水阳江流域面积为10 385 km 2 ,流域内还有南漪湖、固城湖等湖泊(张晓峰,2009)。固城湖与石臼湖原系湖泊洼地,古为丹阳湖,由于长期洪水挟带泥沙沉积和围垦,古丹阳湖已经消失,后分割为石臼湖、固城湖及其他诸小湖泊,其余形成河网圩区。
石臼湖又名北湖,是苏南第二大湖,湖面曲折,但湖汊不多,呈锅底状,四周地形单一,均为湖积平原。石臼湖地处118°46′~ 118°56′E、31°23′~ 31°33′N,位于江苏溧水、高淳和安徽博望、当涂三区一县交界。湖面东西最长约22 km,南北最宽约14 km,湖岸周长约80 km,在正常水位7.5 m时,水面面积207.65 km 2 。其中溧水区境内湖面约为90.4 km 2 ,高淳境内湖面约25 km 2 ,其余位于安徽省马鞍山市境内。湖区属北亚热带季风气候,具有温和湿润、雨量充沛、四季分明、光照充足、季风明显、无霜期长等气候特点。冬、夏温差较显著,冬季平均气温小于10 ℃,夏季平均气温大于22 ℃,春、秋季平均气温为10~22 ℃。多年平均降水量1 046 mm,年蒸发量1 106.1 mm。
石臼湖周边区域汇水面积为969 km 2 (张晓峰,2009),主要入湖河流有源于皖南山区的水阳江、青弋江、姑溪河和溧水区的新桥河、天生桥河等,由鲁港、芜湖及当涂三口直接与长江相通。长江汛期高水位时江水倒灌入湖,石臼湖是过水性、吞吐型和季节性的湖泊。在平水年,区域年径流总量4.7亿m 3 ,过境水年径流总量为23.11亿m 3 。石臼湖水位随长江水位波动,4月份水位随春洪而上升,整个夏天都是高水位,秋冬季水位下降。据蛇山站1977~2017年的水位监测资料,石臼湖最高月平均水位为7月的10.00 m,最低月平均水位为2月的5.62 m(马祥中等,2018)。多年平均水位为6.97 m,历年最高水位为13.07 m(1999年7月2日),最低水位干涸(2011年),年内水位变幅差最大达7.03 m,警戒水位为10.00 m。平均水位时水深1.67 m,相应库容为3.5亿m 3 (张晓峰,2009)。
随着人类活动的加剧,湖泊受到围垦造田、水利建设、渔业养殖和污水排放的影响,水环境发生较大变化,特别是水产养殖面积达到30%,超过水体自净承载范围,对湖泊造成极大影响。1995~2002年水质监测资料显示:湖水溶解氧(DO)为9.7 mg/L,COD Mn 为5.5 mg/L,NO 3 —N为0.62 mg/L,总磷(TP)为0.05 mg/L,总氮(TN)为3.02 mg/L,为劣Ⅴ类水质,处于中富营养水平,主要超标类物质为TN、TP和石油类(于忠华等,2010)。2009年调查显示,3月水温为16.15 ℃,8月水温为29.32 ℃;夏季透明度介于60~260 cm,秋季透明度介于25~100 cm;pH为8.76(8.23~9.65);春季和夏季电导率分别为278.5 μs/cm和204.6 μs/cm;总硬度分别为6.1°和3.9°阳离子Ca 2+ 、Mg 2+ 、K + 和Na + 含量春季分别为33.68 mg/L、6.13 mg/L、3.10 mg/L和 10.44 mg/L,夏季分别为20.38 mg/L、4.59 mg/L、2.47 mg/L和8.88 mg/L ;阴离子 和Cl—春季分别为39.43 mg/L和20.18 mg/L,夏季分别为24.95 mg/L和15.32 mg/L;春季和夏季SiO 2 含量分为0.68 mg/L和1.80 mg/L;TN和TP春季分别为2.44 mg/L(1.50~3.06 mg/L)和0.083 mg/L(0.043~0.182 mg/L),夏季分别为1.07 mg/L(0.54 ~1.45 mg/L)和0.081 mg/L(0.027~0.257 mg/L);春、夏季 分别为0.092 mg/L(0.062~0.137 mg/L)和0.352 mg/L(0.136~0.983 mg/L);春、夏季 分别为1.688 mg/L(0.613~3.186 mg/L)和0.119 mg/L(0.001~0.537 mg/L);春、夏季 分别为1.71 μg/L(1.46~1.90 μg/L)和5.26 μg/L(1.14~8.71 μg/L);春、夏季COD Mn 分别为4.83 mg/L(2.53~6.74 mg/L)和6.07 mg/L(5.26~7.49 mg/L);春、夏季TOC分别为2.83 mg/L(2.15~3.53 mg/L)和3.14 mg/L(2.79~3.96 mg/L);春、夏季Chl— a 分别为13.58 μg/L(6.16~27.10 μg/L)和24.29 μg/L(7.09~48.63 μg/L);水体处于中营养—轻度富营养状态。2010年水质调查结果均表明石臼湖的水质现状为Ⅲ类或Ⅳ类(王荣娟和张金池,2011)(刘涛等,2011),3月份TN为1.61 mg/L、TP为0.077 mg/L,6月份TN和TP分别为1.9~2.2 mg/L和1.3~1.8 mg/L,影响各站点水质的主要污染物为高锰酸盐、硫化物、总氮和总磷。
2008年5月综合营养状态指数(TLI)评价石臼湖富营养化水平,结果为轻度富营养化。石臼湖浮游植物数量组成中以硅藻为主,优势种为绿藻门小球藻(Chlorella),占浮游植物总数的16.6%。唐雅萍等调查到浮游植物40种,蓝藻门、隐藻门、金藻门、甲藻门、硅藻门、裸藻门和绿藻门所占比例分别为27.7%、9.0%、0.1%、1.5%、30.6%、0.3%和30.8%(唐雅萍等,2008)。2009年春季全湖共观察到浮游植物8门81属,其中以绿藻门出现种类最多,硅藻门次之;优势种类为硅藻门的直链藻属和菱形藻属、蓝藻门的微囊藻属、金藻门的锥囊藻属及绿藻门的栅藻属。2009年夏季全湖共观察到浮游植物6门55属,其中以绿藻门出现种类最多,蓝藻门次之,未发现黄藻与金藻;优势种类为蓝藻门的微囊藻属、硅藻门的直链藻属和甲藻门的角甲藻属。
2012~2013年共鉴定浮游动物55种,原生动物8种,轮虫34种,枝角类6种,桡足类7种;2014~2015年共鉴定浮游动物60种,原生动物16种,轮虫28种,枝角类8种,桡足类9种,可见原生动物物种数增加了1倍,说明浮游动物小型物种数在增加。2012~2013年底栖动物14种,摇蚊科幼虫7种,水栖寡毛4种,软体动物2种,蛭类1种;2014~2015年共鉴定底栖动物14种,摇蚊科幼虫8种,水栖寡毛3种,软体动物1种,蛭类1种,多毛类1种(王冬梅等,2016)。2009年底栖动物平均数量、生物量分别为283 ind./m 2 (48~704 ind./m 2 )、12.98 g/m 2 (2.12~54.68 g/m 2 ),其中寡毛类为211 ind./m 2 (16~512 ind./m 2 )、3.316 g/m 2 (0.016~10.824 g/m 2 ),摇蚊幼虫为4 ind./m 2 (0~32 ind./m 2 )、0.027 g/m 2 (00.325 g/m 2 ),软体动物为55 ind./m 2 (0~144 ind./m 2 )、9.55 g/m 2 (0~47.85 g/m 2 )。优势种为铜锈环棱螺、长角涵螺、纹沼螺、旋螺、苏氏尾鳃蚓和巨毛水丝蚓,平均数量和生物量分别达32 ind./m 2 、44.942 g/m 2 ,22 ind./m 2 、2.709 g/m 2 ,40 ind./m 2 、4.555 g/m 2 ,37 ind./m 2 、0.703 g/m 2 ,101 ind./m 2 、5.389 g/m 2 ,197 ind./m 2 、0.422 g/m 2 。2009年调查水生高等植物大于6种,分别为黄丝草、菹草、轮叶黑藻、金鱼藻、狐尾藻、微齿眼子菜等。
1996~1999年调查显示,鱼类资源有9目34种(王德富,2000)。2009年渔产量为10 420 t,平均产量为495 kg/hm 2 。其中,鲫占总产量的25%,鲤占17%,鳙占13%,鲢占8%,河蟹占8%,草鱼占7%,青虾占4%,黄颡鱼占4%,翘嘴鲌占3%,鳊占2%,乌鳢占2%。常用网具包括拦网、刺网、张网等。
固城湖又名小南湖,是原有河道切割的平原盆地,后因水位上升而淹没成湖,湖底呈浅盆型(岑宇玉,1994)。地处118°53′~ 118°57′E和31°14′~31″18′N,位于南京市高淳区和安徽省宣城市宣州区交界。湖泊周长约为43 km,水位8.18 m,湖泊面积为30.95 km 2 ,湖底高程5 m(吴淞基面)(邢平生,2006)。湖区地处亚热带季风气候区,具有季风气候明显、冬冷夏热、四季分明、雨量充沛、光照充足、无霜期长等气候特点。年均气温15.5 ℃,1月平均气温为2.4 ℃,7月平均气温为27.1 ℃。降水量为1105.1mm,蒸发量为940.7mm。
固城湖来水主要源自皖南山区的河流补给,其次是长江高水位时倒灌和湖区周围山地丘陵的地表径流。汇流面积为454 km 2 ,入湖河流主要有港口河、胥河、漆桥河、横溪河等,官溪河为唯一的出湖河流。固城湖湖岸平直,水位易陡涨陡落,目前沿湖岸都筑有人工防洪石堤,沿湖沿河建有节制闸调节湖区库容,固城湖已由过水型湖泊转变为相对封闭的水库型湖泊。由于多年围垦,湖泊形态已发生很大变化,由心形湖泊隔离成两个湖区,分别为大湖区和小湖区,大湖区面积约为小湖区的8~10倍。常年水位在8.5 m以下,历年最高水位为13.07 m(1999年7月1日),警戒水位为10.00 m。
随着固城湖水域资源的开发利用及区域经济的迅猛发展,工业点源污染、农业面源污染、居民生活污染、湖内网围养殖的二次污染等,导致大量污染物及氮、磷等营养物质汇入湖体,固城湖水环境质量明显下降。据1987年6月至1988年7月的每月监测资料,全湖平均的TP变幅为30~60 μg/L,TN/TP的变幅为20~60,pH的年内变幅为7.0~9.0、呈弱碱性,DO年内呈周期性变化、年变幅为7~12 mg/L(郑英铭和匡翠萍,1993)。1992年8月至1993年7月研究表明,对水质影响最大的指标是化学需氧量、凯氏氮、石油类、挥发性酚、总大肠菌群、高锰酸盐指数等,这说明水源主要污染物是含氮、含碳有机物、石油类等。胡本龙对固城湖1996~2009年水质研究结果表明,1996~2000年的5年的总氮浓度比较稳定,维持在0.49 ~0.99 mg/L,单项指标属于Ⅲ类水质,2000年后的近10年总氮平均为1.97 mg/L±0.59(±SD)mg/L,属于Ⅴ类水;1996~2001年,固城湖总磷浓度为0.02 mg/L,属于Ⅱ至Ⅲ类水;2002~2005年水质恶化,总磷浓度逐年上升,水质标准均下降了一个等级;1996~2002年,高锰酸盐指数缓慢上升,由2.8 mg/L上升到4.5 mg/L左右,随后直至2007年维持在较为稳定的水平,2007~2009年达6.75 mg/L(胡本龙等,2010)。根据2009年调查资料,3月水温为12.73 ℃,7月水温为31.90 ℃;透明度介于50~220 cm;春、夏季pH分别为8.25和9.81,春、夏季电导率分别为334.5 μs/cm和233.9 μs/cm,春、夏季总硬度分别为7.1和4.3度;阳离子Ca 2+ 、Mg 2+ 、K + 和Na + 含量春季分别为37.61 mg/L、7.80 mg/L、4.56 mg/L和13.31 mg/L,夏季分别为21.08 mg/L、5.94 mg/L、3.13 mg/L和11.00 mg/L;阴离子 和Cl—春季分别为48.06 mg/L和22.17 mg/L,夏季分别为31.56 mg/L和17.91 mg/L;春、夏季SiO 2 含量分别为0.85 mg/L和4.23 mg/L;TN和TP春季分别为2.71 mg/L和0.065 mg/L,夏季分别为1.61 mg/L和0.266 mg/L;春、夏季 分别为0.376 mg/L和0.150 mg/L, 分别为1.629 mg/L和0.171 mg/L, 分别为2.16 μg/L和6.60 μg/L,COD Mn 分别为2.46 mg/L和6.23 mg/L,TOC分别为3.65 mg/L和5.18 mg/L,Chl— a 分别为9.52 μg/L和31.79 μg/L;水体处于中营养至轻度富营养状态。
据1999年冬季调查,固城湖浮游植物共有29种,无明显的优势种,平均数量为1 443.06×10 4 ind./L,平均生物量为10.73 mg/L(谷孝鸿等,2002)。1999~2000年调查到浮游植物平均数量和平均生物量为779.48×10 4 ind./L和6.24 mg/L,当水位和水温较低时(1~3月),绿藻和隐藻占优势,数量和生物量均占70%以上;当水位和水温较高时(5~9月),以蓝藻、硅藻和绿藻为主,数量和生物量均占85%以上(谷孝鸿等,2002)。2009年春季全湖共观察到浮游植物7门53属,其中以绿藻门出现种类最多,硅藻门次之,未发现黄藻门;优势种类为硅藻门的小环藻属和针杆藻属、隐藻门的蓝隐藻属、金藻门的锥囊藻属及绿藻门的小球藻属。2009年夏季全湖共观察到浮游植物6门53属,其中以绿藻门出现种类最多,蓝藻门次之,未发现黄藻门与金藻门;优势种类为蓝藻门的微囊藻属和甲藻门的角甲藻属。2015~2016年对固城湖调查表明,春季浮游植物种类最多,绿藻在春季大量增殖,比例达到全年最高峰,约占44.2%;冬季浮游植物种类相对较少;浮游植物丰度的季节变化基本一致,最高值都出现在秋季,其次是夏季;各采样点夏、秋季节,蓝藻丰度都最大,分别占浮游植物总丰度的78.7%和94.1%;大部分采样点在冬季时浮游植物的丰度处于最低值,冬季硅藻丰度增加,比例达到最大,其次是鞭毛藻、绿藻、蓝藻(陆晓平等,2017)。
据1999年冬季调查,固城湖冬季浮游动物种群单一,数量和生物量较低,平均为228.56 ind./L和0.29 mg/L,浮游动物主要有鳞壳虫、针簇多肢轮虫、螺形龟甲轮虫、长额象鼻蚤和剑水蚤属一种(谷孝鸿等,2002)。1999~2000年调查表明浮游动物主要以轮虫和原生动物为主,其生物量约占浮游动物总生物量的75%(谷孝鸿等,2005)。2015~2016调查到固城湖含有较多的砂壳虫、臂尾轮虫、暗小异尾轮虫、螺形龟甲轮虫、长三肢轮虫等耐污种类。
1999年冬季在固城湖调查到水生植物2科2属3种,均为沉水植物,主要为眼子菜科的微齿眼子菜、菹草及金鱼藻科的金鱼藻。1999年5月全湖总生物量中微齿眼子菜占49.25%,菹草占39.68%,苦草占8.30%,轮叶黑藻占1.30%,金鱼藻占1.33%,菱仅占0.13%(谷孝鸿等,2005)。2009~2010年对固城湖的野外调查,共发现水生植物8科10属11种,其中水鳖科的水生植物占到了全部种类的33.3%,其次是眼子菜科,占到总数的22.2%,主要优势种有眼子菜科的微齿眼子菜(黄丝草)、菹草和小二仙草科的狐尾藻(赵红叶和孔一江,2013)。2015年5月和9月的调查结果显示,固城湖水生植物共计14种,分别隶属于10科12属(陆晓平等,2017)。
1999年冬季调查湖区底栖动物平均生物量为6.773 g/m 2 (谷孝鸿等,2002)。2015年3月至2016年2月固城湖共鉴定出底栖动物21种,优势种主要为苏氏尾鳃蚓、中国长足摇蚊、内摇蚊和环棱螺(陆晓平等,2017)。2009年底栖动物平均数量和生物量分别为418 ind./m 2 (112~1 584 ind./m 2 )和13.57 g/m 2 (2.82~27.32 g/m 2 ),其中寡毛类为226 ind./m 2 (32 ~944 ind./m 2 )和2.689 g/m 2 (0.067~9.477 g/m 2 ),摇蚊幼虫为134 ind./m 2 (0~640 ind./m 2 )和0.365 g/m 2 (0 ~1.637 g/m 2 ),软体动物为52 ind./m 2 (0~240 ind./m 2 )和10.51 g/m 2 (0~27.23 g/m 2 )。优势种为铜锈环棱螺、长角涵螺、纹沼螺、中国长足摇蚊、小摇蚊、霍甫水丝蚓和苏氏尾鳃蚓,其数量和生物量分别可达36 ind./m 2 和13.487 g/m 2 、80 ind./m 2 和12.296 g/m 2 、56 ind./m 2 和7.089 g/m 2 、136 ind./m 2 和0.508 g/m 2 、184 ind./m 2 和0.046 g/m 2 、267 ind./m 2 和0.264 g/m 2 、84 ind./m 2 和4.680 g/m 2 。
据《中国湖泊志》记载:固城湖有鱼类 11目25科82种,其中鲤形目51种,年产量40×10 4 kg。渔获物中草、鲢、鳙的放养群体占53.3%~ 79.5%。2008年渔产量达到2 300 t,平均产量为939 kg/hm 2 。固城湖属典型的草型湖泊,具有丰富的自然饵料,特别适宜养殖中华绒鳌蟹,现螃蟹围网养殖占据固城湖水产养殖的主体。河蟹产量占总产量的42%,鲢占15%,鳙占15%,鲤占8%,鲫占6%,细鳞斜颌鲴占4%。