洞庭湖生态问题的分析及其解决措施

环境经济学课程论文第4页课程：环境经济学班级：xx题目：洞庭湖生态问题的分析及其解决措施——利用生态学思维 组员：xx(14%)目录1、洞庭湖简介（图1-1和1-2） 42、洞庭湖的作用（图2-1和2-2） 52、1生态服务功能 52、2具有超强的调蓄洪水和气候调节功能 52、3人类提供了丰富多彩的舒适性服务 62、4分解、转移、容纳经济活动的副产品 63、洞庭湖生态环境的变化 63、1洞庭湖生态环境的历史演变具体过程 63、1、1水域面积的演变（图3-1） 63、1、2水文环境的演变（表1） 73、1、3质质量演变 74、洞庭湖生态环境问题产生的原因 84、1围湖造田（图4-1） 84、1、1围湖造田的具体影响 94、2三峡工程 134．2.1三峡工程的具体影响 134.3外来生物 134、3、1外来生物的具体影响 144、4工业等其他因素的影响 145、洞庭湖生态系统的分析 156、治理措施 166．1加强湖区蓄洪能力建设 166．2加强生物灾害防控 166．3加强长江及四水上游生态建设，开展绿化生态工程 176．4调整湖区工业企业结构，控制工业污染 176、5加强法制工作，强化执法力 177、总结与建议 18洞庭湖生态问题的分析及其解决措施——利用生态学思维摘要：洞庭湖是我国最大的淡水湖泊湿地景观生态系统之一，自然资源丰富。由于围湖造田和泥沙淤积，洞庭湖调蓄容积减少、洪水水位不断抬升，江湖关系改变。在加重湖区防洪负担、造成严重的洪涝灾害的同时，也降低了湖泊水体对（图1-1）（图1-2）2、洞庭湖的作用（图2-1和2-2）2、1生态服务功能洞庭湖湿地是经济系统中原材料输入的来源和重要的生物多样性维持地．为众多野生动植物生存、繁衍提供栖息地。洞庭湖是我国第二大湖泊．其独特的自然环境条件，为多种珍稀动植物．尤其是湿地水禽提供了重要的栖息地。据现有资料统计．区内有维管植物1428种．鱼类114种，鸟类217种。洞庭湖也是我国最早被列入国际重要水禽生境名录的七处湿地保护区之一。洞庭潮特有的水热条件．为期区农业的发展奠定T良好的条件，为我国粮食主产区之一，自古就有“两湖熟，天下足”的美誉。同时．洞庭湖湿地可为工业发展提供原材料，如造纸用材料——芦苇和杨树等。2、2具有超强的调蓄洪水和气候调节功能洞庭湖具有超强的调蓄洪水和气候调节功能湿地由于其特殊的结构，其作用类似于海绵，能将过量的水分储存起来并缓慢地释放，达到削减洪峰，分化洪水的作用。从地理联系上分析，洞庭湖承担着调蓄长江和湖南“四水”的重要任务．其生态环境保护对于维持长江流域和洞庭湖区的生态平衡有着重要作用。同时，通过湿地及湿地植物的水分循环和大气组分的改变，可调节局部地区的温度、湿度和降水状况，调节区域内的风、温度、湿度等气候要索，从而减轻干旱、风沙、冻灾、土壤抄化过程，防止土壤养分流失，改善土壤状况。2、3人类提供了丰富多彩的舒适性服务包括娱乐机会、野生生物观赏、美景所带来的愉悦感，以及其他一些与环境使用没有直接联系的服务，今后可逐渐开发洞庭湖湿地生态旅游。2、4分解、转移、容纳经济活动的副产品洞庭湖湿地生态系统是陆地系统和开敞水面生态系统之间的过渡带，其健康状态与两者的健康状态密切相关，在维护区域生态安全方面起若重要的作用。（图2-1）（图2-2） 3、洞庭湖生态环境的变化近年来受三口来水减少影响，洞庭湖区季节性缺水问题突出。上世纪5O年代，长江入湖水量多年平均径流超过1400亿m，到了9O年代已不足700亿立方米。，三峡水库蓄水以来，长江入湖水量进一步减少，2003～2008年入湖流量约为498亿立方米。同时，在干旱气候条件下，2006年9月20日至10月31日，总入湖水量仅为15．3亿立方米。，比同期多年平均情况减少93。2009年10月，洞庭湖出口城陵矶水文站水位一度降至21．62米，为1960年以来罕见的低水位，同期蓄水量已不到丰水期平均水量的1／10。3、1洞庭湖生态环境的历史演变具体过程3、1、1水域面积的演变（图3-1）从历史的角度而言．洞庭湖可谓经历了沧桑的变化，泥沙淤积和人类不合理的开垦利用等导致洞庭湖的水域面积由以往的全国第一退缩到现在的全国第二。魏晋南北朝时，洞庭湖区湖泊总面积6000平方千米左右；唐宋时期减至3300平方千米左右，元明时期．洞庭湖面积有所扩大，清朝末年进一步萎缩，至2003年湖泊面积已萎缩至2625平方千米。遥感图像研究表明：1930～1998年的近了7O年，洞庭潮的湖面面积在不断减小，斑块数量在不断增加，湖泊退化非常明显。湖泊面积从1930年的4955平方千米降低到1998年的2518平方千米。共减少了49．2％。其中在1930年--1950年，1950年--1978年，1978年--1989年和1989年--1998年期间分别减小了19．1％，20％，80％和1．4％。平均斑块大小也从1930年的4．2l平方千米一下降到1998年的1．71平方千米。（图3-1）1930—1998年洞庭湖湖泊面积的变化3、1、2水文环境的演变（表1）（表1）洞庭湖多年平均年输沙总量统计表3、1、3质质量演变自80年代后大力发展工业后．洞庭湖的水质污染明显加重。目前洞庭湖水域总体水质尚好。但总氮、总磷污染突出，营养浓度相当高，湖泊处于中——富营养级的富营养状况。通过对近十年来水质监测分析，洞庭湖水环境质量呈恶化为势。随着工农业以及血防，人类生活污水的排放，加剧了湖区生态环境及水质量的恶化。据统计，每年约有8亿t未经处理的废水直接排人湖中，随着人湖污染负荷增加，湖泊富营养化问题呈发展趋势。根据近lO年来洞庭湖水体富营养化评价结果比较，1990年--1999年10年问湖泊水体的营养类型增加了一十级别，湖水的氰、磷台量已处于较高水平，分别达1．10mg／L和0．110mg／L同时。同时，三峡工程的运行也大大影响了湖区的本质．三峡工程运行后．洞庭湖水文与泥沙情势将发生变化，一方面由于水量的减少，洞庭湖换水周期将延长；另一方面人湖泥沙将大量减少．水体透明度增大．水体中的光合作用增强，影响富营养化的藻类繁殖能力增强。分析研究表明．三峡工程运行后洞庭湖水体污染与富营养化有加重的趋势。4、洞庭湖生态环境问题产生的原因4、1围湖造田（图4-1）洞庭湖曾为我国第一大淡水湖泊，盛期面积达6000000平方米以上，但经过近百年来的沧桑变迁，尤其是经历了宋朝，明清以及建国初期这三次围垦高峰后；湖泊发生了巨大变化，加上泥沙的严重淤积，至2000年湖泊面积已萎缩至2560000平方米。湖面的急剧缩小，增加了湖泊的淤积速度，而泥沙的淤积又为湖区的围垦创造了条件。1918—1931年，大约修筑垸田26．7万亩，相当于今天洞庭湖的全部天然湖面积。1949—1954年，大规模“堵支并流”，围垦面积894、2平方千米，1955--1959年，围湖垦殖632.4平方千米；1960—1669年，围湖垦殖188.0平方千米；1970—1979年，围湖垦殖182、6平方千米；加上建国前的围区，合计围湖垦殖2962.0平方千米。对洞庭湖的大规模围垦，加速了外湖的萎缩。1949年洞庭湖湖泊面积4350平方千米，1983年湖泊面积为2691平方千米。1980年水利部下令停止围垦后湖垸数量稳定，湖区的湖垸农业格局基本定型。至此，洞庭湖湖垸减少到278个，耕地面积58万平方千米。（图4-1）洞庭湖不同时期围湖造田示意图4、1、1围湖造田的具体影响（一）、洪涝灾害日益严峻内湖面积下降，堤外滩地泥沙沉积量上升（图4-2、4-3）由于盲目围垦，使内湖面积由20世纪50年代的2．27×10h减少到现在的1．50×1Ohm2，仅占现有堤垸总面积的9％，内湖蓄纳水源能力因此削弱，因而导致防洪既增加了国家投资和生产成本。又加重了湖区排涝的负担。根据湖南省水电厅的计算，洞庭湖区每围垦l000平方米内湖，则需相应增加300kw．h～400kw．h的电排装机。滩地一般属泥沙淤积较厚的地段，筑堤围垦后，堤内泥沙淤积中断，而堤外滩地却继续承受上游相同数量的泥沙淤积，年长丑久垸田低于外湖滩地，形成了“垸老田低”的格局，使内湖中的涵闸等水利设施效益明显降低。（图4-2）洞庭湖面积的变化（图4-3）建国以来洞庭湖面积的变化湖口水位抬高泥沙淤积和滩地的围垦能使湖口水位上升。据长江流域规划办公室计算，湖区每围垦滩地lO00平方千米，在高洪水位时，湖口城陵矶水位抬高约0、3m，以此推论，1949年以来，城陵矶水位抬高约0．5m，再加上受长江洪水顶托的影响，其一是造成出湖沙量减少，湖盆泥沙沉积量增加。据1951年～1988年实测泥沙资料统计，在人湖泥沙量大致相同的年份(2O世纪80年代与5O年代比较)，湖盆泥沙沉积量增加了28．1％。这就人为地扩张了外湖滩地，加速了湖泊本身的萎缩。其二，出湖洪峰量减少。在人湖洪峰量基本相近的年份(20世纪80年代与5O年代比较)，湖口水位抬高lm～2m以上，出湖洪量减少600m3／s～2900m3／s，这一特殊的水情变化，势必加重外湖的防洪负担。在围垦过程中，尽管通过合并堤垸将防洪堤线缩短到目前的3471km，在修建当时已达到了20年一遇的防洪标准。但天长日久，泥沙不断落淤，致使目前西洞庭湖区和首当长江洪水之冲的安乡、澧县一带堤垸分别只有10年或5年一遇的防洪能力。此外，湖区现有险堤1291km，其中：风险堤长551km，渗漏堤长132、6km，属崩岸的有4g．48km，这些险堤还要耗大量的资金，花较长的时间抛石护岸。洪涝频繁，溃灾严重由于湖底逐年抬高，洪道阻塞，水流不畅。近百年来通江的江汉湖群大量堵闭，城陵矶至汉口河段的泄洪能力显著下降，顶托了洞庭湖出口水位，泄洪流量减少，致使湖区各地洪峰水位逐年升高，过程延长，加剧了洪涝灾害。据统计，1949年以前的近100年中，平均1．9年一次洪灾。1949年以后，控制洪水的能力虽大为加强，但因江湖关系复杂以及没有根治，湖区的洪涝灾害仍不可避免。据《湖南省水旱灾害》编辑挪的统计，1949年～1991年的43年中，渍灾面积在1．33×10km2的大灾年有13年，而近1O年来，湖区大水灾更呈上升趋势，往往是“平水年份高洪水位”，且洪涝灾害呈现出灾情重、损失大的特点。此外，由于地下水位不断上升，稻田潜育化和次生潜育面积不断扩大，目前已达到稻田总面积的40％。洪涝灾害次数增多，频率增大，近年来出现连续性大灾现象1949年～1999年的51年中，有40年发生不同程度洪涝灾害，其中特大和较大灾害22次，占43％；就大洪灾频率而言，公元276年～1524年，平均间隔80年；1525年～1851年，平均间隔2O年1969年～1988年的20年中，大洪涝年出现8次，几率为40％。而1989年～1999年，除1989年，1990年，1992年，1997年外，共发生7交较大与大型灾害，发生特大和较大洪涝灾害的频率高达64％。洪涝灾害程度加剧20世纪60年代湖区平均每年成灾面积为2．29×1O0000平方千米，占湖区耕地面积的8．9％，年均减产粮食8．2035×10kg；减产棉花1．92×10t。80年代相应的为7．2×lO4平方千米，14．4％，粮食1．4785×10kg；棉花3．66×lO3t，分别为6O年代的1．67倍，1．40倍，1．80倍和3，8倍之多，其它主要经济作物产量也均有不同程度的减少。而90年代以来更呈上升趋势，出现了“百年一遇”，甚至破历史记录的洪涝重灾。灾害损失亦呈节节上升趋势。（二）水产资源衰退据水产部门调查统计，洞庭湖有水生生物220种，其中鱼类114种。20世纪50的年代初，外湖水面常年捕捞量在3×10t左右，占湖南省江河湖泊捕捞总量的8O％，为全国内陆淡水湖泊捕捞总量的l8．5％。除供滨湖十几个县市近1000万人口食用外，每年还向国家贡献商品鱼1．5×10t～2．25×104t。但是，多年来，由于泥沙淤积、人工国垦，使湖床淤高，湖面缩小，湖泊水文情势不断变化，鱼类资源趋向衰退。特别是近20年来，由于对开发和利用洞庭湖水产资源指导思想失误以及条块分割，各自为政的管理体制和急功近利、竭泽而渔等短期行为的影响，洞庭湖生态系统永续利用的功能明显退化，水产资源面临衰竭的危险。品种退化、减少一是特种鱼类品种减少或基本灭绝。据水产部观测调查，近1O年来，短鲚鱼、铜鱼、黄板子、黄尾鱼、针鱼、鲟鱼、白鲟鱼等15个品种已经少见或基本灭绝。银鱼、黄鱼产量明显减少。二是常规鱼类品种退化。据1963年滨湖各县(市)捕捞渔获资料分析，鲤鱼、青鱼、草鱼和鲢鱼等“四大家鱼”占51％，其它鱼类占49％。而到舯年代末期，大中型经济鱼类比重急剧下降，小型低值鱼类比重明显上升。鱼获个体重量趋小。经济鱼类产卵群衰退，天然鱼苗剧减。致使从外湖捕捞鱼苗到内湖放养也已成为历史。捕捞产量下降且主要经济鱼类比重减少，“鱼类小型化”现象严重。由于湖区生态环境恶化，加上人类活动的影响，鱼类洄游、索饵、育肥、产卵和越冬场所遭到破坏，致使鱼类通道阻塞，洄游、半洄游性鱼类减少，主要经济鱼类比重下降，低杂鱼类比重上升，产卵亲鱼群体减少，经济鱼类群衰退，捕捞量下降。据史料记载，洞庭湖1936年鱼类捕捞量曾高达4．5×10t。60多年来．捕捞量基本呈直线下降趋势，70年代捕捞量仅为最高年捕捞量的50％左右，1982年鲜鱼捕捞量仅1．1×10t。比1936年下降了75％，比1950年下降了58．7％。这种下降趋势直到1998年由于90年代中期以来采取了强制禁捕措施才得到遏制。（三）生物多样性下降由于多年来的围湖造田，洞庭湖水面不断缩小，鱼类产卵、洄游、索饵场地也相应缩小，主要经济鱼类减鱼群缩短，鱼类小型化现象严重，小杂鱼比例增多，总捕捞量降低。越冬候鸟和生活在湿地的珍贵鸟类与水生动物栖息地减少，鸟类种类和数量呈减少趋势，一部分鸟类的栖息环境遭到破坏，生态平衡失调，对洞庭湖水系的生物多样性产生了一定影响。4、2三峡工程长江三峡工程已建成投入营运，正常蓄水水位175m，正常蓄水量约380亿m。4．2.1三峡工程的具体影响（一）长江三峡的截流和调洪作用使洞庭湖水环境应有的正常水位分布及水资源量下降，有研究表明，三峡工程达到正常蓄水水位后，蓄水期将使洞庭湖水位下降2．3～3．2m，若如此，一级支流湘江等枯水期最低水位还将继续创历史新“高”，正常情况下的吞吐周期应为16天，预设今后可能缩短至1O～12天，洞庭湖水系的洪水季节对各主要支流的顶托现象将完全消失。4.3外来生物外来有害生物是指由于人为或自然因素将其引入新生态环境，并对新生态系统、物种及人类健康带来威胁的外来物种。一般来说，外来有害生物属于检疫性有害生物，包括危险性病虫和杂草。4、3、1外来生物的具体影响至2002年，入侵洞庭湖湿地物种约11种，其中5种列入了《中国第一批外来人侵物种名单》。入侵植物包括水葫芦、空心莲子草、豚草、意大利杨、美国黑杨；入侵动物有克氏原螯虾、白蚁、蔗扁蛾、湿地松粉蚧、美洲斑潜蝇、美国自蛾等。水葫芦和欧美杨的引入也对洞庭湖的生态造成影响。湖区水网地带的水葫芦大面积覆盖水面，影响了水生动植物的生存，堵塞航道，影响水运。4、4工业等其他因素的影响环境污染日益加剧1978年以来，湖区工业、农业、旅游业等第三产业不断发展，城镇人口不断增加，“三废”大量增多，严重地污染了河湖．加上大量使用化肥、农药以及灭螺杀虫药物，致使水体中的五氯化钠、氰化物、汞、砷、铅、锌、锕、／3OD5和COD等成分都有所检出，甚至有的超标严重．造成湖区局部环境污染。不但污染范围广，而且随空气和水体扩散快，其中，汞和有机氯是湖区具有代表性的污染物，目前已构成了对水生生物生长和水产的危害。血吸虫病和其它流行性疾病流行1994年，洞庭湖区有湖州面积2、26x1000000平方千米，且以每年平均4．5x100平方千米的速度扩展。对湖洲资源的开发在60年代以前作过许多尝试，付出了惨重的代价。到7O年代末80年代初才提出了走生态开发的道路。但是这条道路也存在一些问题。如种植芦苇造成严重的生态环境问题。种植芦苇带来了较大的经济效益，但大面积扩种芦苇，必然加剧洞庭湖的淤积和钉螺的扩散繁殖。据湖省血防部门统计，洞庭湖区有19个县(市、区)和10个县级国营农场流行血吸虫病。现有流行区人口336万，血吸虫病人224万、病畜近5万头，有螺面积261万亩(1亩=1／15km2)．占全国现有钉螺分布面积的52％。且因泥沙淤积，洲土不断扩大，每年有螺分布面积还以4万亩～6万亩的速度增长。特别是湖区近年来水灾频繁，堤垸溃缺，钉螺向垸内大面积扩散，或通过引洪涵闸，向垸内沟渠扩散，致使垸内钉螺灭而复现，难以灭尽。且因为流行区与非流行区人口交往活动频繁，通过一定方式，把钉螺带到非流行区，使之成为流行区，1996年和1997年就分别新发现钉螺1200余平方千米和130余平方千米，即新的血吸虫病流行区。另外，洪水期间，大量人和牲畜挤在不卫生的避护处，洪水过后，泛区残渣粪便横溢，卫生状况恶化，导致灾后瘟疫流行。血吸虫病和其它流行性疾病的传播，严重威胁湖区人民的身体健康。5、洞庭湖生态系统的分析长江中下游的天然湖泊，是自然界长期演化形成的。它们是长江水文的天然调节器。丰水江水灌入湖泊，起分洪蓄洪的作用，以降低洪峰，减少灾害。枯水期湖水又反注人长江，以补给长江的径流量，从而调节长江丰枯。同时，湖泊也是环境因素，对它周围的气候、植被都有很大影响。长江中下游，其所以素称鱼米之乡，成为我国重要的经济区，与这里分布着大量的湖泊不无关系。在对洞庭湖的改造过程中，人们为了能够得到更宽阔的耕地面积使经济上得以发展，实行了围湖造田。当人们沉浸于丰收的喜悦中时却没有想到稻田所替换掉的湖的空间后会引起的后果。他们只注重扩大耕地面积提高粮食产量，未能考虑洞庭湖的需水量与其他组分之间的联系，没有仔细的分析洞庭湖所处的地理位置及其周边的环境。尽管经济水平得到暂时的发展，但没有考虑到整个生态系统的承受力，导致了长江的洪水灾害加剧严重和其他多个生态环境问题。这样不但无法让我们得以可持续发展，反而会导致经济崩溃。每年投入到长江治水的人力物力数以千万，还有对其他生态环境问题治理上一相当的花费物资与人员。并且我们在对生态系统的管理中也应该知道：首先，在同一个流域中不同的湖泊和江流中的水量是相互影响的，同时也会影响栖息在洲滩上的和水生的生物的生长。很明显，在洞庭湖这个生态系统中，洞庭湖的蓄水量起着“牵一发而动全身”的关键作用或者可以说这是一个慢变量。一方面，洞庭湖生态系统中大量的组分相互作用、相互影响，如上游水量、蓄水能力、水质、生物多样性等，系统的整体表现也取决于他们之间的相互作用；另一方面，系统的组分之间既可以建立联系，也可以中断联系。各组分具有自行的发展能力，整个系统会随时间变化而进行调整，系统会进行自我组织，使系统的运转表现出非线性行为。如，当湖泊沉积物中磷含量低，它就会从水体中吸收磷。当靠近沉积物的水层氧气充足时，磷则以一种低溶解度的方式存在于湖泊沉积物中，此时，只有很少量的磷被释放回水体中。其次，人类只是生态系统中的一分子，我们对生态系统的管理不能超越其阈值范围，否则可能会使生态系统崩溃。如果我们正确地看待生态系统，将我们和周围一切视为系统中的一份子，那么很快就会明白，生物生理系统抑制和塑造着人类及人类生活，正如人类也在塑造着生物生理系统一样。6、治理措施洞庭湖的功能如此之大，我们应加紧对洞庭湖的保护，是洞庭湖能够造福子孙后代，这里对洞庭湖的治理有以下几点：6．1加强湖区蓄洪能力建设要根治长江中游地区的洪水威胁，客观上要求江湖有足够的蓄水，储沙能力。因此在洞庭湖区大规模实行“退田还湖”、“清淤蓄洪”，恢复该生态系统的弹性。统一规划，有计划、分步骤地实施开发性移民搬迁，将影响行洪调蓄的民垸实行“单退”(退人不退耕)与“双退”(退人又退耕)两种方式，恢复和最大限度地维持洞庭湖区湿地自然生态过程和生态功能，使湿地资源得到持续利用。6．2加强生物灾害防控实行退田还湖后，退出的部分堤垸被水淹没时间加长，钉螺扩散程度加重，使人、畜很容易感染，纯湖区血吸虫病疫情总体呈发展趋势。因此应该采取疏浚河道，加固堤防等措施，结合局部抬洲降滩，岸坡硬化，开挖隔离沟或拦螺网等血防工程措施，治理外河内垸的钉螺孽生环境，切断钉螺在河湖之间的传播途径，达到阻断钉螺扩散的目的。同时，对外来物种的引人实行控制措施，防止泛滥和失控。对于东方田鼠的控制，应该在把握其繁殖规律的情况下，提前预防控制，由于东方田鼠的发生受前一年洲滩裸露天数及当年洪水位密切相关，前一年退水越早，当年涨水越晚，洞庭湖区东方田鼠的数量越多。因此应该根据前一年的有效预测进行提早预防与控制。6．3加强长江及四水上游生态建设，开展绿化生态工程森林植被的减少，生态系统的破坏是导致洞庭湖来水泥沙含量升高、淤积加快，进而走向消亡的根本原因，洞庭湖区的泥沙绝大部分来自于长江上游，因此要从根本上实现防洪减灾。必须搞好长江上游地区及四水流域的水土保持工作，大力植树造林，扩大绿化面积，减少水土流失。6．4调整湖区工业企业结构，控制工业污染造纸、化肥行业是湖区主导行业，同时又是污染大户。建议扶植或组建规模化的造纸业生产基地；对于不能按期进行污染治理的小型造纸企业予以强行关闭；组建化肥生产企业集团，通过市场调节并辅以行政措施，淘汰污染严重和效益低下的小氮肥厂；并对各排污企业实行排污许可证制度、污染物总量控制制度，限制氮、磷人湖量；遵循“谁污染、谁治理”，“谁利用、谁补偿”的原则，加大“三废”治理力度，不断提高污染防治能力。6、5加强法制工作，强化执法力严格执行洞庭湖