水域理化性质是个比较复杂的问题,测定结果既受检测手段的影响,又受时空变化的影响。全国《内陆水域渔业自然资源调查试行规范》要求,1980年以来曾对江苏省主要湖泊开展了水质状况的调查。本次调查采用科学的点位布置等,对江苏省主要湖泊的部分水质指标进行了全新的调查。
在自然条件下,水温反映了光辐射强度和日照时数的长短,其变化直接关系到水域的理化性质和水生生物的种类、数量和分布。水温与气温相适应,具有明显的年、月、日变化。比较1964~1986年太湖洞庭西山水温和吴县东山站气温资料,历年平均水温较气温高1.3 ℃,历年各月平均水温均高于气温,其月平均值年变化过程与气温完全对应;最高值在7~8月,最低值在1月,分别为29 ℃和4.5 ℃。江苏省历年(1967~1978年)最高水温为38.1 ℃,最低水温为0 ℃,历年平均水温为17.1 ℃。1982~1984年洪泽湖水温,8月最高,为28.3 ℃,1月或2月最低,为1.6 ℃,年平均水温为15.6 ℃。湖泊水温一般从3月开始缓慢上升,4月以后增长较快,9月以后又逐渐下降。洪泽湖的月平均水温和气温的年变化趋势比较一致,一般3~5月水温低于气温,6~7月水温和气温接近,8~12月水温高于气温。个别年份在强冷空气的侵袭下,苏北湖泊可发生全湖封冻,如洪泽湖在1955年、1969年、1972年和1991年均全湖封冻过。湖泊水温的日变化,显示表层最高水温一般出现在14~16时,最低出现在4~6时。太湖水温日变幅为0.3~3.4 ℃,平均1.8 ℃左右。江苏省湖泊多属浅水湖泊,表层和底层水温差别不大,温差大多在2 ℃以内,以正温层分布为主,在大风和阴雨天气情况下,会出现同温层,一般不会产生温跃层。但有些湖泊曾在天气晴朗、无风闷热的夏秋季,观察到出现温跃层。这易造成上下层理化性质的较大差异,不利于水体内的物质交换。浅水湖泊的温跃层在风力搅动下,很快会消失。
表层水对光的吸收和散射的程度与水中悬浮杂质、浮游生物及水体营养盐类含量等因素有关,并对浮游生物、底栖动物的分布与数量有一定影响。太湖的透明度低、水色低,其变幅不大。据中国科学院南京地理与湖泊研究所1987年5月~ 1988年3月调查资料,太湖透明度变化为0.35~1.30 m,大部分为0.4~0.5 m,东太湖因水草密集最大,平均透明度为0.70~1.30 m,形成这种地域分布不均主要是风浪、潮流和水生高等植物生长分布不均。调查期间,平均水色为16号;东太湖水色最高,为12~15号;西南大雷山周围及乌龟山附近最低,为17~18号。洪泽湖据1989年9月调查资料,西部溧河洼实测水深2.30 m时,湖水清澈见底;临淮头水深2.30 m时,透明度达2.05 m。在敞水区,因风浪作用强烈,湖水混浊,透明度小,一般仅为0.15~0.20 m。淮河入湖河口区,随河水带来一定量泥沙,透明度约为0.10 m。洪泽湖是全国水色号数最大的浅水湖泊,其河流的入湖河口地区及开敞水域水色为17~18号,湖西部水色约为12号。滆湖属浅水草型湖泊,一般透明度较高,1992年10月至1993年10月实测,透明度年平均值为1.04 m,最高达2.20 m。固城湖最大透明度为3.65 m,水色一般为11号。骆马湖全湖透明度在0.50 m以上,南部深水区高达2.0~2.6 m。高邮湖和邵伯湖含沙量大,透明度偏低,通常为0.10 ~0.20 m。宝应湖因水草较多,一般为0.60~1.30 m。据1998年5月至1999年5月调查资料,全省水库透明度平均值为1.10 m,北部和南部水库比较接近,高于中部地区。桂五水库因夏季出现“水华”,透明度最低,仅为0.32 m;横山水库最高,达2.29 m。
pH即水的酸碱度,决定于游离的氢离子浓度,对水生生物具有多方面的影响,它的变化直接或间接影响鱼类的生活和生存,超出极限范围时,将造成水生生物死亡。鱼类人工繁殖及苗种培育以中性偏微碱性水为好,高产池塘的pH为7.0~7.5。江苏省主要湖泊呈弱酸或弱碱性,以弱碱性为多,符合渔业用水pH为6.5~8.5的允许范围,适宜水生生物的生存。pH有一定的年际和年内变化,也存在一定的地区差异。太湖湖水pH为6.5~9.7,平均为7.82,1987~1988年pH实测为7.3~8.5,五里湖附近pH偏高。洪泽湖1978~1979年和1988~1989年,平均值分别为7.96和8.01。骆马湖pH偏高,为7.9~9.5,1998年平均值为8.6。高邮湖、宝应湖和邵伯湖pH为7.4~8.3。滆湖1993年10月至1994年10月年均测定pH为7.0~9.6,平均为8.4,季节变化不明显。江苏省湖泊pH的年内变化趋势为冬春低,夏秋高;昼夜变化为白天高,夜间低。
溶解氧是水生动物生存的必要条件之一。鲤科鱼类喜好生活在溶氧为4~5 mg/L以上的水域中,当溶氧低于1 mg/L时多数鱼类会窒息死亡。天然水体中溶氧主要来源于水生植物的光合作用、风浪作用等使水和空气充分接触,将大气中的氧溶入水中。江苏省湖泊、水库和河流等大中型水体的溶氧比较高,一般均在6 mg/L以上。溶氧随季节水温的变化而不同,夏季水温高,溶氧较低,冬春季水温低,溶氧较高。太湖6月溶氧为7.2~9.3 mg/L,3月为7.3~9.9 mg/L;高邮湖夏季为6.7 mg/L,春季高达12.2 mg/L;骆马湖夏、春季分别为7.9 mg/L和9.9 mg/L;宝应湖水草丰盛,全年溶解氧达10.1 mg/L;兴化县下圩河沟全年溶氧平均为8.6 mg/L,1月高达11.4 mg/L;江苏48座大中型水库平均溶氧为8.02 mg/L(1998~1999年测定)。溶氧昼夜变化也很明显,白天高,夜间低。精养鱼池因鱼类密度较高,投饵施肥多,耗氧大,夏季黎明前鱼类常因缺氧浮头。
氮元素是重要的生物元素,也是反映水域水质污染状况的主要指标之一。湖泊水体中氮元素主要有无机氮和有机氮,合称总氮(TN)。无机氮以铵离子(NH 4 —N)、亚硝酸根(NO 2 —N)和硝酸根(NO 3 —N)三种形式存在,合称三态氮,其中以NO 3 —N为主,NH 4 —N次之,NO 2 —N含量较低。太湖无机氮和总氮含量的年际变化较大,总体呈上升趋势;1960年无机氮仅为0.05 mg/L;1977年无机氮达到1.60 mg/L;1981年无机氮下降为0.894 mg/L;1987~1988年无机氮测定含量为1.12 mg/L,总氮达到1.840 mg/L;1999年无机氮和总氮分别为1.79 mg/L和2.57 mg/L。这表明太湖富营养化的发展较为明显,受到较大程度的污染。1980年前后测定江苏几个湖泊的三态氮含量,然而对比以后的一些年份的测定结果,均有不同程度的增长。例如,1998年实测骆马湖总氮为1.75 mg/L,其中总无机氮为1.42 mg/L(以硝态氮为主,占93.7%),比1980年测定结果增长2倍多。江苏大中型水库总氮平均值为1.06 mg/L,石梁河水库最大、为3.57 mg/L,卧龙山水库最小、为0.38 mg/L(1998~1999年)。1987~1988年江苏省大中型水库有机磷上升较快,达到0.022 mg/L,总磷为0.032 mg/L;1995年无机磷为0.011 mg/L,总磷达0.111 mg/L。固城湖和骆马湖在20世纪70~80年代初大部分测定没有测出磷,1998年测定骆马湖总磷年均值为0.041 mg/L,其中无机磷为0.003 mg/L。洪泽湖1989年测定总磷含量为0.08~0.36 mg/L,平均0.22 mg/L,主要以悬浮态与可溶有机态存在于水中,占总磷的75%。滆湖1985~1986年测定总磷平均为0.028 mg/L,1993~1994年为0.046 mg/L,上升64.2%。高邮邵伯湖磷含量较高,为0.078~0.465 mg/L。1998~1999年测定江苏48座水库总磷平均值为0.206 mg/L,南部>北部>中部,房山水库最高、为0.400 mg/L,赭山头水库最小、为0.029 mg/L。据水域环境质量现状及其趋势资料统计,2002年全省废水排放总量为43.3亿t,比1983年的24.96亿t增长73.4%;其中工业废水排放量为26.3亿t,占废水排放总量的60.9%;生活污水排放量为16.9亿t,占废水排放总量的39.1%,比1983年的3.8亿t增长344.7%。废水中化学需氧量(COD)排放总量为78.4万t,其中工业废水中COD排放量为30.2万t,占COD排放总量的38.5%;生活污水中COD排放量为48.2万t,占COD排放总量的61.5%。氨氮排放量为7.8万t,石油类排放总量为1 851.53 t,挥发酚排放量为69.15 t。这些成为江苏省水环境的主要污染源,同时,农田面源污染、畜禽养殖污染、水产养殖污染、船舶交通污染以及旅游污染等也为维护水域环境的质量造成了较大的压力。
水体中饵料生物主要有浮游植物、浮游动物、水生维管束植物(水草)和底栖动物四大类,其种类和数量的多寡标志着水体生产力的高低,它们直接或间接以食物链的方式被不同鱼类所利用。由于各类饵料生物的种类、数量和分布具有很大的时空变化,因此有必要对江苏各大湖泊进行分别调查。
水体的初级生产者,其中一部分藻类为鱼类直接摄食,如鲑鱼等以浮游植物为食,另一部分则先通过食物链的次级生产者,如原生动物、轮虫、枝角类、桡足类和底栖动物等水生动物利用再被某些鱼类摄取。因此,浮游植物是水域内的基础饵料,其种类和数量决定水体生产力的大小。根据1985年《江苏省渔业区划》调查统计资料,江苏省内陆水域浮游植物共有9门156属200余种,其中绿藻门78属,占50.0%;硅藻门29属,占18.6%;蓝藻门29属,占18.6%;隐藻门2属,占1.3%;金藻门5属,占3.2%;黄藻门2属,占1.3%;甲藻门4属,占2.6%;裸藻门6属,占3.8%;轮藻门1属,占0.6%;以绿藻门的属、种最多,其次为硅藻门和蓝藻门。
鱼类食物链的初级消费者,有些鱼类如鲥、鳙、陈氏新银鱼等终生以浮游动物为主食,且为绝大多数仔鱼和稚鱼的重要饵料。据1985年《江苏省渔业区划》调查统计资料,江苏省内陆水域共有浮游动物288种。其中,原生动物有94种,占32.6%;轮虫106种,占36.8%;枝角类有50种,占17.4%;桡足类有38种,占13.2%。大部分浮游动物为温带普生种类,少数为南方种或北方种。
天然淡水水域底栖动物有固着、底栖、底埋、钻蚀和自由移动等多种生活方式,一些种类如虾、蟹、螺、蚬、蚌等是人们喜食的重要水产品。大多数底栖动物既是浮游生物、有机质的消费者,又是底层鱼类的饵料生物,在食物链中占据重要的一环。根据几个主要湖泊和水库的调查资料粗略统计,全省共有底栖动物114属种,其中软体动物中腹足类23种、斧足类22种,节肢动物的甲壳类14种,水生昆虫27种,环节动物的多毛类与寡毛类等17种,其他1种。太湖1980~1981年调查资料显示,底栖动物共有68种,其中环节动物7种、软体动物24种、节肢动物25种,优势种为河帆、光滑狭口螺、中国圆田螺、环棱螺、霍甫水丝蚓、淡水沙蚕和颤蚓等。洪泽湖报道底栖动物76种,其中环节动物7种、软体动物43种、节肢动物25种,优势种为苏氏尾鳃蚓、河蚬、环棱螺、淡水壳菜、栉水虱和钩虾等。滆湖(1991~1994年)被鉴定出底栖动物共有47种,其中以螺类的环棱螺和寡毛类的苏氏尾鳃蚓、霍甫水丝蚓为优势种。48座水库被鉴定出底栖动物共有82种,其中环节动物17种、软体动物30种、节肢动物的水生昆虫27种,优势种为尾鳃蚓、管水蚓、长足摇蚊和隐摇蚊。
江苏省淡水鱼类资源的记述较多,且历史悠久。据淮安青莲岗、无锡仙蠡墩和吴江梅埝等出土的陶网坠、石网坠和鱼骨镖,人类早在5 000年前即开始从事捕鱼活动。江苏省淡水鱼类资源主要可分为以下三类:一是淡水定居性鱼类,如鲤、鲫、鳊、鲌、花 、银鱼等,终生生活在淡水湖泊江河中,成为这些水域的优势种群,但随着某些湖泊生态环境的改变,特别是水生高等植物的减少,敞水产卵的小型鱼类占有优势,鱼类小型化和低龄化的倾向十分明显,如太湖鲚鱼已占太湖捕捞产量的60%以上;二是半洄游性鱼类,如草鱼、青鱼、鲢、鳙等需经江、湖洄游,溯河产卵,幼鱼顺流而下进入湖泊育肥生长,自20世纪50年代末以来,沿江通湖河道大多建有闸坝,因而江苏省长江和淮河两大流域的湖泊失去苗源补充,资源急剧下降,如高宝邵伯湖这四种鱼类的产量由1954年的1.4万t降为1963年的0.8万t;三是江、海洄游性鱼类,如中华鲟、刀鲚、鲥、暗纹东方鲀、鳗鲡等,因受闸坝阻断洄游、生态环境恶化、酷鱼滥捕损害幼鱼严重等原因,资源受到严重破坏,产量大幅度下降,如1954年江苏省河鲍产量约1 000 t,1973年不足50 t,80年代后已很少捕获而无法统计产量,而长江鲥鱼由发展到衰亡只经历了30年的时间。