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千島湖是我國華東地區最大、最有名的人工水庫,因其水質優良、透明度高而被選為“中國好水”水源地。2019年9月,千島湖開始向杭州市供水,現已成為長三角地區重要的戰略水源地。

保護千島湖的水質是庫區環境治理的關鍵,而水質又和營養鹽含量、藻類密度息息相關。當營養化加劇、藻類發生異常增殖時,部分庫段就有可能出現水華現象,釀成生態危機。例如:在1998~1999年,千島湖就曾連續2年爆發大規模的藍藻水華,引起社會關注。

千島湖為何會產生“藍藻之困”?

千島湖位於浙江省淳安縣,庫中島嶼星羅棋佈,遍佈綠植,是鳥類棲息的天堂。據測量和統計,庫區面積2500㎡以上的島嶼多達1078個,平均水深30.44m,最深處達100多米,正常水面580平方公里,蓄水量178億m。從環境、水深、水面、蓄水量來看,千島湖似乎並不容易爆發藍藻。

90年代末的兩次水華,到底因何產生?專家組通過實地調查探明瞭原因,發現水華的出現和鰱鱅生物量的銳減有關。鰱鱅俗稱花白鰱,二者通過鰓耙濾食浮游生物,可減輕藻類密度。尤其是鰱魚——國內公認的“除藻專家”,和藍藻之間具有很強的捕食關係。

鱅魚

但上世紀90年代,庫區漁民為追求經濟效益,普遍選養價高味美的高檔食肉魚,降低了對鰱鱅的放養量;另一方面,當時水庫中存在大量的鱤魚、翹嘴鮊、鱖魚等兇猛魚,天敵的捕食也降低了庫區鰱鱅的儲備資源量。

找到原因後,當地制定了嚴格的鰱鱅放養計劃,並針對性地清除鱤魚等兇猛魚,以此提高鰱鱅魚種的成活率。

鱤魚

從1999~2000年,千島湖漁場連續2年開展“除野”行動。其中,撈出的鱤魚就有9000多尾,總產量超過92噸,有效控制了庫區的食肉魚種群。2000年至今,庫區的鱤魚仍存有小部分群體,但和之前相比已經大幅減少,不足以對鰱鱅構成威脅。

千島湖魚類繁多,為何鰱鱅的生物量最高?

千島湖的魚類遠不止鰱鱅兩種,優質的好水、寬闊的水面孕育了數十種不同的魚類。根據1984年展開的魚類資源調查,千島湖中有多達83種魚,四大家魚、鯝等都具有相當的捕撈產量,經濟效益顯著。

以1983~1986年的捕撈生產為例。資料顯示:這四年間庫區共捕獲鮮魚12592噸,平均每年產出3148噸。其中,鰱鱅佔總產量的70.4%,野雜魚佔29.6%(鯝是佔比最多的野雜魚,總產量為1069噸,佔58.1%)。

千島湖魚類繁多,為何鰱鱅的佔比這麼高?首先要說明的是,這一格局和自然繁殖無關。1959年,新安江水電站建成,水庫的水文性質由此發生變化,庫區缺少長距離的敞洩流水環境,鰱鱅的性腺均無法自然成熟。因此,鰱鱅數量佔比高其實是人工放流的結果。

千島湖魚種投放/杭州網

鰱鱅坐擁“家魚”的尊貴身份,天然具有無與倫比的產能優勢。1958年,我國剛好攻克鰱鱅的人工繁殖技術,一尾親魚可產數十萬乃至上百萬枚卵,人工孵化率高,極大地降低了苗種成本。

新安江一成庫,當地漁場就無縫銜接,放流了大量的家魚。比如:1960年,庫區共放流了309萬尾魚,鰱鱅獨佔264萬尾;再如:1965年,全年共投放2426萬尾魚,99%以上都是鰱鱅。據觀測,投放的鰱鱅生長速度喜人,鰱魚每年最快可長5斤,鱅魚則為7斤,投放2~3年就可起捕上市。

2020年以來,千島湖每年的魚種投放量趨於穩定,高達1000多噸、1000多萬尾,平均每尾都是100克左右的大規格魚種。

魚苗投入得多,成魚的捕獲量自然也多。捕撈隊利用“趕、攔、刺、張”的聯合捕魚法,普通一網可撈5~10萬斤魚,最多的一次在許源大港漁場捕獲了82萬斤鰱鱅,創下高產紀錄。2015年10月,捕撈隊還曾捕到過一條重180斤、長175cm的“青魚王”!

據統計,千島湖鰱鱅的年產量超過6000噸,“淳”牌有機魚成為了全國著名品牌。“鰱鱅治水”既保生態又促經濟,一舉兩得,堪稱是“綠水青山就是金山銀山”的典型範式。

生態治水60多年,“藍藻病”為何仍有隱患?

根據湖泊的生態演化特點,千島湖的生產力/生物量的比值為3.899>1,初級生產力/總呼吸量的比值為74.29,這意味著該水庫正處於發育狀態,生態系統仍在完善當中。那麼,被視為生態隱患的“藍藻病”,再次爆發的風險又有多高呢?

有了鰱鱅坐鎮,藍藻水華似乎一去不復返,但事實並非如此。從2006年開始,千島湖從貧營養水庫轉變成了中營養水庫,湖區的曲殼藻、束絲藻時常出現異常增殖現象。來對比一組數據:1998年,庫區藻類密度的測量值為108萬細胞單位/升,2010年時提高到1152萬細胞單位/升,增幅不可謂不明顯。

7-8月,千島湖藍藻呈劇增態勢

種種跡象表明,千島湖的水質仍存在富營養化的風險,我們可以從兩個角度來評價:一是水體的透明度和藻類的密度,二是實際的藍藻爆發事件

首先,一份長達26年的採樣調查發現:千島湖壩前水體的透明度下降了2.05m,主要原因正是藻種密度的提高。2020年8月,千島湖東南庫灣的藍藻異常增多,生物密度達到6.571mg/L,水體透明度只有2.24m,其中有1/3的水質監測點位透明度低於2m。這表明,藻類密度的確影響了水質和透明度。

史鵬程、朱廣偉等學者發表在《環境科學研究》上的一篇論文顯示:2020年5月~2021年4月期間,千島湖的葉綠素濃度平均為5.1μg/L,密度最高的水域位於西北庫灣,平均密度高達11.4μg/L。該水域屬於千島湖的上游庫區(下圖紅圈標註區域),農業、生活廢水排放壓力高,總氮、總磷含量顯著高於東南庫灣。

其次,從實際案例來看,千島湖的水華確有“復發”跡象。例如:在2016~2019年,西北庫灣的街口斷面至威坪斷面發生過多次藍藻水華,規模不大,但應引起重視,相應水域富營養化的風險較高。

值得注意的是,每年夏末秋初(8-9月)是最容易發生水華的時期。千島湖蓄水量多,熱容大,水體交換頻率高,水溫增加緩慢。在春季,庫區水溫較低,藍藻繁殖受限,不易形成水華;但當梅雨過後,面源汙染攜帶大量的營養鹽入庫,加之高溫熱浪席捲而來,上層水體升溫迅速,藻類繁殖活躍,最易誘發水華。

2020年5月-2021年5月,千島湖的降雨量和氣溫

總體來看,在千島湖的不同庫區,富營養化的程度不盡相同。根據Carlson提出的湖泊營養狀態指數計算,汙染最嚴重的是西北庫灣,營養指數達到了51,東南區域水質狀態較好,指數為41,其他水域的指數多為43~46。

因此,治理“藍藻病”、提升水質重點在於西北庫灣,有必要加大截汙減排力度,提高尾水的排放標準,加強市政排水管網建設,實現雨汙分流,做好二次淨化。

千島湖的未來

千島湖岸線高度發育,湖岸蜿蜒曲折呈樹叉狀,流域內江河縱橫,共包攬1江33溪。其中,新安江是千島湖最大的入庫徑流,供水量佔總水量的60%。

新安江從安徽省流入浙江省境內,是一條典型的跨地域徑流,汙染源頭多,水質存在管控難點。為此,可沿江設置水質自動監測站,覆蓋流域主要河流,避免汙水入庫,確保清水永續。至於鰱鱅,則可起到輔助淨水之功用。

大量研究表明,野生鰱鱅的餌料係數可達40以上,是理想的淨水魚。鰱魚每增重一斤,可從水中吸收0.85克的磷以及14.9克的氮;鱅魚每增重一斤,相當於吸收了0.5克的磷以及14.5克的氮。利用好這兩條保水大魚,千島湖的未來就有望圈定在“生態半徑”之內。

自1960年建庫以來,千島湖的鰱鱅已棲息定居62年,“人放天養”成效顯著。大水面該如何兼顧生態與飯碗?千島湖交出了一份經典答卷。未來,更加科學合理、全面協調的新模式也同樣值得期待!

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