分析人類活動對內(nèi)蒙古岱海湖影響論文
湖泊是陸地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分,是地球上重要的淡水資源庫、洪水調(diào)蓄庫和物種基因庫,在流域水資源供給和洪水調(diào)蓄方面發(fā)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(huán),這在干旱、半干旱區(qū)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(xiàn)著氣候變化與人類活動對區(qū)域水資源影響。我國幅員遼闊,湖泊數(shù)量多、類型全、分布廣、變化復雜,據(jù)《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(qū)。近年來隨著經(jīng)濟的高速發(fā)展,在人類活動的強烈干預下,我國湖泊數(shù)量、面積和分布都發(fā)生了較為顯著的變化,并面臨著湖泊萎縮與調(diào)蓄能力減少、水質(zhì)下降與富營養(yǎng)化加重、生物多樣性減少與生態(tài)退化等問題,引發(fā)一系列生態(tài)與環(huán)境后果,嚴重影響流域居民日常生活和經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展,結合內(nèi)蒙古湖泊資料及岱海湖歷史調(diào)查和相關研究,分析了岱海湖現(xiàn)狀及發(fā)電廠的建設對湖泊的影響,針對岱海湖環(huán)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(nèi)蒙古湖泊分布及特征
目前,內(nèi)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(qū)大部分地區(qū)屬于干旱區(qū),其境內(nèi)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(zhì)多在淡水湖和微咸水湖之間,多數(shù)湖泊受到富營養(yǎng)化的危害。多數(shù)湖泊水深為1。5~9m,最深處50m。內(nèi)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(qū)、錫林郭勒高原、西遼河平原、呼倫貝爾高原等地區(qū),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(qū)不但水蝕作用非常微弱,河網(wǎng)極少,僅個別地區(qū)干旱景觀的內(nèi)陸湖泊零星分布,大部分地區(qū)出現(xiàn)大面積的無湖區(qū)。
內(nèi)蒙古自治區(qū)由于其特殊的自然地理環(huán)境,使其湖泊濕地生態(tài)系統(tǒng)的脆弱性在全國范圍內(nèi)表現(xiàn)得尤為突出,主要表現(xiàn)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(jīng)112°33'31″~113°46'40″、北緯40°29'7″~40°37'6″之間,是內(nèi)蒙古自治區(qū)第三大淡水湖泊,位于我國北方環(huán)境敏感帶的內(nèi)蒙古中部涼城縣境內(nèi),地處陰山山脈東段之南側(cè),雁北古長城之北,東鄰豐鎮(zhèn)丘陵,南接馬頭山丘陵低山區(qū),西側(cè)為麥胡圖鄉(xiāng)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(nèi)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(jié)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(jīng)專家學者多次論證岱海屬富營養(yǎng)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(jù)文獻報道,岱海1953年僅有魚1種,1960年調(diào)查有13種:1974~1975年調(diào)查有21種;1985年有3目6科27種,以經(jīng)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(tài)系統(tǒng)中起著重要作用,其動態(tài)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(tài)系統(tǒng)服務功能的重要瓶頸指標之一,其種類組成和現(xiàn)存量的變動能及時準確地反應水域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。浮游動物共發(fā)現(xiàn)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(nèi)分布廣、數(shù)量大。岱海的浮游植物優(yōu)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(xiàn)狀
2。1農(nóng)業(yè)工業(yè)用水
2000年以前,岱海流域生產(chǎn)活動主要為農(nóng)業(yè)用水,用水量在以前占社會經(jīng)濟用水量的主要份額,巨大的用水量加上粗獷的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式,使灌溉耗水量逐年增加。同時,由于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中將經(jīng)濟效益長期凌駕于生態(tài)保護行為之上,農(nóng)藥、化肥過量使用、濫用,不加節(jié)制任意排放畜禽養(yǎng)殖排泄物,致產(chǎn)生大面積農(nóng)業(yè)污染,使湖泊水體、資源環(huán)境受到了嚴重的損害和破壞。據(jù)中國環(huán)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(yè)規(guī)模較小,在縣城周圍主要分布有酒業(yè)、建材、印刷等幾家小型工廠,其中工業(yè)廢水外排的有四家,工業(yè)污水成分復雜,差異巨大,包括工業(yè)水預處理廢水、化學水處理再生酸堿廢水、工業(yè)冷卻水、循環(huán)水排污水、鍋爐排污水、燃料系統(tǒng)廢水、雜用水等。此外,隨著城鎮(zhèn)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(chǎn)生的工業(yè)廢水和生活污水大都未經(jīng)任何處理就沿入湖河道排入岱海。
2。2發(fā)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(chǎn)生的高溫高壓蒸汽在汽輪機做功轉(zhuǎn)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(huán)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(huán)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(huán)水,冷卻后的循環(huán)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(huán)冷卻”。
據(jù)統(tǒng)計,火電廠燃料燃燒總發(fā)熱量中只有35%左右的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔,?0%以上的熱能主要通過鍋爐煙囪和汽輪機凝汽器的循環(huán)冷卻水散到環(huán)境中,相比之前,循環(huán)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(qū),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(fā)電廠,用水有兩大類,一是循環(huán)冷卻水;二是工業(yè)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(qū)生活用水和部分工業(yè)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(jīng)過冷凝器的循環(huán)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(tǒng)中繁殖,采取在循環(huán)冷卻水中連續(xù)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(nèi)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(zhì)、水溫和水的PH值等。同時,氯氣產(chǎn)物還能與水中的一些無機物和有機物反應產(chǎn)生一些有毒的副產(chǎn)物,如溴、溴酸、溴仿等鹵化物[20],這些物質(zhì)不但對水域中的生物有毒害作用,而且還會對海洋環(huán)境和海洋生物產(chǎn)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(jīng)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(zhì)、水生生物的種類、數(shù)量、群落結構以及生態(tài)環(huán)境都會產(chǎn)生一系列的影響。在強增溫區(qū),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(huán)境生態(tài)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(huán)境已經(jīng)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(chǎn)生不利的影響。究其原因,水溫升高可以提高水中營養(yǎng)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(nèi)使水體處于嚴重缺氧狀態(tài)。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(shù)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(tài)系統(tǒng)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(huán)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(qū)農(nóng)田灌溉排水和退水的主要接納水體,灌區(qū)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(yǎng)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(qū),降雨量少,蒸發(fā)強度大,因此湖泊水體中含鹽量很高。
岱海作為內(nèi)陸封閉型湖泊,在自然狀態(tài)下,岱海湖流域降水量與湖面蒸發(fā)量之間維持自然平衡,用作岱海冷卻池時,部分水體增溫產(chǎn)生蒸發(fā)損失,使鹽分濃度增加,湖泊鹽堿化程度加強。
。4)對湖內(nèi)水生態(tài)產(chǎn)生影響
岱海湖泊水質(zhì)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(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)活動和地表徑流所產(chǎn)生的面源污染,以及城鎮(zhèn)生活污水和工業(yè)污水的匯入。隨著岱海湖南岸工業(yè)園區(qū)的建設和岱海電廠的入駐,周邊區(qū)域排入環(huán)境中的工業(yè)污染物數(shù)量大增。岱海電廠運營時產(chǎn)生的冷卻水、燃煤廢氣和煤塵及灰渣,以及工業(yè)園區(qū)基礎設施建設產(chǎn)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(huán)境造成影響。岱海湖已處于富營養(yǎng)化和鹽堿化狀態(tài),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(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。
2。2。3當?shù)鼐用駥Πl(fā)電廠建設看法
主要采取問卷調(diào)查,走訪式調(diào)查兩種形式,調(diào)查對象是涼城縣常住居民,調(diào)查范圍主要圍繞涼城縣境內(nèi),共發(fā)放110份問卷,回收有效問卷110份?梢缘贸,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(huán)境保護產(chǎn)生共鳴,環(huán)保意識更強。
通過對當?shù)鼐用癍h(huán)境意識表現(xiàn)進行分析,得到如下結論:環(huán)境問題認知度高但環(huán)保動力差,環(huán)保態(tài)度直接影響環(huán)保行為。在政府的宣傳引導和當?shù)鼐用竦臐撘庾R認知里,岱海作為旅游景點的接受度更高,而發(fā)電廠建設后帶給當?shù)鼐用竦睦娲蠹s80%居民未能感受到。
3岱海湖環(huán)境保護與對策
3。1岱海湖流域保護意義
湖泊生態(tài)系統(tǒng)是一個復雜的物質(zhì)循環(huán)系統(tǒng),能起到調(diào)節(jié)氣候、保護生態(tài)環(huán)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(qū)域,可以保持當?shù)氐臐穸群徒涤炅浚乐垢珊档陌l(fā)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(diào)節(jié)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(fā)揮著其他生態(tài)系統(tǒng)不可替代的功能。
岱海湖是一個典型封閉的內(nèi)陸湖,湖泊蓄水量、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、流域生態(tài)建設主要依靠流域降水補給。因此流域水資源開發(fā)需要協(xié)調(diào)流域周邊生產(chǎn)、生活與生態(tài)用水,特別是水資源利用中應充分重視流域生態(tài)水資源建設。岱海湖泊除生態(tài)旅游、水產(chǎn)養(yǎng)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(nèi)陸干旱區(qū)特殊的生態(tài)系統(tǒng),不但蘊藏著巨大的生物生產(chǎn)潛力,同時也具有巨大的環(huán)境調(diào)節(jié)功能,對區(qū)域小氣候起著調(diào)節(jié)作用。
3。2岱海湖流域保護策略
(1)完善流域體系內(nèi)排水系統(tǒng),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(chǎn),污水減排、循環(huán)用水、廢熱的資源化和合理利用、節(jié)約水資源、完善排污收費制度、提高工業(yè)用水利用率和污水處理率。我國是個農(nóng)業(yè)大國,因此農(nóng)業(yè)污染防治也是十分重要,應改善施肥方式,調(diào)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(fā)和應用生物防治病蟲害技術,減少有機農(nóng)藥的使用,研究和采用多效抗蟲農(nóng)藥。
。2)生態(tài)立法。《中華人民共和國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十二個五年規(guī)劃綱要》明確指出:“要堅持把建設資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會作為加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展方式的重要著力點,深入貫徹節(jié)約資源和保護環(huán)境的基本國策,促進經(jīng)濟社會發(fā)展與人口資源環(huán)境相協(xié)調(diào),走可持續(xù)發(fā)展之路;要加大環(huán)境保護力度,以解決飲用水不安全等突出環(huán)境問題為重點,加強綜合治理,明顯改善環(huán)境質(zhì)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(yǎng)水源,保護水質(zhì),調(diào)節(jié)徑流,防止土壤侵蝕,特別在干旱地區(qū)生態(tài)環(huán)境條件惡劣,合理規(guī)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(qū)的天然植被,并可建設防沙林帶。
(4)旅游區(qū)發(fā)展及質(zhì)量保證。岱海旅游景區(qū)是涼城縣風景旅游區(qū)的重要組成部分,是涼城縣旅游資源開發(fā)的核心區(qū)域。因此它的規(guī)劃與建設,對涼城縣以至內(nèi)蒙古中西部地區(qū)的社會經(jīng)濟發(fā)展具有十分重要的作用。通過多種渠道,開展環(huán)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(tài)環(huán)境保護成為湖泊生態(tài)環(huán)境保護的典范。
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