黄河入海径流量减少对河口海洋生态环境的影响及对策.docx

黄河入海径流量减少对河口海洋生态环境的影响及对策高振会 杨建强 崔文林 张洪亮（国家海洋局北海监测中心，青岛，266033） 摘 要：根据多年的实测资料，较详细地分析了黄河入海径流锐减乃至断流对河口海洋生态环境的影响。指出入海径流锐减改变了海洋生境要素，从而对海洋生物产生作用，致使海洋渔业生产力下降，部分物种绝迹等；同时，入海径流锐减也是三角洲海岸严重侵蚀，三角洲湿地生态系统受损的重要原因之一。因此，对整个黄河流域的开发治理，应充分考虑其对海洋生态环境的影响。文章最后分析了入海径流锐减的原因，并提出了缓解和预警对策。关键词：黄河断流 入海径流减少 河口生态环境 影响黄河干流长5464km，流域面积752443km2，流经中国西北、华北地区，是中国北方最大的河流。它每年向渤海输入巨量的淡水、泥沙和各种营养盐类，并在河口和邻近海域形成了适宜于海洋生物生长、发育的高生产力的海洋生态环境1，成为大量经济生物的产卵场、索饵场和育幼场2，3。然而，随着近代黄河尾闾不断变化，加之近年来黄河水资源过度利用和上游生态环境恶化所引起的断水断流，导致了冲淡水和营养盐来源短缺。黄河自1972年开始自然断流至1995年的24a间，入海量减少了317.51108m3，入海输沙量减少了28.84108t4。入海径流的锐减乃至断流改变了河口生态系统的基础环境，对河口及邻近海域生态环境产生严重威胁。已有研究表明，黄河口及邻近海域的生态环境质量，将直接影响到渤海，乃至黄海生物资源动态及其可持续性5-7。因而，研究入海径流改变对海洋生态环境的影响，制定缓解和预警对策，对于维护生态平衡，保护海洋资源与环境有重要的意义。1 黄河入海径流变化特征黄河具有水少、沙多、季节性变化明显等特征。花园口站多年（19191975年系列）平均年径流量为559.2108m3，年均输沙量（19191985年系列）为16108t8，其年径流量只有长江的6.1%，而输沙量则为长江的3.5倍。据利津站19502001年入海水沙实测资料，入海水沙50至60年代较丰，70年代以后显著减少。年平均径流50年代为480.5108m3，60年代为501.2108m3，70年代为311.2108m3，80年代为286.0108m3，90年代仅为125.4108m3。19902001年均径流入海量为仅为19502001年均入海量的三分之一弱。（图1）黄河自然断流自1972年开始至1979年，共出现断流13次，1987年后几乎连年断流。70年代断流河段平均长242km，80年代平均长256km，90年代前8年平均长427km，其中1997年断流时间长达226天，断流长度达704km，上延至河南境内。第一作者简介：高振会（1956-），男，山东沂水县人，大学，副研究员。主要从事海洋环境监测、海洋预报、海洋环境保护等研究，发表论文十二篇。EMAIL：图1 黄河入海年径流量（1950-2001年）2 入海径流减少对河口海洋生态环境的影响黄河入海径流的锐减对河口海洋生态环境的影响是多方面的。本文主要从三角洲海岸、海洋生境、海洋生物、海洋渔业以及三角洲湿地等方面的影响加以分析。2.1 对三角洲海岸的影响黄河对海岸的影响主要表现为三角洲的淤进、海岸的侵蚀及岸线变化对流场的影响方面。1975年以后三角洲的淤进速度比以前明显放缓，与同一时期黄河来水量和输沙量减少成一致关系。19761981年6月平均造陆率48.6km2/a，河口沙嘴平均延伸率3.6km/a；1981.71989年平均造陆率24.7km2/a，河口沙嘴平均延伸率为1.8km/a。整个现代黄河三角洲岸线除了行水河口附近的几十公里的岸线强烈淤进外，大部分岸线都处于侵蚀后退状态，由于黄河大量来沙使河口淤进速度和强度都大大超过其它部分岸线的蚀退速度和强度，因而三角洲不断向外海推进。据任美锷9，黄河三角洲在19541975年的21年共淤进578km2，平均每年淤进28km2。在1976-1987年的11年间共淤进400km2，平均每年淤进36.4km2。据肖笃宁等10，19861996年的10年间，三角洲面积减少，平均每年减少将近26km2，其中侵蚀减少的都是湿地发育带。黄河口余流主要的是风吹流，具有明显的径流性质。黄河口附近潮流流速在0.41.5m/s之间，河口沙嘴附近最大。河口近海潮流基本与海岸线平行或一致，海岸线的变化直接影响着潮流。黄河断流，或者河口的变迁，导致沙嘴蚀退，流场的强度减弱。海岸线的变化同时也会引起流场方向的变化。2.2 对海洋生境要素的影响2.1.1 对浅海温盐的影响受黄河水影响，河口和近岸海水温度皆大于270C，莱州湾、渤海湾大部分水域水温皆大于260C。黄河断流、入海水量6月份前骤减，势必降低近海水温。据多年观测资料统计，80年代前后春季海水水温较60年代偏低0.5-1.00C11，证明了黄河断流会导致近海水温度降低，因而间接地影响海洋生产力。研究海域春季低盐中心值在22以下，位于黄河口外；高盐区盐度在31以上，位于湾湾沟外近海水域。据19762002年盐度资料，自50年代末以来，莱州湾的盐度不断升高，春、秋两季目前已高出4.00左右。受黄河冲淡水影响，盐度为25的等盐线由原钓口河河口向NE海域延伸25-30公里，盐度30和32的等值线已逼近海岸河口。黄河断流后，受东面外海海水推进影响，盐度必然会进一步升高（见图2）。图2 黄河口及邻近海域盐度历年变化情况2.1.2 对浅海营养盐的影响据李凡等12，1958年8月，黄河三角洲近岸海域表层海水磷酸盐含量1-2mol/L，硅酸盐含量为80-100mol/L，硝酸盐含量80-100mol/L；1982年8月，表层海水中的磷酸盐和硅酸盐的含量分别降至0.4-0.8mol/L和10-30mol/L13。据唐启升等13实测资料，1992年8月河口前浅海表层海水中的硅酸盐的含量已由1982年的20-30mol/L降至4-16mol/L；磷酸盐由0.6-0.8mol/L降至0.2-0.3mol/L；硝酸盐由大于4mol/L降至1-2mol/L，上述营养盐含量若不受排污的影响会减少更多。分析2002年5月该海域N/P，均值达到79.91，表明无机磷相对紧缺，可能是影响浮游植物生长繁殖的主要因子，入海营养盐数量的减少，与黄河断流、入海径流减少关系明显。2.1.2 对浅海COD及底质环境的影响据近20年监测资料，自1988年以来COD含量保持平稳，除小清河口、潍河口等几个河口局部地区超标外，大部分海域均满足一类海水水质要求，黄河断流对河口区COD年内季节变化影响明显，但对年际变化影响不大。 将1998年5月沉积物中有机质、硫化物与2002年同期资料比较，未发现明显变化，说明近3-4年来黄河断流对沉积物有机质、硫化物年际影响不大。 2.3 对海洋生物影响2.2.1 对浮游植物的影响据近20年的监测资料，80年代前黄河口及邻近海域初级生产力高于渤海平均水平 14。2002年5月黄河口及邻近海域初级生产力略低于渤海同期平均水平（图3），与1984年相比，2002年同期叶绿素a含量及初级生产力除小清河口外有明显升高外，其它区域均有所下降，初级生产力比1984年同期下降20%左右。1984年春季该海域浮游植物细胞数量明显高于渤海和山东半岛沿海平均水平。而2002年5月份细胞数量低于渤海平均水平，与1984年该海域的同期相比，浮游植物细胞数量下降了近1个数量级。黄河口附近海域浮游植物细胞数量的显著降低，与黄河径流是锐减，该海域磷缺乏有一定的关系。图3 渤海主要海域初级生产力分布（2002. 5）2.2.2 对浮游动物的影响与1984年同期相比，2002年浮游动物生物量下降近50%，优势种发生了一定的变化，中华哲水蚤、强壮箭虫仍然占居优势地位，传统的优势种类墨氏胸刺水蚤（Centropages mcmurrichi）等数量下降成为稀有种。莱州湾西部海域浮游动物优势种发生变化，生物量显著下降，改变了饵料生物环境，对食物链上层的鱼类、虾蟹类数量分布有较大的负面影响。近年来本海域渔产量大幅度下降，海域初、次级生产力显著下降，是导致海域渔业生产力下降的主要原因之一。2.2.3对底栖生物及潮间带生物的影响2002年5月研究海域共出现底栖生物117种，全部为底栖动物，生物量较1984年同期明显下降，生物量的构成也发生了较大的改变。棘皮动物的生物量及其在底栖生物量中的比重下降，多毛类的生物量上升，小清河口附近多毛类生物量最高，出现尖刺缨虫（Potamilla cf. acuminata）单种生物量达36.50g/m2的极值，出现明显污染群落特征。黄河断流期间，会有利于底栖生物种类的增加和分布。该地区潮间带生物在水平分布上差异较大，共检出潮间带动物74种，黄河径流量大，滩涂处于不稳定状态，断流期间，将有利于潮间带生物的分布，黄河复流，生态环境又发生变化，同样影响潮间带生物的生存。2.4 对海洋渔业影响近二十多年来，渔业生产力下降较为明显15。1982年5月鱼资源密度为200-300kg/h，1992年同期降至10-50kg/h，无脊椎动物密度也由1982年5月的30-50kg/h降至小于10kg/h。资源明显减少的有黄姑鱼、银鲳、牙鲆、对虾、蓝点马鲛、鹰爪虾等12。据金显仕等人16调查结果，1998年莱州湾平均渔获量大幅度下降，分别仅为1959、1982和19921993年的3.3%、7.3%和11.0%。渔业资源群落结构也随时间发生了较大的变化，多样性自19591982年增加，然后呈下降趋势。中国对虾等重要的经济鱼类已经形成不了资源。此外，刀鲚（Coilia ectenes）、中华绒毛蟹等溯河性经济鱼类，日本鳗鲡（Anguilla japonica）、达氏鲟（Acipenser bryanus）等洄游性种类已基本绝迹。经济鱼类营养等级结构的衰退虽然与过度捕捞和海水污染等人为因素关系十分密切，但与入海水、沙、营养盐类等物质通量的急剧减少也有密切关系。首先，断流使河口海域初级生产力降低，饵料生物减少，对在该海域产卵的种群十分不利；其次，盐度升高、水温下降，将改变部分物种竞争力，打破种间平衡，直接影响多种经济生物的数量分布。研究表明4春季温度盐度的变化与梭鱼鲈鱼的数量分布密切相关，其中，温度对这两种鱼数量分布影响程度更大。黄河入海径流量锐减乃至断流，在一定程度上改变了经济鱼类及部分物种的生存环境，使其面临灭绝的威胁。2.5 对三角洲湿地的影响黄河三角洲地区湿地是我国最大的沿海湿地，面积约4500km2，其中湿地自然保护区面积1500 km2，拥有丰富的水生生物资源，是东北亚内陆和环西太鸟类迁徙的重要中转站，越冬栖息地和繁殖地。黄河三角洲湿地生态系统经常受到因为断流、改道引起的输水输沙量减少，岸线变化、海水入侵等自然因素的影响，再加上这几年三角洲开发力度的加大，认识和规划管理滞后等人为因素影响，已经造成湿地面积正逐年减少；生物物种减少，有些甚至已经永远消失。据有关资料12，1938年黄河三角洲滨海区曾有大片沼泽湿地，如原民丰至黄河农场附近之沼泽地面积可达600km2左右，随着尾闾摆动，来水、来沙量减少，目前这里的沼泽已经变为耕地或东营市区建筑。1976年黄河由钓口河流路南移至清水沟流路注入莱州湾以后，原钓口河流路附近的湿地自然保护区因无黄河水、沙补给，生态环境日益退化，土地沙化，鸟类明显减少，同时受风暴潮和海水入侵的影响也日益严重，由于黄河三角洲区沉积物中70%以上为粉沙粒级，土壤孔隙度大，含水量小，利于蒸发，因此随着入海径流量的大幅度减少，水、沙补量锐减，预计原有湿地将逐渐向沙漠化方向发展。3入海径流减少的原因及其对近海生态环境影响对策3.1 入海径流减少的原因黄河流域水资源缺乏是入海水量锐减和断流的根本原因，黄河流域约37%为干旱、半干旱地区，其年均降水量200-650mm，多年平均476mm，仅为长江流域的44.5%、珠江流域的30.8%和全国年均降水量的73.3%；流域内径流深为77.4mm，仅为长江流域的15%、珠江流域的9.8%和全国平均径流深的28.1%。然而流域蒸发量与降水量的百分比却远大于长江、珠江流域和全国，其值分别为81.6%，50.9%和47.8% 8。由于水资源量少，经受不起用水量急剧增长的冲击（表1）。目前黄河干流上大型水库已达12座，加上正在建设中的小浪底水库，总库容达574.2108m3，如果再加上各类中、小型水库，其总数已达3380余座，引水和提水工程5万余处 17。用水量由1949年的74.2108m3急增至1989年的334108m3。因而造成了黄河入海水量锐减或断流的严峻形势。3.2 对策与建议黄河断流对海洋生态环境已经造成了难以恢复的不良影响，因而，必须在保证黄河不断流的情况下，稳定入海流量。并采取相应措施： 1）改变“淡水入海是资源浪费”的观念，淡水入海对海洋生态环境有很大的影响，其径流量的不断减少对海洋渔业生产力、物种多样性以及滨海湿地功能等有重要作用。2）改变传统海洋环境保护的观点，环境保护不仅要注意研究和采取措施解决海洋污染的问题，也应当注意陆地上其他方面的人类活动对于海洋环境和资源带来的负面影响，尤其是大河干流大型水利工程的兴建，对于河口及其邻近海域海洋环境和生物资源可持续利用的负面影响。当入海河流兴建大型水利工程时，必须评估其对近海海洋生态环境造成的影响。表1 黄河流域各年代灌溉耗水量（108m3） 1 项目 地区 19501959年 19501959年 19501959年 19501959年灌溉用水量 兰州以上 9.0 14.0 15.5 17.6兰州至河口镇 68.8 84.4 82.3 97.2河口镇至龙门 1.7 1.7 3.1 4.9龙门至三门峡 17.8 26.9 39.2 34.9三门峡至花园口 15.5 21.6 19.7 21.6花园口至利津 11.8 24.3 67.8 94.1利津以上 125 175 233 2743）尽量避免黄河断流，主要采取如下措施：一是加强黄河水资源的统一管理与调度；二是增加黄河中游干流的调蓄能力；三是采取得力措施，切实搞好工业、农业和城市的节约用水；四是井渠双灌，合理开发利用地下水；五是加强科学研究，加快南水北调建设步伐。4）加强对滩涂和海域生物资源的保护，对海水养殖业的宏观调控,合理布局,发展生态养殖。由于当地渔民对滩涂和海域渔业资源保护意识薄弱，捕捞方式的技术落后，再加之渔政管理不力，致使滩涂贝类和近海鱼类资源破坏严重。建议在提高捕捞技术的基础上 ,加强渔政管理力度 ,严禁在禁渔期进行捕捞活动。对于贝类资源衰退严重的滩涂要强制实行封滩护养 ,达到一定密度后 ,有计划捕获。5）制定地区污染防治对策，控制陆源污染入海总量。依据国家环境保护法及海洋环境保护法，以海湾环境容量为基础，适当利用环境自净能力，制定水质目标，包括污染物排放总量控制目标和污染物排入浓度标准目标。6）加强对小清河的污染治理，改善海域环境，治理的主要污染物为COD和石油；其次是以旺河、淄脉河为主要的排污河道的胜利油田的采油废水的治理。7）建设和管理好河口及滨海湿地自然保护区，结合黄河三角洲高效生态经济建设，全面加强这一地区的湿地及其生物多样性的保护，维护湿地生态系统的生态特性和基本功能，重点保护好自然保护区内国家级的具有重要意义的湿地，保持和最大限度地发挥湿地生态系统的各种功能和效益，保证湿地资源的可持续利用，使其造福当代并惠及子孙。8）近海生态系统需要一定数量的淡水资源，因而要开展海洋生态环境需水量的调查与研究工作。参 考 文 献1胡敦欣，韩舞鹰，章申. 长江、珠江口及邻近海域陆海相互作用. 北京：海洋出版社，2001：362孙道元，唐质灿. 黄河口及其邻近水域底栖动物生态特点，海洋科学集刊，1989，30：261-2753沈志良、陆家平、刘兴俊，1989，黄河口及其附近海域的无机氮和磷酸盐，海洋科学集刊，30：51-794田家怡，王民. 黄河断流对三角洲附近海域生态环境影响的研究，海洋环境科学，1997，16（3）：59-655乐肯堂，1995，黄河口的变迁对黄河冲淡水分布的影响，海洋科学集刊，36：81-926乐肯堂、刘兴泉、史久新，1995，黄河口的变迁对邻近海区潮波运动影响的数值研究，海洋科学集刊，36：33-467Yang，Jiming and 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