过去百年来长江经济带湖泊环境变化与生态系统退化原因

中国网/中国发展门户网讯 湖泊沉积物中保存了丰富的生物和理化环境信息，可以通过沉积岩芯提取和多指标分析，重建过去生态环境演化的历史。针对长江经济带湖泊环境问题，许多研究者对长江经济带东、西部湖泊开展了近现代环境过程的重建工作，在数年至 10 年时间分辨率上，揭示了长江经济带不同类型湖泊生态环境演化的阶段性特征，探讨了全球变化和日益增强的人类干扰背景下，湖泊生态系统退化的原因。

长江经济带西部湖泊

我国西南横断山区是全球生物多样性最为丰富的地区之一。尽管位于高海拔的山地湖泊很少受到人类的直接干扰，但是近百年来，人类活动仍通过大气污染沉降等间接方式影响了高山湖泊生态系统。Hu 等通过对多个高山湖泊的古生态数据集成分析，获得了区域生态变化趋势，并对比了近百年来区域大气氮沉降、粉尘沉降、温度等变化，揭示出大气沉降对高山湖泊生态环境的影响程度已经超过气候变化的影响。但不同湖泊的响应存在明显差异，流域植被、土壤稳定性、溶解有机物的输入对湖泊生态系统起着一定的调节作用。

在较低海拔，沉积记录的分析显示人类活动的持续干扰已导致近几十年该区域湖泊生态系统普遍偏离自然演化的轨迹。泸沽湖多指标变化显示，20 世纪 50 年代以来，流域侵蚀逐渐加强，且伴随着营养输入的增加，以及藻类的微弱变化；20 世纪 80 年代流域侵蚀达到峰值，入湖营养快速增加，底栖动物群落演替明显，藻类增长迅速，出现富营养化特征；20 世纪 90 年代后期，深水层溶氧环境进一步变差，硅藻群落更替明显。这些变化的阶段性在抚仙湖、洱海、程海、星云湖等湖泊沉积记录中均有反映。其趋势的一致性表明，在气候和人类活动影响下，流域土壤侵蚀加强导致的营养盐输入是西南湖泊生态系统退化的重要原因。

长江经济带东部湖泊

以长江中下游浅水湖泊为例，该区湖泊历史时期与长江保持着畅通的水力联系，两者之间的能量流、物质流和生物流不停交换，形成了自然的江湖生态系统。来自梁子湖、龙感湖、巢湖等多个湖泊的古湖沼学证据显示，1950 年前，该区域湖泊换水周期短，水体细颗粒悬浮物质和营养物质易随出水河流排出；开阔湖区的硅藻以适应流水环境的颗粒直链藻（Aulacoseira granulata）占绝对优势；水生植被多以清水型沉水植物类型组合，如小茨藻（Najas minor）、轮藻（Chara sp.）、密刺苦草（Vallisneria denseserrulata）等为特征。然而，20 世纪 50—60 年代以来的围垦和闸坝建设阻隔了江湖水力连通，形成半封闭的相对静水环境；泥沙淤积明显加快，水体细颗粒悬浮物质增多，沉积物中营养物质积蓄量增加，水体出现富营养化特征。1980 年以来，西太湖和巢湖等湖泊还经历了再次的富营养化加重过程，水体 TP 浓度明显增加，开阔水域水生植物消失，硅藻以富营养种类占绝对优势，湖泊演变为藻型生态类型。

Chen 等从时间序列上定量解释了营养、水文和气候对湖泊生态系统的影响机理。以硅藻群落演替为例，1960 年前后的群落演替主要受水文驱动影响；1980 年前后的群落演替，与营养持续增加有关，并且增温对硅藻生态也有显著影响，可能加剧了巢湖内源污染释放的风险。不同于江湖阻隔的湖泊，通江湖泊，如洞庭湖和鄱阳湖的富营养化发生时间相对较晚，并受到三峡大坝工程的显著影响。2003 年以来，三峡工程运行后，出入湖径流量和输沙量发生明显变化，直接影响湖泊换水周期和湖泊富营养化趋势。

目前，在长江中下游地区仍有相当多湖泊处于水生植物占优势的草型状态。与藻型湖不同，这些草型湖在 1980 年后生态并没有出现明显转变，反映了这些湖泊生态系统在应对外力驱动时保持了较高的弹性。然而，在高强度的人类活动持续干扰下，未来可能存在由草型向藻型转变的生态风险。

（摘自《中国科学院院刊》2020年第8期《长江经济带湖泊环境演变与保护、治理建议》一文，作者：羊向东，中国科学院南京地理与湖泊研究所研究员、博士生导师；董旭辉，广州大学地理科学与遥感学院；陈旭，中国地质大学（武汉）地理与信息工程学院；王荣、王 倩、林 琪、徐 敏，中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊与环境国家重点实验室。）