CREST | 富营养化浅水湖泊修复——方法、效果与挑战

导 读

加拿大ECOFISH研究公司Jonathan M. Abell团队在Critical Reviews in Environmental Science and Technology（CREST，《环境科技评论》）期刊发表题为“富营养化浅水湖泊修复——方法、效果与挑战（Restoring shallow lakes impaired by eutrophication: Approaches, outcomes, and challenges; 2022, 52(7): 1199-1246）”的重磅综述。浅水湖泊生态系统受到富营养化的破坏，当前湖泊修复项目面临经常失败或仅部分成功等现状，侧面反映出环境管理者在解决这一复杂问题时所面临的艰巨挑战。其中问题的关键在于如何选择适当的方法以及如何预测所取得的效果，即"应该做什么，应该改进多少，以及需要多长时间"。本综述批判性地评估了浅水湖泊富营养化问题的解决方法，通过评估全球浅水湖泊修复案例，明确案例的共同特征以及成功修复项目的优势/劣势和驱动因素，最后提出浅水湖泊修复所面临的主要挑战以及应对方向，以期为湖泊修复规划提供参考。

图1 图文摘要（Graphic abstract）

主要内容

应对浅水湖泊富营养化问题的方法

浅水湖泊富营养化的修复主要通过将外部营养负荷维持在可持续的水平上进行主动管理，同时还可以保护沿湖流域水体生态，以及防止入侵物种（如非本地底栖鱼类）的传播。然而，由于环境监管的不足，就需要应急性管理措施来应对富营养化问题。浅水湖泊富营养化的解决方法大体可以归纳为四类：1）减少外部营养负荷，外源营养盐控制是湖泊富营养化治理的根本，否则任何湖内治理都很难获得长期效果；2）减少内部营养负荷，当外源负荷大量削减后，湖泊水质仍不能得到有效提升，湖泊生态系统无法恢复，内源负荷的削减就尤为迫切和重要；3）生物操纵，通过调整鱼类群落(食浮游动物鱼类)结构，提高大型牧食性浮游动物的数量，从而达到控制藻类的过量繁殖；4）水文操纵，操纵湖泊的流入和流出，以完成修复的目标。

成功案例的主要驱动因素

通过对浅水湖泊成功修复案例的总结，得出一个成功的项目通常涉及如下主要驱动因素：1）对外部营养负荷进行主要控制；2）对内部营养负荷进行额外控制；3）制定针对各种来源的营养负荷削减目标；4）对湖泊修复计划进行目标量化；5）设置一个专门的管理机构；6）制定实现营养负荷目标的法规；7）支持集水区管理方法的政治框架；8）具备足够的资金，以及进行持续维护和监测的资金；9）成立当地修复小组；10）积极与地方政府合作；11）对湖泊学具有充分的了解；12）对环境危机具有灵活的反应；13）制定强有力的监测计划以监测和适应环境变化；以及14）通过相关教育来促进对该问题的理解。

浅水湖泊富营养化修复所面临的挑战

湖泊修复文献中有很多关于湖泊修复项目失败或仅部分成功的报道，之前的研究表明，尽管大多数湖泊的水质有了极大的改善，但长期效果并不明显，特别是被生物操纵过的湖泊。通过文献综述总结了修复浅水湖泊有以下七个关键挑战：1）外部营养负荷偏高；2）地下水过境时间长以及集水区土壤中富含磷；3）蓝藻消亡后需要大幅改善水质，以达到临界浊度阈值；4）湖泊大型植物的种植问题；5）气候变化；6）需要根据湖泊制定专门的方法；以及7）社会和政治挑战。认识和解决这些挑战是浅水湖修复项目成功的关键。

总结与展望

浅水湖泊是全球最丰富的湖泊类型，特别容易受到富营养化的影响，进而损害该系统固有的生态、社会、文化、精神和经济价值。本文聚焦于浅水湖泊富营养化问题，对所发表的论文进行批判性审查，同时对浅水湖富营养化的修复策略和方法进行重点评述，以期为环境管理者和应用湖泊学家提供适用于浅水湖泊富营养化修复的应对措施。但浅水湖泊富营养化控制是一个长期而艰巨的系统工程，必须采取流域污染控制和湖体整治行动紧密结合的治理途径，同时进行湖泊水质进行长期跟踪监测，不断调整与完善治理策略和具体措施，才能获得良好的治理效果。

作者简介

第一作者及通讯作者简介：

Jonathan M. Abell，新西兰怀卡托大学毕业，他目前的研究兴趣集中在浅水湖泊氮磷元素控制以及富营养化修复。

|供稿：徐华成

|编排：曾镜羽

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