ~ 0.0016mg/L,砷含量为 0 ~0.206mg/L,铬含量为0~0.009mg/L。近年来,湖泊中曾发现有“水华”出现,湖泊水环境恶化趋势明显。

随着社会经济的发展,杞麓湖、抚仙湖、星云湖的污染源不断增多,造成“三湖”水环境质量不断下降。目前杞麓湖已成为V类水体,为重富营养化湖泊;星云湖水质已由 III 类水体沦为 IV 类水体,为中度富营养化湖泊;抚仙湖尚为 I 类水体,但受近年来旅游开发等因素的影响,沿湖水质逐年恶化。 “三湖”地区农业面源污染非常严重,氮源和磷源主要来自化肥、水土流失、村落污水、农业有机废弃物(包括畜禽粪便)中的有机氮和无机氮。有学者对 1996 年“三湖”地区的氮污染和磷污染进行了估算。1996 年径流区氮肥施用量为 13.8万吨(折纯量) ,若按农田排水和暴雨径流氮肥损失入湖 15%估算,当年入“三湖”的氮肥纯氮量为 2074 吨。 “三湖”径流区在该年生产的秸秆总量为 18.4 万吨,人畜的粪便全年排放量为 108.95 万吨,其中氮素总量约为 7740 吨,这些有机废弃物虽大部分作为肥料回归农田,如果以流失入湖量为15%估算,这部分氮素每年约有1160吨左右入“三湖” 。1996年“三湖”径流区的磷肥施用量为 6681 吨(折纯量) ,若按流失入湖量为20%计算,当年入“三湖”的纯磷量为1336吨,流入杞麓湖的纯磷量为573吨。此外,农业有机废弃物和村落污水中的磷通过各种渠道入湖后,增强了湖泊的富营养化的程度。近几年来, “三湖”径流区农药施用量逐年增加,由1990年径流区农药施用总量为296 吨增至 1996 年的 570 吨,残留农药部分经农田排水、土壤渗漏、淋溶等途径入湖,造成了湖区水体污染。 “三湖”径流区的水土流失也非常严重,入湖泥沙携带的大量氮、磷和有机物质也在很大程度上加剧了湖泊水体的富营养化。如抚仙湖由土壤侵蚀模数估算,每年经泥沙带入湖泊的有机质为5530吨,总氮345.7吨,总磷 242 吨。工业的发展也给湖泊水体造成了严重污染。如杞麓湖自 20 世纪 60 年代以来,由于湖区周围兴建了一批氮肥料、染织、五金电镀、水泥等工厂,工业污水的排放量目前已达154.5万m3,生活污水量达150万m3,农业化肥使用量为 1.56 万吨,农药为 160 吨,湖泊水质已经受到严重污染。

位于云贵高原的异龙湖是云南省九大高原湖泊之一,流域面积较小,周围被山地包围,湖滨带极其狭窄,可利用土地面积较小。湖区内地势平坦,沿西北—东南向铺展,海拔1420m 左右,呈半封闭状态。盆内积水成湖,盆地周围山峦起伏,从而构成了异龙湖汇水区典型的中山湖盆地貌。盆地周围为波峦起伏的山地,旧时,湖中有大瑞城、小瑞城、马板垄三岛,湖岸线曲折,湖南岸有“九曲七十二湾”之称,九曲即指:大湾子、高家湾、杨家湾、豆地湾、马房湾、罗色湾、狮子湾、青鱼湾和白浪湾。目前,由于湖泊水位的降低和围湖造田的进行,三岛已经变成了陆地, “九曲七十二湾”的景象也已经成为历史。

目前,异龙湖湿地面临着严重的生态环境问题 :湖泊沼泽化程度严重。湖区长期以来频繁的人为活动使径流区植被遭到破坏,水土流失严重,大量泥沙随入湖河流和地表径流进入异龙湖,加上不合理的围湖造田等原因,致使湖泊淤积日益严重,水深日益变浅。湖区西部部分湖床已经露出水面,形成大片的沼泽地。有机污染严重,富营养化程度加剧。由于湖泊受纳工业废水、城镇及湖周农村生活污水和农田径流,水质被严重污染,主要污染物为有机污染和富营养化。陆地生态系统退化,水土流失加剧。流域内周围面山植被覆盖率低下,原生植被遭到破坏,加上更新的树种单一,郁闭度小,特别在湖周成片密林和水资源涵养林比例非常少,蓝桉和云南松占绝对优势,林种单一,保水保土能力差,导致水土流失严重,水土流失率在 50% 以上。以上这些问题的存在严重影响了湖周及泸江下游区域社会经济的可持续发展。

蒙新高原博斯腾湖往事如烟

博斯腾湖是我国面积最大的内陆淡水湖,水面积1002.4km2,容积约100亿m3。博斯腾湖既是开都河的尾闾,又是孔雀河的源头,对两河流域的蓄水、引水、灌溉、排污起着重要的作用。博斯腾湖一方面接纳开都河的淡水和来自焉耆盆地的污水,另一方面担负着给下游的孔雀河供水的重任,在向下游输水的同时,部分污染物随水排出湖区,但各污染物的入湖量均大于出湖量,其中氯离子、硫酸根、矿化度、COD 和氨氮等是影响湖水的主要污染物。

博斯腾湖在 1958 年以前,还是一个水草丰美、水鸟成群的淡水湖,湖水矿化度 0.25 ~ 0.39g/L;到 60 年代,随着对焉耆盆地开发强度的增加,排入湖泊的农田排污水增加,湖水矿化度不断增加,污染不断加重,到 1975 年,湖水矿化度增至1.2~1.7g/L, 由淡水湖演变为咸水湖;80年代初, 湖水矿化度升至1.5~1.83g/L,到 1986 年,随着湖水水位的下降,矿化度已经达到 1.6 ~ 2.02g/L;90 年代以来,由于开都河入湖水量增加,湖水矿化度略有下降,但仍在 1.0g/L 以上。昔日的美丽如过眼云烟,成为博斯腾湖一个永远追忆的梦。

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