洞庭湖生态与环境影响因子研究

摘要 洞庭湖是我国第二大淡水湖，千百年来洪水为患。1949年以来湖体加速萎缩，水、旱灾频发，生态与环境出现种种新问题。对洞庭湖环境与生态问题进行研究后发现，宏观湖体萎缩、湖区气候持续变暖、新的江湖关系显现的复杂脆弱性、洞庭湖区日益工业化与城镇化以及缺乏权威法规的制约是造成洞庭湖生态与环境恶化的新老因子。

关键词 洞庭湖；生态与环境；影响因子

中图分类号S181.3文献标识码A文章编号0517-6611（2014）29-10284-04

作者简介欧阳红（1967- ），女，湖南岳阳人，高级工程师，从事天气气候和应用气象工作。

生态系统是一个结构复杂、相互依赖并相互制约，内部结构保持相对动态平衡和没有边界的复杂系统。 生态系统外部条件改变或内部结构变化都会导致生态系统平衡的破坏，根源是生态系统的外部条件改变或内部结构变化导致生态平衡破坏的结果。所以，保护原有生态系统的动态平衡，需同时保持原有外部条件（或环境）和内部结构。洞庭湖是我国第二大淡水湖。长期以来由于各种原因，洞庭湖已分割为东洞庭湖、南洞庭湖、西洞庭湖等几部分，湖区正常蓄水面积由 1825 年的6 000 km2缩小到至今的3 900 km2，减少了 35%；因湖区淤塞导致洞庭湖正常蓄洪调洪能力下降约 1 000 亿km2，下降幅度约为20%；多年平均入湖泥沙量 1.335 亿m3，其中流向长江约 1.18亿m3，湘、资、沅、澧水约 0.24亿m3，而城陵矶总输出口输出仅占 25%左右，沉积在洞庭湖的泥沙约占 75%，总量达到 1.01亿m3；洞庭湖流域生态系统结构受区域社会经济发展不平衡的破坏，水源涵养能力下降 30%，导致流域枯水季节湖区蓄水水位变幅达到 17.26 m，从而致使湘、资、沅、澧各支流水位大幅下降，造成流域城乡水资源缺乏；由于洞庭湖流域社会经济发展而带来的水环境污染物总量不断增大，污染物排放总量超过枯水期洞庭湖水环境容量近 1 倍。所有这些均表明洞庭湖流域生态环境和生态资源的破坏呈加剧趋势，长此以往，将直接威胁我国最大的长江流域生态系统安全[1]。

1洞庭湖的生态系统与环境

洞庭湖是一个独特的、动态的生态系统与环境。首先它是集水湖盆与调洪湖泊，既要调蓄四水等九条江河、长江及湖区本身之巨额洪水，又仅城陵矶一个出水口，但它又是个过水性湖泊，因此，凡遇50年左右或以上洪水，人们必全力抗洪，并要付出沉痛代价。第二个特点是洞庭湖养育了数百万人口，狭义上湖区有36个县、市、区，14个农场683.7万人。其三是区内工农业产值占湖南省的60%以上，其中粮食总产占全省的25.71%，棉花占74.34%，水产占50.81%，其他经作所占比例也在40%～80%，是重要农产品基地和重要工业原料基地。其四是湖区已成一洪道型湖泊，分东、南、西3个湖泊，洪水时连成一片，枯水时成一条线，为犬牙交错的水、沼泽、浅滩低岸、泥滩，其湿地、芦苇、草洲及附生动、植物，如野生植物和归化植物186种，有记录的鸟类317种等，组成一个复杂多样的洞庭湖自然生态系统。

2影响洞庭湖生态与环境的五大新老因子

由于治湖的历史原因和江湖自身演变，三峡工程、气候持续变暖以及湖区工业化、城镇化等诸多动态变化，使洞庭湖生态与环境面临着前所未有的复杂的、多元的，甚至现在尚难以预料的变化，也即在老问题背景上不断出现新制约因子，都将左右着其生态系统与环境。

2.1宏观湖体萎缩对洞庭湖生态与环境的影响洞庭湖现湖泊面积比1949年减少39.7%，1983年湖容积比1954年减少 39.9%（少蓄140.5亿m3；城陵矶水位33 m）。湖体宏观微缩量导致自动抬高水位，集中表现于两个方面，一是近十几年高洪水位次数增多，二是平年雨量出现高洪水位的特异现象。高洪水位近百年出现频率：1904～1979年的76年中城陵矶水位在33 m以上共8次，1980～2009年的30年城陵矶水位在33 m以上共9次。由表1可见，1998年湖中来水量比1954年少35.4%，而最高水位却高出1954年1.39 m，这个特异现象归根结底是因湖体严重萎缩所致，大规模围湖造田（1 659 km2）和年入湖泥沙近1亿t是其元凶。

2.2湖区气候持续变暖对洞庭湖生态与环境的影响

2.2.1湖区岳阳升温与全球升温的对比。洞庭湖岳阳近百年气温上升了1.2 ℃，洞庭湖岳阳56年气温上升了0.94 ℃；近百年全球气温上升了0.74 ℃，近百年中国气温上升了0.5～0.8 ℃。

由图1可明显看到，处洞庭湖东侧的岳阳市年平均气温距平曲线演变总趋势与图2全球年气温距平曲线总趋势一致，特别是从20世纪90年代以来持续上升。

2.2.2气候持续变暖显现出生态与环境的脆弱性。湖区持续7年水资源匮乏对生态与环境影响明显。东洞庭湖地区常年总计自然水资源为213.9亿m3，但自2003年以来的7年中水资源总量均在常年以下，7年少183亿m3，2007年偏少最多，少62.2亿m3，为丰水月全部水利工程应蓄水的3.6倍之多。岳阳市唯一大型水库铁山接近死水位，湖区水位不断下降。据卫星遥感揭示，2009年10月湖区水面仅537.84 km2，比9月减少60%，比2008年同期的1 160.54 km2减少53.66%，2011年1～5月湖区平均降水量比历史同期偏少60%。卫星遥感监测洞庭湖水面积仅361 km2（2011年5月19日），这在历史记录中实属罕见[5]。

由于水资源持续匮乏，使湖区生态产生多元负面影响，也显现湖区生态的脆弱性。归纳起来表现在如下几大方面：①湿地萎缩。泥水洲滩锐减106 m2，腹地大片湖滩裸露；②植被萎缩。水生植被提前生长，干枯；③候鸟栖息、觅食困难。候鸟到来高峰和越冬情况发生变化，候鸟栖息地大面积减少，鸟类数量随之减少，觅食困难乃至死亡；④渔业受损。湖汊航道狭窄，船只密集，切断鱼类大洄游区和洄游通道，影响鱼类生长，鱼类资源枯竭，捕捞量大降，给渔民带来生活困难；⑤航运受阻。由于长时枯水位致航道变窄变浅，水下尾堆、暗礁突出，千吨船航受阻，海事安全监管压力大增；⑥抗旱和城市用水困难。由于水位持续低下，导致沿湖涵闸不能引水进垸内抗旱，部分地方出现湖区少见的多发旱灾，农业和城市用水安全一度受到严重威胁。

上述多元生态的脆弱性均系受持续气候变暖下的水资源匮乏影响所致，这是在气候变暖大背景下的祸首，也是一种无可回避的新现实。

2.3新的江湖关系对洞庭湖生态与环境的影响自三峡工程进入关闸蓄水，特别高位蓄水以来，给下游特别是洞庭湖地区的生态与环境带来复杂的多元的且一时难以预料的负面影响，即所谓新的江湖关系的结果。三峡工程对下游具较好的削减洪峰和错峰作用，降低值在0.05～0.85 m，同时使入湖泥沙减少，平均每年减少入湖泥沙量0.6亿t。但新的江湖关系已使如下生态与环境显现脆弱性端倪。

2.3.1新的江湖关系是湖区持续低水位，提前进入枯水位的重要新因素之一。除近年气象降水持续偏少外，三峡工程截流运行后，清水下泄导致长江宜昌至城陵矶段河床普遍冲刷，泄流能力增加，回流水位下降，使三口水位进一步降低，长江入湖水量减少达63%（2003～2007年）；其二是三峡工程每年9月进入高位蓄水期，使长江干流来水骤减，导致洞庭湖地区冬半年水位迅速降低，枯水期提前一个半月之久，是带来上述生态系列恶化叠加不可回避的新的重要因素之一。

2.3.2新的江湖关系对湿地洲滩产生宏观负面影响。由于三峡工程提前9月高位蓄水和城陵矶附近河道加剧冲刷入湖水量大减[3]，特别10月份可使5.177万hm2中位洲滩湿地提前1个月露出；2.20万hm2高位洲滩下部、2.599万hm2高位洲滩中部裸露；10月地下水位大幅下降提前裸露。5.177万hm2中位洲滩在5月份可提前淹水；5.177万hm2中位洲滩在10月却提前1个月露出。

2.3.3新的江湖关系对湿地洲滩植被的负面影响。每年三峡高位蓄水后，10月份东洞庭湖水位下降1.41～1.62 m，这是理论研究结果，实际在2009年加上干旱少雨，10月份低4～5 m，11月份低2～3 m。使洲滩湿地提前裸露，使洲滩中下部水生植物生长和季节性沼泽地干涸造成沼泽和水生植物枯黄，特别使候鸟食物源的沉水植物死亡。5月份因大坝提前泄洪，使洲滩提前淹水浸漫，此时正生长旺盛的荻芦和苔草草滩等植被过旱、过长、过深被淹抑制生长乃至死亡。提前被淹还使垸区排水地下水升高引起土壤次生潜育化，致使农业规模化减产。

2.3.4新的江湖关系对渔类资源的负面影响。三峡大坝破坏了四大家鱼的产卵生成环境，青、草、鲢、鳙四大家鱼习性是在江河上游产卵，鱼苗入湖育肥。长江重庆以下产卵场消失（四水上游的大量水库产生同样效果），鱼苗拦截在库区，繁殖期受到抑制，成活率低，进入洞庭湖鱼苗数大减。鲤、鲶鱼产卵繁殖场所受到破坏。5～6月，特别是5月水位提前大幅升高，东洞庭湖水位一下升高50～57 cm，南、西洞庭湖水位一下上升21～44 cm，使相当高程苔草草滩深淹，恰与鲤鱼、鲶鱼等各种鱼类产卵期相遇，淹没了鲤鱼、鲶鱼等鱼种作为卵精粘着的基质，而破坏了产卵繁殖场所。近些年来洞庭湖区渔类资源大减，与上述原因不无一定关系。新的江湖关系还使中华鲟、白暨豚等濒危物种濒危度增大。

2.3.5新的江湖关系对珍稀候鸟的负面影响。由于大坝9月提前高位蓄水，恰逢进入珍稀候鸟迁徙期，由于洲滩湿地的提前裸露，使候鸟迁徙与食物显露期错位，使取食困难，并缩小了鸟类夜宿空间。同时，水退人进加剧了人类活动对裸露湿地的干扰，缩小了鸟类活动空间和觅食度，降低了候鸟栖息的隐蔽度。

2.3.6新的江湖关系对湖区水生态环境的负面影响。根据《三峡工程与洞庭湖关系研究》，建立多元回归方程式组得出三峡运行后相对量化水体污染与富营养化结论是，三峡运行后洞庭湖区富营养化综合评分为64.8～65.2，所属营养类型为中～富至富营养级。主要是来水量减少，来沙量也少，入湖污水相对增加，藻类数量将会增加（叶绿素增加到12.237 mg/m3），入湖泥沙减少40%时，叶绿素比建库前上升241%，泥沙减少60%时，叶绿素上升250%，致湖水富营养化水平有提高的趋势。又由于湖水换水周期，年平均换水周期比建库前延长3.6 d，对抑制富营养化不利。

2.3.7新的江湖关系对钉螺孳生环境和血吸虫病流行的负面影响。三峡工程运行后，9月高位蓄水，5月开闸泄洪，前者正值钉螺发育成螺，它有较强抗旱力，可以适应陆地滋生条件。12月至5月水位抬高，但均未进入洲滩钉螺的最低高程线，不会影响钉螺种群的越冬。5～6月间三峡下泄量加大加快，坝上水位降至145 m防洪待备水位，长江中游水量增加很快，而此前四水洪峰回落，因而每年湖区可有两个洪峰叠加的几率，使湖区血防工作时间延长，任务加重。另外，由于入湖泥沙量减少，使芦杂洲、草洲扩大，将使湖区血吸虫病流行程度加重。三峡工程运行51～80年，入湖泥沙将恢复到运行前的水平，湖中淤积又再次加快，每年新增钉螺面积超量现象又会再度出现。

2.3.8新的江湖关系对农业生产条件的负面影响。这主要表现在洪水、渍水、低水位、干旱和地下水的消长等方面，1～5月，特别是5月提前泄洪，东洞庭湖水位将抬高0.50～0.57 m，使农田排水困难，加剧农田的次生潜育化进程。目前水田潴育化面积占湖区水田总面积的78.5%，导致每年减产粮食5亿kg。由于新的江湖关系、堤防、排渍设施、丘岗地区抗旱灌溉设施，为适应新的江湖关系提出了一系列新问题。又由于入湖水量、泥沙的减少，湖区及四水尾闾水质趋于恶化，影响其农业水生态环境。

安徽农业科学2014年2.4洞庭湖区进一步工业化、城镇化使水生态环境复杂脆弱性显现洞庭湖区工业化、城镇化必将进一步提速，其点源污染（工业污染源）和面源污染（农业污染源和生活污染源）将加剧。水质监测资料表明，湖体水质在10年前处于贫-中营养水平，而目前已上升到中-富营养水平。据1999～2000年监测资料，水质指标平均已有总氮总磷分别超标62.0%、64.3%；长江三口水系和西洞庭水质污染程度高于其他水域。就点源污染而言，造纸行业是湖区最重要的污染行业，年排工业废水、COD、BOD分别占湖区或统计企业年排放量的49.6%、81.7%、79.13%，而西洞庭年排工业废水占全湖总量的44.5%，排放COD和BOD分别占全湖排放总量的59.23%和64.19%。就面源污染而言，除入湖河道夹带氮磷等营养物入湖外，环湖入水的主要源依次为生活污水源、磷洗衣粉排磷、畜禽养殖污染，三者排入总氮、总磷分别占总入湖的42.05%、60.22%。

据《三峡工程与洞庭湖关系研究》可知，三峡工程运行后，由于入湖泥沙减少，平均换水周期延长，使湖水体透明度增高，以及环湖工业化、城镇化的推进，点面源及其有机污染也会有所增加，总氮、总磷、BOD 3项指标有升高趋势，当入湖泥沙减少40%时，上述3项污染物浓度分别比建库前上升133%、145%、64%。

由此可见，洞庭湖水生态环境已面临因三峡工程下新的江湖关系和环湖两化进展的双重压力，而逐步显现其复杂的脆弱性。

2.5缺乏全湖最高权威、法规、统一性的约束机制的生态与环境脆弱性的影响由于洞庭湖区具有自然资源的同构性，环境功能的同一整体性、产业结构的相似性和社会文化的同源性，因此其在生态保护和环境治理方面必应有全湖最高权威性、最高法规性和高度统一性约束机制，包括合理开发利用等决策、协调、管理最高权威机构。例如东洞庭湖条块分割、政出多门，涉及洞庭湖管理单位就有11个，收费部门多达26个。人与湖争地，人与鱼争水，人与鸟争食，人与人争利等诸多破坏、加剧生态与环境恶化直接人为因素，增加了生态保护的难度而使生态环境恶化雪上加霜。

2.6洞庭湖生态安全总体呈下降趋势《洞庭湖生态安全调查与评估报告》[5]指出，“洞庭湖生态安全水平整体呈下降趋势，东洞庭湖核心区已连续3年出现了蓝藻水华，表明水体已受到一定污染。虽然污染治理有一定成效，在上述多元因素影响下，洞庭湖生态安全仍不容乐观。”

3洞庭湖生态保护与环境治理举措

洞庭湖生态保护与环境治理是一个非常复杂的系统工程，其复杂性在于其致生态与环境脆弱性因素是既有自然的又同时有人类自身活动的双重性，且是动态的，其二是对自然的人类活动影响的两大因子份额和形成、后果等关键点，人们不一定能及时真正认识或认可。如三峡工程对湖区的影响是逐步认识的。在百年、千年一遇洪水后肯定还有一些新情况和新问题需要去面对。因此，在谈保护与治理时应尽可能先突破这个局限，才有可能寻求到较科学、有效，并有的放矢之举。所谓综合治理首先应涵盖面对上述五大制约因子，仅水利工程此工程当然无比重要，却不能称之为综合治理。为了保护洞庭湖生态环境，加速湖区环境治理，尽快建立国家级《洞庭湖综合生态经济实验区》，确保五方安全，应从以下几个方面考虑应对之策。

3.1消除三峡工程可替代洞庭湖防洪工程的麻痹思想三峡工程对洞庭湖洪水虽有一定错峰削峰的作用，可减轻荆江河段对洞庭湖区的洪水的威胁，但由于工程蓄洪能力有限，且削、错峰是有条件限制的，以及四水任两条水系，同时遭遇洪水，湖区仍会发生规模洪水，且此时三峡工程无力调节。经演算，城陵矶附近地区超额洪水为590亿m3，经三峡调节后仍有426亿m3超额洪水，现能调蓄的仅160多亿m3，余下洪水无从处理。实际可能超额洪水还要多得多。由此可见，三峡工程是不可能完全替代洞庭湖防洪工程的，且湖区目前诸多堤垸、设施防洪标准普遍偏低，安全建设步伐不快，规模不大等隐患均应消除。

3.2水少叠加因素对生态与环境的影响认识欠缺近七年来水少叠加因子影响生态与环境是个新问题，且已十分突出，应加强专题研究。

3.3尽快建立和启用三峡工程生态综合调度实施总方案，并上升至国家级法规层面无论水多水少还是水污染无不涉及到三峡，对此，应有科学、完善的生态调度总方案。但目前三峡工程总调度目标主要是防洪发电和航运，而生态调度尚处空白，从保护下游生态和环境出发，三峡工程要包括生态综合调度，并纳入国家级相关法规层面。

3.4建立系统补偿范围和必不可少的投资方向及规模按照《三峡后续工程工作规划》扩大洞庭湖水资源补偿范围，建立蓄洪区补偿机制、灾损保险，增加必不可少的投资方向及规模。如提高防洪标准、扩大提高滞蓄洪区、安全区等建设专项资金方向及规模。

3.5建立省辖“洞庭湖管理委员会或行政区”权责范围应涵盖全湖生态、经济开发利用。编制洞庭湖生态经济开发利用、保护、治理近中期规划和省级或国家级《洞庭湖管理条例》、《流域法》、《水污防治法》等序列法规。

3.6有效地开展序列专题研究面对全球气候持续变暖，三峡工程新的江湖关系，及湖区工业化、城镇化快速推进和管理体制不顺等多元生态环境问题的叠加，应尽快开展专题研究，并列入国家级发展层面，课题必须纳入政府财政，其相应专题有：①影响洞庭湖生态与环境因子性质及对策专题研究；②三峡工程对洞庭湖生态与环境影响与对策专题研究；③三峡工程综合生态调度实施方案专题研究；④三峡对下游水资源（多、少）补偿机制专题研究；⑤三峡建闸影响专题研究。

参考文献

[1] 卢莎，高栗，石昌智，等.洞庭湖流域生态环境与资源保护存在的问题与建议[J].安徽农业科学，2011（3）：22-24.

[2] 湖南省防汛抗旱指挥部，防汛抗旱工作总结[R].1998.

[3] 湖南省政协经济科技委员会.三峡工程与洞庭湖关系研究[M].长沙：湖南科学技术出版社，2002.

[4] 苗艳丽.人与气候和谐相生[N].2011-03-19.

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