滇池污染格局分析
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本文作者：袁睿佳作者单位：云南财经大学国土资源与持续发展研究所
非点源污染与点源污染相对应，是指溶解的或固体污染物在降雨径流的淋溶和冲刷作用下，从非特定地点通过地表径流和地下渗流过程，汇入受纳水体(如河流、湖泊，水库、海湾等)而引起的水体污染［1－3］。非点源污染的总效应是多方面的，给区域生态环境和人类健康带来了严重危害。一方面，非点源污染不仅污染饮用水，还造成地表水的富营养化和地下水污染，破坏水生生物的生存环境，引起生物量的减少或消失;另一方面，非点源污染的主要来源———水土流失可冲走大量表土，使土层变薄，土壤贫瘠沙化，肥力下降，给农业生产带来不利影响，并破坏水土结构、道路和沟渠。同时，冲至下游的泥沙可破坏鱼类和其他野生生物的繁衍地，还将导致河床抬高引起更大的洪水泛滥以及水库淤积速度加快等。
滇池是昆明生存和发展的基础，对昆明市乃至云南省的社会经济发展以及昆明怡人气候的形成起至关重要作用。然而水资源过度开发严重，又属水资源贫乏地区的滇池流域，在20世纪30年代水质直线下降了3个等级，60年代滇池草海和外海水质均为Ⅱ类，70年代为Ⅲ类，70年代以后水质恶化更为迅猛，1988年草海水质总体已为劣Ⅴ类、外海水质为Ⅴ类。尽管自20世纪90年代以来，滇池水体富营养化的速度得到一定的抑制，但进入21世纪初，各主要驱动因素仍然有增无减，污染物产量依旧持续增长，至2007年全湖水质超Ⅴ类，草海重度富营养化，局部沼泽化，外海中度富营养化，污染十分严重。表征富营养化的总磷(TP)、总氮(TN)、叶绿素a、透明度及BOD5指标浓度呈明显上升趋势，尤其是磷元素成为了滇池富营养化发展的主要驱动力。相关研究表明，20世纪60～80年代污染物的总产量中，工业点源污染物产量已显著降低;而非点源污染的产生量却呈持续上升趋势，成为滇池污染量增加的主导因素，尤其是农业和农村发展引起的非点源污染成为滇池流域可持续发展的最大挑战之一。笔者在收集大量相关资料和野外实地考察的基础上，以3S技术为手段，通过对近期TM影像的解译获取滇池流域土地利用现状图，并在土地利用现状和DEM数据的基础上，对流域非点源污染的分布格局与成因进行分析，为流域非点源污染的防治提供策略。
1滇池流域非点源污染分布格局
滇池流域因受地势的影响，土壤垂直分布规律十分明显，形成一个大致以滇池水体为中心，南、北、东三面宽，西面窄的不对称环状、四级阶梯状地貌格局，即从内向外、由低到高分别由滇池水体、湖滨区、台地区和山地区组成。据2007年云南省环保相关部门统计，湖滨区的污染物产生量、排放量约占全流域总量的50%;面积最大的山地区的污染物产量虽大于台地区，但外排量却远不及台地区，究其原因是:滇池流域山地区植被覆盖较好，对污染物的截留、降解率较高;流域内水库相对集中于山地区的分布格局使污染物不直接进入滇池水体;流域中山地区农民的经济收入不高，经济来源不多，农业、农村废弃物的再次使用率相对较高。
滇池流域的非点源污染物以氮、磷、COD和BOD5等为主［4］，通过对滇池流域土地利用分布格局与地形的分析以及对相关部门现有数据的查阅，将流域内非点源污染物的分布及输送方式进行归纳(表1)。由表1可知，湖滨区在3个圈层中面积最小，因其地形较为平坦，交通便利，受人为干扰极大，成为水田、大棚的主要耕种区，同时所分布的乡镇村、工厂企业和旅游区也相对较集中，所产生的非点源污染物量较大;然而因为入湖河流流程短，水网混杂，非点源污染物大多以散流的方式弥漫进入滇池水体，污染物的控制较为困难，另外，该区的自然景观面积低于总面积的3%，天然湖滨湿地消失殆尽，原生态屏障功能遭严重破坏，故该区产生的非点源污染物对滇池水体的富营养化影响最为严重。台地区由于地势相对平缓，交通相对便利，人为干扰强度较山地区更大，人工景观占76．86%，是产生非点源污染物的重点区域，其产生的非点源污染物主要是水土流失携带的大量泥沙和氮、磷。台地区农田面积较大，特别是顺坡耕种的坡旱地和果园面积远大于山地区和湖滨区，因而水土流失严重。台地区非点源污染物产生、输送的方式是暴雨期非点源污染物通过漫流进入沟渠，流入河流的大、小支流后再汇入干流，随洪水波的运动集中向滇池输送。故台地区非点源污染物的输出过程与河流的产流、汇流过程密切相关。山地区以有林地和灌木林地为主要土地利用类型，自然景观占绝对优势(70.26%)，体现出以水源涵养和水土保持为主的生态服务功能;另外，环湖水库的修建较集中，农田分布又较少，暴雨产生的径流和非点源污染物基本以水库为“汇”，而不直接进入滇池水体。即便在丰水期有部分水库废水进入滇池，或是在灌溉期有少量灌溉回归水携带氮、磷进入水体，其所输送的氮、磷也不超过进入滇池非点源污染物总量的5%［4］，因此山地区对滇池非点源污染的影响较小。
2滇池流域非点源污染成因分析
2．1农田不合理施肥
滇池流域的农田多分布于自然条件较好的湖滨区和台地区。近年来，随着城市的发展和人口的增加，土地利用强度增加，特别是湖滨区，复种指数由原来的150%增加至175%左右，使单位面积土地上的肥料、农药等投入量增加，加大了非点源污染物的输出强度。各类农田中，产生非点源污染物较多的是旱地和水浇地。旱地通常分布于台地和低山地带，多为顺坡耕种，水土流失量极大，随泥沙流失的氮、磷也较多，加上化肥施用的影响，所产生的非点源污染物非常可观。特别是近年来烤烟种植面积大幅上升，增加了坡旱地的耕种强度，也增加了旱地污染物的输出强度。水浇地因施肥量大，复种指数高，所产生的非点源污染量也很大，而且滇池流域的水浇地基本上均分布于湖滨区，非点源污染物向滇池水体输送的距离短，对滇池水体的富营养化贡献极大。
2．2农业废弃物与乡镇企业带来的污染
据滇池流域典型村落调查，人均每天向村外排污水25L，排氮0．3g，排磷0.06g。由于绝大部分农村根本没有地下水处理系统，污水均积蓄在庄前屋后的地表或下渗到土壤中。村落不仅直接排放生活污水，还时常在周围堆积作为田间肥料的稻草、塘泥、圈肥、粪便，这些点源污染物在暴雨期必将转化为非点源污染，再以暴雨径流的形式向滇池排放。暴雨期测得农村径流中氮浓度为11．1mg/L，比一般农田高2～3倍，磷的浓度为1．70mg/L，为一般农田的4．6倍。农村生活废弃物由点源污染转化为非点源污染，成为非点源污染物的重要组成部分。除农村生活废弃物外，滇池流域有乡镇企业30000个左右，这些企业技术设备落后、耗能大、布局不合理，且大部分与农业镶嵌在一起，排放的污染物大多积蓄在农业环境中，转化为非点源污染。从数量、布局分析，乡镇企业的污染已由点源污染逐步发展为非点源污染，成为非点源污染物的主要来源之一。
2．3水土流失
水土流失是滇池流域非点源污染的主要来源。据遥感调查资料显示，滇池流域土壤微度侵蚀的面积占62．5%，轻度侵蚀的面积占31．0%，中度侵蚀的面积占5.7%，强度侵蚀面积和极强度侵蚀的面积占0．07%～0.15%。每年水土流失量约为106万t，年平均侵蚀深度达0．68mm。大量的土壤受侵蚀后随径流进入各入湖河流，继而进入滇池。据1988年水沙监测资料，滇池流域进入河道的土壤流失量达23．06万t，多年平均流失量达39．89万t，也就是说滇池流域平均每年有102．3hm2土地受到水土流失的破坏。水土流失不仅带走了大量的养分，还把大量的泥沙和氮、磷带入了滇池。另外，滇池流域入湖河流悬沙中所携带的氮、磷年输送量相当可观，氮素入湖量可达701t，磷素入湖量达564t，合计达1265t。折合成肥料，相当于每年损失氮、磷肥共7039t。若以1988年的河流输沙量情况统计，入湖的氮素为405t、磷素为326t，折成氮肥1724t、磷肥2345t。由此可见，滇池流域的水土流失不仅破坏了大量的表土，而且营养物的流失大大加速了湖泊的富营养化。
2．4地表径流
来自地表径流的非点源污染主要分城区地表径流和非城区地表径流2类。城区径流主要由暴雨产生。非城区地表径流分入湖自然河流和湖滨区径流。入湖自然河流指流域内不经城镇而流入滇池的河流;湖滨区径流指流域内16条入湖河流监测断面以下未控制的区域，包括滇池西岸西山一带。据云南省环境科学研究院1988年的资料统计，滇池流域由地表径流带来的非点源污染数量较大，其中污染量较大的是非城区径流，在非城区径流中，磷污染主要来自湖滨区径流，而氮污染则主要来自入湖自然河流。
2．5直接入湖
滇池流域由湖面直接进入的非点源污染物主要包括湖面降水、降尘和湖面旅游带来的污染。据云南省环境科学研究院1988年资料统计，从滇池湖面直接进入的非点源污染物为895．63t，其中氮396．51t，占41．29%;磷53．01t，占5．92%;COD473．11t，占52．82%。在3类污染源中，来自降水的氮和COD量较多，而磷污染则主要来自降尘。从总量来看，降水污染量最大，占73．91%;降尘污染量次之，占18．07%，;旅游污染量最小，仅占8．02%。
3滇池流域非点源污染防治措施
综上所述，滇池流域非点源污染物的来源、分布、输送方式及所产生的影响因区域地形特征和社会经济状况的不同而异，故滇池流域非点源污染的防治措施不能一概而论，而应针对各圈层的自然、社会、经济特征来制定。3．1湖滨区和台地区非点源污染防治措施
3．1．1农业种植方面。对耕地和果园需平衡施肥，提高化肥利用率，尽量采用深施技术以避免化肥损失。加强研发施用有机－无机复合肥及生物肥料，推广肥料的精准化技术，做到肥料减量、定性、定量化使用，避免化学肥料使用过量对农业生态环境的污染［5］。同时，提倡安全合理地使用农药，注重栽培防治、生物防治、物理防治与化学防治的结合。
3．1．2畜禽养殖方面。对畜禽养殖需加强废弃物的无害化、资源化和减量化，对养殖场粪便进行综合利用，发挥其燃料、肥料和饲料的3大功效，大力推广畜禽粪便厌氧发酵和商品有机肥生产等先进技术，使畜禽粪便化害为利。
3．1．3生活污水方面。对农村生活污水需进行截污处理。可在农村附近修建适当的截污塘，或充分利用农村附近的废弃塘坝做截污场所，截流的水可通过土地处理或种植茭瓜、莲藕等水生植物，然后排入农田，经农田利用后再排入河流，这样不仅净化了污水还起到了节水作用［6］。
3．2山地区非点源污染防治措施
对水体富营养化“贡献率”较小的山地区，则需加强3S技术对水土流失以及非点源污染监测的应用研究;另外，在重点地区建立监测站，监测土壤、支流、水库及地下水中的氮、磷、COD等污染物的含量。
