湘江生态环境系统的分析研究

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多数有色金属和稀有金属矿藏的开采、冶炼集中分布在湘江流域以便于工业取 水。而各大重工企业也更愿意临湘江而建，湘江流域内工业企业中 146 个重点污 染源的排污量占全省总废水排放量的 42%。
2.湘江水质状况的污染评价
3 类为水质达标标准。湘江水质评价河长为湖南省境内的 670 公里，水质功 能评价如上图所示。由图可知，湘江水质从 2003 年连续走低持续到 2006-2007 年，半数以上断面水质为 4 类-劣 5 类，属于轻度-重度污染。2008 年由于湘江 污染治理整顿，水质变好。2009 年与 2010 年湘江总体水质为良，2010 年湘江水 质大部分已由 5 类恢复至 3 类，但是局部区域仍存在污染，特别是流经城镇和工 业区江段水质普遍受到不同程度的污染，岸边污染带也未得到有效控制。2009 年，在株洲、衡阳以及城市群、工业群集中区域仍存在镉、汞等重金属潜在污染 的威胁诶，氨氮、总磷、COD 等有机污染物均有超标。湘江流金的主要城市河段 中，永州、衡阳、株洲、长沙、湘潭岳阳各河段的八年来的水质均在 4-5 类之间， 主要污染物为粪大肠菌群和氨氮，铁、总磷、挥发酚和重金属等指标在个别断面 偶尔超标。究其原因为农业用水及生活用水严重超标，导致总氮、总磷、氨氮排 放量过高，城市段的水质受到威胁。而庞大的生活垃圾堆积如山，在人们的生产、 生活过程中，有意无意地被倾倒进湘江，构成了湘江的白色污染。
摘要：近年来，湘江流域生态环境并不乐观，存在水质变差、动植物资源减 少、底泥污染等江河流域生态系统问题。因此，湘江流域生态环境恢复刻不容缓。 文章首先对湘江流域生态环境的现状做了详细分析和评价，并指出湘江生态环境 存在的主要问题，最后结合德国莱茵河生态环境治理的成功案例，针对这几个主 要问题提出解决措施。
道生态需水和景观功能严重退化。
湘江枯水期的降雨量状况。从 2003 年以来，每年秋冬季节，湘江流域一直
处于枯水周期，降雨量总体偏少，使得湘江长沙段接连遭遇枯水影响（如图 19、
20）。2003~2010 年间，湘江长沙段出现最低水位前一个月湘江流域平均降雨都
较历年均值偏少 60％以上。2010 年 10 月以来，湖南全省大部分以晴热干旱天
图 1-湘江干流示意图
图 2湘 江 橘 子 洲 俯 瞰 图
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2.调研发现
为了更加真实的了解湘江生态环境现状，更好的完成本次论文，我于 2015 年 6 月 14 日对湘江一桥到二桥河西岸进行了实地调研。此次调研活动主要是围 绕湘江生态环境进行的及其水质水资源、周边的生物生长情况、周边环境的状况 等内容展开的。
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(5)湘江流域社会经济发展状况 湘江流域是湖南省人口最稠密、城市化水平最高、经济社会文化最发达的区 域。2010 年，湘江流域地区生产总值 11253 亿元，占全省的 70.8%；地方财政 收入 648 亿元；湘江流域是湖南工业文明的发源地。工业历史悠久，特别是有 色金属工业已有上千年历史，到 21 世纪初已形成了以先进制造、化工、有色金 属冶炼、电子信息、生物医药为主的特色产业集群。
图 5-排水口
图 6-未经处理的污水经排水口排出
除此之外，湘江岸边堆积着大量未经处理的垃圾，臭味熏天（图 7、8）。
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然后，我观察的同时，还对路上的行人进行访问，以获取更详细的信息。我 从受访者获取的消息是改革开放以来，湘江流域水质一年比一年差，水域颜色越 来越深，动植物濒临危机，捕鱼者们越来越难捕捉到鱼类。
图 15-鳖
中华鲟：属鲟形目、鲟科、鲟属的一种。中华鲟为 白垩纪残留至今最为古老的现生鱼类之一，中国一 级重点保护野生动物，也是活化石，有“水中大熊 猫”之称。为我国特有种，因具有许多原始性状成 了介于软骨鱼类和硬骨鱼类之间的中间类型，在学 术研究上具有重要价值。
鳖：俗称甲鱼、水鱼、团鱼和王八等，卵生爬行动物， 水陆两栖生活。鳖肉味鲜美、营养丰富，有清热养阴， 平肝熄风，软坚散结的效果。鳖不仅是餐桌上的美味 佳肴，而且是一种用途很广的滋补药品。
从上表可知，湘江长沙站年最低水位自 2004 年开始连续遂年刷新最低值， 降雨量整体偏少是湘江水位持续走低的主要原因。湘江枯水期水位持续走低对沿 岸居民生活用水、农业灌溉、航运、河流生态景观等社会经济方面带来了严重的 影响。水量减少，枯水期湘江饮用水源污染加重；特枯时期，橘子洲左侧的河床 绝大部分裸露；湘江枯水期航运功能退化，“大船进不来，小船划不来”。
红壤在中亚热带湿热气候常绿阔叶林植被
条件下，发生脱硅富铝过程和生物富集作
用，发育成红色，铁铝聚集，酸性，盐基
高度不饱和的铁铝土。红壤、黄壤、砖红
壤可统称之为铁铝性土壤。
图 9-红壤
(3)水资源
湘江干流全长 844 公里，流域面积 94660 平方公里。湘江流域水系发达，
河网密布，左右岸水系不对称，支流水库众多。湘江水流充沛，径流主要来源于
气为主，湘江流域平均降雨仅 28mm，较历年同期均值偏少 69%，来水量仅为 24
亿立方米，较历年同期均值 偏 少 13% 。 湘 江 枯 水 期 最 小 流 量 都 不
能 满 足 603m3／s 的最低生态需水流量。
图 19-湘江枯水期（1）
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图 20-湘江枯水期（2）
湘江枯水期生态需水、生态景观功能退化。湘江流域连续多年秋冬季节降雨 量偏少，湘江长沙段连续 8 年出现 26m 以下低水位 （见下表），并且不断刷 新历史最低值，给湘江下游地区正常供水带来困难，水质安全带来威胁。
二、问题篇
在现代化快速发展的今天，湘江流域面临着城市发展与环境破坏相互矛盾的 困境，流域内的生态环境遭受到重工业、城市生活垃圾、重金属等污染的极大威 胁，森林的大肆幵采，土地、湖区的大量破坏，导致水土流失、洪港灾害的频繁 出现，湘江流域生态环境遭到了极大的破坏。
1.湘江底泥和土壤污染状况的评价 湘江流域河道底泥和沿岸农田重金属污染累积多，富集程度高，存在严重的 潜在水污染和生态风险危机。湘江干支流长期受冶金、化工、有色金属矿业、造 纸业、钢铁业等行业重金属工业废水长期排放累积的影响，河道底泥均存在不同 程度的超标。主要超标重金属按污染程度大小依次为镉、汞、砷、铅、铬，其中 镉超标高达 422 倍，主要淤积在湘江干流中游。
图 10-樟树
枫香：落叶乔木，高达 30 米，胸径最大可达 1 米，树皮 灰褐色，方块状剥落；小枝干后灰色，被柔毛，略有皮 孔；芽体卵形，长约 1 厘米，略被微毛，鳞状苞片敷有 树脂，干后棕黑色，有光泽。叶薄革质，阔卵形，掌状 3 裂，中央裂片较长，先端尾状渐尖。
图 11-枫香
水杉：水杉是乔木，高达 35 米，胸径达 2.5 米；树干基 部常膨大；树皮灰色、灰褐色或暗灰色，幼树裂成薄片 脱落，大树裂成长条状脱落，内皮淡紫褐色；枝斜展， 小枝下垂，侧生小枝排成羽状，长 4-15 厘米，冬季凋落； 花期 2 月下旬，球果 11 月成熟。
图 7-湘江岸边的垃圾（1）
图 8-湘江岸边的垃圾（2）
3.生态环境现状
(1)气候资源
湘江流域属太平洋季风湿润气候，光、热、水资源丰富，冬季湿润寒冷，夏
季潮湿酷热，春夏多雨，秋冬干旱。在全球气候变暖大背景下，湘江流域气候也
随之发生变化：冬、春、秋三季气温明显升高；降水强度和密度增强；日照、风
速、湿度明显减小，并对湘江流域水文条件带来了明显影响。湘江流域年历史平
图 12-水杉
水生生物：调研范围内主要以鱼类虾类为主，有青鱼、草鱼、鲢鱼、鲫鱼、 鲤鱼、蓝刀鱼、鳖等鱼种，还有中华鲟、鳗鲡等珍稀水生生物物种。
图 13-草鱼 图 14-中华鲟
草鱼：鲤科，体延长，亚圆筒形，体长大 1m 余。体 青黄色。头宽平，口端位，无须。咽齿梳状。栖息水 的中下层，以水草为食。3-4 龄成熟，在江河上游产 卵，可人工繁殖。生长快，最大个体达 30kg 左右。 为中国主要淡水鱼类养殖对象。分布于中国各大水 系，肉味美，鱼胆有毒。
均气温在 16℃～18℃之间，过去 50 年（1961～2010 年），湘江流域年平均气
温以每 10 年 0.15℃的速率增暖。
(2)土壤资源
湘江流域土壤主要为红壤，黄红壤，
表土多为腐殖质土。红壤为发育于热带和
亚热带雨林﹑季雨林或常绿阔叶林植被下
的土壤。其主要特征是缺乏碱金属和碱土
金属而富含铁﹑铝氧化物，呈酸性红色。
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3.湘江流域水土流失状况
近年来随着长株潭“3+5”城市群和高速公路、铁路的建设、采矿挖沙等一
系列大规模的开发，大量植
被遭到破坏，裸露土地、裸
露山体增加，乱倒乱源自文库现象
多，扬尘污染，江河湖库泥
沙淤积，水土流失严重，每
年流失土壤约 1.7 亿吨，造
成河床抬升、河堤滑坡坍塌，
致使陆生动植物资源逐渐减
少，森林覆盖率降低，涵养
水土功能退化，对湘江流域
的生态安全构成了威胁。湘
江泥沙主要来自降水（尤其
是暴雨）对表土的侵蚀，汛
期河流含沙量最大，且含沙
量、侵蚀模数、水沙比自上
图 18-湘江水土流失
而下不断增大。水土流失也从上而下逐渐加剧。湘江多年平均侵蚀模数在 100～
600t、km2 之间。进入 21 世纪,湘江流域有林地面积 394.29 万 hm2，森林覆盖率
51.55%，水土流失面积 18808km2，占全流域面积的 22%，平均侵蚀模数 3365t、
km2。
4.湘江水位变低综合评价
受全球气候变暖、三峡工程建设等综合因素影响，湘江水位近年枯水频率增
多，湘江长沙站水位枯水位连创历史新低，甚至有些城市河道礁石、险滩、桥墩
裸露，沿江城市的供水、航运交通、工农业生产等均受到了较大的不利影响，河
降雨，年平均降雨量在 1200～1700 毫米。湘江多年平均含沙量 0.172 千克、立
方米，年平均输沙量为 1140 万吨，属于少沙型河流。
(4)生物资源
陆生生物：调研范围内组成树种以樟科、壳斗科、金缕梅科、冬青科、山矾
科、松科植物为典型代表。主要建群种有樟树、枫香、马尾松；在有些群落中以
苦槠、白栎、南酸枣、泡桐、杉木等为建群种，常见伴生种有冬青、野柿、四川
引起骨痛病；汞属于剧毒物质，会对人体脑组织造成损害；人体铅含量超标容易
引起贫血，损害神经系统；铬误食饮用可致腹部不适及腹泻等中毒症状，引起过
敏性皮炎或湿疹。
湘江重金属污染来源于哪里呢？
罪魁祸首是湘江水畔林林总总的由钢筋水泥搭建起来的钢铁、有色、石油化
工、建材、机械等重工业工厂、企业。湖南素以“有色金属之乡”著称，其中大
首先，我认真观察了周边环境， 并在不同的地点取了多次水样。我 发现愈靠近岸边，水的颜色愈深， 有的都已经呈黄黑色，取样时还散 发出一股难闻的气味（图 3）。在这 一路上我们看到河流的两岸种了许 的蔬菜，由于近期长沙降水较多， 有的已经被淹没（图 4）。
图 3-湘江的“黄水”
图 4-河岸种植的蔬菜
可见现在的湘江污染严重，重金属的含量远远超标，这样的水源旁边的菜会 对我的身体造成多大的伤害。沿途的调查中，我也看到了好几个排污口，这些排 污口周围的水和其他的地方是不混合的，也就是说这些废水根本没有达到排污的 标准（图 5、6）。
图 16-湘江河道底泥（1）
图 17—湘江河道底泥（2）
湘江河道底泥的重金属污染对沿线主要城市的居民的饮水安全构成威胁，同
时导致底栖生物的大量锐减。湘江流域内部分工矿区的土壤重金属污染十分严
重，通过农作物-农产品的食物链富集和降雨径流方式进入饮用、灌溉水体，进
而影响当地居民的身体健康。镉的毒性很大，长期摄入微量镉，使骨骼严重软化，
山矾、白栎等。灌木层：主要建群种有檵木、四川山矾、赤楠、栀子，有些群落
中以山油麻、花竹、油茶、山胡椒等为优势种。草本层：蕨、狗脊蕨、芒萁、淡
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竹叶，少数群落以蕨、芒等为优势种。
樟树：常绿大乔木，高可达 30 米，直径可达 3 米，树冠 广卵形；枝、叶及木材均有樟脑气味；树皮黄褐色，有 不规则的纵裂。顶芽广卵形或圆球形，鳞片宽卵形或近 圆形，外面略被绢状毛。枝条圆柱形，淡褐色，无毛。
关键词：湘江流域；生态环境系统；生态修复；重金属污染；水污染；
一、现状篇
1.概述
湘江是长江水系第五大支流，也 是湖南省境内最大的一条河流。湘江 干流全长 969 千米、流域面积 94660 平方米，湖南省境内湘江流域面积占 全省面积 40%。其丰富的水资源担任 着饮用、能源、渔业、旅游、工业生 产、农业灌溉、航运等多种功能。湘 江生态环境的优劣直接关系到全流 域四千万人民的生存和生活，关系到 全流域工农业生产和经济建设的可 持续性。但随着城市化、工业化进程 的加速推进和畜禽养殖业规模化发 展，工业、生活、畜禽养殖业污染和 历史遗留污染叠加，湘江环境污染问 题变得更加复杂，湘江流域生态环境 恶化问题日益突出。