富营养化大型湖泊生态敏感区蓝藻水华控制的-十字-方略

文章编号：０４２７－７１０４（２０１４）０６－０７４７－０５收稿日期：２０１４－０３－１３基金项目：国家水体污染控制与治理科技重大专项基金资助项目（２０１２ＺＸ０７１０２－００４）作者简介：王寿兵（１９７０—），男，副教授；郑正，男，教授，通讯联系人，Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｈｅｎｇｈｊ＠ｆｕｄａｎ．ｅｄｕ．ｃｎ．富营养化大型湖泊生态敏感区蓝藻水华控制的“十字”方略王寿兵，马小雪，汪远安，屈云芳，郑正（复旦大学环境科学与工程系，上海２００４３３）摘要：富营养化大型湖泊蓝藻水华的全面控制需要一个长期的过程．现提出的“十字”方略旨在指导如何在富营养化大型湖泊中率先实现局部生态敏感区内的蓝藻水华控制．具体包括“控源、集中、借力、防逃、消浪”等５个方面，共计十个字．详细论述了该方略的具体内容和实施中的一些关键技术参数．既可用于指导全国范围内各种大型湖泊生态敏感区的蓝藻水华控制实践，也可用于中小型湖泊全湖的蓝藻水华控制．关键词：大型湖泊；生态敏感区；蓝藻水华；控制；十字方略中图分类号：Ｘ１１３１文献标志码：Ａ本文的“生态敏感区”是指在大型湖泊水体中，划定为饮用水源保护区、旅游观光休闲区，或离周边人居环境较近，与人类生产、生活和休闲娱乐等活动关系非常密切的局部区域．一旦有蓝藻水华爆发，就会对人类生产、生活和休闲娱乐等活动产生重大不利影响．这些区域面积一般可达０．１～１０ｋｍ２，有的本身已相当于一个或多个小型或中型湖泊的面积．我国目前许多大型湖泊水体都存在着较为严重的富营养化问题［１－２］．由于水体富营养化所引发的蓝藻水华频繁发生，常常对周边城市的用水安全和人居环境等产生重大影响［３］．针对大型湖泊日益严峻的蓝藻水华影响，国内外已在外源截污、内源疏浚、生物修复、蓝藻打捞等方面开展了大量的研究和工程应用［３－７］．这些工作尽管对减少进入水体的外源污染和底泥释放等方面发挥了一定作用，但多数情况下并未对大范围内的水质改善和蓝藻水华的控制产生明显的效果，当然也难以保障局部的生态敏感区的生态安全．富营养化大型湖泊水质改善和蓝藻水华的控制往往需要较长一段时间，而如何在其大范围内的水质尚未得到明显改善和蓝藻水华得到有效控制之前，有效控制局部生态敏感区内的蓝藻水华，保障其生态安全呢？这是一个迫切需要解决的难题．笔者经过长期的研究和实践探索，尤其是在滇池外海北岸局部蓝藻控制的实践成果的基础上，提出了专门针对大型湖泊生态敏感区蓝藻水华控制的方略，即“控源、集中、借力、防逃、消浪”等５个方面，共计十个字，可简称为“十字方略”．实践证明，在上述５个方面的协同作用下，可有效控制大型湖泊中局部区域内的蓝藻水华．该“十字方略”既可用于指导全国范围内各种大型湖泊生态敏感区的蓝藻水华控制实践，也可用于中小型湖泊全湖的蓝藻水华控制．下面对该“十字”方略的内涵、原理和关键技术环节等做进一步阐述．１控源这里讲的“源”包括两个方面：一是指生态敏感区外面大水域的蓝藻种群源；二是指生态敏感区内部的蓝藻种群源．对于敏感区外面大水域的蓝藻，应通过设置全封闭的挡藻软围隔方式将其大部分阻挡在外面（图１第５３卷第６期２０１４年１２月复旦学报（自然科学版）ＪｏｕｒｎａｌｏｆＦｕｄａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅ）Ｖｏｌ．５３Ｎｏ．６Ｄｅｃ．２０１４图１富营养化大型湖泊生态敏感区蓝藻水华控制相关设施及空间布局示意图Ｆｉｇ．１Ｔｈｅｄｉａｇｒａｍｏｆｆａｃｉｌｉｔｉｅｓａｎｄｓｐａｔｉａｌｌａｙｏｕｔｆｏｒｃｙａｎｏｂａｃｔｅｒｉａｂｌｏｏｍｃｏｎｔｒｏｌｏｆｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｓｅｎｓｉｔｉｖｅａｒｅａｉｎａｌａｒｇｅｅｕｔｒｏｐｈｉｃａｔｉｏｎｌａｋｅ１．生态敏感区外大水域；２．大型湖泊岸线；３．消浪带；４．全封闭挡藻软围隔（将生态敏感区与外面大水域分开）；５．大型湖泊中的生态敏感区；６．弓形导藻软围隔；７．蓝藻捕食者防套网；８．纳藻门；９．蓝藻集中区中第４部分），部分逃逸进入敏感区内的蓝藻，将与内部自身增殖的蓝藻一道加以控制．而对于敏感区内部的蓝藻，又如何加以控制呢？这是人们曾经遇到的难题．蓝藻水华的爆发，水体富营养化和其他抑制蓝藻种群快速增殖过程的生态因子的缺失是外因，而蓝藻物种本身所具有的超强的繁殖能力和超强的环境适应能力是其内因［８－１１］，外因是通过内因起作用的，而要将内因的作用发挥到极致则需要一定的外界条件．对于小型水体而言，通过水质净化、引入合适的水生动植物群落、适当换水等改善外部环境的方式，拟制蓝藻水华爆发还是有可能的．但对大水域和其中的局部区域而言，由于面积大、底泥厚、风浪大等原因，既不可能在短期内通过水质净化或换水的方式来改善水质，也不可能在短期内恢复其水生动植物群落．总之，通过改善外部环境的方式来抑制蓝藻水华的爆发在短期内是难以实现的．值得注意的是，蓝藻水华一旦