永胜程海湖环境治理考察

　　云南省农牧工程设计研究院组织有关专家对程海湖进行现场踏勘、调研，编制了《永胜县程海湖周农业面源污染治理及现代生态农业发展项目》可研报告，我院多次组织专家及领导对可研报告进行论证评审，报告方案正上报云南省人民政府审查。

　　程海湖概况

　　程海湖是云南省9大高原湖泊之一，是世界三大自然生长螺旋藻的湖泊之一，是沿湖居民世代赖以生存的聚宝盆，是程海镇经济赖以发展的稀有宝贵资源。

　　程海处于程海大断裂带中段，形成于1000多年前的沉陷大地震，明代中期以前，湖水南流30多km汇入金沙江，形成程河水系。明代中叶以后，湖水下降，不复外流，万历年间，开河建闸，以资灌溉，至清代乾隆年间，湖水再降，变为封闭性内陆湖泊。湖面形状呈现狭长形，南北长19 km，东西最大宽度5.4 km，水域总面积74.6 km2，汇水面积318.3 km2，蓄水量19.2亿m2，平均水深25.7 m，最大水深35 m，平均水温15.9℃ ，最高水温20.5℃ 。湖面海拔1501 m，流域内最高点位于程海西南部，海拔3280 m。该湖是一个封闭型湖泊，没有出流，也没有长年性的固定地面水源补给，水量补给主要是地下水、湖面降水、雨季湖周地表径流及仙人河隧洞工程雨季补水，并有团山、季官几条河流汇入，损耗主要是湖面蒸发和农田灌溉。湖区年平均降雨量735.9 mm，年平均蒸发量为2169 mm，蒸发量是降雨量的3倍。

　　程海水是重碳酸钠镁型水，矿化度9.1，湖水pH值天然保持在9.0到9.4之间，矿化度较高，F-含量较高，湖水的化学型为重碳酸钠及重碳酸钠镁型(这种类型水质的湖泊又称为苏打湖)。程海的这些水质特点有异于其它高原湖泊。正是这些水质特点为螺旋藻的养殖创造了有利条件。程海最为重要的是，这里生长着大量天然螺旋藻，成为云南乃至中国一绝。目前，世界上仅有三处水域生长这种藻类，一是墨西哥的坦克斯可可湖，二是非洲的乍得湖，三就是永胜县的程海湖。经过中科院武汉水生生物研究所科学测试证实，与世界上另两个产地相比，程海气候、温度、日照、水质都更适于螺旋藻生长。目前，程海湖岸已建立起世界上最大的螺旋藻生产养殖基地，养殖面积39.5万m2，年生产螺旋藻干粉能力1200吨，年产值3600多万元。

　　程海浮游动植物十分丰富，为富营养型湖泊。已知的藻类植物共有126种及变种，隶属6门54属，蓝藻占优势，占总量的99.8-99.9%。鱼类有29种，隶属9科12属。其中土著鱼类16种，人工放养的鱼类4种，即：太湖短吻银鱼，滇池高背鲫鱼、红尾鲤、荷包鲤。银鱼、鲤鱼、西昌白鱼、中华倒刺鲃、园吻鲴、大口鲇、滇池高背鲫鱼等是程海的主要经济鱼类，年产鱼1500吨以上。程海已知的浮游动物种类较少，只有10种。程海的底栖动物类种和数量较多，已知的共有37种。高等水生植物分布于湖边浅水线，形成高等水生植物环湖带，主要有苦草、红线草、狐尾藻等。湖周有鸟类和禽类40多种，是鱼类、水禽、候鸟及其他野生动物重要的栖息地。

　　程海又名黑伍海，位于云南西北部丽江市永胜县中部的程海镇境内，距县城永北镇约45km，地理坐标为东经100。38’-100。41’;北纬26。27’-26。28’之间。

　　程海处在横断山脉的东缘和云南山字形构造(云南弧)的西翼，属于高原上石灰岩、砂岩地区的构造湖，位于活动性的程海大断裂带上。湖的长轴与断裂带的走向一致，湖盆基底地质构造复杂，主要由3组断层组成，另外还有21条小断层夹入其间，该湖形成年代较晚，为新生代的更新世早期，湖底沉积物少。按成湖的主导因素划分，程海为断陷侵蚀湖，湖盆受程海断裂构造控制，后期又受到河流长期侵蚀作用，湖盆由断裂作用和河流侵蚀作用形成。

　　程海湖东、西、北三面环山，南面地势平坦，东面为红层碎屑岩组成的高山地形，坡度较缓;北面为碳酸盐岩组成的中山地形;西面为玄武岩组成的连绵不断的陡峻高山，山箐源头短，堆积物来源较少，坡度陡。湖东南侧基岩多为半坚硬之泥页岩，箐沟源头较长，坡度较缓，是主要的农耕区。总的地貌是西北高、东南低、两侧高、中间低。

　　湖区位于金沙江河谷地带，属亚热带高原气候，年平均气温19.1℃，最冷月平均气温8-11℃。冬半年(11月-5月中旬)在热带大陆性气团控制下，北方冷气团不易入侵，难以形成降水过程，因而天气晴朗，空气干燥，日照充足，云、雨量少，是干季。夏半年(5月中旬-10月)受来自热带海洋东南季风影响，水气充足，云、雨量大，形成雨季。据河口街水文站19年的资料统计。雨季降雨量占全年总降雨量的92%，特别是6-8月，降雨量占64.4%，由此可见，湖区干湿季分明，四季却不分明。湖区深处内陆，地形闭塞，东南暖湿气流至此已是强弩之末，故湖区光照充足，日照时数在2500-2750小时之间，日照百分率达60%左右。≥10℃的积温达5000-6000℃，太阳辐射月总量的最大值在春季。湖区气候干燥，蒸发量大于降雨量，据河口街水文站20年的资料统计，年平均降水量733.6 mm，雨日90-100天，年平均蒸发量为2169.0 mm。湖区主要盛行南风。

　　程海属金沙江水系，汇水面积318.3 km2，其中陆地面积243.7 km2，水面积74.6 km2。湖南北长19 km，东西最大宽度5.4 km，平均宽度4.3 km，蓄水量19.8亿m3，平均水深25.7 m，最大水深35 m。程海湖床倾斜度大，浅水区域较少，87%的水面的水深达20 m。

　　该湖是一个封闭型湖泊，没有出流，也没有长年性的固定地面水源补给，水量补给主要是地下水，湖面降水，雨季湖周地表径流及仙人河隧洞工程雨季补水;损耗主要是湖面蒸发和农田灌溉，蒸发量大约是降雨量的3倍。

　　流域内分布的土壤类型主要有红壤、黄红壤、石灰土、冲积土和水稻土。红壤、黄红壤主要分布在山区，大多是林木生长的物质基础，一般情况下，土层薄，有机质含量低，偏酸，土壤中障碍因素多。程海湖周土壤主要为红壤、冲积土等。水稻土、冲积土集中分布在坝区，土层厚，是农作物生长的主要土类，流域陆地生态环境差，植被破坏严重，森林覆盖率极低，仅为5.37%，现存天然植被主要为灌草丛，仅有小面积云南松、华山松及桉树幼林。

　　程海湖面源污染治理提出的理由与过程

　　程海由于远离城镇，长期以来开发程度较低。随着湖区人口迅速增长和经济发展，长期以来人为干预及自然、地质等原因，特别是上世纪80年代中期发现其特殊的水质和人工大量生产蓝藻以来，程海湖的生态环境已处于恶性循环之中，湖周森林砍伐殆尽，植被严重破坏，水质受到污染，水体富营养化程度日渐严重。突出表现在：

　　一是湖水入不敷出，水位逐年下降。据永胜县县志记载，程海原是一个外流湖，湖水曾通过程河流入金沙江，当时水深约72m，至1779年，湖水突然下降，形成现在的内陆湖。程海靠地下水、湖面降水和雨季湖周的地表径流补给，损耗主要是湖面蒸发和农业灌溉用水，水位总体呈下降趋势，且逐年加剧。1690-1965年水位下降37.8m，年均下降0.137m;1966-1984年水位下降3.82m，年均下降0.212m;1984-1995年水位下降0.09m，以后下降速度基本保持稳定。对于封闭型的内陆深水湖泊，水量交换处于停滞状态，导致湖水的矿化度和总硬度不断提高。

　　二是湖周森林生态功能薄弱，水土流失严重。表1为程海湖流域土地利用现状。上世纪60年代以来人为大规模砍伐，目前湖周森林覆盖率12.66%，其中有林地覆盖率仅12.70%，疏林和灌丛占17.08%，荒草坡占22.23%。从表1可知，荒草地、宜林荒山面积较大，森林面积比例小，程海湖流域生态系统十分脆弱，程海湖正在受到自然环境恶化的威胁，就其原因，这是多年来过度破坏森林资源的客观反映。森林植被发生了常绿阔叶林-针叶林-灌丛-草坡演变的逆向演替，湖滨带基本缺失。由于森林覆盖率低，造成水土流失严重。程海湖流域是我省九大高原湖泊以至全省水土流失最严重的地区之一，土壤侵蚀率高达61.59%，每年的土壤侵蚀量达78.4万吨。

　　表1 程海湖流域土地利用现状 单位：hm2

　　三是水土流失严重。程海湖流域面积318.3 km2，其中：湖面面积74.6 km2，陆地面积241.1 km2。程海湖流域有大小47条入湖河流，对补充程海湖水源起到决定作用。多年来，由于人为活动频繁，粗放掠夺开发，加上自然历史原因，旱季河水断流，雨季洪水暴涨暴落，不同程度地发生泥石流，向程海湖体输入大量的泥沙和氮磷等营养物质。这些河流中，关帝河、北潘蒲河、季官河、团山河、王官河、刘家河、贺家河、青草湾河、东大河、西大河等10条河流的水土流失最为严重。根据全县水土保持总体规划及实地调查结果，该区轻度以上水土流失面积116 km2，占总面积的48.11 %，其中：轻度流失面积26 km2，占流失面积的22.41%，年流失量6.37万吨，中度流失面积81 km2，占流失面积的69.83%，年流失量39.37万吨，强度流失面积9 km2，占流失面积的7.76%，年流失量7.02万吨。流域内年水土流失量为52.76万吨。轻度流失区内以细沟侵蚀为主，伴有面蚀。中度流失区以冲沟侵蚀为主，伴有重力侵蚀，沟壑密度为20 km/km2。强度流失区以重力侵蚀为主，伴有冲沟侵蚀，特别是湖面东岸，冲沟极其发育，土壤侵蚀极象“土林”。由于流域内地质构造发育，地层风化破碎严重，人们对流域内森林植被进行长期的破坏，导致荒山荒坡和坡耕地逐年增多。由于湖区周边生态环境破坏严重，保土保水能力差，流域内旱季缺水，雨季洪涝灾害不断，河道逐年淤积。部分农田被毁。沿湖周围，每年冲下的泥沙形成若干个洪积扇，逐年侵占程海湖面，据程海水位站实测降雨量分析，年降雨量减少单点暴雨增多，增加水水土流失的危害。

　　四是程海污染加剧，特别是农业面源污染日趋严重。程海湖的污染源主要来自三个方面：内源、点源和面源。内源污染主要是湖底泥中含有的大量营养物以及各种水生物死尸腐烂后使湖水中的磷和氮含量增多。由于程海湖是一个内陆封闭型高原深水湖泊，没有出流，也没有常年性固定地表水源补给，水体无法循环，自净能力差，加之湖面逐年下降，湖内污染物长期沉积得不到有效清除，导致湖水浓度增加、水质富营养化进程加快、磷和氮含量增多，内源污染加剧。点源污染主要为沿湖螺旋藻养殖企业的生产、生活废水。程海湖周现有5家养殖企业，养殖面积39.5万m2，螺旋藻干粉年生产能力1200吨，每生产1吨干粉所用化学药剂达20余种，废水量达3000多kg。另一个重要来源是面源污染，主要有地表径流、村镇生产生活污水、湖面大气沉降、农业农村其他污染等。

　　农业是面源污染中贡献最大的产业。农业对化肥的过度依赖日益加深，这缘于化肥对粮食的增产作用。然而，近几年来，化肥的施用量已远远超过粮食作物的需求量。化肥、农药的大量使用，造成土壤板结，肥效在迅速下降，肥料流失严重，成为耕地、地表和地下水的重要污染源，氮肥则是农业面源污染的罪魁祸首。氮肥污染是农业发达国家的全球性问题，美国、欧洲都遇到很大挑战，直到现在，美国仍然有50%以上氮肥不被作物吸收，一部分变成环境污染。国际公认的氮肥平均施用量(纯氮)上限为15kg/亩，施用的氮肥只有1/3被农作物吸收，而其它或进入大气，或沉留在土壤中，残留化肥已成为巨大的污染暗流。据非官方调查《氮肥的真实成本》文中报道，我国化肥当年利用率平均为30-35%，其中氮肥为30-35%，磷肥为10-25%，钾肥为35-50%，2008年有近1/4总产量的氮肥超过1500万吨的废氮流失到农田之外，不仅无助于粮食生产，更成为农业面源污染之源，污染地下水，导致湖泊、池塘、河流和浅海水域生态系统的富营养化。近几年爆发的诸多水污染事件中已出现氮肥的影子，2007与2008年太湖两度爆发蓝藻事件，一度被视为工业污染之祸，后来详细调查结果表明，氮肥亦是污染的元凶之一，太湖蓝藻爆发的内因是氮磷含量过高，湖水富营养化。

　　据有关部门调查，目前程海湖61%以上的污染负荷来自面源，其中总磷入湖负荷83%来自面源。据2006-2009年统计，程海流域化肥年施用量758.32吨(折纯)，氮、磷、钾分别占67.8%、21.4%和10.8%(图1)，年流失量达64.61吨(折纯)，氮、磷、钾分别占74.8%、12.6%和12.6%(图2)。其中耗用化肥较大的作物包括水稻、玉米、大蒜等。调查程海流域2006-2009年水稻和玉米产量与施肥量的情况(图3和图4)，发现总的化肥施用量呈上升势头，其中氮肥用量逐年增加，磷肥用量较为持平，钾肥用量则有下降趋势，而作物产量并没有随之增长。说明目前的种植业结构和耕作管

　　图1 氮、磷、钾肥料施用比例 图2 氮、磷、钾肥料流失比例

　　理技术增加了生产成本，降低了经济效益，还对程海的环境造成污染。耕作管理涉及肥料种类、施肥量、肥料品种、施肥时间、施肥方式等。氮素的流失与化肥施用量呈显著正相关，过多的化肥施用使土壤氮、磷出现盈余，增加流失风险，不合理的施肥时间和方式，亦能增加径流中氮、磷含量。程海湖流域农业科技水平不高，测土施肥、保护性耕作等管理技术尚未普及，加之农业人口多，非农占用质量较好的田地后耕地更趋紧张，坡耕地保水、保肥能力差，农民们不得不通过追加更多的化肥来满足生产需求。此外，程海湖流域化肥利用率低，湖区当季氮肥利用率仅为30%左右，降低了肥料经济效益，更加剧了氮磷的流失。

　　图3 2006-2009年水稻产量及氮、磷、钾用量情况 图4 2006-2009年玉米产量及氮、磷、钾用量情况

　　(注：N、P2O5、H2O单位为kg/公顷) (注：N、P2O5、K2O单位为kg/公顷)

　　因此，利用现有资源，综合运用现代农业科学技术，调整农业种植业结构，在保护和改善生态环境的前提下，进行优质、高效、安全的农产品生产，实现农业的可持续发展和经济、社会、生态效益的统一已刻不容缓。

　　针对程海湖的严峻形势，云南省委、省政府十分重视，曾就云南九大高原湖泊水污染综合防治召开现场办公会，对治理工作提出总体思路和具体要求，成立了“九湖办”负责具体指导工作。在《云南省生态建设和环境保护“十一五”规划》中，把程海治理列为“十一五”的重点布局之一。丽江市、永胜县、程海镇也相继制定相关的政策和保护措施，逐年持续增加项目经费投入，加大程海保护宣传教育和环境综合整治力度，程海保护和环境综合治理取得了一定成效。但由于诸多因素的影响和困难条件的制约，整体性治理效果不佳，全面、综合而深入治理程海的局面还未形成。程海湖污染日趋严重，形势严峻，加大对程海湖的治理和保护工作已势在必行。