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东湖的“老大难”:水华离奇消失10多年,鲢鳙治好“水肥病”?武汉东湖水华消失十多年,鲢鳙治水是关键?以草治水

作者:牧海

我相信我们已经听说过东湖的蓝藻盛开。上一次严重的水事件发生在2015年,当时一名公众在风景秀丽的东湖村水域发现了数百条死鱼,每条死鱼的大小约为2至3磅,主要是白色的蛞蝓。此前,2007年,武汉东湖也有30吨蛞蝓一夜之间死亡,也是由于水的爆发,造成水中缺氧。

近年来,东湖水质治理初见成效,各项指标明显改善,水暴发频度明显下降。从2019年11月到2020年9月,东湖水质一直稳居三级水位,综合得分首次达到96.77,被认为是近40年来的最佳水位。

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武汉东湖

2021年最新监测结果还显示,1-6月米申湖、后湖、缠陵湖水质为III级水质,而郭正湖水质略逊于IV.类水质。但与1980年代相比,今天的东湖可以说是做出了"飞跃"的改变。

< h1级"pgc-h-right-arrow"数据轨道"38">武汉东湖</h1>

武汉东湖位于武汉市武昌区东部,流经楚江和沙湖(2011年开通),水域面积33平方公里,平均深度2.4米,属于半封闭式浅湖。众多湖泊和湖泊分为10个不同的子湖,如灵角湖,郭正湖,唐陵湖,玉家湖,庙湖,天鹅湖,荃湖,小滩湖,后湖,群湖等。

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值得一提的是,中国科学院水生生物研究所位于东湖畔,该研究所对东湖水质进行了60多年的监测。文献表明,20世纪60年代以前,东湖水质很好,透明度超过2米,氮磷含量低,处于营养状况较差的状态。

但在20世纪70年代,水质形势急剧下滑,湖水开始出现一层厚厚的油绿色"藻类膜"。此后多年,水的范围逐渐扩大,一度失控。80年代,东湖生态恶化达到顶点,水质早已处于V型差状态,一直不适合洗澡、娱乐。几乎每年夏天(尤其是8月),水都是"当场",湖面异味,风景如画,引起武汉居民的不满和不安。

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2006年8月,风景秀丽的关桥湖爆发蓝藻

发表在《水产生物学杂志》上的一篇调查文章指出,东湖水质的恶化与当地人口的增长和经济发展密切相关。根据人口普查数据,1949年武汉市人口只有101.83万人,2000年增至80.481亿,2010年进一步增至978.54万人。同时,武汉钢铁公司、武汉重机床厂等化工企业相继建成投产,数量逐年增加,逐点分布在湖区周围,化学污染加剧。

据统计,各排水沟排入东湖的污水总量为每年30万吨,是东湖水质下降的直接原因。夏季是东湖蓝藻泛滥的高发地,鱼腥藻、丝藻、微囊藻是常见的有害藻类物种,铜绿微囊藻是"极端分子"之一,给水生管植物、鱼类、甲壳类动物带来了一轮又一轮的生存挑战。

<h1级"pgc-h-right-arrow"数据轨道"65">水已经消失了十多年,水处理是关键吗?</h1>

如前所述,80年代是东湖水质最差的时期,但令人困惑的是,东湖的水花在1985年夏天没有如期爆发,而且已经超过10年没有发生!

东湖的水仿佛蒸发了一般,离奇消失了,引发了来自各行各业的激烈讨论,专家学者也纷出类之。有专家认为,东湖已经成为一个"污水池",即使是有害的蓝藻也无法正常生存。然而,根据地表水环境质量标准(GB 3838-2002),研究人员测试了湖区的水质指标,发现这一观点是不正确的。

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真正的谜团是由当时中国科学院水生生物研究所的刘建康和谢平等学者解开的。原本在水中消失的,真正的"贡献者"是水的鲭鱼和鲭鱼。早在20世纪70年代,东湖就放养了蛞蝓鱼苗,但数量很少,年产量只有一百多吨,并没有引起人们的注意。

蛞蝓活跃于水体的上层和上层,以浮游生物为食,是中国最常见的过滤鱼。有趣的是,有害的蓝藻在鲱鱼的饮食中占了相当高的比例!随后的研究发现,只有当蛞蝓的数量增加到一定程度时,才能抑制有害藻类的增殖。通过一系列实验,谢平等学者最终确定:将蛞蝓的放养密度控制在40~50g/m3是合适的,只要达到这种生物量,就可以有效"制服"蓝藻!

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话虽如此,我们都应该明白,东湖水的奇怪消失,其实和湖中湖的增加有着直接的关系。从1971年到1995年,东湖渔获量逐年增加,从180吨增加到1840吨。在此过程中,蛞蝓的生物量增加,并在1985年达到临界值,成功地防止了水花现象的发生。

数据显示,1985年东湖渔业产量为1015吨,蛞蝓比例在90%以上,转化生物量约为41.4g/m3,略高于40g/m3!

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至此,水消失之谜已经彻底解开,鼻涕虫是最大的"无怒功勋"。重要的是要注意,如果湖中蛞蝓的实际储量低于阈值,即1970年代的最后水平,微囊藻华也可能卷土重来。

真正的问题是什么?从更深层次上看,藻类异常增殖的原因,本质上是总氮、总磷等养分过高,水质过肥。只要有足够的营养盐和适当的光照,藻类繁殖就会持续到"倒置藻类"的发生,腐败和死亡。它只是通过过滤来降低有害藻类的密度,使其不会大规模繁殖,但并不能消除真正的祸害:硝酸盐,磷酸盐和其他营养物质。

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2012年8月,蓝藻在武汉东湖官桥湖水域绽放

从某种意义上说,也可以说水的处理是"问题的治好不是治的"。因此,治疗东湖"水肥病"有两个思路:一是继续放生鱼苗,增加增殖释放强度,二是减少氮磷排放,或在湖区大规模种植水草,加强对氮、磷养分盐的吸收, 降低水肥力。

< h1级""pgc-h-right-arrow"数据轨道""66">用草水处理</h1>

武汉东湖平均水深2.4米,属于浅水湖,湖底采光条件好,有利于养殖水管束植物。这些水草的根、茎、叶能直接吸收水中的营养盐,减少富营养污染,起到改善水质的作用。以杂草为例,在养分丰富的条件下,实验组18 d总磷减少87.5%,30 d总氮减少73.57%,净水效果非常理想。

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从2020年4月开始,东湖的水草将逐渐汇聚成碎片,形成大规模的"水下森林"。在短短三个月内,研究团队在东湖四大片地区培育了五种沉积植物,总人口为46万。

到2021年4月,长江和小滩湖的"水下森林"已初具规模。在郭正湖的鹅咀示范区,沉积厂区面积已达26000平方米,从湖面上可以清晰地看到穿梭的水草和鱼虾穿梭,透明度有所提高。到今年年底,"水下森林"面积预计将从最初的10万平方米扩大到130万平方米,同比增长1200%。

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水草规划区/地图 来源 武汉热线

根据东湖生态管理规划,到2022年,全湖A、B、C、D区域生态修复规划将全面实施,沉积植物种植面积将达到330万平方米——届时,湖区面积的1/10将被"水下森林"覆盖!

为什么是"水下森林"而不是"水林"?这要从东湖的另一个"断层"——淤泥开始。

淤泥是东湖的一大"顽固性疾病",其厚度可达40厘米,局部湖床甚至超过60厘米。这些淤泥富含各种污染物,通过食物链的作用可以对底栖动物造成一定的伤害。为了清除湖底的淤泥,武汉市政府投入了大量的人力物力,累计清除淤泥量超过340万立方米。

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挖泥船清除了淤泥

还有另一种方法可以处理这种淤泥:种植沉没的植物。研究表明,东湖金鱼藻、苦草、草等植被可在1.0~1.9米水深下生存,通过絮凝沉淀和养分吸附吸收淤泥中的有害物质,实现原位"生态触底"。

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亚胆植物对有害藻类具有竞争和抑制作用,再加上鲱鱼和鲱鱼对藻类的过滤食品,两者结合将微藻的密度控制在适当的范围内。从鱼到草的40年,东湖的管理找到了切实可行的途径,为太湖、巢湖等浅湖提供了宝贵的经验,值得大力推广。

东湖的未来,我们一起见证!

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