第1章 潟湖生态系统基本情况
1.1 潟湖的形成与演变
1.1.1 潟湖的组成
潟湖原为海域的一部分,是由沿岸沙嘴、沙坝或滨外坝等围拦海湾、河口或其他浅海水域形成的半封闭或封闭性浅海水域,它一般由沙坝、潮汐通道和纳潮盆地三个部分组成[1](图1-1)。
图1-1 沙坝、潮汐通道和纳潮盆地示意图
沙坝是整个沙坝-潟湖体系的基干,是沙坝-潟湖体系变化发展的核心[1]。沙坝根据成因划分为滨外坝、沙嘴、连岛沙坝三种类型。
潮汐通道是潟湖与外海进行水体交换的通道,主要由口门深槽、落潮三角洲和涨潮三角洲组成,其水体交换能力直接影响潟湖水质的好坏[1]。
纳潮盆地包括潮滩和水下浅滩,由沙坝与外海相隔,其不仅受潮汐潮流等海洋水动力的影响,还受陆地沉积和生物活动的影响[1]。
1.1.2 潟湖的形成原因
第四纪冰期后(公元前7000年~前6000),随着海平面上升,全球很多沿海地区形成与岸线平行的长形堆积体,俗称为障壁岛。障壁岛把沿岸部分水域与海洋隔离,水体交换借助障壁通道,被隔离的沿岸部分水域即发展为潟湖。
潟湖的形成通常需要适宜的天气支持。尤其是干旱、半干旱环境,雨量充沛,水系发达,才能保障潟湖形成,并不易被淡化。潟湖的寿命很短,许多潟湖已演变为淡水湖,或因淤积堵塞水浅演变为沼泽。在某些无遮蔽岸段,因波浪剧烈的作用或沙坝体受破坏,或沙坝体受波浪的推动向岸侧变迁而使潟湖消亡。
1.1.3 潟湖判别标志
潟湖判别标志如下。
(1)在剖面中常处于陆相地层和海相地层之间,并与障壁岛沉积共生。
(2)沉积体呈板状平行岸线分布,单个层序厚度多小于10m,面积为数平方千米至数十平方千米。
(3)靠障壁一侧为砂,富含介壳碎屑,内部为富含有机质或泥炭的粉砂和黏土,并含蒸发盐矿物,如石膏、硬石膏、岩盐等。
(4)中部为水平层理构造以及生物扰动构造,近障壁处有小型交错层。
(5)生物种类单调,以底栖软体动物常见,个体发生畸变,反映了咸水及超咸水的环境[2]。
1.2 潟湖生态系统重要价值
潟湖不仅是海洋与陆地的缓冲地带,还是侵蚀和沉积过程的平衡地带[1]。潟湖生态系统具有极高的生态、资源、环境功能以及科研和休闲旅游价值。主要体现在以下方面。
(1)防洪抑洪与调节洪水功能。潟湖能吸收和储存洪水、调节水位,改变洪峰高低和行洪过程,阻缓洪水速度,减少灾害。
(2)防潮护岸功能。潟湖外围沙洲可防止台风、风暴潮侵蚀冲刷海岸,起到保护海岸的作用。
(3)天然的养殖场功能。潟湖是鱼、虾、贝和螃蟹的孕育场,也是邻近渔民的天然养殖场,具有渔业资源养护及捕获等功能[3]。
(4)渔港建设良址功能。由于潟湖外侧往往有沙洲作为防波堤,其内风平浪静,因此有时可以改建为人工港[3],如新村中心渔港、白马井中心渔港等。
(5)生态功能。潟湖湿地资源丰富,可作为野生动植物栖息地,同时具有净化水质的功能。
(6)科普观光和旅游游憩的功能。潟湖自然风景宜人,适合开展科普观光和旅游休闲活动。
1.3 我国潟湖生态系统基本情况
我国有漫长的海岸线和辽阔的海洋,具有众多的潟湖,潟湖多在港湾基础上和沿岸泥沙漂运丰富的条件下形成,如海南万宁小海、文昌八门湾、陵水新村港和黎安港,广东茂名水东港、陆丰甲子港,广东汕尾品清湖,山东日照万平口、荣成天鹅湖,福建厦门五缘湾等。
从潟湖历史变迁看,据不完全统计,1979年,我国大陆海岸潟湖岸线总长度为2692.62km,总面积为1092.8km2,岸线最长的大陆海岸潟湖是水东港潟湖,岸线长度为97.80km,面积最大的是埕口潟湖,面积是69.53km2[4]。1979年,从各省(自治区、直辖市)潟湖岸线长度方面来看,广东省的海岸潟湖岸线最长,为1174.90km,占我国大陆海岸潟湖岸线长度的43.6%;山东省次之,岸线长度为718.30km,占我国大陆海岸潟湖岸线长度的26.7%;辽宁省位居第三位,岸线长度为445.70km,占我国大陆海岸潟湖岸线长度的16.6%[4]。1979年,从各省(自治区、直辖市)潟湖面积方面来看,广东省的海岸潟湖面积最大,为474.33km2,占我国大陆海岸潟湖总面积的43.4%[4];山东省次之,面积为276.94km2,占我国大陆海岸潟湖总面积的25.3%;河北省位居第三位,面积为200.02km2,占我国大陆海岸潟湖总面积的18.3%。
2000年,我国大陆海岸潟湖岸线总长度为2513.55km,总面积为947.85km2[4],较1979年分别减少了179.07km和144.95km2。岸线最长的大陆海岸潟湖依旧是水东港潟湖,岸线长度为95.81km;面积*大的是埕口潟湖,面积是58.79km2[4]。但是,存在岸线长度和面积缩小等问题。可以说,在自然环境演变和人为过度开发利用下,人们对潟湖的开发利用日渐增多,潟湖湿地面积逐渐缩小,部分潟湖甚至已经消亡。潟湖生态系统已经成为一种十分稀缺的自然资源,如果不采取有效的保护措施,潟湖的生存状态会面临更加严峻的考验。
1.4 保护及治理潟湖生态系统的必要性
党的十八大以来,党中央、国务院高度重视生态文明建设,先后出台了一系列重大决策部署,提出了“五位一体”的总体布局。2015年7月印发的《国家海洋局海洋生态文明建设实施方案》(2015~2020年),提出了4个方面共20项重大工程项目,包括“蓝色海湾”“银色海滩”“南红北柳”“生态海岛”四大治理修复类工程。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》第九篇第四十一章第二节明确提出“实施‘南红北柳’湿地修复工程和‘生态岛礁’工程”,第三节提出开展“蓝色海湾整治”等海洋重大工程;第十篇第四十五章提出“加强生态保护修复”。习近平在党的十九大报告中提出了“加快生态文明体制改革,建设美丽中国”,部署了“推进绿色发展”“着力解决突出环境问题”“加大生态系统保护力度”“改革生态环境监管体制”四项举措,指出了“必须树立和践行绿水青山就是金山银山的理念”,并明确要求“加大生态系统保护力度”。
由于大规模围垦、养殖不合理开发应用,潟湖生态环境恶化趋势日益严重,潟湖资源遭受到极大的破坏并濒临消亡,开展潟湖生态系统的保护与治理迫在眉睫。因此,应当充分借鉴国内外潟湖(湖泊)整治的成功案例,准确掌握我国潟湖现状、存在问题及原因,从潟湖附近海域的海洋生态环境、水动力及泥沙运动、海洋地质地貌、开发利用现状等方面开展调查和研究,科学制定有针对性的综合整治措施和适度利用方案,为潟湖保护以及领导决策提供依据。
另外,开展潟湖生态系统的治理与保护是一项系统工程,应从水动力研究的角度,分析其变化趋势、演变规律、存在问题及原因,提出整治的目标和方案。通过现场踏勘和对入海河流流域潮流、潮汐、水位特征和波浪等海洋动力作用的研究,以及对历史地形图的比较,分析滩涂、河口、潮汐通道、口门的变化趋势、演变规律、存在问题及形成原因,提出整治目标和方案。从保护水体环境的角度,分析潟湖生态系统水体环境现状、存在问题及原因、治理目标和方案。通过对陆源污染排入调查分析,结合水质、沉积物、生物等的调查结果,探寻潟湖生态系统水体环境现状、存在问题及污染原因、治理方案和加强水体自净能力的目标和方案。从保护红树林等典型植被角度,分析潟湖生态系统生态环境及资源现状、存在问题及原因,提出整治目标和方案。从整治效果的角度,评估潟湖生态系统治理实施后,水体和生态环境改善的效果和作用。
因此,加快实施潟湖生态系统保护与整治,既是进一步遏制潟湖生态环境恶化的迫切需要,也是践行生态文明理念的现实需要。
第2章 国内外潟湖综合整治成功案例
鉴于我国潟湖治理成功案例较少,本章在阐述日本琵琶湖和中国无锡五里湖两个淡水湖作为水治理成功案例的基础上介绍厦门五缘湾潟湖治理。
2.1 日本琵琶湖治理案例分析
2.1.1 琵琶湖概况
琵琶湖是日本**大淡水湖,也是日本最古老的湖泊,位于日本京畿地区滋贺县中部,水面面积约674km2,容积为275亿m3。琵琶湖是1400万人生活用水的来源地,也是农业用水和工业用水的重要来源[5]。
1930年琵琶湖还属于贫营养的湖泊[5],但从20世纪60年代开始,随着日本经济高速增长,人类生活方式和社会生产活动发生巨大改变,琵琶湖的自然面貌发生了很大的变化,琵琶湖的环境遭到了严重污染和破坏,水质变差,浅水区更是堆满了漂浮的各种生活垃圾[6]。到70年代早期,琵琶湖水质污染达到了高峰,取自琵琶湖的水有明显臭味,1977年琵琶湖发生了淡水的赤潮现象,并在随后的近10年内频繁发生,从1983年开始南湖沿岸还产生了绿藻[5]。从1972年起,日本政府全面启动了“琵琶湖综合发展工程”,历时近40年,使琵琶湖水质由地表水质五类标准提高到三类标准。
2.1.2 琵琶湖水质恶化原因分析
造成琵琶湖水质恶化的主要原因如下。
一是随着城市化和工业化的发展,人类社会生产活动和生活方式发生剧烈改变,城市工业和生活污染物排放量增加,农业污染排放和水土流失未加治理,使得湖体水质与湖区自然环境、景观和生态水循环等恶化的情况日益明显,加之湖体本身封闭性较强,对污染物的承载能力较弱。
二是当时缺乏综合保护措施。到20世纪60年代,琵琶湖的环境负荷已经超过湖水的承载能力,传统的保护方式和仅以政府为主的单一保护方式已无法改善水环境的自循环功能。在这一背景下,滋贺县政府于1972年制订了琵琶湖综合开发计划,以防洪、水资源利用和环境保护为三大支柱,实施了共25年的综合开发项目,取得了明显成效。
三是当时缺乏完善的法规体系。在1972年制订琵琶湖综合开发计划之前,滋贺县政府在1965年出台了《县自然公园条例》,1969年出台了《县公害防止条例》,并公布了《琵琶湖综合开发特别措施法》等,琵琶湖的管理法规才得以逐步完善,并起到良好的约束作用[7]。
2.1.3 综合治理措施
1. 制定有关法规和条例
滋贺县政府十分重视对琵琶湖管理相关制度的建设,先后出台了《水质污染防治法》《排水条例》《琵琶湖富营养化防治条例》《湖泊水质保护特别措施法》《水质污染防治法实施令》《环境基本法》《生活排水对策**条例(清水条例)》等相关的法规、制度和条例。《琵琶湖富营养化防治条例》对工厂和事业单位制定了严格的排水基准值,特别是氮和磷的排放浓度的限制;同时在法律上禁止了含磷合成洗涤剂的使用。《琵琶湖富营养化防治条例》号召人们对一味追求物质丰富和生活便利的现代生活观念进行反省,强调应该在自然和人之间建立一种和谐的关系,同时要求行政部门、企业和民众共同努力保护琵琶湖[7]。
2. 制定具体排水负荷削减措施
生活排水负荷削减的一个重要对策是进行高度的末端处理,处理手段主要是加强下水道建设和合并处理净化槽。工业排水负荷削减对策主要有两个:一是设立排水基准,对不同行业、不同排水量规模的企业分别做排水基准限制,并区分新设企业和既有企业的规定,对新设企业实行更严格的污染排放限制;二是采用低利融资制度,政府实施针对脱氮除磷专项融资制度,中小企业如果进行处理设施建设,可得到长期低利的融资。农业排水负荷削减对策有:进行施肥量的削减,提倡施肥方式从重点施基肥改为重点追肥;改良施肥方法,普及全层施肥方式,普及施肥田植机,提高施肥效率;对土壤进行相应的管理;对灌溉用水和排水进行相应的管理;在施肥期间防止污水流出等[5]。
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