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为什么城市及周边湖泊水质越来越差?

2021-11-11科学

题中提到了「越来越」,在此首先需要提到一个概念: 稳态转换。

在湖泊生态系统中,稳态转换的含义可以理解为随着某一环境因子的逐步变化,生态系统最初以缓慢、小幅度的形式变化,在达到某一个临界点之后,生态系统的状态会发生跃迁,湖泊由清水态向浊水态、草型湖向藻型湖转变(如,营养盐达到下图蓝线右端点会直接垂直向上跃迁)。

但如果湖泊得到有效治理,营养盐含量逐渐降低,则 营养盐需要降低到比发生跃迁的营养盐浓度更低的水平,湖泊才能从浊水态恢复到清水态 (如图中红色线条左端点对应的营养盐浓度比发生稳态转换的营养盐浓度更低)。

湖泊稳态转换

如今大多数城中湖都是封闭的湖泊,在 人为活动的干扰下(生活污水排放、农业面源污染等)营养盐不断输入,但湖泊与外界无水文交换,无法稀释营养盐,因而使得城中湖逐渐富营养化,浮游藻类大量繁殖使得水体透明度降低。 本人曾调查过武汉市38个湖泊(大多为封闭状态)的水质,结果显示湖泊营养盐含量与其距城市中心的距离呈负相关关系(Liang et al., 2020)。相对来说, 城郊的湖泊由于流域内人口较少,受到人为干扰程度弱,水质相对于城中湖更好 。这也证实了人为的营养盐输入对湖泊生态环境具有明显的影响。

若湖泊要恢复到曾经的清水态,则需要通过治理,降低湖泊的营养盐含量。 这不仅仅是简单给湖泊换水就可以实现 由于湖泊沉积物中也吸附大量颗粒态的磷,还可能涉及底泥的疏浚、种植水生植被以吸收外源营养盐等 ,给湖泊彻彻底底「换血」,才能让湖泊恢复到清水态。

参考文献:

Liang Jia, Huang Chunling, Stevenson Mark, et al. 2020. Changes in summer diatom composition and water quality in urban lakes within a metropolitan area in central China. International Review of Hydrobiology , 105: 94-105.