巢湖地质填图实习报告

时间:2024.4.21

巢湖地质填图实习报告 实习目的:了解地层构造,认识各种岩石;

掌握实习区内地层层序,岩性岩相;

掌握各种野外地质现象。

实习时间:室内准备一天,野外工作两周。

巢湖流域位于安徽省中部,地理纬度大致为东经116度24分30秒~东经118度零分零秒、北纬30度58分40秒~北纬32度6分零秒内,处于长江、淮河两大水系中间,属于长江下游左岸水系,东南濒临长江,西接大别山山脉,北依江淮分水岭,东北邻滁河流域。巢湖湖区位于合肥市南15公里,属合肥市内湖。地理位置为东经117度16分54秒~东经117度51分46秒、北纬30度25分28秒~北纬31度43分28秒之间,属于长江下游的左岸水系,为我国第五大淡水湖。

巢湖流域面积13486平方公里,其中,巢湖闸以上面积9130平方公里,跨越合肥、肥西、舒城、庐江、巢湖、肥东等6个县(市);闸下面积4365平方公里,涵盖无为、和县和含山三县。巢湖东西长54.5公里,南北宽21公里,湖岸线长170多公里。水位8米时,面积755平方公里,容积17.17亿立方千米,深度2~5米(水位为水面的海拔高度,水深为水面到水底的高度)。中庙三面环湖,处于巢湖区域中心。湖心岛姥山、孤山镶嵌湖区的中、西部。以中庙—姥山—齐头嘴为界,将巢湖划分为东、西两大湖区,现由合肥市的巢湖市、庐江县、肥东县和肥西县四县环抱。西半湖区面积约为250平方公里,东半湖区面积约为500平方公里。

(一) 地形地貌

巢湖流域地处江淮丘陵地带,四周分布有银屏山、冶父山、大别山、防虎山、浮槎山等低山丘陵,并形成东西长、南北窄的不规则形状,地形为西高东低、中间低洼平坦。巢湖湖泊形态呈东西两端向北翘起,中间向南突出,成凹子形,状如鸟巢。按流域地貌成因,巢湖地形地貌可以划分为如下几种类型:中切割低山区、浅切割低山区丘陵区、丘陵岗地区、岗冲地和冲积平原。

1、 构造侵蚀地形

中切割低山区,主要分布于西部大别山区,北部浮槎山区,东部及东南部凤凰山、银屏山区等。海波高度一般在400~500米,河流上游最高峰海波1539米(万佛山主峰老佛顶)。低山区分布面积为1768平方公里,该区地貌特点是山岭纵横,河谷发育,多为河流上游地段,属于中切割构造侵蚀地形。

2、 侵蚀剥蚀地形

主要可分为两种类型,即浅切割低山区丘陵区和丘陵岗地区。其中,浅切割低山区丘陵区主要分布于流域东南部耙耙山,南部冶父山以及中部与中切割低山区的接壤地区。海拔高度一般为200~300米,面积472.5平方公里。其地貌特征为山坡较缓,沟谷较开阔,多为支流、小流交汇地段。丘陵岗地区主要分布于流域西部防虎山并零星镶嵌于低山丘陵外侧。海拔高度一般为100米,面积416.5平方公里。其地貌特征为缓坡宽谷,主、干河流基本形成,为河流的中上游地段,属于侵蚀剥蚀地形。

3、 侵蚀堆积地形

主要可分为两种类型:岗冲地区和冲积平原区。其中,岗冲地区主要分布于低山丘陵与冲击平原之间广阔过渡地带。海拔高度50~100米,地形多呈现平缓状的波浪式起伏。分布面积3953.3平方公里,多为二级阶地或部分一级阶地。冲积平原区则主要围绕巢湖沿岸及主、干河流中下游河段两侧分布。海拔高度在几米至十几米之间,面积为3761.3平方公里,为河流下泻泥沙冲积而形成,开阔平坦,属侵蚀堆积地形。

(二) 母质、土壤及岩性

巢湖流域内的几条主要河流的成土母质大致情况为:位于杭埠河上游的低山丘陵区其成土母质大都为花岗岩、片麻岩以及紫红色碎屑岩等;而位于派河、丰乐河以及南淝河的上游地区的成土母质基本为下蜀黄土。

巢湖流域内所包含的土壤类型相对来说是比较复杂的,大致可以归纳如下:位于丘陵岗地的土壤类型为棕壤或紫色土;低山区和低山丘陵区的土壤类型包含有紫色土、棕壤、黄壤以及石灰土;在岗冲丘陵的发育地带或高垮之间的小冲地带分布有黄棕壤和黄褐土;在冲积平原区、丘陵岗冲平缓处以及低山区底部平坦处则分布有侧渗型水稻土;流域内丘陵岗地下冲及低山区山间谷地则分布有浅育型水稻土;巢湖沿岸及主要河流的沿岸两侧分布有储育型的水稻土。

巢湖流域的矿区包含的矿石类型主要为磷灰岩,而直接覆盖于这些磷矿上部的土壤大多为普通黄棕壤。巢湖流域内,其农业利用的时间相对比较久远,除少数山体中生长着树木意外,均已开垦成农田。

(三) 巢湖流域含磷地层地质概况

磷对水体富营养化的作用 磷在水体富营养化中的作用已被普遍认可。大量研究表明,氮、磷等营养物质浓度升高,是藻类大量繁殖的原因,其中又以磷为关键因素,湖泊富营养化的主要限制因子是磷。自然界中的磷主要来源于磷酸盐矿、动物粪便以及化石等天然磷酸

盐沉积物。由于过度的矿山开采,大量储藏在地球表层的磷被挖掘出来作为原料制造成化肥,这些化肥在世界范围内过度地使用。此外,还有大量的磷是以动物粪便的形式施加到土地中去的。在很多地区,这些以化肥或动物粪便形式施加到土地中的磷远远超过了土地中产出的磷,因此,这些多余的磷累积在土壤中,然后再通过地表径流进入到地表水中。

巢湖流域含磷地层地质概况 巢湖流域由于特殊的地质构造,天然的磷背景值很高,如巢湖流域北岸的肥东县和巢湖市的居巢区一带,广泛分布着古老的含磷变质岩系,含磷变质岩系中的含磷层位在多处构成了中、小型的工业磷矿床,是安徽省重要的产磷层位和产磷区之一。其分布范围南起孤山,北至文集,西自南淝河,东到苏家湾—柘皋一线,总面积达500km2以上,大小磷矿星罗棋布。该区分布着三种类型的磷矿石:磷灰岩、硅质磷灰岩和钙质磷灰岩,三种矿石的P205含量分别为:20.30%,10.20%和20.33%。巢湖地处富磷地质区,周围几乎全部被磷矿资源所包围,流域内矿产资源比较丰富,无论西部、西南部或北部,都具备成矿地质背景,Fe、S、明矾石以及各类石灰岩是四种主要矿产资源,并且分布相对集中,容易形成矿业基地。但多矿种共生、伴生,尤其是巢湖北岸地层中的含磷层,与巢湖水体富营养化密切相关,富磷地层的自然风化以及人为开采所导致的磷流失必然最终汇入巢湖。

岩源磷的流失 巢湖流域降雨充沛,周边地形起伏不定,多陡坡。这种环境特别利于富磷地层侵蚀与磷素的快速运移。流域内天然水体发育完整,这就为岩源磷向巢湖的输入提供了有利条件。巢湖汇水河流有30多条,有些河流直接流经已开采磷矿区,或富磷地层的出露区经地表径流进入河流水体,导致大量磷素随河流进入巢湖。巢湖流域磷矿低效率开采等人类干扰活动将显著加速流域内磷矿资源的耗竭速率,其产生的高通量物质隐流可对巢湖水体造成潜在的影响。由于地质构造、地形地貌的影响,从磷矿区和含磷地层发源的水系大部分都汇入巢湖。其中从磷矿和含磷地层出露区起源的河流有店埠河、歧阳河、炯炀河、山王河、桐荫河、柘皋河等。南淝河(支流店埠河)、岐阳河、炯炀河、柘皋河等河流补给来源于含磷岩层出露区的地表径流,每年有大量的磷质通过物理、化学和生物作用进入巢湖,尤其是近几十年来由于大规模开采磷矿,导致进入巢湖的磷急剧增加。磷质绝大多数是通过河流带入湖泊的,首先在入湖口处沉积下来,从而导致这些河流入湖口处底泥总磷含量要高于南岸河流入湖口处的总磷含量。

(四) 矿产资源

区内主要为沉积作用有关的沉积矿产。矿产有煤、白云石、化工石灰岩、熔剂石灰岩、水泥石灰岩、耐火粘土、陶用粘土等,其中石灰岩、白云岩的储量均属大型,在安徽省占有

重要位置,是华东地区水泥、化工、溶剂、建材原料的重要基地之一。虽然区内矿产丰富,但煤、铁矿等因其矿层(体)规模小,厚度不大,均无工业价值;区内主要开采矿种为石灰岩、砂岩、粘土。

(1) 石灰岩与白云石矿:区内石灰岩发育较好,分布很广,主要成矿时代为石炭纪、二叠纪、三叠纪,矿层多、厚度大,是本区主要矿产之一。根据工业用途不同可分为:化工原料矿产、冶金辅助原料矿产、水泥原料矿产及建筑石料矿产。

(2) 耐火粘土、陶用粘土:此类粘土矿层位较多,分布较广,主要含矿地层为上泥盆统五通组、下石炭统高骊山组及下二叠统银屏组。

五通组粘土矿:晚泥盆世五通期是区内较好的粘土矿成矿期,粘土矿层较厚,质量较好,但沿走向稳定性较差。以巢湖市狮子口粘土矿为例简介如下:位于巢湖市北部狮子口,俞府大村向斜北翼,出露地层为五通组,地层产状倾向南东,倾角60度左右。含矿岩系为五通组上段,中薄至薄层状石英砂岩,含铁石英砂岩及粘土、粉砂质粘土岩等,共有九层粘土岩,以粉砂质粘土为主,层位稳定,厚度变化不大,一般l~3m,其中有两层厚度较大,质量较好,为本区主要粘土矿层。一层为褐黑色粘土岩,厚6.72m,另一层为褐黑色粘土岩、灰白色粘土岩,厚3.56m。

矿石成分主要为高岭石、伊利石,其他少量次要矿物为石英和微量褐铁矿。含粉砂泥状、泥状结构,块状、薄层状构造。物理性能耐火度1650℃~1710℃,可塑指数13%~1 7%。

该类型粘土矿属滨岸、湖泊沼泽相沉积类型。按化学成分及工艺性能标推划分,可作为:三级耐火粘土和陶瓷原料,现有当地群众土法开采利用。

高骊山组粘土矿:由于沉积环境复杂,故仅在曹家山见工业矿体。曹家山粘土矿位于巢湖市西北曹家山、平顶山向斜北西翼,出露地层有五通组至船山组,地层倒转,倾向320度~330度,倾角50度左右。含矿岩系为高骊山组粉砂质粘土岩、粘土岩、杂色页岩、泥灰岩等组成,粘上矿物在该组下部。

矿层厚3.32m,不稳定,走向延伸1500m。矿体由灰黑、灰红、浅黄、灰白色粘土岩组成。底部为含褐铁矿泥岩,顶板为紫红色泥岩。

矿石物理性能:耐火度1580℃~1 71 0℃,烧结度1205℃,烧结范围1205℃~1330℃,白度53.7%。该类型粘土矿可作为三级耐火材料,经工业试验可作粗陶瓷原料。现有当地群众开采利用。

(五) 地震

巢湖市位于郯城一庐江地震带东侧,处于华北地震区长江中下游地震带内,该区地壳相

对不稳定,历史上曾发生多次地震。据史料记载,自1339年至19xx年间,影响本地区的地震计有63次。 (其中破坏性地震有1585年巢湖南部发生的5.75级和1654年庐江至枞阳间发生的5.2级地震)。20xx年l 1月26日,受九江地震影响,本区西部庐江县也有较明显震感。根据1/400万《中国地震动参数区划图(GBl8306.2001)》,本区地震动峰值加速度分区绝大部分为0.05g,地震烈度Ⅵ度区;局部地震动峰值加速度为0.10 g,地震烈度Ⅶ度区。研究区地震动峰值加速度为0.109,相应区域地震基本烈度为7度。

(六) 河流水系

巢湖流域河流水系发达,自古号称“三百六十汊”。水系密度较大,纵横交错,共有大小河流33条,并呈放射状直接或间接汇入巢湖。上述河流可以划归为7个相对较小的河流水系,及杭埠河—丰乐河、派河、南淝河—店埠河、柘皋河、白石山河、裕溪河、兆河。

(七) 气象气候

巢湖流域属亚热带和暖温带过渡性的副热带季风气候区,气候温和湿润。年平均温度15-16度,1月平均气温2-3度,7月平均气温28-30度。极端最高气温39.2度,极端最低气温-20.6度。无霜期224-252天,大于10度积温4900-5100度。历年土壤最大冻结深度9-11厘米。

流域内降水量年际变化较大,多年平均降水量为1100毫米,降水在时间分布不均,最大年降水均值为1450毫米,最小年均值为630毫米,丰、枯水年相差2.3。春季3-5月降水占年降水量的28%,夏季6-8月占年降水量的39%,秋季9-11月占年降水量的21%,冬季12-2月占年降水量的11%。尤其是每年6、7月份由于副热带太平洋高气压与北方冷空气交锋而形成的梅雨季节,雨量集中,局部地区5-9月降水量占全年降水量的65%,从而形成了较大的地面径流。降水在流域内空间分布也不均,西部降947.0-1596.5毫米(最大年降水均量),最高降水量2248.8毫米。夏季暴雨特别多,以19xx年为例,30天降水高达629毫米,形成大面积洪涝灾害。19xx年春夏之交又发生历史上罕见的大水灾,盐湖地区灾情十分严重,也导致了部分地区水土流失严重。

流域主导风向,夏季为东南风,冬季为东北风,历年最大风速18m/s,多年平均风速

4.1m/s,年大风(≥18m/s)出现日数为20.8天。多年均湿度77%,最大湿度81%,出现在3月,最小湿度70%,出现在10月。多年平均气压为1014.0百帕,最高达1044.8百帕。

(八) 植被

巢湖流域内原生植被基本已不复存在,现在植被基本为人工林和次生林,以及大范围分布的种植农作物。森林植被主要分布于舒城、庐江、巢湖、肥东等县(市),森林覆盖率

为15.2%。流域内森林类型和种类较为单调,主要包括职业林、阔叶林、经济林以及杂树灌丛林等。其中针叶林主要树种为马尾松、黑杉、杉木、水杉等,在低山区与丘陵区呈疏密不等片状分布,是分布最广、数量最多的森林植被类型。阔叶林以槠类、栎类、枫香、化香为主,主要分布于流域西部及西南部低山区,多以零星夹于针叶林中。经济林包括茶园、果园、竹林等,其分布零星,面积不大;茶园主要分布于舒城县南部丘陵高低,竹林主要分布于舒城南部杭埠河两岸及村落四周,其他经济林分布零散。杂树灌丛主要分布于舒城、肥西两县西部丘陵岗地,面积小且分布零星。

巢湖流域农业种植作物主要有水稻、油菜、棉花、小麦、大豆、薯类、花生、西瓜、黄麻等,一蔬菜类为主。巢湖目前为富营养型蓝藻型湖泊,湖区有浮游植物85属227中,其中蓝藻数量占95%以上。浮游动物35属46种,原生动物数量占90%,底栖动物河蚬、淡水壳占绝对优势。湖区水生维管束植物油42属50中,主要是挺水植物,以芦、荻等占优势。

(九) 巢湖湖泊水文特征

19xx年东口门建闸之前,巢湖属于过水性河流型浅水吞吐湖泊,水量吞吐能力较大。流域形成的径流量多年平均为30.3 × 108m3,长江经裕溪河进入巢湖的交换水量多年平均为13.6×108m3,二者比值为1:0.45。19xx年洪水期,虽然上游形成的径流量与江水入湖水量分别增至78×108m3和37×108m3,但二者之比值仍为l:0.47。建闸后,巢湖变为人工控制水量的半封闭性水体,流域形成的径流量多年平均为34.9×108m3,长江入湖交换水量多年平均仅1.6×108m3。交换水量陡然下降88.24%,湖泊换水周期达133d,几乎丧失了原来的自然吞吐能力。

巢湖水量和水位常受河流水情所控制,入湖径流的补给系数(流域面积除以湖泊面积)为

12。地面径流量占入湖水总量的74.55%,而湖面降水面积占14.35%。流域内各河流水量主要由雨水补给,因年际和年内降水分配不均,产水量波动较大,因而水旱自然灾害时有发生。巢湖湖流因受闸坝控制,除汛期开闸泄洪时湖水有梯度流(吞吐流)外,非汛期主要是风生流(吹流),流速很小,一般仅0.02~0.10m/s。

(十一)巢湖湖水理化特征

巢湖是一个蓝藻型富营养湖泊,湖水具有如下理化特征:

(1)水温分布均匀

巢湖多年平均水温17.3℃,水平分布均匀,东、西湖分别为19.9℃和20.6℃。夏季水温最高为32.6℃,且无明显分层现象;冬季水温最低为5.2℃,一般年份仅出现岸冰,冰期短、冰层薄。水面下0.5m的次表层水温年际变化为15.3~19.8℃。

(2)透明度低

湖水中总悬浮固体为40~l 000 mg/L,浊度为28~162度(比浊法浊度单位),并含有大量带负电荷的粘土矿物胶体微粒和外来的腐殖质,后者溶解成胶状分散于水中。由于悬移质泥沙含量高,藻类遍布全湖,对太阳光的散射和吸收强,水呈褐色,透明度只有0.16m,冬季低至0.13m。

(3)pH值偏碱性

据19xx年测定,巢湖pH的范围值为7.55~8.22,年平均为7.9l,其四季变化为:春季7.81,夏季8.09,秋季8.18,冬季7.57。湖水pH值波动与蓝藻生物量变化规律十分吻合,“水华”大量发生时,pH值明显升高,最高值可达10.2。

(4)矿化度低

可溶性固体含量为150mg/L,总硬度(以CaO计)为37.2mg/L,总碱度(以CaC03计)为56.7mg/L,矿化度约72.13 mg/L,属低矿化度湖水,这与流域地表径流丰富,地表可溶性盐分少有一定关系。因此,巢湖为碳酸盐、钙组I型淡水湖泊。年平均电导率为166us/cm,西湖189 us/cm,东湖140 us/cm。

(5)营养盐负荷率高

据20xx年监测,湖水总氮的年平均值为2.38 mg/L,总磷的年平均值为0.17mg/L,加之有机污染物浓度较高,如高锰酸盐指数为5.09 mg/L,促进了湖水富营养化。

(6)溶解氧含量高

一般情况下湖的上、下层均为好氧状态,DO年平均值为9.21mg/L,饱和度达98.3%。秋、冬季高于春、夏季。冬季温度低,大气复氧增强,DO高达12.12mg/L,而夏季藻类“疯长”,在夜间黑暗条件下消耗水中大量氧气,加之有机物好氧分解等,造成局部水体出现氧亏,鱼类窒息死亡现象时有发生。

一、巢湖的形成与变迁

1、民间流传的观点

关于巢湖形成,流传最广的是“陷巢州(县)”的神话。晋代《搜神记·古巢老姥》、宋代《青琐高议·大姥记》,记述的都是陷巢州的故事。《青琐高议》称“今巢湖即古巢州也”。宋代乐史《太平寰宇记》载:“巢湖??,一名焦湖。云巢县陷为湖。”唐代著名诗人罗隐《登巢湖圣姥庙》,也有“借问邑人沉水事,已经秦汉几千年”的诗句。在巢湖和合肥,民间更有“陷巢州,长庐州”之说。20世纪70年代末期,庐剧《陷巢州》进入艺术舞台,陷巢州

的传说更加具有艺术魅力。

2、地质学的解释

然而,神话中的“巢湖”,与地理上的“巢湖”,并不是一回事。经过现代科学考察和研究,证实巢湖并非传说中陷巢州或陷巢县所形成的,而是地壳运动的结果。巢湖及其流域主要轮廓是由中生代燕山运动和新生代喜马拉雅运动奠定与形成的。而巢湖是一个横跨郯庐断裂带的大型湖泊,是由于断层陷落而形成的湖泊。

巢湖流域的地质构造单元,恰为塔里木—中朝板块和华南—东南亚板块的交汇地带。这两大板块于距今约1.95亿年左右的三叠纪末的印支运动会聚,拼合造成了今天的安徽大陆。巢湖流域又正好处于这两大板块的分界部位。

在印支运动以后的燕山运动期间,在燕山运动的影响下,今巢湖地带下降形成盆地。 喜马拉雅运动期,从第三纪开始,巢湖流域再度下降,这一带进一步陷落,沿着一组北西走向和另一组北东走向的断陷、断裂面,使大别山北麓的流水在这里受阻滞,形成断陷湖。

3、巢湖的变迁

巢湖雏形大约在晚更新世开始沉降形成,至晚更新世末,奠定了巢湖的基本形态,距今已有一万余年。

断裂构造控制着巢湖湖盆的形状,在巢湖东北部发育北西—南东经长丰岗集、合肥、巢湖及含山县一线长约95 km的巢湖断裂;与之平行的有经炯炀、复兴一线长约43km断裂;在巢湖的西南部与之平行的还有经盛桥、白山一线长约60km断裂。在北东—南西向还发育着池河—太湖深断裂、嘉山—庐江深断裂、黄果树—破凉亭断裂以及经苏皖交界的亭子山北西麓、和县石杨、含山县仙踪、巢湖大尖山一线长200km的滁河断裂。在巢湖西北部发育自西向东经六安、肥西防虎山至肥西县南东与郯—庐大断裂相交的长140km的六安深断裂。这些断裂在卫星相片上线性特征清晰,可以明显看出它们对巢湖湖盆形状的控制。

据考证和推测,古巢湖面积约2000km2。古巢湖湖盆比今天湖区要大得多,并且是西半湖的面积远大于东半湖的面积,西可能到六安的双河镇,北近合肥大兴镇,南到庐江金牛镇,东到巢湖夏阁镇。

经过漫长岁月,随着湖盆本身发育及人类活动的影响,形成了鸟巢状的现代湖盆形态。 在地质构造控制下,现代巢湖湖盆仍在变化中,主要表现在北岸、东岸崩塌扩张,西部湖盆淤积抬升,原来平直陡峻的岸带正逐渐演变而失去断陷湖盆的形态特征。

4、 巢湖流域开发史

巢湖流域是古人类重要的活动区域,历史研究和现代考古资料证明,5500年前流域开始迅速出现较多的新石器时代聚落遗址,主要分布在含山、肥西、庐江等地,其中国家重点文物保护单位凌家滩遗址是5300多年前的一个繁华的古聚落遗址,它的玉石器制作技术与太湖流域的崧泽晚期的良渚文化有密切联系;

商周时期巢湖流域古文明达到繁盛,已发现遗址分布的密度很大,史载这一时期有居巢国(又称南巢、巢伯国),是商周时期的重要方国,青铜器《班簋》、《鄂君启节》的铭文都记载有“巢”国。春秋时期,巢湖区域为吴、楚边界的一段,处于吴、楚夹击、争战之下的巢国逐渐衰弱,周敬王二年(公元前518年),巢国终于被吴国所吞灭。战国初期,楚军北上,重新夺回江淮地区,强势的楚文化也很快覆盖江淮地区。楚、吴在江淮之间交兵百余年,对这一带人民的生产和生活,造成了巨大的影响和破坏,以至先秦时尚未见有使用铁犁、铁农具的记载,在司马迁的笔下更是一块缺少生气的土地:“楚越之地,地广人稀,饭稻羹鱼,或火耕而水耨,果隋蠃蛤,不待贾而足,地埶饶食,无饥馑之患,以故呰窳偷生,无各聚而多贫。”班固在《汉书·地理志》中也有类似记载。

西汉时期,巢湖区域的社会经济相对于中原地区而言,显得较为落后。汉高祖七年 (公元前200年),食邑于舒的羹颉候刘信,在今舒城县西南公里的七门山下的下阻河筑堰,建七门堰,灌田8万余亩。这在当时虽是一项较大的水利工程,但仅是个别现象,总体上无法改变巢湖区域的经济发展程度比较低的事实。据《汉书·地理志》统计,这里每平方公里平均不过2、3人,由于缺乏足够的劳力,大部分土地尚未得到开发和利用。

东汉建初八年(83年),王景任庐江郡守时,“百姓不知牛耕,致地有余而食常不足”,于是,引进、推广牛耕技术,“驱率吏民,修起芜废,教用犁耕”,“又训令蚕织”,数年后,庐江郡出现了“垦辟倍多,境内丰给”的新局面。此后,继续保持发展势头,到东汉末年,巢湖一带已被秣陵大商人刘子扬看作是“处地肥饶”之地了,巢湖一带的经济发展水平发生了引人注目的变化。

巢湖区域在长江、巢湖边滩涂地修筑圩田,开始于三国时期。据史籍记载,那时巢湖以东的沿江低洼地区,有些已淤浅成滩,孙吴控制着今无为、和县、含山的大片沿江地带,为与曹魏相抗衡,东吴军队“以洲渚为营壁”的同时,还利用险关水域,在东关构“筑东兴堤以遏湖水”。修筑东兴大堤主要目的在于防御魏军,但也起到了阻水为田的作用。这是已知在巢湖湖区修筑堤坝的最早记载。孙吴还在沿江大力推行屯田,并设屯田都尉、典农都尉、督农校尉专司其事。孙吴在沿江沿湖地区的屯田,自然是利用淤浅的滩涂、湿地,为证土地不受水淹,逐步地筑堤防水、与水争田,这样圩田就在巢湖区域出现了。

从某种意义上说,巢湖区域有目的的开发始于三国时期的孙吴。此时湖边、江边的一些滩涂地被开垦出来,自此之后湖堤也不断向湖心延伸,但由于人口少,开发程度低,对巢湖区域的生态环境的影响,微乎其微。东汉末年,巢湖区域还盛产楠木、香樟,而楠木、香樟这种亚热带常绿乔木,生长十分缓慢,成为栋梁要上百年时间,可见当时的森林资源依然相当可观。

宋时期,随着经济重心的南移,南方的开发进一步加快,地处南北之间的巢湖区域的开发也随之加快。为提高粮食产量,和州乌江县丞韦尹在开元(713—741年)中调集民力开凿了一条人工引江渠道,贞元十六年(800年)县令游重彦对引江渠道加以整治,把江水引到城郊溉田顷,民享其利,老百姓把这里长的引江渠道之为韦游沟。唐朝中后期,江边的滩涂地更多地被开垦,出现许多“缘堤簇郡氓”,“场黄堆晚稻”的现象。

入宋以后,原先很宽阔的长江巢湖区域段,由于泥沙长期淤积,江心洲不断发展、合并、靠岸,沿江滩地逐渐扩大,河床相应缩窄,人们加紧在沿江滩地上圈圩筑堤,逐步形成了大面积的沿江圩区,多个圩田。与此同时,巢湖周边也大兴围湖筑圩之风,北宋绍圣年间 (1094—1097年),无为地方政府 “兴三圩开十二井,又筑北岭,以捍水患,世蒙其利”。庐江修筑的杨柳圩,周长50余里,当时在巢湖区域算得上是大圩了。合肥“东南湖滨,圩田依以为利。江淮圩田随之兴筑,尤以巢湖流域的圩田为盛”。乾道八年(1172年),“(薛)季宣行淮西,收以实边。季宣为表废田相原隰,复合肥三十六圩”。合肥三十六圩也称庐江三十六圩,“皆濒江临湖,号称沃壤”。钱之望知和州“但择故荒圩美田五百七顷,沟垾牛犁,踰月皆具”,只用了个把月的时间,就恢复了以前荒废的圩田,增加了良田几万亩。合肥濒湖,有圩田40里,叶衡奏:“募民以耕,岁可得谷数十万,蠲租税,二三年后阡陌成。”宋代的亩产量一般是2石,可见这片濒湖圩田之大了。圩田兴筑,土地增加,为政府提供了较多的粮食储备,这为江淮地区成为宋王朝的财赋之地奠定了基础。

明清时期巢湖流域圩田的兴修及其对环境的影响见陈恩虎文章《中国农史》20xx年第1期。该论文基本观点:明清时期巢湖流域圩田的发展,有独特的自然环境因素,也有一定的社会经济根源。呈现出地域分布广泛、数量锐增、种类齐全、圩田水利系统化、图型结构丰富等特点。圩田的兴筑,在防洪、排涝、灌溉、降渍等方面均起了积极作用。但是圩田的过度开发活动对区域生态环境的破坏作用也十分明显。

巢湖流域近现代的开发研究尚缺。

5、 巢湖流域社会经济概况

巢湖流域是全省人口较集中的地区之一。流域面积为全省的11.95%,20xx年末,流域

总人口为920.2万人。人口占全省总数的14.24%,人口密度为552人/km2,高于全省463人/km2,国内生产总值占全省24.65%。流域内城市经济发展较快,城市化进程不可阻挡,经济成分中的三次产业的比例各区域不同,第三产业的比例与国内发达省份相比较低。

二、巢湖流域生态变化情况

1、水体富营养化的概念

水体富营养化(eutrophication)是指在人类活动的影响下,生物所需的氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体,引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖,水体溶解氧量下降,水质恶化,鱼类及其他生物大量死亡的现象。在自然条件下,湖泊也会从贫营养状态过渡到富营养状态,不过这种自然过程非常缓慢。而人为排放含营养物质的工业废水和生活污水所引起的水体富营养化则可以在短时间内出现。水体出现富营养化现象时,浮游藻类大量繁殖,形成水华。因占优势的浮游藻类的颜色不同,水面往往呈现蓝色、红色、棕色、乳白色等。这种现象在海洋中则叫做赤潮或红潮。

在地表淡水系统中,磷酸盐通常是植物生长的限制因素,而在海水系统中往往是氨氮和硝酸盐限制植物的生长以及总的生产量。导致富营养化的物质,往往是这些水系统中含量有限的营养物质,例如,在正常的淡水系统中磷含量通常是有限的,因此增加磷酸盐会导致植物的过度生长,而在海水系统中磷是不缺的,而氮含量却是有限的,因而含氮污染物加入就会消除这一限制因素,从而出现植物的过度生长。生活污水和化肥、食品等工业的废水以及农田排水都含有大量的氮、磷及其他无机盐类。天然水体接纳这些废水后,水中营养物质增多,促使自养型生物旺盛生长,特别是蓝藻和红藻的个体数量迅速增加,而其他藻类的种类则逐渐减少。水体中的藻类本来以硅藻和绿藻为主,蓝藻的大量出现是富营养化的征兆,随着富营养化的发展,最后变为以蓝藻为主。藻类繁殖迅速,生长周期短。藻类及其他浮游生物死亡后被需氧微生物分解,不断消耗水中的溶解氧,或被厌氧微生物分解,不断产生硫化氢等气体,从两个方面使水质恶化,造成鱼类和其他水生生物大量死亡。藻类及其他浮游生物残体在腐烂过程中,又把大量的氮、磷等营养物质释放入水中,供新的一代藻类等生物利用。因此,富营养化了的水体,即使切断外界营养物质的来源,水体也很难自净和恢复到正常状态。

关于水体富营养化问题的成因有不同的见解。多数学者认为氮、磷等营养物质浓度升高,是藻类大量繁殖的原因,其中又以磷为关键因素。影响藻类生长的物理、化学和生物因素(如阳光、营养盐类、季节变化、水温、pH值,以及生物本身的相互关系)是极为复杂的。因此,很难预测藻类生长的趋势,也难以定出表示富营养化的指标。目前一般采用的指标是:水体

中氮含量超过0.2~0.3ppm,生化需氧量大于10ppm,磷含量大于0.01~0.02ppm,pH值7~9的淡水中细菌总数每毫升超过10万个,表征藻类数量的叶绿素-a含量大于10ug/L。

2、从水质优良的天然湖泊到富营养化人工调节湖泊

20世纪50年代,巢湖水质优良,矿化度很低,酸碱适中,水草茂盛,是个生物多样性丰富的大型天然湖泊。

19xx年巢湖建闸,湖泊逐渐变成为人工调节的半封闭水体。巢湖闸的建立改变了江湖水力交换关系,水动能由强转弱,巢湖水环境由水动力扰动转变为以营养干扰为主。由于水利工程改变了原湖泊的生态环境,加上汇水区经济、社会的快速发展,致使湖泊水质日趋恶化。20世纪70年代有水质记录以来,就已呈现明显的富营养化态势。巢湖首次富营养化发生在19xx年,流域工业废水、生活污水排放以及农业肥料的大量使用是主要原因。

为了说明湖泊富营养化程度,采用0~100数字对湖泊营养状态进行分级:贫营养:TLI(∑)<30;中营养:30≤TLI(∑)≤50;富营养:TLI(∑)>50;轻度富营养:50<TLI(∑)≤60;中度富营养:60<TLI(∑)≤70;重度富营养:TLI(∑)>70。

到80年代,湖水水质已超出Ⅲ类水标准(地表水环境质量标准GB3838—2002),TN、TP及CODMn,分别达1.68mg/L、0.127 mg/L、4.16 mg/L。

时至90年代,湖泊富营养化进一步加剧,甚至出现全湖湖水水质超过V类的严重状况,氮、磷浓度分别达到2.94 mg/L、0.264 mg/L。19xx年,国家环保总局公布了19xx年五大淡水湖泊环境质量,污染程度由高到低依次是巢湖、洪泽湖、太湖、洞庭湖、鄱阳湖。巢湖居五大淡水湖污染之首。

19xx年度巢湖湖区水质监测点由19xx年80%超V类改善为50%超V类。西半湖水体重营养污染依然严重,但东半湖局部水体已向中~富营养状态转变。19xx年以来,巢湖多次爆发大面积藻类水华,尤其发生在西北部湖区。

20xx年巢湖污染最为严重,全湖平均水质属中度富营养状态。巢湖湖区主要污染物为总磷、总氮,其中巢湖西半湖水质为劣V类,已呈重度富营养状态;东半湖水质为V类,东半湖为轻度富营养,全湖平均为劣V类,全湖平均为中度富营养。

20xx年巢湖湖区水质有所好转,总氮浓度均值下降18.9%,营养状态指数下降8.2%,全湖属中度富营养状态。西半湖水体平均水质为劣V类,主要超标为总磷、总氮,超标倍数为2.3倍和1.5倍;东半湖水体平均水质V类,主要超标项目为总磷、总氮,超标倍数为

1.5倍和0.2倍,东半湖属轻度富营养状态。湖区主要污染指标仍然是总磷、总氮。

20xx年巢湖湖区水质较上半年略有好转,总氮浓度均值下降了19.9%。湖区高锰酸盐指

数和总氮年均浓度值达到巢湖“十五”计划中规划的水质目标,总磷年均值仍超规划目标,全湖属重度富营养状态。西半湖属中度富营养状态,东半湖属轻度富营养状态。湖区主要污染指标仍然是总磷、总氮。

在对巢湖流域各市20xx年度执行《“十一五”水污染防治规划》情况进行考核中发现,安徽省、巢湖流域考核断面水质与“十一五”规划目标差距较大。巢湖水质总体为V类,西半湖处于中度富营养化状态,东半湖处于轻度富营养化状态;湖区10个考核断面中,有7个断面的总磷或总氮指标没有达到“十一五”规划确定的“较20xx年下降lO%”的年度目标要求;环湖河流水质总体为重度污染,在12个地表水国控断面中,水质为劣V类的断面占了一半。合肥市环保局1988-20xx年的监测结果表明,巢湖西半湖水质未达到地表水三类标准,为劣五类水质,主要超标污染物为总磷、总氮。

3、巢湖水体污染及富营养化的相关特征

从年内变化来看,各月的污染及富营养情况不一样。水环境质量月平均污染分级排序为8月>6月>9月>4月>5月>7月>10月>1月>3月>12月>11月>2月。不同季节的总磷、总氮、温度、硝氮、氨氮与巢湖水环境密切相关。

从湖区来看,巢湖水环境自西向东分别为重度污染区、中度污染区和轻度污染区。西半湖重度污染,为中度富营养,总磷、总氮高于国家V类水标准,属于严重超标;东半湖轻度污染,为轻度富营养。巢湖湖区总体水质状况为中度污染。湖区各处分级排序为:南淝河入湖区>十五里河入湖区>塘西河入湖区>西半湖湖心>派河入湖区>杭埠河入湖区>中庙>兆河入湖区>坝口>东半湖湖心>造船厂>中垾乡。

巢湖入湖河流可以分为三类:第一类包括4条河流,即南淝河、十五里河、双桥河和派河,是巢湖入湖河流中污染最为严重的河流,其水质主要受城市污染控制,为城市污染河流;第二类包括杭埠河和白石山河,位于西南山区的清水产流区,为清水产流河流,是巢湖清水的主要来源,水质主要受水土保持控制;第三类包括柘皋河和兆河,位于巢湖东部,水质尚好,为水质保持河流,水质主要受面源污染控制。

九条环湖河流污染分级排序为:南淝河>十五里河>派河>双桥河>柘皋河>裕溪河>白石山河>兆河>杭埠河。

在巢湖水华藻类中,蓝藻常年占优势,但优势种群有所差别,春季鱼腥藻占优势,微囊藻次之;夏秋两季微囊藻占绝对优势,表层沉积物中藻类生物从1月到夏初呈下降趋势,最小值出现在6~7月份之间,然后逐渐升高,最大值出现在冬季,温度是巢湖藻类生物量变化最为显著的影响因子。

4、巢湖富营养化分析

(1)外因:巢湖的水域具备了丰富的营养盐来源,适合藻类生长。

①点源:包括工业废水和生活污水。巢湖流域3000多家企业每年向巢湖接放约l.4亿m的废水,每年大约6900万m的生活污水也排入该湖。城市生活污水污染的一个重要原因是使用高磷洗涤剂,估计排入巢潮流域的480吨/年磷来源于洗涤剂。19xx年巢潮流域总氮排放量为29780吨/年,总磷排放量为2978吨/年;20xx年初,巢湖流域开始限、禁磷,总磷排放量所降低。巢潮流域多年平均污染负荷总氮为38025吨/年,总磷为2955吨/年。

②非点源

自然本底:对湖区地表和地下水自然本底的调查表明,矿区的地表径流中总磷浓度为0.05mg/L,矿区及其周围地区的地下水径流中总磷含量为0.04 mg/L。这一总磷水平已超过了湖泊由贫营养向中富营养过度的浓度0.02 mg/L,从而使巢湖具备了发生富营养化的基础条件。

农业非点源:巢湖四周是低山丘陵构成的西高东低、中坚较低洼平坦的半封闭盆地地形。农耕地面积较大,主要有水田、坂田、冲田、旱地等耕地类型,它们大多分布在沿湖地区,推行“水稻、油菜、水稻轮作制”,特别对于高投入才能高产出的水稻,其化肥使用量逐年增加,每亩使用量高达60—80Kg,使土地肥力在全省处于中上等水平。而沿湖农田土壤基本由下蜀系黄土组成,易于被降水径流冲刷入湖。统计表明,湖区农田径流入湖营养盐量占湖泊营养盐外负荷的比例,总磷高达63.90%,总氮高达64.20%。另外,沿湖沿岸水利设施配套不齐,雨期排水不畅,经常出现沿湖圩田、集镇和农村道路、农舍、猪圈等被水浸淹,积涝成灾,雨后退水,所有污染物都被冲刷入湖(或入河),犹如一场清洗。因此,湖区的一场大雨是对湖泊的一次自然施肥。

③内源:来自各种途径的营养盐,经过一些列湖泊物理、化学和生物化学的作用,其中的一部分或大部分沉积到湖泊底部,成为湖泊污染的内源。在湖泊环境发生变化时(如入湖营养盐负荷量减少或完全截污后),沉积物中的营养盐可能成为湖泊富营养化的主导因子。尤其是对污染严重的湖泊,长期以来的积累,往往使沉积物中的氮磷含量负荷很高,成为湖泊营养盐的重要蓄积库。资料表明,巢湖沉积物磷的年释放量达220.38吨/年,占全年入湖磷负荷量的20.90%,氮的年释放量达1705.16吨/年。

(2)内因

巢湖水域具备了一些列适宜微囊藻生长的环境条件。如湖泊地处北亚热带季风气候区,降水量充沛,湖水年平均水温为20摄氏度,夏季水温月平均值可达29.5摄氏度,10摄氏33

度以上的月份可达9个月以上。巢湖水浅,无水温的分层现象,且其沉积物易于被风浪掀起,增加氮磷的水土界面交换,湖水的矿化度约70mg/L,ph值在7.50—8.20之间,呈弱碱性。这与铜绿微囊藻生长的最适温度28.8—30.5摄氏度,最低和最高界限10摄氏度和40摄氏度,ph值8.0—9.0的繁殖的最宜环境条件是相近的。

巢湖治理最根本的措施是切断污染物的来源(非点源、点源和内源等);

外源治理一定水平后,湖泊内源治理就成为改善湖泊水环境的关键,因此应将内源(污染沉积物)的清除作为湖泊治理的第二个战略步骤。

5、巢湖生态现状

巢湖地处亚热带与温带的过渡带中,物种多样、资源丰富,但同时生态环境脆弱,生态平衡易被破坏;巢湖也是流域内相对低洼处,是水流汇聚地,所以接纳流域绝大部分污染物;加上郯一庐裂隙穿过巢湖湖盆,并且一系列断裂在巢湖湖盆周围发育,地质基础不稳定。这都给巢湖生态环境的恶化提供了条件。

(1) 污染物排放源多量大

① 巢湖流域农田非点源污染。根据对巢湖流域非点源的研究表明,总磷和水溶态磷的污染主要来自冲畈水田、饲养场、小麦地、荒地、湖滩苇地等的径流输入,而总氮和水溶态氮的输入主要来自大豆地、菜地、山坡地、农村道路等的地表径流。巢湖流域是安徽省主要商品粮基地,农田化肥施用量逐年增加,由20世纪50年代的7.5kg/hm2上升为90年代的1200kg/hm2,而且化肥的结构不合理:氮肥占62.5%-98.5%,磷肥占0.46%-5.3%,复合肥占0.7%-1.7%,肥料结构的不合理加上施用方法的不科学,农田作物对肥料不能有效吸收,导致大量氮、磷流失入湖引起湖泊的富营养化。

② 周边未经处理的城市工业、生活污水点源污染。巢湖每年接受周边近3000家企业各类总量近53万t的污水,其中97%以上的污水未经处理直接排入湖内,入湖污水中TN近110t、TP近5.5t,湖水中TN、TP年平均浓度分别为2.3.mg/L和0.204mg/L,这两项指标在我国5大淡水湖中分别居第1位和第2位。氮、磷元素的增加,使藻类异常增殖。19xx年巢湖85.7%观测点为富营养水平。1987-19xx年全湖100%观测点达到富营养化水平。合肥第4自来水厂距湖岸边1.5km和3.0km取水口处,采湖水样分析表明,1.5取水口附近水域水质属富至重营养状态;3.0km处水质属富至中富营养状态。湖体富营养化后藻类异常增殖,致使渔业、航运、饮水源等方面都受到威胁。

③ 巢湖闸的建立延长了江湖水体交换时间,造成氮、磷的累积。20世纪60年代初巢湖闸的建成将巢湖换水周期延长至了127d,换水周期的延长造成了水体中氮、磷累积,从

而进一步加重了巢湖水体环境污染,据裕溪河多年流量观测资料表明,巢湖建闸前流域多年平均径流量为30.3亿m3,长江入湖交换水量多年平均为13.6亿m3,其比值为1:0.45。19xx年大水,该流域径流量高达78亿m3,江湖交换水量达37亿m3,比值1:0.47。建闸后,流域多年平均径流量为34.9亿m3,江湖交换水量多年平均1.6亿m3,其比值为1:0.05。19xx年径流量与19xx年径流量相同,但江湖交换水量仅为3亿m3,其比值为1:0.04。由此可见,巢湖建闸后,江湖水量交换少,水力冲刷系数小,氮、磷滞留时间长,造成其在湖中积累,加速了富营养化进程。值得一提的是巢湖滨地层中含磷层位是磷污染又一来源。在巢湖北岸广泛分布着古老含磷变质岩——肥东群(ptl),目前该层位开采主要是露采区和群众开采,磷矿区的含磷水流汇入巢湖,加重了巢湖磷污染。

(2) 水土流失严重,泥沙淤积入湖

巢湖流域面积(巢湖闸以上)为9130km2,整个流域西高东低,西部为大别山区,沿江沿湖为平原圩区,其余是丘陵山地。整个流域森林植被覆盖率仅为15%左右,低于安徽省平均水平(25.6%),水土流失面积达959km2,占山区总面积的63.6%,森林资源结构不合理,成熟林少,中幼林多,砍伐量超过生长量。汇入巢湖的有杭埠河、丰乐河、南淝河、派河、柘皋河和白石山河等6条河流,多年平均入湖水量47.4亿m3,多年平均湖面汛期含沙量为0.20kg/m3。平均每年入湖泥沙量达260万t,其中推移质泥沙100万t,悬移质泥沙通过巢湖闸排出60万t,其余100万t淤积湖中,这也是造成西巢湖湖岸向湖内延伸的原因,例如肥西县三河在清朝时还是湖边一个村庄,300多年后的今天已经离湖岸近10km了。

巢湖原有360多个湖汊、湖湾,但是大量泥沙入湖之后,湖底抬高,目前水面仅为古巢湖的38%左右,蓄水量由20世纪50年代的50亿m3降到20亿m3。大大降低了巢湖的调节蓄水功能。巢湖本身多年平均水深仅2.69m,所以水生植物和湿生植物可以大量繁殖,泥沙淤积之后,水生植物和湿生植物不断生长与死亡,沉入湖底的植物残体在缺氧的条件下,未经充分分解便堆积于湖底,变成了泥炭,再加上泥沙的淤积,使湖面逐渐缩小,水深变浅,水生植物和湿生植物不断地从湖岸向湖心发展,最后整个湖泊沼泽化。根据计算,巢湖将在1000a内淤满,而西巢湖寿命只有435a。如果大别山区的地表侵蚀进一步加剧,带来的泥沙将加速巢湖的消亡。

(3) 自然灾害频繁,危害严重

①气象灾害频繁,洪涝、干旱交替出现,其中尤以水灾为甚,常给工农业生产造成重大危害。建国以来,巢湖流域已遭受较大水旱灾害28次。其中洪涝15次,即:1949、1953、1954、1956、1962、1964、1969、1980、1983、1987、1991、1995、1996、1998、19xx年;

严重干旱13次,即1958、1959、1968、1966、1967、1976、1978、1988、1990、1992、1994、1995、20xx年。频繁发生的旱涝灾害要求巢湖在流域内的防灾减灾中要起到重要的作用,但是由于生态环境的破坏,巢湖的调蓄洪能力逐年下降,给国计民生带来威胁。

②地质—地貌灾害。主要有湖岸线崩塌、滑坡、地震等。巢湖流域地处大华北地震区的南缘,西有郯庐断裂带穿过,东部下扬子破碎带,巢湖东北部发育长约95km的巢湖断裂;与之平行的有经炯炀、复兴一线长约43km断裂;在巢湖的西南部与之平行的还有经盛桥、白山一线长约60km断裂。在北东—南西向还发育着池河—太湖深断裂、嘉山—庐江深断裂、黄果树—破凉亭断裂以及长约200km的滁河断裂。在巢湖西北部发育长约140km的六安深断裂,所以湖体地质基础不稳定。历史上曾发生过多次破坏性地震,属于地震重点监视区。自有史料记载以来,至19xx年,区内共发生3级(Ms)以上地震37次。巢湖岸线多次处常年崩塌,例如塘西、丙子埠、孙家凤、齐头咀、夏塘咀和大魏家等地,都是巢湖崩塌比较严重的地区。岸壁崩塌物质往往一部分停积在岸边形成湖滩,另一部分随湖流挟走,波浪搬运之向湖心方向发展形成淤积浅滩,最终库容缩小,调蓄能力下降。

④ 生物灾害。巢湖流域的生物灾害主要表现为农作物生物灾害,危害农作物的病、虫、草、鼠等有害生物在一定的环境条件下暴发或流行,造成农作物大面积、大幅度减产,甚至完全失收,或者导致农产品大批量损坏变质,由此造成的损失称为农作物病、虫、鼠害,或统称为农作物生物灾害。巢湖流域地处南北气流交汇带,属北亚热带湿润季风气候,物种多样性丰富,诸如蝗、鼠等有害生物种类繁多,水稻病虫害、小麦病虫害和棉花病虫害等虫灾以及鼠害频繁发生。又因其处于南北生物的过渡带,生态脆弱,物种易绝灭。巢湖曾经是湖光山色、秀美迷人,但在环境污染、水土流失、气象灾害等自然灾害的破坏下,生态环境已经受到严重损坏,急需对之进行综合整治,实现生态巢湖的蓝图。

6、 巢湖水环境恶化对生态的影响

(1) 水环境恶化对底栖生物的影响

底栖物种丰富度是指示生物多样性的重要指标,其种类和群落特征作为环境评价指标在湖泊水质监测中得到广泛应用。作为水生作为水生生态系统的主要组成部分,底栖动物由于移动性差、生活周期长而能确切反映水体环境变化对其多样性和数量变动的影响。在巢湖生态系统中,就密度而言,雕齿摇蚊、多毛管水蚓、菱腹摇蚊和霍甫水丝蚓4个种类的优势度极大,约占总密度的 80%; 而生物量方面,铜锈环棱螺和河蚬占总密度的93% 以上,且在能量方面也占有重要地位。综合来看,巢湖水环境质量的下降和富营养化导致了底栖动物种类减少,耐污种类成为优势物种。

(2) 水环境恶化对鱼类的影响

在湖泊水生生态系统中,鱼类属于高级消费者,以藻类、水生植物、浮游动物和底栖动物等为食,因此,其种类和数量的变化将导致其他水生生物的种群结构,影响水生生态系统的稳定。20世纪60年代,巢湖有鱼类84 种;2002~20xx年,仅有鱼类54 种,种类数量明显下降,鲤科等定居性湖泊鱼类数量的比例上升,而洄游性鱼类已经很少看见。

此外,水环境质量对鱼类产量也有重要影响,巢湖鱼类组成的变化表现为仅鲚鱼产量和组成比例总体呈较快的上升趋势,而其余鱼类均呈下降趋势,并向着抑制浮游动物和有利浮游植物生长的方向发展,这是由富营养化、过度捕捞以及巢湖特有的鱼类生态学特点决定的。根据巢湖水体历年TN 和 TP 的浓度变化趋势( 1986 年以来) ,分析水体 TN 和 TP 变化与鱼产量的相互关系,可以看出,银鱼产量与水体 TP 浓度的变化呈极显著负相关( P <0. 01) ,同样,大型鱼类( 主要为冬季捕捞的大型经济鱼类,如鲌、鲤、鲫等) 的产量也与TP 的浓度呈显著负相关( P <0. 05) ,但湖鲚的捕捞产量与 TP 浓度的变化相关性并不显著;相对于水体 TP 浓度的变化,水体 TN 浓度的变化与鱼产量的变化并没有表现出明显的相关性。因此,巢湖渔业捕捞产量受水体氮磷含量的影响呈负相关的总趋势,并且磷的影响比氮的大。

(3) 水环境恶化对浮游植物的影响

浮游植物是水生系统的重要初级生产者,然而,浮游生物过度繁殖,将可能引发水华,从而直接影响整个流域的生态安全。20 多年来,巢湖浮游植物类群的种类和密度发生了较大的变化,浮游植物群落多样性降低,从2002 ~2003 年的191 种( 8 门 84 属) 降至2007 ~ 2008 年的 84 种( 5 门 39 属) 。从浮游植物的密度来看,蓝藻是巢湖浮游植物的最优势类群;就生物量来说,蓝藻门的铜绿微囊藻是巢湖现阶段的绝对优势种。上述种群和密度的变化均指示巢湖水生生态系统脆弱,系统稳定性差。水温只与硅藻生物量呈负的相关关系,与其他类型浮游植物生物量均呈极显著的正相关( P <0. 01) ,TP 和硝态氮几乎与所有的浮游植物生物量呈极显著的相关性( P <0.01); 氨态氮与蓝藻生物量呈显著的负相关,而与硅藻生物量呈正相关。pH 与蓝藻生物量呈显著的正相关,而与隐藻生物量呈负相关;此外,活性磷与蓝藻生物量、总氮与硅藻生物量、亚硝态氮与隐藻生物量、溶解氧与硅藻生物量以及电导率与硅藻生物量之间均呈显著的正或负相关关系。

水环境质量的变化是导致巢湖浮游植物类群的种类和密度变化的主要原因,从水质因子的相关性分析看来,TP 是导致蓝藻成为优势类群的最主要原因。水环境质量对水生生态系统的作用机制有以下几点:①水环境质量下降和富营养化导致底栖动物种类减少,耐污种

群密度增加; ②富营养化是导致鱼类群落结构的变化,种类减少的主要原因之一,水体 TP、TN 是巢湖渔业捕捞产量的限制性因素; ③浮游植物生物量与水环境中多项理化因子呈现不同的正相关或负相关,其中 TP 与蓝藻生物量呈显著的正相关。

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