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太湖水危机,到底肿么了?

发布时间: 2020-07-09 17:51:55   作者:李玲玲   来源: 中国科学院南京地理与湖泊研究所   浏览次数:        字号:[ 常规 ]

大家好,我是太湖。虽然我已经声名远播,但我猜还可能会有个别不读书的小伙伴不认识我,就先来个自我介绍吧。

我叫太湖,古时还有很多别名,如震泽、具区、五湖和笠泽等,这些名字在古籍中都是有图有真相的。那我怎么又叫太湖了呢?商代末期,姬昌(未来的周文王)的大伯泰伯(亦作“太伯”)因为想让贤者(他的弟弟,周文王的父亲)继承王位,便从中原避位到江南,在今无锡梅里一带建造了小城“太伯邑”。我恰好与“太伯邑”相邻,于是名字顺理成章地就被改成了太湖。大家看,虽说我的名字不起眼,但它已经有三千多年历史了呢。

我住在长江三角洲的南缘,有2427.8平方千米那么大,是中国的第三大淡水湖。虽然面积不小,但我个子不高,平均深度只有1.89米,属于大型浅水湖泊。本湖一向低调,但有时候运气来了挡也挡不住,谁曾想,低调如我,竟也有成为“网红”的一天,各大媒体争相报导,领导也过来视察,批示。咋回事呢?2007年5月29日,一向作为无锡水源地的我突然发现自己发黑发臭,不能饮用了。一场水危机就这么爆发了,无锡市民只能到超市抢购纯净水。我因此也就出了名。唉,这名出得着实不光彩,我多么希望自己像过去那样清澈,小草在我的怀抱中成长,水鸟在我的头顶上翱翔。那我为啥会变成这样了呢,说出来都是泪啊!

这首先要从我的出生说起了。其实我年龄已经太大了,大到很多事都记不清了。所幸我有一个头脑灵光的科学家粉丝团,他们发明了一种叫沉积学的东西来分析我的出生。当然人多了必然起争执,何况我的粉丝还是一帮“认真”的人。关于我的出生主要有“潟湖成因说”,“构造成湖说”,“三江壅塞说”以及“风暴流涡动成因说”,“陨石说”等说法(洪雪晴,1991;景存义,1989;孙顺才和伍贻范,1987)。这其中,关于我到底是不是泻湖演变而来的问题吵的最凶。反对者认为我是由河流堰塞形成,而非全新世海侵形成的海湾、泻湖演变而来。除去争执不谈,在很多方面他们还是达成了共识。首先,沿岸水系格局的确立是形成我现在相貌的基础,即所谓“三江即入,震泽底定”(洪雪晴,1991)。呃,你是不是有点懵?别急,听我说。事情是这样的,由于地貌格局的演变,原来流往杭州湾,汇入东海的苕溪河改变了流向,从我的西南边向我涌来。这一下我可受不了了,湖水太多涨的我难受,迫于无奈我只能水往低处流了,哪里有口往哪钻。眼看着我的到来导致民不聊生,我也苦不堪言。幸好这时出现了一个英雄大禹,他疏通了娄江,吴淞江和东江三江(图1),让我一泻千里,好不畅快!这件事大概发生在距今3700年前,也有说是距今2000-2500年左右。具体我也记不清了。

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图1 太湖古地理(洪雪晴,1991)

总之,从此我和我周围的人民过上了幸福的生活。后来由于人类水利工程的建设,我不能从娄江和东江排水了,吴淞江水量也越来越小。于是我的面积不断扩大,长成了现在的样子。其次,我的外形和沉积物也受到了地形,河流和风的影响,这三者共同作用在我的身体里形成了不同的湖水流动方向和模式,简称湖流(图3)(景存义,1989;孙顺才和伍贻范,1987)。说起我的长相,其实蛮Q的,我的西面和南面岸线比较平滑,呈弧状,北面和东面有许多湖湾。俯瞰有点像一只头朝西南方向的章鱼,这个特点恐怕全世界独一无二了吧。有粉丝认为,我的西南岸线呈弧形是湖流侵蚀的缘故。同时我的沉积物的类型也受到这些流的影响(图2)。还有一个特点就是我的沉积速率比较低,我的平均沉积速率只有1.53mm/a,远低于巢湖,洞庭湖,鄱阳湖等其它大湖。因为我的水深浅,沉积物容易受到风浪的扰动而发生再悬浮,再加上我的吞吐量大,换水周期短(<1年),大量泥沙被水流带走。所以受湖流的影响,我的西面大部分为侵蚀型湖底,而东面较多堆积型湖底(孙顺才和伍贻范,1987)。

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图2 太湖湖流分布与沉积类型(孙顺才和伍贻范,1987)

本来我可以就这样一年年平静地生活下去,直到衰老和死亡。但到了20世纪我的周围发生了变化。之前可爱的江南水乡苏州、无锡摒弃了漂亮的徽派建筑,盖起了丑陋的大高楼。很多人不再骑自行车,开上了四轮小汽车,那速度真快,听说能一路开到北京呢,不过它屁股产生的尾气我闻着实在受不了。我周围的人口也发生了爆炸性的增长,他们要有地方住,于是好多农田上面盖了房子。工厂也跟着凑热闹,有的都开到我家门口了,严重侵犯了我的领地,恨只恨我不是孙悟空,画个圈圈让他们进不来!这还不算,他们住进来后还把垃圾、脏水往我肚子里填。我使出浑身解数要洁身自好,一开始我确实做到了。后来,他们变本加厉,我实在是累了,承受不住了。近几十年来,我的水体中的N、P等营养物质急速增加,1981年总无机氮浓度比1960年增加了18倍,1998年总磷较1988 年上升了2.7倍(秦伯强和罗潋葱,2004;张运林和秦伯强,2001)。随着营养物质的增多,我的身体在悄悄发生着变化,粉丝们给它起了个名字叫富营养化。受富营养化的影响,1960年以来,共有23 种水生维管植物从我的湖水里消失,取而代之的是蓝藻的爆发(赵凯等,2017)。下面我要着重讲讲这个蓝藻,它即是一切灾难的根源。

蓝藻也叫蓝绿藻,因其细胞大多呈蓝绿色而得名。它属于原核生物,没有叶绿体,但是有能进行光合作用的类囊体。蓝藻是地球上最早的光合自养生物,出现在距今35-33亿年前,据说它对地球表面从无氧的大气环境变为有氧环境起了巨大的作用,这个还真得感谢它。不过现在的我内心可对它一丝感激也没有。蓝藻喜欢高温、强光照偏碱性和营养物质高的环境,在这样的环境下它会快速繁殖,每年的6-9月我的北部和西部湖区就成了它们洗澡的乐园(图3)。蓝藻死亡后,它的尸体降解消耗水体中的溶解氧,导致鱼虾、水草等水生生物因缺氧而死亡,它们残体的腐烂又进一步消耗溶解氧,并释放出营养物质,这一切形成了一个恶性循环。蓝藻大量繁殖,并在水面形成一层蓝绿色而有恶臭味的浮沫,称为“水华”。发生蓝藻水华的水体不但闻着臭,喝着还有毒,因为蓝藻细胞的破裂会释放藻毒素,接触可导致皮肤过敏,引用可引起肝中毒,甚至危及生命。

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图3 太湖藻蓝素的分布范围(引自太湖湖泊生态系统研究站网站)

最近粉丝科学家们在我的西北部的竺山湾还发现了一种更严重的现象,他们称之为“黑水团”,也叫“湖泛”。“黑水团”是大面积暗黑色水团。黑水团区溶氧可降为零,氨氮和硫化物浓度超级高(Yang, M等,2008),那气味的酸爽,简直不能用语言来形容。黑水团可怕到什么程度?连蓝藻也不能在其中生存了。粉丝们认为无锡水危机事件正是这些黑水团在作怪。那么黑水团又是怎么形成的呢?这就涉及到另一个问题了,因为几十年蓝藻爆发的影响,我的底泥也不干净了,大量未碳化的有机质的沉降导致底泥有机质含量非常高,再加上金属元素的增加,它们在底泥的厌氧环境中做着见不得人的勾当。黑水团正是在蓝藻大量死亡,高有机质底泥和温度高、风力小的天气条件三者满足之后形成的(盛东等,2010)。2007年就恰好是这样一个灾年(任健等,2008),所以那一年,噩梦发生,黑水团形成了。

感谢小伙伴们听完我这些絮叨。相信大家已经看出来了,无锡水危机事件绝不是某些官员说的“突发的自然灾害”,它是早有“预谋”的,甚至是在二三十年前就“预谋”好了的。人口的增加,工厂、高楼的建设,污染的排放,渔业养殖,水生植物、鱼类死亡到蓝藻爆发,再到发生黑水团,这一切进行的多么有条不紊!可怜我成了这一切的牺牲品。那些十年前在超市抢购纯净水的人们如今可能已不记得当时的情形,但这一切对于我却成了家常便饭。蓝藻爆发年年都有,黑水团也时有发生(李旭文等,2012)。好在我知道人类已经采取措施要让我变好,对此我心存感激。只是希望十年后大家勿忘历史,引以为戒!

致谢:

感谢中科院南京地理与湖泊研究所的闫人华博士及河南省新乡市平原外国语学校的李娟娟老师对本文写作提出的宝贵建议及对文章初稿进行的认真修改。

文章作者:李玲玲

所在单位:中国科学院南京地理与湖泊研究所,南京,210008