湖泊生態(tài)系統(tǒng)與河流相比，其結(jié)構(gòu)、功能和過(guò)程有許多不同的特征。湖泊的演化不僅受自然力影響，也極大地受到人類活動(dòng)的脅迫，主要問(wèn)題包括：由于入湖氮、磷和其他污染物大幅增加，湖泊水質(zhì)急劇下降，導(dǎo)致大量湖泊處于富營(yíng)養(yǎng)水平；湖泊圍墾使湖泊面積及容積嚴(yán)重減少，大量棲息地喪失；湖泊生物資源退化，生物多樣性下降；湖泊與江河的水力連通性受到阻隔，生態(tài)功能降低。

對(duì)于大多數(shù)湖泊來(lái)說(shuō)，生態(tài)修復(fù)的關(guān)鍵任務(wù)是降低來(lái)自流域外部的污染負(fù)荷，只有當(dāng)污染負(fù)荷削減到預(yù)定的目標(biāo)值，才能創(chuàng)造出控制富營(yíng)養(yǎng)化的前提條件。在此基礎(chǔ)上，在湖泊內(nèi)采取物理、化學(xué)、生物等技術(shù)措施控制內(nèi)污染源。同時(shí)，修復(fù)湖濱帶，從恢復(fù)地貌、重建植被、維持生物多樣性等方面入手，改善湖泊生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能。

湖泊生態(tài)修復(fù)的調(diào)查評(píng)價(jià)，主要包括以下幾方面內(nèi)容。

1湖泊調(diào)查

湖泊調(diào)查是開(kāi)展湖泊生態(tài)修復(fù)的基礎(chǔ)工作，包括以下方面：①湖泊流域自然環(huán)境（地理位置、地質(zhì)地貌、氣象氣候、土地利用狀況和自然資源）；②湖泊水環(huán)境特征（水文特征、水功能區(qū)劃、水動(dòng)力特征、大型水利工程）；③流域社會(huì)經(jīng)濟(jì)影響；④流域污染源狀況調(diào)查（點(diǎn)源污染、面源污染、污染負(fù)荷量統(tǒng)計(jì)、入湖河流水質(zhì)參數(shù)、入湖河流水文參數(shù)）。

2富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)

所謂富營(yíng)養(yǎng)化是指含有超量植物營(yíng)養(yǎng)素特別是含磷、氮的水體富集，促進(jìn)藻類、固著生物和大型植物快速繁殖，導(dǎo)致生物的結(jié)構(gòu)和功能失衡。簡(jiǎn)單判斷富營(yíng)養(yǎng)化的方法是：如果下列一種或多種現(xiàn)象出現(xiàn)時(shí)，就有可能發(fā)生了嚴(yán)重的富營(yíng)養(yǎng)化。①水生植物妨礙水體利用；②有毒藻類大規(guī)模繁殖擴(kuò)散；③散發(fā)有害氣味；④水體高度渾濁；⑤溶解氧耗盡導(dǎo)致魚類死亡。

發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)湖泊富營(yíng)養(yǎng)化的防治始于20世紀(jì)70年代。主要方法是廢水污水處理去除磷、氮；確定水功能區(qū)劃；按照水功能定位，制定排放標(biāo)準(zhǔn)，降低排放負(fù)荷等，這些方一直延續(xù)至今。評(píng)價(jià)準(zhǔn)則采用的指標(biāo)以水體物理化學(xué)指標(biāo)為主，可以簡(jiǎn)稱為物理化學(xué)指標(biāo)法。經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織（OECD）富營(yíng)養(yǎng)化合作計(jì)劃發(fā)布了水體營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)標(biāo)準(zhǔn)。

近十多年來(lái)，隨著湖泊生態(tài)學(xué)的發(fā)展，認(rèn)識(shí)到僅考慮湖泊的資源功能是有局限性的，應(yīng)把湖泊生態(tài)修復(fù)的目標(biāo)定位為修復(fù)湖泊生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能?？茖W(xué)家們認(rèn)為采取物理化學(xué)指標(biāo)方法建立富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)估準(zhǔn)則，尚不足以反映營(yíng)養(yǎng)負(fù)荷對(duì)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的影響，也不能反映營(yíng)養(yǎng)負(fù)荷增加受到若干因素的調(diào)節(jié)，包括湖泊大小、深度、水體更換速率、分層格局、摻混以及氣候變化等?；谶@種認(rèn)識(shí)，湖泊富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)估準(zhǔn)則轉(zhuǎn)向生態(tài)系統(tǒng)方法，即建立營(yíng)養(yǎng)負(fù)荷與生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能關(guān)系模型。按照壓力響應(yīng)模型概念，外界對(duì)于湖泊生態(tài)系統(tǒng)的壓力包括營(yíng)養(yǎng)物排放、廢污水排放、超量取水、有毒有害物質(zhì)、生物入侵以及氣候變化等。湖泊對(duì)這些壓力的生態(tài)響應(yīng)表現(xiàn)為結(jié)構(gòu)和功能的變化。把湖泊生態(tài)要素指標(biāo)作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，包括物種豐度、生物群落構(gòu)成、種群規(guī)模、營(yíng)養(yǎng)狀況、生物量等；水體物理化學(xué)指標(biāo)包括溶解氧、總磷（TP）和其他水質(zhì)參數(shù)。

（1）基于物理化學(xué)指標(biāo)的湖泊營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)評(píng)價(jià)準(zhǔn)則。經(jīng)合組織（OECD）富營(yíng)養(yǎng)化計(jì)劃發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)，把營(yíng)養(yǎng)狀況分級(jí)，分為寡營(yíng)養(yǎng)、貧營(yíng)養(yǎng)、中營(yíng)養(yǎng)、富營(yíng)養(yǎng)和超富營(yíng)養(yǎng)5個(gè)等級(jí)。對(duì)應(yīng)的物理化學(xué)指標(biāo)包括平均總磷濃度、平均葉綠素a濃度、最大葉綠素a濃度、平均塞氏盤深度、最小塞氏盤深度，見(jiàn)表1。

表1 水體營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（OECD）

（2）基于生態(tài)要素的湖泊生態(tài)狀況評(píng)價(jià)。生態(tài)系統(tǒng)方法需要遴選出反映結(jié)構(gòu)和功能變化的指標(biāo)。由于不同自然環(huán)境下的湖泊特征千差萬(wàn)別，結(jié)構(gòu)和功能指標(biāo)的選取應(yīng)按照因地制宜的原則，選擇具有代表性的指標(biāo)。表2匯集了部分國(guó)家和地區(qū)基于生物要素的湖泊生態(tài)狀況評(píng)價(jià)準(zhǔn)則?？梢钥闯?，指示生物包括浮游植物、大型植物、底棲無(wú)脊椎動(dòng)物和魚類4種。生物指標(biāo)包括豐度、生物量、種群規(guī)模、生物構(gòu)成、葉綠素等。物理化學(xué)指標(biāo)包括總磷、溶解氧和其他水質(zhì)指標(biāo)。建立的壓力響應(yīng)模型關(guān)系包括不同魚類群落的溶解氧閾值，底棲無(wú)脊椎動(dòng)物生物量與水體化學(xué)指標(biāo)間關(guān)系模型，大型植物群落與湖泊生態(tài)狀況關(guān)系模型，魚類種群規(guī)模與總磷的關(guān)系模型等。

表2? 基于生物要素的湖泊生態(tài)狀況評(píng)價(jià)準(zhǔn)則

3水文地貌評(píng)價(jià)

在人類活動(dòng)影響下，水文地貌變化主要表現(xiàn)在以下4個(gè)方面：①水文水動(dòng)力特征變化。包括湖泊水量、表面積和水深變化，水文情勢(shì)變化，以及水力停留時(shí)間變化。②連通性變化和渠道化。包括江湖連通性、地表水與地下水連通性的破壞。③對(duì)湖濱帶侵占和干擾。包括建筑、道路、農(nóng)田、養(yǎng)殖業(yè)、旅游設(shè)施對(duì)湖濱帶及灘區(qū)的侵占和破壞。④泥沙沖淤。引起湖底淤積，岸線侵蝕。有關(guān)水文地貌變化壓力和指標(biāo)見(jiàn)表3。

表3? 水文地貌變化壓力和指標(biāo)

4外來(lái)入侵物種評(píng)價(jià)

外來(lái)入侵物種是湖泊物種瀕危和滅絕的主要原因之一。外來(lái)物種的傳播途徑分為有意引進(jìn)和無(wú)意引進(jìn)兩種。有意引進(jìn)包括：湖泊水產(chǎn)養(yǎng)殖；放養(yǎng)外來(lái)物種用于公園和旅游景點(diǎn)觀賞；湖濱帶種植外來(lái)物種。無(wú)意引進(jìn)包括：從水族館、關(guān)養(yǎng)容器或運(yùn)輸箱柜逃逸；通過(guò)船舶和其他運(yùn)輸工具引進(jìn)；旅游攜帶外來(lái)動(dòng)植物；通過(guò)引水渠道和調(diào)水運(yùn)河傳播。

與河流不同，湖泊生態(tài)系統(tǒng)通常具有很強(qiáng)的地域性，湖泊內(nèi)生存著獨(dú)特的本土生物群落。由于湖泊環(huán)境相對(duì)封閉，一旦外來(lái)物種入侵，這些本地物種無(wú)法遷徙到湖泊流域以外的區(qū)域躲避。外來(lái)入侵物種通過(guò)捕食、雜交、寄生和競(jìng)爭(zhēng)直接導(dǎo)致本地物種的豐度下降以及各個(gè)層面上生物多樣性退化或喪失，包括基因、種群、物種、群落以及生境等層面。外來(lái)入侵物種還影響湖泊的生態(tài)要素，包括水文、物理化學(xué)、地貌、連通性和生物構(gòu)成。對(duì)外來(lái)物種威脅進(jìn)行評(píng)價(jià)是湖泊生態(tài)修復(fù)的重要任務(wù)，它有助于確定不同外來(lái)物種的相對(duì)影響，以確定控制管理策略。

實(shí)用的外來(lái)入侵物種評(píng)價(jià)準(zhǔn)則是對(duì)外來(lái)入侵物種的威脅程度進(jìn)行評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)內(nèi)容分為以下4類：①評(píng)價(jià)外來(lái)入侵物種多年空間擴(kuò)散范圍?？臻g范圍越大，物種豐度和密度越高，遭受入侵的生境種類就越多，外來(lái)入侵物種造成危害就越大。應(yīng)優(yōu)先考慮阻止新來(lái)的外來(lái)物種建群，及早消除小范圍但是正在擴(kuò)展的物種。②評(píng)價(jià)外來(lái)入侵物種對(duì)于本地種群、群落和生態(tài)系統(tǒng)帶來(lái)的影響，特別是評(píng)估特有、珍稀、瀕危物種損失或受到威脅程度。評(píng)估外來(lái)入侵物種影響，要與特定保護(hù)區(qū)的管理目標(biāo)一致。③評(píng)估外來(lái)入侵物種進(jìn)一步向外擴(kuò)散的可能性以及可能遭受入侵的新區(qū)域的重要性。④評(píng)價(jià)控制外來(lái)入侵物種的難度。外來(lái)入侵物種的擴(kuò)散越難控制，它所造成的危害可能越大。所以早發(fā)現(xiàn)、早預(yù)防、早根除是有效的策略。如果外來(lái)物種一旦扎根開(kāi)始繁殖，基本上就很難根除，所以優(yōu)先考慮早期可以控制或消除的外來(lái)物種。

5湖泊生態(tài)狀況分級(jí)系統(tǒng)和生態(tài)修復(fù)目標(biāo)定量化

在水質(zhì)評(píng)價(jià)、富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)、水文地貌評(píng)價(jià)、生物多樣性評(píng)價(jià)及外來(lái)入侵物種評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，構(gòu)建湖泊生態(tài)狀況分級(jí)系統(tǒng)。在這個(gè)系統(tǒng)中，定義未被大規(guī)模開(kāi)發(fā)改造或沒(méi)有被污染的自然湖泊生態(tài)狀況作為最佳理想狀況，以湖泊生態(tài)系統(tǒng)嚴(yán)重退化狀況作為最壞狀況，中間分成若干等級(jí)，構(gòu)造分級(jí)系統(tǒng)表。分級(jí)系統(tǒng)表分為要素層、指標(biāo)層和等級(jí)層三個(gè)層次。生態(tài)要素包括水質(zhì)、富營(yíng)養(yǎng)化、水文地貌、生物4類。生態(tài)要素層下設(shè)若干生態(tài)指標(biāo)，生態(tài)指標(biāo)的數(shù)量，根據(jù)具體項(xiàng)目規(guī)模和數(shù)據(jù)可達(dá)性確定。生態(tài)指標(biāo)下設(shè)5個(gè)等級(jí)，即優(yōu)、良、中、差、劣。要素層水質(zhì)一項(xiàng)，可依據(jù)水功能區(qū)劃的水體功能定位選擇指標(biāo)。要素層富營(yíng)養(yǎng)化項(xiàng)可以直接按照營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)分級(jí)選擇指標(biāo)（表1）。要素層水文地貌項(xiàng)，按照水動(dòng)力特征、水文情勢(shì)變化、連通性變化及湖濱帶侵占、泥沙沖淤等設(shè)置4項(xiàng)指標(biāo)（表3）。要素層生物項(xiàng)，基于當(dāng)?shù)厣餇顩r，參照表2選擇指標(biāo)。

利用湖泊生態(tài)狀況分級(jí)系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)湖泊生態(tài)修復(fù)目標(biāo)定量化。計(jì)算規(guī)劃生態(tài)指標(biāo)的步驟是：①把現(xiàn)狀調(diào)查、監(jiān)測(cè)獲得的數(shù)據(jù)，填入生態(tài)狀況分級(jí)系統(tǒng)表格中，所謂“對(duì)號(hào)入座”，明確生態(tài)現(xiàn)狀分項(xiàng)等級(jí)位置。②在分析修復(fù)工程項(xiàng)目的可行性和制約因素基礎(chǔ)上，論證生態(tài)指標(biāo)升級(jí)的可能性和幅度。工程項(xiàng)目制約因素包括投入資金、技術(shù)可行性、自然條件約束（降雨、氣溫、水資源稟賦等）及社會(huì)因素約束（移民搬遷、居民意愿等）。③根據(jù)論證結(jié)論，將現(xiàn)狀生態(tài)指標(biāo)適度升級(jí)，成為規(guī)劃生態(tài)指標(biāo)。

6湖泊生態(tài)修復(fù)目標(biāo)

湖泊生態(tài)修復(fù)目標(biāo)的制定建立在湖泊生態(tài)要素調(diào)查分析的基礎(chǔ)之上。通過(guò)調(diào)查分析，識(shí)別造成湖泊生態(tài)系統(tǒng)退化的主要原因，有針對(duì)性地制定湖泊生態(tài)修復(fù)目標(biāo)。湖泊生態(tài)修復(fù)目標(biāo)主要包括：①湖泊富營(yíng)養(yǎng)化治理；②水體污染控制；③水文地貌條件的修復(fù)；④生物多樣性維持。

文章來(lái)源：董哲仁著《生態(tài)水利工程學(xué)》；“生態(tài)水利工程學(xué)專委會(huì)”微信公眾號(hào)