东湖的“老大难”:水华离奇消失10多年,鲢鳙治好“水肥病”?

对于东湖的蓝藻水华事件,相信大家都有所耳闻。上一次严重的水华事件发生在2015年,当时有市民在东湖的风光村水域发现了上百条死鱼,每条规格在2~3斤左右,以白鲢为主。此前在2007年,武汉东湖也曾有30吨鲢鳙一夜死亡,同样是因为水华爆发、水中缺氧所致。

最近几年,东湖的水质治理初见成效,各项指标都有了明显好转,水华爆发的频率明显降低。从2019年11月~2020年9月,东湖的水质一直稳居Ⅲ类水的行列,综合评分首次达到96.77分,被认为是近40年来的最佳水平。

东湖的“老大难”:水华离奇消失10多年,鲢鳙治好“水肥病”?

武汉东湖

2021年最新监测结果也显示,1-6月份团湖、后湖、汤菱湖的水质均为Ⅲ类水,郭郑湖的水质稍逊一筹,为Ⅳ类水。但是和80年代相比,如今的东湖可以说是取得了“飞跃式”的改观。

武汉东湖

武汉东湖位于武汉市武昌区东部,经由楚河与沙湖相通(2011年打通水道),水域面积33平方公里,平均水深2.4米,属于半封闭型浅水湖泊。众多的湖湾把东湖分成了菱角湖、郭郑湖、汤菱湖、喻家湖、庙湖、天鹅湖、筲箕湖、小潭湖、后湖、团湖等10个不同的子湖,各个子湖的污染程度、污染指标有所不同。

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值得一提的是,中科院水生生物研究所恰好位于东湖之滨,科研所将东湖作为研究对象,对东湖的水质进行了长达60多年的监测。文献资料显示,60年代之前东湖的水质还非常优良,透明度超过2米,氮磷元素含量低,处于贫营养状态。

但到了70年代,水质状况便急转直下,湖面开始出现一层厚厚的油绿色“藻膜”。此后连续多年,水华的范围逐渐扩大,一度呈失控态势。80年代,东湖的生态恶化达到顶点,水质长期处于劣V类状态,已经不适于洗澡、娱乐。几乎每年夏天(尤其是8月),水华都“如约而至”,湖面腥臭扑鼻,大煞风景,引发了武汉市民的抱怨和不安。

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2006年8月,风光村官桥湖爆发蓝藻

刊载在《水生生物学报》上一篇调查文章指出:东湖水质的恶化和当地人口增长、经济发展有密切的关系。从人口普查数据来看,1949年武汉市区仅有101.83万人,2000年增加至804.81万人,2010年进一步增加到978.54万。与此同时,武汉钢铁公司、武汉重型机床厂等化工企业相继建成投产,数量逐年增多,呈点状分布在湖区周边,加剧了化工污染。

经统计,每年从各类排水口排放到东湖的污水总量足足有30万吨,这是导致东湖水质下降的直接原因。夏季是东湖蓝藻水华爆发的高发期,鱼腥藻、束丝藻、微囊藻是常见的有害藻种,铜绿微囊藻更是其中的“极端分子”,给水生维管束植物、鱼类、甲壳类带来了一轮又一轮的生存挑战。

水华消失十多年,鲢鳙治水是关键?

正如前文所言,80年代是东湖水质最糟糕的时期,但让人摸不着头脑的是:1985年夏季东湖的水华并没有如期爆发,之后连续10多年也都没有再发生过!

东湖的水华仿佛人间蒸发一般,离奇消失了,引发了社会各界的激烈讨论,专家学者们也是众说纷纭。有专家认为,东湖已经变成了“污水池”,就连有害的蓝藻都无法正常生存了。但根据《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002),研究人员对湖区的各项水质指标进行了检测,发现上述观点并不成立。

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真正揭开这一谜团的是当时中科院水生生物研究所的刘建康、谢平等学者。原来在水华消失的背后,真正的“功臣”是水中的鲢鱼和鳙鱼。早在70年代,东湖中就放养有鲢鳙的鱼苗,但数量很少,年产量仅有百余吨,并没有引起人们的重视。

鲢鳙活跃于水体中上层,以浮游生物为食,是国内最常见的滤食性鱼类。有意思的是,在鲢鱼的食谱中,有害的蓝藻占有相当高的比重!后来的研究发现,只有当鲢鳙的数量增加到一定程度时,才能抑制住有害藻类的增殖。通过一系列实验,谢平等学者最终确定:鲢鳙的放养密度控制在40~50g/m³为宜,只要达到这一生物量,就能有效“制服”蓝藻!

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说到这里,大家应该都已经明白,东湖水华的离奇消失,其实和湖中鲢鳙的增多有直接关系。从1971~1995年,东湖渔获物的产量逐年升高,从180吨逐渐增加到1840吨。在这个过程中,鲢鳙的生物量不断增多,并在1985年达到临界值,成功阻止了水华现象的发生。

资料显示,1985年时东湖的渔业产量为1015吨,鲢鳙的比例在90%以上,折算下来的生物量约为41.4g/m³,刚好超过了40g/m³!

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至此,水华消逝的谜团已经彻底解开,鲢鳙是最大的“无名功臣”。要注意的是,如果湖中鲢鳙的实际储量下降到阈值以下,也就是减少到上世纪七十年代的水平,那么微囊藻水华还有可能会卷土重来。

真正的问题出在哪里呢?从更深的层次来看,藻类之所以出现异常增殖,本质上是总氮、总磷等营养元素过高,水质过肥。只要有充足的营养盐、适宜的光照,藻类的繁殖就会一直持续下去,直到发生“倒藻”、腐败死去。鲢鳙只是通过滤食作用降低了有害藻类的密度,使其不至于大规模增殖,但并没有消除真正的祸根:硝酸盐、磷酸盐等营养物质。

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2012年8月,武汉东湖官桥湖水域爆发蓝藻水华

某种意义上,也可以说鲢鳙治水是“治标不治本”。因此,治理东湖的“水肥病”就有了两个思路:第一是继续投放鲢鳙的鱼苗,加大增殖放流力度;第二则是减少氮磷排放,或者在湖区大规模种植水草,加强对氮、磷营养盐的吸收力度,降低水体肥度。

以草治水

武汉东湖的平均水深为2.4米,属于浅水性湖泊,湖底光照条件良好,有利于水生维管束植物的栽培。这些水草的根系和茎叶都可以直接吸收水中的营养盐,减轻富营养化污染,起到改善水质的作用。以菹草为例,在富营养条件下,实验组的总磷在18天内减少了87.5%,30天时总氮减少了73.57%,净水效果非常理想。

东湖的“老大难”:水华离奇消失10多年,鲢鳙治好“水肥病”?

从2020年4月开始,东湖的水草逐渐汇集成片,形成了规模庞大的“水下森林”。在短短3个月内,科研团队在东湖4大片区共培植了5种沉水植物,数量有46万丛之多。

截止到2021年4月,杨凌湖和小潭湖的“水下森林”已经初具规模。在郭郑湖的鹅咀示范区,沉水植物的面积已经有2.6万㎡,从湖边可以清晰看到水底的水草以及穿梭其中的鱼虾,透明度有所提高。预计到今年年底,“水下森林”的面积将从最初的10万㎡扩大到130万㎡,增幅1200%。

东湖的“老大难”:水华离奇消失10多年,鲢鳙治好“水肥病”?

水草规划区域/图源武汉热线

按照东湖的生态治理规划,到2022年全湖A、B、C、D四片区域的生态修复方案将全面落实,沉水植物的种植面积将达到330万㎡——届时,全湖面积的1/10都将会被“水下森林”覆盖!

为什么是“水下森林”而不是“水上森林”呢?这就要从东湖另一个“毛病”——淤泥说起了。

淤泥是东湖的一大“顽疾”,其厚度可达40公分,局部湖床甚至超过60公分。这些淤泥富集各种污染物,可通过食物链作用对底栖动物产生一定危害。为了清除湖底的淤泥,武汉市政府投入了大量的人力物力,累计清淤量超过340多万立方米。

东湖的“老大难”:水华离奇消失10多年,鲢鳙治好“水肥病”?

挖泥船清淤

处理这些淤泥还有另外一种方式:种植沉水植物。研究表明,东湖的金鱼藻、苦草、菹草等植被可以在水深1.0~1.9米的水下生存,能通过絮凝沉淀、营养吸附作用来吸收淤泥中的有害物质,实现原位“生态改底”。

东湖的“老大难”:水华离奇消失10多年,鲢鳙治好“水肥病”?

沉水植物对有害藻类具有竞争和抑制的作用,再加上鲢鱼、鳙鱼对藻类的滤食,二者双管齐下,共同将微藻的密度控制在合适的范围内。40年从鱼转草,东湖的治理摸索出了一条切实可行的道路,为太湖、巢湖等浅水湖泊的治理提供了宝贵经验,值得大力推广。

未来的东湖,我们共同见证!

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页面更新:2024-05-24

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