2021-4-10 | 城市生態(tài)論文
湖濱帶是湖泊流域水生態(tài)系統(tǒng)與陸地生態(tài)系統(tǒng)間一種非常重要的生態(tài)過渡帶,它具有攔截徑流污染物的緩沖功能、維持湖泊生物多樣性并提供野生動植物棲息地的生態(tài)功能、穩(wěn)定湖岸控制土壤侵蝕的護岸功能。湖濱帶是湖泊的一道保護屏障,因為在非生物生態(tài)因子的環(huán)境梯度以及地形和水文學過程的作用下,礦物質、營養(yǎng)物質、有機物質和有毒物質必須通過各種物理、化學和生物過程穿過湖濱帶才能從流域進入湖泊水體。生態(tài)退化的湖濱帶往往造成植被破壞、生物多樣性下降、湖岸遭受侵蝕、水質惡化、景觀美學價值降低、洪澇災害頻繁,甚至影響人民的身體健康和生命財產安全。因此湖濱帶是健康的湖泊生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分和評價標志[1]。然而,湖濱帶生態(tài)系統(tǒng)健康涵義還未見明確闡述,湖濱帶生態(tài)系統(tǒng)健康評價的理論與方法的研究也遠遠不足。太湖是長江中下游著名五大淡水湖之一,屬于我國重點控制的“三湖”之一。近年來由于流域經濟的快速發(fā)展和不合理的開發(fā)利用導致太湖水質惡化,富營養(yǎng)化趨勢明顯,生態(tài)系統(tǒng)急劇退化,太湖湖濱帶生態(tài)系統(tǒng)的結構破壞嚴重,造成生境惡化、生態(tài)功能退化等問題,嚴重影響了湖濱帶的景觀、漁業(yè)、農業(yè)以及產業(yè),經濟損失巨大[2-3]。鑒于此,選擇太湖湖濱帶為研究對象,研究湖濱帶生態(tài)系統(tǒng)健康評價體系,并對太湖湖濱帶生態(tài)現狀進行評價。
1太湖湖濱帶現狀
太湖湖濱帶的形狀如圖1,岸線總長405km[4],其中環(huán)湖大堤占岸線全長的73%。根據2010年的測定,圖1太湖湖濱帶形狀及采樣點位設置Fig.1ThediagramoflittoralzoneofLakeTaihuandthelocationofsamplingsites梅梁灣段長76.2km,竺山灣段長37.7km,西部沿岸段長34.5km,南部沿岸段長56.2km,東太湖段長69.8km,東部沿岸段長87.7km,貢湖段長43.2km。健康的湖濱帶是由陸向輻射帶、水位變幅帶和水向輻射帶組成的[1]。但是太湖湖濱帶幾乎被環(huán)湖大堤及山體所包圍,天然的陸向輻射帶已基本不存在,且環(huán)湖大堤將水位變幅帶和水向輻射帶與陸域分離開來,原來的水陸物質交換也隨之阻隔,因此太湖湖濱帶的范圍就不再涵蓋陸向輻射帶。根據對太湖湖濱帶的水下地形、水文特征、植物群落分布考察,將太湖湖濱帶的范圍界定為大堤以內(水向)50—100m的環(huán)形區(qū)域。太湖湖濱帶主要存在以下生態(tài)、環(huán)境問題:(1)環(huán)湖大堤的阻隔及侵占:太湖湖濱帶是典型的大堤型湖濱帶,大堤的存在一方面將湖濱帶與緩沖帶分割開來,緩沖帶的水流不能通過漫流直接入湖,只能在緩沖帶較上游進入河道,通過通湖的較大河流入湖;另一方面大堤直接侵占了湖濱帶濕地植物的生長空間,并通過風浪的作用強化了對湖濱帶基底的淘蝕作用,加劇了湖濱帶生境條件的退化。(2)水環(huán)境質量普遍較差:根據2008—2011年的持續(xù)調查發(fā)現,除東太湖、貢湖湖濱帶階段性的相對較好外,其他均為IV類、V類,夏季竺山灣甚至達到劣V類,生物物種以耐污型為主。(3)水生植物大面積消失且分布不均:以挺水植物為例,湖濱帶挺水植物面積由20世紀80年代的64.6km2,下降到2008年的6.38km2,縮小了近90%。沉水植物主要集中在東太湖,其他湖區(qū)相對較少;挺水植物主要分布在西部沿岸、北部湖灣區(qū),而東太湖相對較少。(4)生態(tài)脆弱性持續(xù)增加:根據生態(tài)脆弱性綜合評價分析結果,太湖湖濱帶生態(tài)脆弱性狀況在1978年最輕,持續(xù)到1991年其狀況均為輕脆弱性;而從1996年至2008年,太湖湖濱帶生態(tài)環(huán)境脆弱性指數總體上呈現上升趨勢,2008年已經達到為強脆弱性[5]。
2太湖湖濱帶生態(tài)系統(tǒng)健康評價研究
2.1評價方法的選擇
選擇合適的評價方法是進行生態(tài)系統(tǒng)健康評價的關鍵步驟。用于湖泊領域的生態(tài)系統(tǒng)健康評價方法主要包括以下3種:指示生物法、壓力-狀態(tài)-響應(Pressure-State-Response,PSR)法、生態(tài)健康綜合指數法(EcologicalHealthComprehensiveIndex,EHCI)。(1)指示生物法主要根據生態(tài)系統(tǒng)中指示物種的多樣性和豐富度,確定豐富度指數或完整性指數(如生物完整性指數)。當生態(tài)系統(tǒng)受到外界脅迫后,這些指示物種的適宜生境受到脅迫,它們的結構功能指標將產生明顯的變化。但是這種方法不宜單獨使用,因為生態(tài)系統(tǒng)非常復雜,僅依靠某一類敏感物種表示系統(tǒng)變化不可能展現出清楚的因果關系[6]。湖濱帶是由多種生物構成的非平衡開放性復雜生態(tài)系統(tǒng),因此不適合采用指示生物法反映其生態(tài)系統(tǒng)的狀態(tài)或變化趨勢。(2)壓力-狀態(tài)-響應(PSR)法是基于OECD(OrganizationofEconomicCo-operationandDevelopment,聯合國經濟合作開發(fā)署)建立的PSR模型框架構建的[7]。該模型區(qū)分了3類指標,即壓力指標、狀態(tài)指標和響應指標,其中壓力指標表征人類的經濟和社會活動對環(huán)境的作用;狀態(tài)指標表征特定時間階段的環(huán)境狀態(tài)和環(huán)境變化情況,包括生態(tài)系統(tǒng)與自然環(huán)境現狀,人類的生活質量和健康狀況等;響應指標指社會和個人如何行動來減輕、阻止、恢復和預防人類活動對環(huán)境的負面影響,以及對已經發(fā)生的不利于人類生存發(fā)展的生態(tài)環(huán)境變化進行補救的措施。PSR評價方法廣泛地應用于區(qū)域環(huán)境可持續(xù)發(fā)展指標體系研究、水資源、土地資源指標體系研究中,也有人嘗試將該方法應用到湖濱帶的生態(tài)系統(tǒng)健康評價中[8-9],但是湖濱帶的特點是長度大但寬度小,分散到每個行政區(qū)域的總面積并不大,因此很難看出不同行政措施對湖濱帶的影響;另外由于太湖大堤在很大程度上削減了外界人口、經濟、社會的影響,所以PSR方法并不適合太湖湖濱帶的生態(tài)系統(tǒng)健康評價。(3)綜合健康指數法是通過建立多層次、多指標的綜合健康指數體系,對系統(tǒng)的生態(tài)健康狀態(tài)進行定量的評價與比較,該方法的基本原理簡單,計算簡便,結果可靠、直觀,在生態(tài)系統(tǒng)健康評價中已經有相當廣泛的應用[10-11]。鑒于以上分析,太湖湖濱帶的生態(tài)系統(tǒng)健康評價選用了綜合健康指數法。
2.2湖濱帶生態(tài)系統(tǒng)健康的定義及綜合健康指數分級
根據多年對湖濱帶系統(tǒng)的研究結果[1-3],將健康的湖濱帶生態(tài)系統(tǒng)定義為:湖濱帶的生物多樣性及生態(tài)系統(tǒng)結構基本穩(wěn)定,生態(tài)系統(tǒng)的能量輸入和物質循環(huán)正常,局部節(jié)點的能量和物質累積沒有導致湖泊功能退化和水環(huán)境質量下降,具有良好的自適應性和自我修復能力。就太湖來講,健康的湖濱帶生態(tài)系統(tǒng)應該具有足夠的湖濱灘地、較強的水體自凈能力、適宜的清潔度、較豐富的生物多樣性,能夠發(fā)揮應有的攔截污染物、提供生物棲息地、穩(wěn)固湖岸以及增加景觀美學潛力。參照湖泊等其他類似生態(tài)系統(tǒng)的健康評價,設立湖濱帶生態(tài)系統(tǒng)健康綜合指數(EHCI),值越大代表健康狀態(tài)越好,將湖濱帶生態(tài)系統(tǒng)健康狀態(tài)分為很健康、健康、亞健康、疾病、嚴重疾病5級,詳見表1。