分析人類活動對內蒙古岱海湖影響論文
湖泊是陸地生態系統的重要組成部分,是地球上重要的淡水資源庫、洪水調蓄庫和物種基因庫,在流域水資源供給和洪水調蓄方面發揮著不可替代的作用。作為陸地水圈的重要組成部分,參與自然界的水分循環,這在干旱、半干旱區顯得尤為突出和重要,其演化反映了流域水資源量的變化,體現著氣候變化與人類活動對區域水資源影響。我國幅員遼闊,湖泊數量多、類型全、分布廣、變化復雜,據《中國湖泊志》記載,全國共有面積大于1。0km2的湖泊2759個,總面積近91020km2,廣泛分布于五大湖區。近年來隨著經濟的高速發展,在人類活動的強烈干預下,我國湖泊數量、面積和分布都發生了較為顯著的變化,并面臨著湖泊萎縮與調蓄能力減少、水質下降與富營養化加重、生物多樣性減少與生態退化等問題,引發一系列生態與環境后果,嚴重影響流域居民日常生活和經濟的可持續發展,結合內蒙古湖泊資料及岱海湖歷史調查和相關研究,分析了岱海湖現狀及發電廠的建設對湖泊的影響,針對岱海湖環境保護與治理的主要問題提出了建議。
1岱海湖泊概況
1。1內蒙古湖泊分布及特征
目前,內蒙古1km2以上湖泊有395個,面積6151km2左右,約占全國湖泊面積的6。8%。全區大部分地區屬于干旱區,其境內有大小湖泊1000多個,其中湖泊水面面積大于50km2的有50余個。較大的湖泊水質多在淡水湖和微咸水湖之間,多數湖泊受到富營養化的危害。多數湖泊水深為1。5~9m,最深處50m。內蒙古湖泊群分布構成一個北東—南西向的湖泊帶,主要分布范圍在年降水量約200~400mm之間的鄂爾多斯高原、河套平原、烏蘭察布高原和丘陵區、錫林郭勒高原、西遼河平原、呼倫貝爾高原等地區,它們所處位置屬大陸性季風氣候,遠離海洋、降水稀少、氣候干旱。以上地區不但水蝕作用非常微弱,河網極少,僅個別地區干旱景觀的內陸湖泊零星分布,大部分地區出現大面積的無湖區。
內蒙古自治區由于其特殊的自然地理環境,使其湖泊濕地生態系統的脆弱性在全國范圍內表現得尤為突出,主要表現為湖水淺、淡水湖少、鹽湖多、極易鹽化和干枯。其中湖水面積1000km2以上的有我國著名的呼倫湖,500~1000km2的有中蒙兩國共有的貝爾湖,100~500km2的有烏粱素海、達里諾爾、查干諾爾、岱海、黃旗海等。
1。2岱海湖流域背景
岱海湖地理位置在東經112°33'31″~113°46'40″、北緯40°29'7″~40°37'6″之間,是內蒙古自治區第三大淡水湖泊,位于我國北方環境敏感帶的內蒙古中部涼城縣境內,地處陰山山脈東段之南側,雁北古長城之北,東鄰豐鎮丘陵,南接馬頭山丘陵低山區,西側為麥胡圖鄉川道。湖泊總面積約為160km2,沒有島嶼,湖面面積等于湖泊面積,湖泊長約20km,最大寬度為14km,平均寬度為7km,湖岸線長度為61。56km,湖泊容積為988。9×106m3。由于氣候干旱及人類活動的影響,岱海水量急劇減少,岱海的面積由原來的164。4km2下降到了80。77km2。湖泊水源除湖面直接降水補給外,同時依賴流域內間歇性地表、地下入湖徑流和湖面降水補給;此外,由匯入湖泊的22條季節性河流進行補給,其中較大的有天成河、步量河、苜花河、五號河等,但這些河流在旱季也往往會斷流。
1。3岱海湖資源概況
岱海湖水中氮、磷、硅元素豐富,且有豐富的物源基礎,不斷補給湖水,致生物餌料豐富,經專家學者多次論證岱海屬富營養型水域。岱海的生物由魚類、浮游生物、底棲生物、水生維管束植物組成。據文獻報道,岱海1953年僅有魚1種,1960年調查有13種:1974~1975年調查有21種;1985年有3目6科27種,以經濟魚類為主。其中,鯉科魚類2l種,鰍科魚類有2種,鮑科、脂科、塘鱧、刺鰍科各1種。浮游動物在水域生態系統中起著重要作用,其動態變化影響許多魚類和無脊椎動物的種群生物量,它們還通過捕食作用控制浮游植物的生物量浮游動物多樣性是水域生態系統服務功能的重要瓶頸指標之一,其種類組成和現存量的變動能及時準確地反應水域生態環境質量。浮游動物共發現29種。岱海湖底棲動物有19種,主要為寡毛類和搖蚊幼蟲組成,這兩類在湖內分布廣、數量大。岱海的浮游植物優勢種群為綠藻,其次為甲藻,為典型的“綠藻型湖泊”。水生維管束植物有9種,分為挺水植物4種,沉水植物3種,浮葉植物2種。
2岱海湖水資源利用現狀
2。1農業工業用水
2000年以前,岱海流域生產活動主要為農業用水,用水量在以前占社會經濟用水量的主要份額,巨大的用水量加上粗獷的農業生產方式,使灌溉耗水量逐年增加。同時,由于農業生產中將經濟效益長期凌駕于生態保護行為之上,農藥、化肥過量使用、濫用,不加節制任意排放畜禽養殖排泄物,致產生大面積農業污染,使湖泊水體、資源環境受到了嚴重的損害和破壞。據中國環境科學研究院的研究表明,水田對化肥的利用率為30%~50%,旱地的利用率為40%~60%,未被充分利用的部分則通過淋溶、滲漏等途徑以地表徑流的形式進入水體,造成水體污染。
岱海流域工業規模較小,在縣城周圍主要分布有酒業、建材、印刷等幾家小型工廠,其中工業廢水外排的有四家,工業污水成分復雜,差異巨大,包括工業水預處理廢水、化學水處理再生酸堿廢水、工業冷卻水、循環水排污水、鍋爐排污水、燃料系統廢水、雜用水等。此外,隨著城鎮人口的增加,生活污水的排放量也逐步增加,但由于缺少必要的污廢水處理設施,所產生的工業廢水和生活污水大都未經任何處理就沿入湖河道排入岱海。
2。2發電廠建設
2。2。1電廠水資源利用概況
岱海電廠位于湖泊南岸灘地,距湖面約600m,東有步量河,南靠豐準鐵路。廠址地勢平坦開闊、地形東南高西北低,地面坡度約5‰,海拔高度為1225~1230m,地下水位0。7~2。9m之間。
電廠工作原理為:將煤、油、核能等燃料燃燒產生的高溫高壓蒸汽在汽輪機做功轉化為電能,剩下的余氣排出汽輪機后成為乏汽,然后進入冷凝器冷卻。循環冷卻水的來源主要有兩個:一是取自電廠周圍的自然水域循環抽取新的、低溫的水作為冷卻水;二是通過電廠的冷卻塔冷卻循環水,冷卻后的循環水再送入冷凝器冷卻乏汽,這就是所謂的“冷卻塔冷卻”或“二次循環冷卻”。
據統計,火電廠燃料燃燒總發熱量中只有35%左右的熱能轉變為電能,而60%以上的熱能主要通過鍋爐煙囪和汽輪機凝汽器的循環冷卻水散到環境中,相比之前,循環冷卻水攜帶走的廢熱量又占其中的絕大部分。一般情況下,在局部海區,長期將超過周圍海水正常水溫4℃以上的熱水排到海洋里,就可能造成熱污染。
岱海電廠是新建火力發電廠,用水有兩大類,一是循環冷卻水;二是工業補給水和生活用水。以岱海湖作為冷卻水水源地,以步量河的地下水可作為鍋爐補給水、廠區生活用水和部分工業用水。
2。2。2電廠對岱海水資源的影響
(1)溫排水對岱海湖的影響
岱海電廠以岱海湖作為天然冷卻水源,經過冷凝器的循環冷卻水排入受納水體后,一般可以使受納水體水溫超過自然水溫的6~14℃,這種冷卻水通常稱為溫排水。溫排水對岱海湖的影響主要包括兩個方面:余氯和溫升。
為防止藻類和細菌在冷卻水系統中繁殖,采取在循環冷卻水中連續小劑量加氯的方法來抑制,溫排水中的余氯不會對排放海域中的浮游生物、底棲生物、魚類造成致命的危險,但存在一定的潛伏性。余氯隨著溫排水進入受納水體中后在一段時間內迅速衰減,但隨著時間的延長,濃度衰減速率變緩,影響其衰減的主要因素有光照、水質、水溫和水的PH值等。同時,氯氣產物還能與水中的一些無機物和有機物反應產生一些有毒的副產物,如溴、溴酸、溴仿等鹵化物[20],這些物質不但對水域中的生物有毒害作用,而且還會對海洋環境和海洋生物產生一定的影響作用。不同種類的生物對余氯的反應有所差異,79中央民族大學學報(自然科學版)第26卷浮游植物對余氯很敏感,0。2mol/L的氯可以直接殺死冷卻水中60%~80%的藻類。當浮游動物經過氯含量超過0。5mol/L的水體時,可造成死亡。
溫升還會對受納水體的理化性質、水生生物的種類、數量、群落結構以及生態環境都會產生一系列的影響。在強增溫區,溫排水會影響魚類的活動或改變成魚的棲息場所,對魚類行為會造成一定的影響。在溫排水對環境生態影響方面,國外早在20世紀40年代已開展熱污染對魚類的影響研究。
另外,隨著電廠溫排水的不斷排放,排放口附近的水生生物對周圍的“溫暖”環境已經逐漸適應,若突然停止溫排放,則會對水生生物造成“冷沖擊”的影響。
(2)對岱海湖溶解氧的影響
溫排水使水域溫度升高,溶解氧的濃度就會降低,水溫每升高6~10℃溶解氧大約減少0。5~2。0mg/L,對水生生物將會產生不利的影響。究其原因,水溫升高可以提高水中營養鹽的含量,促進藻類的生長繁殖,藻類過度旺盛的'繁殖生長,將會造成溶解氧急劇變化,能在一定時間內使水體處于嚴重缺氧狀態。隨著岱海電廠的溫排水排入,部分水體溫度升高,從而導致水體飽和溶解氧的下降,而水中的O2是維持絕大多數水中生物生命活動所必需的,水體溫度越高,飽和溶解氧就越少,此外,溫度升高,會加速有機生物的降解,提高水中細菌和魚類的呼吸率,這也會增加對水中溶解氧的需要量,使大量生物窒息死亡,并通過微生物的大量分解過程釋放有害氣體,使湖泊生態系統退化與消亡。
(3)對岱海湖PH值和鹽分的影響
PH是反映水化學環境的一個重要指標,反映了水體的酸堿度,另外pH對湖水中鈣離子的行為有很大的影響。溫排水大量排入后,水溫升高,水體中各種藻類和水草生長旺盛,其光合作用吸收水中CO2,放出O2,局部水體PH值會增大。
岱海湖泊水體的透明度較低,水體pH值在9。03~9。11之間,屬偏堿性湖泊,湖泊礦化度、硬水較高,已接近咸水湖的標準,并有不斷增大的趨勢。
岱海流域是灌區農田灌溉排水和退水的主要接納水體,灌區粗放的灌溉方式造成化肥、有機肥的利用率低是湖泊氮、磷營養元素的主要來源,同時也是造成有機污染的直接原因,加之地處半干旱地區,降雨量少,蒸發強度大,因此湖泊水體中含鹽量很高。
岱海作為內陸封閉型湖泊,在自然狀態下,岱海湖流域降水量與湖面蒸發量之間維持自然平衡,用作岱海冷卻池時,部分水體增溫產生蒸發損失,使鹽分濃度增加,湖泊鹽堿化程度加強。
(4)對湖內水生態產生影響
岱海湖泊水質污染加重,PH、氯化物、總氮、透明度等嚴重超標,來源可追溯到流域農牧業生產活動和地表徑流所產生的面源污染,以及城鎮生活污水和工業污水的匯入。隨著岱海湖南岸工業園區的建設和岱海電廠的入駐,周邊區域排入環境中的工業污染物數量大增。岱海電廠運營時產生的冷卻水、燃煤廢氣和煤塵及灰渣,以及工業園區基礎設施建設產生的揚塵和建筑廢料,都將增大岱海湖流域污染面積,對流域生物資源及環境造成影響。岱海湖已處于富營養化和鹽堿化狀態,受到了不同程度的污染。長此以往,岱海湖的污染會影響到流域經濟的可持續發展。
2。2。3當地居民對發電廠建設看法
主要采取問卷調查,走訪式調查兩種形式,調查對象是涼城縣常住居民,調查范圍主要圍繞涼城縣境內,共發放110份問卷,回收有效問卷110份。可以得出,25~35歲,受教育程度較高,居住在岱海流域的人們更能對岱海環境保護產生共鳴,環保意識更強。
通過對當地居民環境意識表現進行分析,得到如下結論:環境問題認知度高但環保動力差,環保態度直接影響環保行為。在政府的宣傳引導和當地居民的潛意識認知里,岱海作為旅游景點的接受度更高,而發電廠建設后帶給當地居民的利益大約80%居民未能感受到。
3岱海湖環境保護與對策
3。1岱海湖流域保護意義
湖泊生態系統是一個復雜的物質循環系統,能起到調節氣候、保護生態環境的作用。湖面水體的水分受蒸騰作用上升進入大氣,然后形成降雨返回湖泊區域,可以保持當地的濕度和降雨量,防止干旱的發生,湖濱濕地豐富的植物群落,能夠吸收空氣中的有害氣體和大量的二氧化碳氣體,釋放氧氣,調節大氣成分,保持空氣的潔凈和清新。此外,湖泊也是多種水生植物的生長地和水生動物的棲息地,在維護生物多樣性方面發揮著其他生態系統不可替代的功能。
岱海湖是一個典型封閉的內陸湖,湖泊蓄水量、工農業生產、流域生態建設主要依靠流域降水補給。因此流域水資源開發需要協調流域周邊生產、生活與生態用水,特別是水資源利用中應充分重視流域生態水資源建設。岱海湖泊除生態旅游、水產養殖之外,生物多樣性保護意義也越來越引起人們的重視,諸多候鳥在此棲息、繁殖,遷徙過程中集散、停歇。岱海湖作為內陸干旱區特殊的生態系統,不但蘊藏著巨大的生物生產潛力,同時也具有巨大的環境調節功能,對區域小氣候起著調節作用。
3。2岱海湖流域保護策略
(1)完善流域體系內排水系統,對污染物進行達標排放,回收利用水資源。電廠應該對水資源進行保護積極開展清潔生產,污水減排、循環用水、廢熱的資源化和合理利用、節約水資源、完善排污收費制度、提高工業用水利用率和污水處理率。我國是個農業大國,因此農業污染防治也是十分重要,應改善施肥方式,調整化肥品種和結構,采用高效肥、增加復合肥、有機肥和生物肥的使用;開發和應用生物防治病蟲害技術,減少有機農藥的使用,研究和采用多效抗蟲農藥。
(2)生態立法。《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十二個五年規劃綱要》明確指出:“要堅持把建設資源節約型、環境友好型社會作為加快轉變經濟發展方式的重要著力點,深入貫徹節約資源和保護環境的基本國策,促進經濟社會發展與人口資源環境相協調,走可持續發展之路;要加大環境保護力度,以解決飲用水不安全等突出環境問題為重點,加強綜合治理,明顯改善環境質量,落實減排目標責任制,強化污染物減排和治理;要推進大江大河支流、湖泊和中小河流的污染治理。”
(3)湖濱濕地恢復與流域水土流失防治。植被建設:植被可以涵養水源,保護水質,調節徑流,防止土壤侵蝕,特別在干旱地區生態環境條件惡劣,合理規劃喬木、灌木、草本以及荒漠植被的布局。水土保持:水土保持主要靠地方政府和大眾通過綜合防范與治理措施,充分利用降水資源,控制土壤侵蝕。荒漠化防治,流域水資源需要控制上中游用水,留出足夠的徑流,保護和恢復下游地區的天然植被,并可建設防沙林帶。
(4)旅游區發展及質量保證。岱海旅游景區是涼城縣風景旅游區的重要組成部分,是涼城縣旅游資源開發的核心區域。因此它的規劃與建設,對涼城縣以至內蒙古中西部地區的社會經濟發展具有十分重要的作用。通過多種渠道,開展環保教育,教育民眾岱海是涼城人民的母親湖的意識,有責任保護她。廣泛宣傳保護岱海湖的意義與迫切性,提高廣大公眾的參與意識,關心和支持湖泊的保護工作。在研究中要依托國家相關重點科學研究單位,充分利用研究單位的先進設備與先進思想與先進技術,使岱海流域的生態環境保護成為湖泊生態環境保護的典范。
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