張 民，孔繁翔

(中國(guó)科學(xué)院南京地理與湖泊研究所湖泊與環(huán)境國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南京 210008)

巢湖富營(yíng)養(yǎng)化的歷程、空間分布與治理策略(1984-2013年)*

張 民，孔繁翔

(中國(guó)科學(xué)院南京地理與湖泊研究所湖泊與環(huán)境國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南京 210008)

通過(guò)文獻(xiàn)調(diào)研，分析巢湖富營(yíng)養(yǎng)化的歷程及其與合肥市社會(huì)、經(jīng)濟(jì)與人口發(fā)展的關(guān)系，同時(shí)利用遙感解譯和野外調(diào)查監(jiān)測(cè)方法分析2012和2013年巢湖主要富營(yíng)養(yǎng)化指標(biāo)及藍(lán)藻水華的空間分布特征，并進(jìn)一步探討各個(gè)階段湖泊治理措施對(duì)巢湖富營(yíng)養(yǎng)化過(guò)程的影響.研究發(fā)現(xiàn)：近30年間，1984-1994年是巢湖水質(zhì)的主要惡化階段，在1990s中期巢湖的富營(yíng)養(yǎng)化達(dá)到了近30年的峰值，這主要是經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展、污染治理投入有限所致；1995-2007年，巢湖的水質(zhì)逐步改善，恢復(fù)到1980s中期略高的水平，這得益于“九五”和“十五”期間的大量投入，對(duì)污、廢水進(jìn)行處理，限制了污染物直接入湖；但是2008年以來(lái)，巢湖的水質(zhì)改善效果并不明顯，富營(yíng)養(yǎng)化維持在較高水平波動(dòng)，這可能是因?yàn)楹戏适薪?jīng)濟(jì)快速發(fā)展背景下，原有的污、廢水處理后入湖的減排方式已經(jīng)不能進(jìn)一步有效削減巢湖的污染負(fù)荷.巢湖富營(yíng)養(yǎng)化在空間分布上呈現(xiàn)西高東低的漸變趨勢(shì)，這主要是由西部主要入湖河流污染所致.通過(guò)對(duì)比2012和2013年的空間分布數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，2013年主要入湖污染河流河口水質(zhì)相對(duì)2012年均有所好轉(zhuǎn)，其中十五里河河口的好轉(zhuǎn)比南淝河河口明顯.綜合長(zhǎng)期及全湖富營(yíng)養(yǎng)化水平的變化分析，現(xiàn)階段巢湖富營(yíng)養(yǎng)化的治理亟需改變經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，實(shí)施污廢水尾水提標(biāo)改造、畜禽養(yǎng)殖污染控制和面源污染控制等控源工程，以進(jìn)一步降低巢湖的富營(yíng)養(yǎng)化程度.

巢湖；富營(yíng)養(yǎng)化；時(shí)空分布；湖泊治理

巢湖為我國(guó)五大淡水湖之一，位于安徽省中部，是我國(guó)水污染防治的重點(diǎn)水體.面積約787.4 km2，集水面積9258.0 km2，年內(nèi)水位變幅大，透明度低，湖濱帶水生植被分布較少[1].巢湖入湖河流約33條，其中主要出入河流有9條，包括南淝河、十五里河、派河、杭埠河、柘皋河、雙橋河、兆河、白石天河、裕溪河；近30年來(lái)，隨著流域內(nèi)人口的增加，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，城鎮(zhèn)大量工業(yè)廢水、生活污水排放入湖，導(dǎo)致湖水的營(yíng)養(yǎng)鹽和有機(jī)質(zhì)濃度增加，湖泊富營(yíng)養(yǎng)化進(jìn)程加快[2].根據(jù)2012年合肥市環(huán)境統(tǒng)計(jì)年報(bào)，湖泊污染物主要來(lái)源于農(nóng)業(yè)面源污染和城市生活污水，占80%以上.2012年，巢湖全湖平均水質(zhì)類別為Ⅳ類，輕度污染，呈輕度富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài).其中，東半湖水質(zhì)類別為Ⅳ類，輕度污染，呈輕度富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)；西半湖水質(zhì)類別為Ⅴ類，中度污染，呈中度富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)[3].富營(yíng)養(yǎng)化導(dǎo)致巢湖水體中藍(lán)藻占全年總藻類生物量的50%左右[4]，大面積藍(lán)藻水華頻繁暴發(fā)，并在西部湖區(qū)堆積，已經(jīng)嚴(yán)重影響了巢湖對(duì)合肥市的飲用水供給，同時(shí)由于藍(lán)藻水華的漂移，也威脅到了巢湖市的飲用水安全.巢湖水質(zhì)惡化已經(jīng)成為制約地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素，對(duì)旅游經(jīng)濟(jì)、供水安全、漁業(yè)資源等均造成很大的影響.

本文通過(guò)對(duì)歷史數(shù)據(jù)的收集，回顧巢湖的富營(yíng)養(yǎng)化歷程，并通過(guò)2012和2013年逐月野外調(diào)查和遙感影像的解譯，分析巢湖富營(yíng)養(yǎng)化和藍(lán)藻水華的空間分布特征，并解釋導(dǎo)致該分布格局的可能原因.

1 研究方法

1.1 歷史數(shù)據(jù)獲取

通過(guò)文獻(xiàn)調(diào)研的方法獲取巢湖1984-2003年過(guò)去30年的富營(yíng)養(yǎng)化數(shù)據(jù)，主要包括總氮(TN)和總磷(TP)濃度的變化特征，其中1984年數(shù)據(jù)來(lái)源于文獻(xiàn)[5]，1987和1988年數(shù)據(jù)來(lái)源于文獻(xiàn)[6]，1994-2003年的數(shù)據(jù)來(lái)源于文獻(xiàn)[7]，2000-2007年的數(shù)據(jù)為文獻(xiàn)[8]中東西湖區(qū)數(shù)據(jù)的平均值，2001-2012年的數(shù)據(jù)來(lái)源于文獻(xiàn)[9]，同時(shí)通過(guò)安徽省統(tǒng)計(jì)年鑒，獲取了合肥市2000-2013年的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和人口數(shù)據(jù).

1.2 藍(lán)藻水華的遙感解譯

采用2012年(41幅)和2013年(29幅)MODIS遙感影像數(shù)據(jù)(來(lái)源于美國(guó)航空航天局(NASA)戈達(dá)德航天飛行中心網(wǎng)站)，通過(guò)藻類像元生長(zhǎng)算法(APA)解譯藍(lán)藻水華蓋度[10].該算法基于漂浮藻類指數(shù)(FAI)解譯方法，將藍(lán)藻水華蓋度的解譯精細(xì)至亞像元水平，顯著提高了藍(lán)藻水華蓋度的解譯精度.

圖1 巢湖采樣點(diǎn)位分布Fig.1 Distribution of the sampling sites in Lake Chaohu

1.3 野外調(diào)查

1.4 數(shù)據(jù)分析

本文利用Microsoft Excel 2010、Origin 8.0 for Windows和ArcGIS 9.3軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理、統(tǒng)計(jì)分析和制圖.

2 結(jié)果

2.1 巢湖富營(yíng)養(yǎng)化歷程

從巢湖過(guò)去30年(1984-2013年)的年均TN和TP濃度變化可以看出：在1980s，巢湖的TN濃度基本維持在2 mg/L以下，TP濃度在0.15 mg/L以下，而在1990s中期，巢湖的氮、磷濃度達(dá)到近30年的峰值，其中TN濃度接近6 mg/L，TP濃度超過(guò)0.41 mg/L.隨后巢湖的氮、磷濃度逐步下降，到2013年，TN濃度約為2.5 mg/L，TP濃度約為0.15 mg/L，基本恢復(fù)到了1980s中后期的水平(圖2).

圖2 1984-2013年巢湖TN和TP平均濃度的年際變化Fig.2 The inter-annual variations of mean TN and TP concentrations in Lake Chaohu during 1984-2013

圖3 2000-2012年合肥市GDP和人口的變化Fig.3 The inter-annual variations of GDP and population in Hefei city during 2000-2012

從巢湖流域主要城市合肥的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展可以看出，2000-2012年間，合肥的GDP從2000年的約370億元猛增到2012年的超過(guò)4164億元，而人口則從2000年的438萬(wàn)人增加至2010年的495萬(wàn)人，2011年并入巢湖市部分區(qū)域后，人口達(dá)到710萬(wàn)人(圖3).

2.2 2012和2013年巢湖營(yíng)養(yǎng)鹽的空間分布

圖4 2012和2013年巢湖TN、TP、-N濃度和CODMn的空間分布Fig.4 The spatial distribution of TN， TP，-N concentrations and CODMn in Lake Chaohu in 2012 and 2013

2.3 2012和2013年巢湖藍(lán)藻水華的空間分布

巢湖衛(wèi)星遙感影像解譯結(jié)果顯示，巢湖的藍(lán)藻水華主要分布于西部區(qū)域，尤其是西北部沿岸及河口區(qū)域，東北部沿岸區(qū)域也有小面積分布，其中2012年的藍(lán)藻水華蓋度明顯高于2013年(圖5)，通過(guò)2年的水華面積統(tǒng)計(jì)也可以發(fā)現(xiàn)，2012年藍(lán)藻水華的面積大于2013年，2012年遙感影像記錄的藍(lán)藻水華平均面積為104.8 km2，最大面積出現(xiàn)在6月8日，為579 km2；2013年遙感影像記錄的藍(lán)藻水華平均面積為63.4 km2，最大面積出現(xiàn)在10月9日，為175 km2.

圖5 2012和2013年巢湖藍(lán)藻水華蓋度Fig.5 The coverage of cyanobacterial blooms in Lake Chaohu in 2012 and 2013

2012和2013年巢湖的Chl.a和藻藍(lán)素濃度均呈現(xiàn)西高東低的漸變趨勢(shì)，其中2012年Chl.a濃度在西北部沿岸區(qū)域最高，而2013年則主要是西部沿岸區(qū)域最高；2012年巢湖的藻藍(lán)素濃度空間分布較2013年更不均勻，各點(diǎn)位間分布差異顯著，尤其是靠近南淝河、十五里河和塘西河河口附近沿岸區(qū)域水華藍(lán)藻濃度異常偏高(圖6).

圖6 2012和2013年巢湖Chl.a與藻藍(lán)素濃度的空間分布Fig.6 The spatial distribution of chlorophyll-a and phycocyanin concentrations in Lake Chaohu in 2012 and 2013

3 討論

3.1 巢湖的富營(yíng)養(yǎng)化歷程

巢湖原屬于過(guò)流性湖泊，經(jīng)唯一出口裕溪河與長(zhǎng)江相連，汛期時(shí)長(zhǎng)江倒灌入湖，正常情況下，巢湖通過(guò)裕溪河流入長(zhǎng)江，形成巢湖與長(zhǎng)江自然狀態(tài)下的水量交換.1962年在裕溪河上建成巢湖閘，切斷了巢湖與長(zhǎng)江的天然聯(lián)系，使巢湖和裕溪河成為人工高度調(diào)控的水系.由于人工閘壩的影響，加上流域城市化和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)步伐加快，從1970s開始，巢湖出現(xiàn)藍(lán)藻水華污染現(xiàn)象，湖泊水質(zhì)開始下降；到1980s，湖泊的污染擴(kuò)展到全湖；1990s時(shí)，全湖已經(jīng)處于重富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)，湖泊水質(zhì)超過(guò)了國(guó)家規(guī)定的V類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn).近年來(lái)由于國(guó)家大力開展“三河三湖”的治理，巢湖的富營(yíng)養(yǎng)化趨勢(shì)得到了明顯的遏制，并且富營(yíng)養(yǎng)化水平有所下降，但是其營(yíng)養(yǎng)水平仍處于高位，足以支持藍(lán)藻水華的發(fā)生.

巢湖的污染已經(jīng)嚴(yán)重制約了該區(qū)域的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，影響到區(qū)域人民的生產(chǎn)和生活.為了控制巢湖的富營(yíng)養(yǎng)化污染，改善巢湖水質(zhì)，安徽省在制定環(huán)境保護(hù)“八五”計(jì)劃和安徽省碧水藍(lán)天工程計(jì)劃(1991-1995年)時(shí)都把巢湖的富營(yíng)養(yǎng)化防治作為重點(diǎn)內(nèi)容.但是根據(jù)本文收集的數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，巢湖的水質(zhì)在此時(shí)間段并沒(méi)有任何改善，反而逐步惡化，到1994和1995年時(shí)達(dá)到了惡化的峰值.這主要是由于“八五”期間，安徽省對(duì)環(huán)境污染防治的投入較少，巢湖流域的大多數(shù)項(xiàng)目未能按計(jì)劃實(shí)施.到了“九五”期間(1996-2000年)，根據(jù)《巢湖流域“九五”水污染防治計(jì)劃》，在亞洲開發(fā)銀行和國(guó)家開發(fā)銀行的資助下，污染防治的投資得到保障，眾多重點(diǎn)污染企業(yè)建設(shè)了污水處理設(shè)施，基本實(shí)現(xiàn)了污水達(dá)標(biāo)排放，水質(zhì)得到明顯改善.“十五”期間，國(guó)務(wù)院批復(fù)的巢湖流域水污染防治“十五”規(guī)劃共49個(gè)項(xiàng)目，進(jìn)一步對(duì)企業(yè)廢水和生活污水進(jìn)行處理和入湖限制.“十一五”計(jì)劃中國(guó)家再次把巢湖列為重要整治湖泊，并投入大量資金進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)與供水安全保障工作，有效控制了藍(lán)藻水華對(duì)飲用水安全的威脅[13].

巢湖流域面積約1.35×104km2，包括安徽省合肥市(合肥市轄4區(qū)、巢湖市1市以及廬江、肥東、肥西、長(zhǎng)豐4縣)、馬鞍山市(含山縣、和縣)、蕪湖市(鳩江區(qū)、無(wú)為縣)、六安市(金安區(qū)、舒城縣)、安慶市岳西縣，共5市、16縣(市、區(qū)).其中合肥市是巢湖污染的主要來(lái)源.通過(guò)對(duì)合肥市的社會(huì)發(fā)展分析發(fā)現(xiàn)，過(guò)去10多年間，合肥市的經(jīng)濟(jì)、人口持續(xù)快速增長(zhǎng).2000-2003年，合肥市的GDP增長(zhǎng)率在10%～13%之間，2004年后其增長(zhǎng)率基本保持在15%以上，甚至超過(guò)18%.而在此期間巢湖水體的氮、磷濃度呈現(xiàn)分段式的變化趨勢(shì)，2000-2007年間，氮、磷濃度持續(xù)下降，這可能是由于“九五”和“十五”的持續(xù)投入使得巢湖的水質(zhì)得到明顯改善.但是2008年以后，巢湖的污染削減工作進(jìn)入了平臺(tái)期，水質(zhì)改善效果并不明顯，表明在合肥市經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的背景下，雖不斷增加污染治理的投資，但原有的控制企業(yè)廢水和生活污水直接入湖的治理方案已經(jīng)無(wú)法滿足進(jìn)一步削減巢湖污染負(fù)荷的目的.

湖泊流域內(nèi)的污染物排放量與污染治理投入是一對(duì)平衡體，兩者必須保持相對(duì)的平衡才能確保湖泊環(huán)境的健康，不同流域在保持環(huán)境健康過(guò)程中選擇的模式不同.如歐洲的部分湖泊選擇了相對(duì)較低的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度、較少的污染物排放量和較少的治理投入，這樣其排放量與治理投入保持在較低的水平就可以保證湖泊環(huán)境的健康.而日本的部分湖泊選擇了經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展、較大的污染物排放量和治理高投入的模式，這樣其排放量與治理投入保持在了較高水平.但是隨著這個(gè)水平的升高，這一對(duì)平衡體保持平衡的難度會(huì)迅速增加，湖泊治理所需要的投入也會(huì)成倍增加.從巢湖富營(yíng)養(yǎng)化的發(fā)展歷程看，1980s到1990s中期，其處于社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展但基本無(wú)治理狀態(tài)，所以湖泊水質(zhì)快速惡化；從1990s中期到2007年左右，經(jīng)濟(jì)依然保持快速增長(zhǎng)，但是逐步加大了治理投入，開始恢復(fù)平衡，所以湖泊的環(huán)境狀況開始改善；但是2008年以來(lái)，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度不減，雖然投入也在加大，但是此時(shí)的排放量與治理投入的水平已經(jīng)很高，現(xiàn)有的投入或者單純的投入已經(jīng)無(wú)法滿足環(huán)境逐步恢復(fù)的目標(biāo)，所以湖泊的富營(yíng)養(yǎng)化保持在較高水平波動(dòng).如果合肥市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展不做出調(diào)整，湖泊治理投入的增長(zhǎng)速度和治理方向保持現(xiàn)狀，可以預(yù)見巢湖的富營(yíng)養(yǎng)化水平將再一次加重.因此，目前巢湖流域亟需轉(zhuǎn)變發(fā)展模式，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，實(shí)施更為有針對(duì)性的湖泊治理措施，以進(jìn)一步降低巢湖的富營(yíng)養(yǎng)化程度.

3.2 巢湖富營(yíng)養(yǎng)化的空間格局

巢湖的富營(yíng)養(yǎng)化在空間分布上主要表現(xiàn)為由西向東逐步降低的趨勢(shì)[14]，這是湖泊外源污染負(fù)荷主要來(lái)源于流域西北部所致[15].通過(guò)2012和2013年的調(diào)查對(duì)比發(fā)現(xiàn)，巢湖富營(yíng)養(yǎng)化的總體空間格局并無(wú)顯著改變，但是主要入湖污染河流河口的污染物濃度均有所下降.同時(shí)，南淝河和十五里河兩條主要入湖污染河流河口的污染物濃度也發(fā)生了變化，2012年巢湖的營(yíng)養(yǎng)鹽峰值主要出現(xiàn)在十五里河河口，而2013年則出現(xiàn)在南淝河河口.通過(guò)兩年的對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，2013年的巢湖污染較2012年有所下降，這可能是“十二五”期間巢湖水污染治理工作的效果體現(xiàn)，但是僅利用兩年的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)仍難以給出明確結(jié)論，而且南淝河和十五里河流域面積、水量等相對(duì)較大，污染結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其污染控制工程取得的效果仍需要更長(zhǎng)時(shí)間尺度的監(jiān)測(cè)予以確定.

巢湖的藍(lán)藻水華主要分布于西部湖區(qū)，并向東逐步減少，這與利用Chl.a、藻藍(lán)素濃度以及藻類生物量表征的結(jié)果相一致，這種分布模式同以往的研究結(jié)果相吻合[16].巢湖西部湖區(qū)水華藍(lán)藻的大面積分布與巢湖西部湖區(qū)的營(yíng)養(yǎng)水平密切相關(guān).近年來(lái)，巢湖西部水域接納了來(lái)自南淝河、十五里河、派河和塘西河等河流大量的生活污水、工業(yè)廢水以及農(nóng)業(yè)面源污染，同時(shí)該區(qū)域環(huán)境背景磷濃度受磷礦影響明顯偏高，所以西半湖氮、磷濃度快速升高，構(gòu)成了藍(lán)藻水華發(fā)生的重要物質(zhì)基礎(chǔ).另外，巢湖屬于閘控型湖泊，湖水交換周期約為170 d，湖水滯留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)致水體穩(wěn)定度增加，為水華藍(lán)藻的生長(zhǎng)提供了良好的水動(dòng)力條件.

本文通過(guò)2012和2013年的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，2013年的藍(lán)藻水華蓋度明顯低于2012年，但這并不意味著巢湖的藍(lán)藻水華問(wèn)題得到了有效的控制.通過(guò)藻類色素以及藻類生物量的比較分析可以發(fā)現(xiàn)，2013年的藍(lán)藻總量相較于2012年并沒(méi)有顯著降低，藍(lán)藻水華蓋度的差異主要源于水華藍(lán)藻空間分布的差異.首先，在垂直分布上，2012年西部湖區(qū)水華藍(lán)藻更趨于分布在水體表面.根據(jù)該區(qū)域風(fēng)速分析可以發(fā)現(xiàn)，2012年的主導(dǎo)風(fēng)向上風(fēng)速均低于3.6 m/s，該風(fēng)速條件是水華藍(lán)藻上浮形成水華的最佳狀態(tài)[17-18]，而2013年，主導(dǎo)風(fēng)向上約有10%的風(fēng)速超過(guò)3.6 m/s，這將導(dǎo)致水華藍(lán)藻被風(fēng)生流帶入深層水體.在水平分布上，2013年全湖的藍(lán)藻分布均勻度明顯高于2012年，相較于2012年，2013年巢湖東部區(qū)域分擔(dān)了更多的藍(lán)藻壓力，這削弱了2013年藍(lán)藻水華的蓋度.

3.3 巢湖的綜合治理策略

巢湖的污染主要來(lái)自于巢湖西部的合肥市.結(jié)合巢湖河流入湖水量分析，巢湖西部的杭埠河以55%的入湖水量輸入了20%～30%的污染物；而南淝河、十五里河和派河以不足20%的入湖水量，輸入了60%以上的污染物，是巢湖主要的污染來(lái)源.根據(jù)2012年《合肥市環(huán)境統(tǒng)計(jì)年報(bào)》，合肥市80%以上的入湖污染物均來(lái)源于城鎮(zhèn)生活污水和農(nóng)業(yè)面源污染.因此，在分析合肥市污染普查數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，提出了以下巢湖的綜合治理策略.

巢湖流域的保護(hù)、治理和發(fā)展是巢湖生態(tài)文明建設(shè)的核心內(nèi)容，而巢湖的綜合治理是巢湖流域的保護(hù)、治理和發(fā)展的重點(diǎn).巢湖的綜合治理策略應(yīng)體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：(1) 通過(guò)轉(zhuǎn)變發(fā)展方式和調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，推動(dòng)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，促進(jìn)現(xiàn)代服務(wù)業(yè)快速發(fā)展，實(shí)現(xiàn)污染物的結(jié)構(gòu)減排，緩解經(jīng)濟(jì)發(fā)展與資源利用、環(huán)境保護(hù)的矛盾.(2) 從巢湖流域初步發(fā)展地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的實(shí)際出發(fā)，著眼于污染物遷移轉(zhuǎn)化的全過(guò)程，本著“源頭控制、過(guò)程削減、末端強(qiáng)化”的原則，大力開展控源工作，削減入湖污染負(fù)荷.(3) 在流域上游，通過(guò)政策引導(dǎo)與管理，對(duì)流域內(nèi)的優(yōu)質(zhì)資源進(jìn)行保護(hù)，同時(shí)，通過(guò)水土流失治理、生態(tài)林建設(shè)等工作，保障清水產(chǎn)流.(4) 充分結(jié)合流域水資源配置和防洪工程，完善并擴(kuò)大巢湖對(duì)江水循環(huán)通道，增加江湖交換水量，促進(jìn)巢湖與長(zhǎng)江、周邊河網(wǎng)水體的有序流動(dòng)，縮短換水周期.

湖泊治理的一切前提是控源，污染得到有效控制并削減，才能促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)向健康狀態(tài)轉(zhuǎn)變.巢湖目前的污染狀況是湖體富營(yíng)養(yǎng)化程度高，流域入湖污染雖然得到有效遏制，但每年依然有大量污染負(fù)荷入湖.因此，當(dāng)前巢湖治理的首要工作就是控源.巢湖的入湖污染負(fù)荷主要來(lái)源于西部幾條入湖污染河流，如杭埠河、南淝河、十五里河和派河.杭埠河在4條河流中對(duì)巢湖污染物的貢獻(xiàn)最大，但是由于其水量更大，所以其入湖污染的濃度并不高，未超過(guò)藍(lán)藻水華發(fā)生水質(zhì)閾值，對(duì)巢湖藍(lán)藻水華發(fā)生及生態(tài)系統(tǒng)健康的影響有限，因此，在此低濃度條件下，希望進(jìn)一步通過(guò)控源降低入湖污染物濃度的投入將會(huì)非常大.而且杭埠河流域面積大，污染主要來(lái)源于農(nóng)業(yè)面源，同時(shí)有少量畜禽養(yǎng)殖和個(gè)別城鎮(zhèn)生活污水，此種污染結(jié)構(gòu)下控源措施的可選擇性和經(jīng)濟(jì)性都受到限制.南淝河、十五里河和派河水量少，污染物濃度高，且污染來(lái)源相對(duì)集中，主要為合肥市生活污水尾水.因此，現(xiàn)階段巢湖的控源工作應(yīng)該主要集中于南淝河、十五里河和派河.

根據(jù)南淝河、十五里河和派河子流域的污染結(jié)構(gòu)，目前針對(duì)性的措施主要有以下幾方面：(1) 通過(guò)優(yōu)化合肥市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，提升高科技產(chǎn)業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的比重，逐步淘汰或遷離一批重污染企業(yè)，如合肥市馬鋼鋼鐵有限責(zé)任公司；(2) 完善合肥市污水管網(wǎng)覆蓋率，消除未經(jīng)處理廠處理直接排河排污口；改進(jìn)工藝，提升污水處理廠尾水出水標(biāo)準(zhǔn)；(3) 推進(jìn)3條河流流域內(nèi)的農(nóng)村分散型點(diǎn)源污水處理進(jìn)程，構(gòu)建小流域綜合整治長(zhǎng)效機(jī)制，并逐步產(chǎn)業(yè)化；(4) 加強(qiáng)對(duì)流域內(nèi)農(nóng)業(yè)種植規(guī)模、種類、施肥等的引導(dǎo)，部分區(qū)域?qū)嵤┩颂镞€湖，削減入河、湖的農(nóng)業(yè)面源污染.

4 結(jié)論

1) 巢湖近30年的富營(yíng)養(yǎng)化可分為3個(gè)階段：1984-1994年是巢湖水質(zhì)的主要惡化階段；1995-2007年是巢湖水質(zhì)的逐步改善階段；2008年以來(lái)，巢湖的富營(yíng)養(yǎng)化維持在較高水平波動(dòng).

2) 在空間分布上，巢湖的富營(yíng)養(yǎng)化呈現(xiàn)西高東低的漸變趨勢(shì)，2013年主要入湖污染河流河口水質(zhì)相對(duì)2012年均有所好轉(zhuǎn)，其中十五里河河口的好轉(zhuǎn)比南淝河河口明顯.

3) 現(xiàn)階段巢湖富營(yíng)養(yǎng)化的治理亟需改變經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，實(shí)施污廢水尾水提標(biāo)改造、畜禽養(yǎng)殖污染控制和面源污染控制等控源工程，以進(jìn)一步削減巢湖的入湖污染負(fù)荷.

致謝：感謝中國(guó)科學(xué)院南京地理與湖泊研究所的張玉超副研究員在衛(wèi)星影像解譯工作中的幫助.

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The process， spatial and temporal distributions and mitigation strategies of the eutrophication of Lake Chaohu(1984-2013)

ZHANG Min & KONG Fanxiang

(StateKeyLaboratoryofLakeScienceandEnvironment，NanjingInstituteofGeographyandLimnology，ChineseAcademyofSciences，Nanjing210008，P.R.China)

In the present study， we analyzed the eutrophication process in Lake Chaohu and its correlation with socioeconomic and population development in Hefei city. We also investigated the spatial and temporal distribution characteristics of total nitrogen， total phosphorus， ammonia nitrogen， permanganate index and cyanobacterial blooms in 2012 and 2013 in Lake Chaohu. The results showed that the water quality of Lake Chaohu started to deteriorate in 1984， and down to the worst in 1994 due to the increasing pollution and lacking of capital investment. During the period of 1995-2007， the water quality was getting better because of the limitation of direct waste water and sewage draining into the lake. After year 2008， the water quality did not show significant improvement and maintained a high level of eutrophication. In terms of spatial distributions， eutrophication in Lake Chaohu presented obviously different patterns： eutrophication level gradually degrades from the west to the east， which attributes to the source of pollution from the primary three rivers(Nanfei River， Shiwuli River and Pai River) in the west. The results from investigation also showed that the pollution from these rivers was less in 2013 than that in 2012， and the reduction in Shiwuli River was more apparent than that in Nanfei River. However， the reduction of pollution in the whole lake was not significant. Our findings suggest that in order to further reduce pollution， it is necessary to change economic development pattern and industrial structures and execute targeted pollution source control.

Lake Chaohu; eutrophication; spatial and temporal distributions; lake management

*國(guó)家水體污染控制與治理科技重大專項(xiàng)(2012ZX07103002)、國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31200353，31470520)和中國(guó)科學(xué)院南京地理與湖泊研究所“一三五”戰(zhàn)略發(fā)展規(guī)劃項(xiàng)目(NIGLAS2012135010)聯(lián)合資助.2014-09-04收稿；2015-01-06收修改稿.張民(1978～)，男，副研究員;E-mail：mzhang@niglas.ac.cn.

J.LakeSci.(湖泊科學(xué))， 2015， 27(5)： 791-798

DOI 10.18307/2015.0505

?2015 byJournalofLakeSciences