松花江流域主要河湖水生態(tài)現(xiàn)狀評價

吳計生，梁團豪，呂 軍

(1.松遼水環(huán)境科學(xué)研究所，吉林 長春 130021； 2.松遼水利委員會，吉林 長春 130021)

松花江流域是我國七大流域之一，包含嫩江、第二松花江、松花江干流等主要河流，流域面積55.68萬km2，約占全國國土面積的5.8%。松花江流域是我國重要的老工業(yè)基地、糧食基地、牧業(yè)基地和林業(yè)基地，漁業(yè)資源和濕地資源十分豐富。多年來，受人類開發(fā)和氣候變化等多重因素影響，流域內(nèi)水環(huán)境污染、河湖生態(tài)系統(tǒng)退化、水域岸線侵占等生態(tài)環(huán)境問題凸顯[1-3]。因此，科學(xué)評價松花江流域主要河湖水生態(tài)現(xiàn)狀，識別河湖水系存在的主要問題及成因，是維護河湖健康生命、開展水生態(tài)文明建設(shè)的重要基礎(chǔ)[4-5]。本研究以松花江流域主要河湖為研究對象，從河湖水系基本特征出發(fā)，構(gòu)建了基于生態(tài)需水滿足狀況、水功能區(qū)水質(zhì)達標率、湖庫富營養(yǎng)化狀況、河流縱向連通性、重要濕地保留率、重要水生生境狀況等6項指標在內(nèi)的水生態(tài)評價體系，評價結(jié)果對有針對性地提出流域河湖系統(tǒng)保護與治理策略、實行“一河(湖)一策”具有重要的指導(dǎo)意義。

1 研究范圍與評價單元劃分

1.1 研究范圍

根據(jù)松花江流域水系分布特征，以列入《全國重要江河湖泊水功能區(qū)劃(2011—2030年)》的重要水域、涉水的省級以上自然保護區(qū)、國家級水產(chǎn)種質(zhì)資源保護區(qū)等重要生態(tài)敏感目標所在的水域，以及人類干擾嚴重且環(huán)境問題突出的敏感水域作為研究對象，開展水生態(tài)調(diào)查評價。評價河流包括嫩江、第二松花江、松花江干流等大江大河干流及其一級支流，評價水庫包括石頭口門水庫、新立城水庫、豐滿水庫、尼爾基水庫等4座大型水庫，評價湖泊濕地包括查干湖、龍鳳泡、圖牧吉泡子等3個湖泡。評價總河長12 086 km，評價湖庫總面積1 717 km2。

1.2 評價單元劃分

考慮到河流生態(tài)系統(tǒng)在空間分布上呈現(xiàn)顯著的地域性差異，為便于評價，在綜合分析河流上、中、下游不同河段自然特征、水生態(tài)功能類型、開發(fā)利用狀況及水生態(tài)問題的基礎(chǔ)上，將調(diào)查的26條河流進一步劃分為47個評價單元(評價河段)。松花江流域主要河湖水生態(tài)評價單元劃分情況詳見表1。

2 評價指標體系

松花江流域位于我國東北地區(qū)，西北東三面環(huán)山，中、南部為寬闊的松嫩平原，東北部為三江平原，氣候、地貌類型復(fù)雜，地區(qū)之間降水分布差異大，形成了復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)和豐富的生物多樣性，同時流域開發(fā)利用程度的區(qū)域差異也導(dǎo)致目前流域內(nèi)不同區(qū)域水生態(tài)系統(tǒng)特征差異更加明顯。

關(guān)于河湖生態(tài)系統(tǒng)評價，國內(nèi)多名學(xué)者進行了研究[6-9]。本次評價在綜合考慮不同河湖水系自然特征、水生態(tài)保護目標及存在問題的基礎(chǔ)上，結(jié)合流域相關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，選取生態(tài)需水滿足狀況、水功能區(qū)水質(zhì)達標率、湖庫富營養(yǎng)化狀況、河流縱向連通性、重要濕地保留率及重要水生生境狀況等6項指標，對主要河湖開展有針對性的水生態(tài)狀況評價。

不同河湖所選擇的評價指標詳見表2，其中：①針對15條河流、2個湖庫的21個重要控制斷面開展生態(tài)基流及敏感生態(tài)需水滿足程度評價；②針對52個評價河湖(段)開展水功能區(qū)水質(zhì)達標率滿足程度評價；③針對6個湖庫開展富營養(yǎng)化狀況評價；④針對47個河流(段)開展河流縱向連通性評價；⑤針對涉及重要濕地的14個評價河流(段)開展重要濕地保留率評價；⑥針對54個涉及魚類生境的河流(段)和湖庫開展重要水生生境狀況評價。

表1 松花江流域主要河湖水生態(tài)調(diào)查統(tǒng)計結(jié)果

在上述6項評價指標中，生態(tài)需水滿足狀況等5項指標為定量指標，重要水生生境狀況為定性指標，并按照指標閾值區(qū)間或參照系統(tǒng)對各指標進行優(yōu)、良、中、差、劣的評價。

表2 松花江流域主要河湖水生態(tài)評價指標體系

3 評價結(jié)果

3.1 生態(tài)需水滿足狀況

生態(tài)需水包括生態(tài)基流和敏感生態(tài)需水。生態(tài)基流是指維持河流基本形態(tài)和基本生態(tài)功能的河道內(nèi)最小流量。敏感生態(tài)需水則指維持河湖生態(tài)敏感區(qū)正常生態(tài)功能的需水量及其需水過程。

評價結(jié)果表明，在21個生態(tài)基流控制斷面中，生態(tài)基流滿足程度為優(yōu)和良的有9個，主要分布在嫩江、第二松花江、松花江干流及嫩江中上游的主要支流；生態(tài)基流滿足程度為劣的2個，主要為霍林河、龍鳳濕地?？傮w上，松花江流域大江大河干流的生態(tài)基流滿足程度較好，一些季節(jié)性河流、濕地的生態(tài)基流滿足程度較差。在11個敏感生態(tài)需水控制斷面中，敏感生態(tài)需水滿足程度為優(yōu)的有5個，占45.45%；滿足程度為差、劣的有3個，占27.27%。從分布上來看，敏感生態(tài)需水滿足程度較高的河流主要分布在嫩江中上游、第二松花江、松花江干流及諾敏河，敏感生態(tài)需水滿足程度較低的河流主要分布在嫩江下游的查干湖、龍鳳泡等湖泊濕地及霍林河。

3.2 水功能區(qū)水質(zhì)達標率

水環(huán)境的優(yōu)劣對水生生物生存起著至關(guān)重要的影響。采用水功能區(qū)水質(zhì)達標評價來反映水環(huán)境質(zhì)量的總體優(yōu)劣。參與評價的52個河流(段)與湖庫中，水質(zhì)達標率滿足程度為優(yōu)的有11個，占21.15%；滿足程度為良的4個，占7.69%；滿足程度為中的4個，占7.69%；滿足程度為差、劣的33個，占63.46%。從水質(zhì)分布來看，水質(zhì)達標率滿足程度為優(yōu)、良的河流(段)與湖庫主要分布在甘河、諾敏河、阿倫河、綽爾河、科洛河等嫩江上游支流，水質(zhì)較差的河流(段)與湖庫主要分布在第二松花江、松花江干流流域。整體來說，流域內(nèi)河流(段)與湖庫水功能區(qū)水質(zhì)達標率較低，大部分河流(段)存在水質(zhì)污染問題。

3.3 湖庫富營養(yǎng)化狀況

本次共有龍鳳泡、查干湖、石頭口門水庫、新立城水庫、豐滿水庫、尼爾基水庫等6個湖庫參與湖庫富營養(yǎng)化評價。評價結(jié)果表明，豐滿水庫、新立城水庫、石頭口門水庫為中營養(yǎng)，評價結(jié)果為良；查干湖、尼爾基水庫為輕度富營養(yǎng)狀態(tài)，評價結(jié)果為中；龍鳳泡為中度富營養(yǎng)，評價結(jié)果為差。

3.4 河流縱向連通性

河流縱向連通是河流能量及營養(yǎng)物質(zhì)的傳遞、魚類等生物物種遷徙的基本條件。通過評價河流縱向連通性可以反映河流生態(tài)要素在縱向空間的連通程度和水工程建設(shè)對河流縱向連通的干擾狀況。47個評價河流(段)中，縱向連通性滿足程度為優(yōu)、良的有30個，占63.83%；滿足程度為差、劣的12個，占25.53%。從分布上來看，縱向連通性滿足程度為差、劣的評價河流(段)主要在第二松花江、頭道松花江、牡丹江、海浪河等梯級電站開發(fā)比較密集的河段。河道阻隔導(dǎo)致河流水文情勢及生境形態(tài)發(fā)生變化，影響魚類生存繁殖，造成魚類資源衰減。

3.5 重要濕地保留率

重要濕地保留率是指規(guī)劃區(qū)域內(nèi)重要濕地在不同水平年的總面積與20世紀80年代前代表年份重要濕地總面積的比值，用于評估濕地面積的變化情況。本次選取評價范圍內(nèi)21個省級以上濕地類自然保護區(qū)，涉及14個評價河流(段)，進行重要濕地保留率評價。參與評價的重要濕地包括：扎龍、向海、科爾沁、莫莫格、圖牧吉、查干湖、烏裕爾河、尼爾基濕地、齊齊哈爾沿江濕地、雁鳴湖、拉林河口濕地、呼蘭河口濕地、海林蓮花湖、肇源沿江濕地、肇東沿江濕地、哈東沿江濕地、佳木斯沿江濕地、樺川松花江濕地、富錦沿江濕地、龍鳳泡、賓縣沿江濕地等，主要分布在嫩江中下游、松花江干流沿江及河口地區(qū)。評價結(jié)果表明，濕地保留率滿足程度為優(yōu)的評價河流(段)有11個，占評價總數(shù)的78.57%；滿足程度為良的3個，占21.43%?？傮w上看，參評河流(段)重要濕地保留率處于優(yōu)、良狀態(tài)，說明參評濕地得到了一定程度的保護，流域內(nèi)重要濕地退化得到相應(yīng)控制。但河濱天然濕地受損嚴重，50年間松花江流域沼澤濕地面積減少了51.79%，以松嫩平原和三江平原減少最為明顯。

3.6 重要水生生境狀況

本次評價重點關(guān)注國家重點保護的、珍稀瀕危的、土著的、特有的、有重要經(jīng)濟價值的魚類種群棲息地，魚類生境重點關(guān)注產(chǎn)卵場、索餌場、越冬場。參評的54個涉及魚類生境的河流(段)和湖庫中，重要水生生境滿足程度為優(yōu)的河流(段)或湖庫8個，占14.81%；滿足程度為良的22個，占40.74%；滿足程度為中的17個，占31.48%；滿足程度為差、劣的7個，占12.96%。松花江流域大部分河流(段)的水生生境狀況處于良和中的狀態(tài)，主要分布在嫩江、松花江干流等水系；部分河流(段)水生生境狀況較差，主要分布在霍林河、輝發(fā)河、沐石河、飲馬河、伊通河等河流。造成生境破壞的因素很多，閘壩建設(shè)影響河流連通性、阻隔魚類洄游通道，水庫淹占及河道采砂等活動破壞魚類產(chǎn)卵場，堤防及護岸建設(shè)導(dǎo)致岸線、洪泛區(qū)變化及河漫灘生境多樣性下降，水體污染及生態(tài)水量不足等都會導(dǎo)致水生生境的破壞。

總體看來，松花江流域大部分河流(段)魚類生境狀況保存完好，水分養(yǎng)分條件基本滿足魚類生存需求。但部分河流(段)的水利工程開發(fā)建設(shè)，導(dǎo)致魚類生境被分割或遭到破壞，使部分魚類棲息地及生存環(huán)境受到影響。

3.7 評價河段湖庫水生態(tài)問題類型劃分

根據(jù)評價結(jié)果，將松花江流域主要河湖的水生態(tài)狀況劃分為生態(tài)良好型、水量不足型、水體污染型、生境萎縮型及復(fù)合失衡型5種類型。

(1)生態(tài)良好型。主要是指受人類干擾較小、水生態(tài)保持良好的大江大河源頭區(qū)及重要水源涵養(yǎng)區(qū)。

(2)水量不足型。主要指水資源開發(fā)利用程度過高，擠占河道內(nèi)生態(tài)環(huán)境用水，導(dǎo)致河湖濕地萎縮、生態(tài)水量不足甚至河道斷流等。

(3)污染破壞型。主要指存在嚴重水質(zhì)污染、嚴重湖庫富營養(yǎng)化的河湖。

(4)生境萎縮型。侵占河道、酷漁濫捕等行為引起河湖濱帶土地退化、濕地萎縮、魚類生境空間變小等。

(5)復(fù)合失衡型。多種類型綜合作用導(dǎo)致河湖生態(tài)系統(tǒng)出現(xiàn)生境萎縮、功能退化、物種多樣性減少，河湖生態(tài)系統(tǒng)失衡、破壞。

對參與評價的54個河段、湖庫進行類型劃分，結(jié)果見圖1。其中，生態(tài)良好型的評價河段、湖庫10個，水量不足型1個，污染破壞型20個，生境萎縮型12個，復(fù)合失衡型11個。水體污染、生境萎縮成為松花江流域主要河湖水生態(tài)方面存在的突出問題。

(a)松花江流域主要河湖水生態(tài)問題類型占比

(b)各水資源二級區(qū)水生態(tài)問題類型占比

從全流域分布來看，生態(tài)良好型河流、湖庫主要分布在嫩江、第二松花江等大江大河源頭區(qū)；水量不足型主要分布在嫩江支流洮兒河；污染破壞型分布范圍較廣，主要分布在第二松花江中下游、松花江干流等水系；生境萎縮型主要分布在嫩江干流；復(fù)合失衡型主要分布在第二松花江支流飲馬河、伊通河，嫩江霍林河、烏裕爾河，松花江干流牡丹江、海浪河、倭肯河等河流的中下游地區(qū)。

4 結(jié) 語

松花江流域主要河湖(庫)水生態(tài)狀況評價結(jié)果表明：水質(zhì)污染和生境萎縮問題在流域內(nèi)廣泛存在；生態(tài)較好河流主要分布在嫩江源頭區(qū)；嫩江干流、第二松花江干支流等河流缺水和水污染加劇導(dǎo)致河流生境萎縮和生態(tài)系統(tǒng)惡化；嫩江支流霍林河、龍鳳泡等河湖存在生態(tài)水量不足問題；水質(zhì)污染問題在第二松花江、松花江干流等河流中下游地區(qū)尤為突出；第二松花江、牡丹江等河流存在生境阻隔及魚類資源衰退問題；洮兒河、烏裕爾河、飲馬河、伊通河、倭肯河存在復(fù)合生態(tài)失衡問題。近年來，相關(guān)單位在松花江流域?qū)嵭辛诵蒺B(yǎng)生息政策，先后開展了扎龍、莫莫格、向海等重要濕地補水工程，以及伊通河、阿什河等河流綜合整治工程，使流域河湖水生態(tài)狀況得到了一定改善。但總體上流域水生態(tài)安全狀況仍面臨較大壓力，山水林田湖草缺乏統(tǒng)籌系統(tǒng)保護，影響資源可持續(xù)利用和經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展。保障河道內(nèi)生態(tài)需水、維持通暢的水系循環(huán)和良好的水質(zhì)是維護河流生態(tài)系統(tǒng)良性發(fā)展的關(guān)鍵，因此亟待進一步改善松花江流域河湖水環(huán)境和流域生態(tài)流量管理措施。