近十多年来,扬州高邮湖菹草季节性爆发已成为常态,导致湖区有沼泽化趋势。相关部门每年定期会使用推草刀船大面积收割菹草,同时通过放流草食性鱼类等生态手段降低菹草爆发对高邮湖水生态的影响。
但自2019年以来,高邮湖菹草大面积消失,说明该区域水生态环境发生了剧烈变化。今年9月,扬州市生态环境局与江苏省扬州环境监测中心开展了生态遥感监测。
1高邮湖沉水植物遥感监测
菹草的分布及物候变化时间序列观测结果表明:2019和2020年3~7月高邮湖菹草最大覆盖面积分别为451平方公里和498平方公里,占据了全湖60%以上的水域;2021年菹草最大覆盖面积急剧下降至84平方公里,仅分布在湖区周边围网养殖区域;2022年菹草最大覆盖面积上升至210平方公里,主要集中在湖区东侧;2023年菹草最大覆盖面积再次大幅下降至45平方公里,仅零星分布在湖区北部的围网养殖区附近。
上述结果直观地反映了2021年后高邮湖水生态环境发生的剧烈变化,导致湖区内沉水植物大面积消减。
湖区菹草形态 A.菹草叶片,B.菹草植株,C.自然状态下的菹草,D.殖芽生长为植株,E.殖芽萌发。
2019~2023年高邮湖现场监测照片
2菹草对区域水生态的影响
对区域水质的影响。与有菹草的年份(2019、2020、2022年)相比,菹草消失的年份(2021和2023年)高邮湖水体具有较高的总氮、总磷、浊度和藻密度,以及较低的溶解氧、电导率和pH,说明高邮湖菹草大量减少会导致水体中氮、磷营养盐浓度上升,溶解氧含量下降,加速湖体富营养化进程;菹草具有一定的消浪作用,有利于降低水体的浊度。
高邮湖(有菹草)水环境因子月度变化趋势(灰色区域为菹草生命周期)
高邮湖水环境因子相关性分析图(红色为正相关,蓝色为负相关)
2019~2023年度高邮湖水环境因子变化(绿色为有菹草年份,蓝色为菹草消失年份)
对区域生态质量指数(EQI)的影响。由于在计算植被覆盖指数时未区分水域和陆地,导致湖泊内大面积沉水植物会被当作陆生植物进行计算,所以沉水植物的生长状况会影响整个区域的生态质量指数,对高邮湖等大型湖泊所在城市的影响尤为显著,增加了区域生态质量健康稳定发展的不确定性。
2020~2021年扬州市NDVI差值分布图(红色越深的区域 NDVI减少越多,即植被覆盖下降越显著)
对区域生物多样性的影响。一是沉水植被的衰退会导致水生植物种类大量减少,增加水华发生概率,使湖泊迅速由草型转为藻型;二是沉水植物的缺失会改变湖泊鱼类的食物链,导致湖泊生态系统失衡。三是沉水植物消亡会降低湖泊生境异质性,不利于底栖动物多样性;四是沉水植物缺失会损害湖泊自净能力,降低水体中溶解氧含量,不利于水生动物正常生长。
3菹草消失原因分析
鱼类数量增加。严格的禁渔措施使高邮湖渔业潜力及鱼类数量呈显著上升趋势。高宝邵湖渔业管理委员会等专业部门普遍认为,2021~2023年高邮湖菹草大面积消失主要是草食性鱼类啃食草芽所致。
水位变化导致。受淮河上游持续性降雨和洪水影响,2020年秋冬季高邮湖水位和浊度均高于往年;较大的过水量使流量短时间内剧烈波动,形成湖流,造成大量菹草殖芽被冲刷至下游,导致2021年高邮湖菹草大面积消失。
藻类形成影响。2021和2023年的藻密度是2020和2022年的2~3倍,一方面高邮湖菹草消失为浮游藻类提供了充足的营养物质,导致湖体藻类密度大幅上升;另一方面,大量藻类会降低水体透明度,藻类代谢产物还会抑制沉水植物光合作用,破坏沉水植物的生存条件。上述两方面因素相互促进影响,导致高邮湖由草型湖泊向藻型湖泊转化的风险。
4对策建议
提升湖体自净能力。基于高邮湖自然本底和过水湖泊特性,在主要入湖口及环湖区域构建生态安全缓冲区,以生态岛和人工湿地的形式利用各类水生植物富集吸附氮、磷等污染物,减轻污染负荷,扩充环境容量;降低围网养殖强度,规范湖区畜禽养殖等废水及残渣处理,加快城镇生活污水处理厂建设,提升配套管网覆盖率,进一步降低高邮湖周边内源污染排放强度。
打造生态型湖泊系统。科学规划高邮湖水生植被分布,通过水位调节、人工种植、适时修剪等手段,尽快恢复沉水、浮水和挺水植物群落,并控制其生长范围,定期对高邮湖开展遥感监测,确保区域生态质量评价可控;优化草食性、肉食性和滤食性鱼类种群占比,降低草食性鱼类对水生植被的破坏。逐步打造“草藻平衡,以草(藻)控水,以鱼控藻(草)”的湖泊生态系统,不断提升高邮湖生物多样性。
建立联防共治机制。高邮湖位于多个省市交界处,湖体按照归属被划分为多个区域,需要立足全湖,结合各区域生态环境特点,多方配合开展生态协同修复,建立并完善各级联防共治机制,明确湖区及河道管理责任,切实保障高邮湖周边水生态安全。