生态环境现状

我国生态环境的基本状况是什么?~

9.5.2.1 评价方法
一个群落中的种类多样性是群落生态组织水平的独特的、可测定的生物学特性，是反映群落功能的组织特性，种类的多样性指数能够反映水环境污染造成群落结构的明显变化。藻类的污染指数是从藻类的生态学特性来指示水环境污染程度的，根据需要，这里采用了多样性指数和硅藻指数法进行评价 (叶文虎等，1994; 金岚等，1992) 。
Margalef 多样性指数 (Karydis M et al.，1996) 为:

煤矿塌陷塘环境生态学研究

式中: S 为藻类种群数; N 为藻类总个体数; D 的取值以 2.5 为界，小于 2.5 者为环境受到严重干扰。
硅藻指数 (叶文虎等，1994) 为:

煤矿塌陷塘环境生态学研究

式中: A 为不耐有机污染的种类数; B 为对有机污染无特殊反应的种类数; C 为污染区内独有生存的种类数。
9.5.2.2 评价结果及分析
由表3.2 可知，春、秋两季大通塘、谢二塘和潘三塘水体的 pH = 7.01 ～ 8.72，表明水都略呈碱性。叶绿素含量的次序为: 大通塘 < 潘三塘 < 谢二塘，这与水域中浮游植物的多少有关，3 个塌陷塘中的浮游植物生物量也证实了这一点。横向比较可以看出，在温度较高的 9 月份，谢二塘和潘三塘对应的浮游植物叶绿素 a 含量都较 4 月份高 2 倍多，大通塘 9 月份和 4 月份叶绿素 a 含量基本接近 (参见表3.6) ，说明浮游植物的生长受温度的直接影响 (王振红等，2005) 。
氮、磷是浮游植物生长所需的主要营养盐，水体中富含磷、氮营养物质会造成水体中浮游植物的异常繁殖，带来的后果就是水体的富营养化 (蒋因梅等，2004) 。
纵向比较可以发现，谢二塘的总磷和总氮都远远超过营养化指标值，处于富营养化水平，而潘三塘总磷和总氮浓度基本在营养化指标以下，大通塘则只有总氮超过营养化指标，并且潘三塘和谢二塘都是中心的总磷和总氮高于边缘的，这是水深不同的缘故。只有大通塘的东岸边采样点的磷和氮的含量高于中心采样点，这是由于附近有小型煤窑、塑料厂等在东岸边排放工业污水的缘故。
对照表9.15 可以看出，大通塘中藻类种类与个数均为中等，浮游植物中硅藻和绿藻较多，还有相当数量的甲藻，浮游动物中常见针棘匣壳虫 C.aculeata，都表现出寡污带的生物学特点。谢二塘中藻类的种类和数量均较多，说明该水域中营养物质丰富，含量较多，水中浮游植物以蓝藻、绿藻和硅藻居多，浮游动物中缺刺秀体溞 D.aspinosum、螺形龟甲轮虫 K.cochlearis 常出现，该水域属于中污带—寡污带。潘三塘中藻类种类和数量均较多，绿藻和蓝藻占相当大的比例，浮游动物中萼花臂尾轮虫 B.calyciflorus 较多，呈现出中污带—寡污带的特点。
依据 《地表水环境质量标准》 (GB3838—2002) 中几个指标的标准限值 (表9.16) ，结合 3 个塌陷塘的理化指标数据对评价区进行水质分级: 大通塘和谢二塘属于Ⅴ类水质标准，适用于农业用水区及一般景观要求水域; 潘三塘达到Ⅳ类水质标准，主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区。
表9.16 湖泊水库特定项目标准值


Margalef 多样性指数是衡量种类多样性的基于藻类种群数与藻类个体总数的对数之间线性关系的一个指标 (式 9.30) 。从塌陷塘藻类多样性指数 (表9.17) 可以看出，大通塘、潘三塘的藻类多样性指数无显著性差异，均属轻度污染水域。谢二塘中藻类多样性指数相对偏低，表明此水域污染较重，属于中度污染。根据硅藻指数划分污染带的标准(表9.18) ，结合表9.17 中塌陷塘的藻类硅藻指数，可以将 3 个塌陷塘水体大体划分为两个污染带: 潘三塘和谢二塘属于β - ms (乙型中污带) ，大通塘属于 os (寡污带) 。
表9.17 3 个塌陷塘中藻类多样性指数与硅藻指数


(据辛晓云等，2000)
表9.18 硅藻指数划分污染带标准


叶绿素 a 是水体中浮游植物生物量的综合指标，是富营养化水体监测中一个重要的生物学参数。分析其含量则可以了解水域中生物量的状况及其富营养化程度，是治理水体富营养化的基础，对有效地管理和利用水体具有重要的作用。参照 OECD 湖泊营养状态的chla 的划分 (Environment Assessment Report NO.4，1999) 和选用标准，再结合 3 个塌陷塘中叶绿素 a 的含量 (参见表3.6) ，分析得出: 大通塘属于贫营养化; 谢二塘富营养化状态; 潘三塘属于中度营养型。这与灰色局势决策法对 3 个塌陷塘营养状态评价结果是一致的。
通过对 3 个塌陷塘测定指标的纵横向比较分析，得出评价区的水质特征:
(1) 各塌陷塘中叶绿素 a 含量: 大通塘 < 潘三塘 < 谢二塘，叶绿素 a 含量与温度成正比关系，说明适宜的温度是浮游植物生长的重要因素。
(2) 3 个塌陷塘的水质分级: 大通塘和谢二塘属于Ⅴ类水质标准，潘三塘达到Ⅳ类水质标准。
(3) 塌陷塘的污染状况: 大通塘属于轻度污染，谢二塘属于中度污染，潘三塘属于中轻度污染。
(4) 水质生物学评价结果: 大通塌塘属于 os (寡污带) ，潘三塘和谢二塘属于β - ms(乙型中污带) 。
(5) 富营养化程度划分: 大通塘是贫营养型，谢二塘是富营养型，潘三塘是中营养型。
塌陷区水域的水质状况是自然因素与人为因素共同作用的结果，在矿井报废后的塌陷区水域 (如大通塘) ，受外界的干扰逐渐减少，内含的有机物由于水体的自净作用将有所减少，水体中浮游生物的种类与数量也将随之减少。而正在受煤矿开采影响的塌陷区水域(如谢二塘、潘三塘) ，由于有生产、生活废水的排入和塌陷前的农田作物腐烂，水中营养物质比较丰富，浮游生物种类和数量均较多。塌陷区水域中的浮游生物的种类和数量还同塌陷区水域的面积、深度有关。塌陷区水域已经受到不同程度的污染，为能有效地治理和利用这一特殊水体，加强对水体的监管势在必行。

（一）自然环境

处于云贵高原的东北缘与湘鄂山地交汇地带的湘西北中、低山、山原区，东与湘北洞庭湖平原区接壤，北与川东南、鄂西南山地毗连，西与黔东北高原邻接，南止沅麻盆地西缘。区内气温偏低，光照偏少，干湿季节不明显。年平均温度16℃～17℃，年日照时数1400 h，＞10℃积温为5000℃～5300℃，80%的保证率积温仅4800℃～5100℃，极端最低气温为-6℃～-15℃，无霜期只有265～285 d。雨量比较充沛，历年平均降水量在1300～1900 mm，特别是武陵山区降雨量显著增多，并多以大雨，暴雨，形成了湘鄂（湖北以五峰、鹤峰为中心）暴雨中心区。水系甚为发育，且呈树枝状。发育有澧水干流及其支流，南端为沅水一级支流酉水。土壤以黄色石灰土和黄壤性土为主，黄色石灰土面积约1341万亩，占区内总面积的35%，黄壤性土面积约1322万亩，占区内总面积的34.4%。其次有水稻土、黄壤、棕色石灰土、暗黄棕壤、粗骨石灰土、石灰性紫色土、山地草甸土等。森林植被覆盖率为65.64%，以针叶林为主，阔叶树、竹林也有分布。

地处武陵山和雪峰山之间的沅麻河谷盆地区，具有光热充足，冬冷春寒，干湿季节明显的气候特点。年平均温度16.6℃，＞10℃积温为5000℃～5300℃，持续日数为230～235 d，无霜期278 d左右，年日照时数1500 h左右。年降水量在1300 mm以上，7～9月降水量在340～380 mm之间。土壤以紫色土和黄红壤为主，其中紫色土占近30%，主要分布于沅水西岸，以及溆浦盆地，一般分布于海拔高度200～500 m之间；黄红壤占43%，主要沿沅江及其支流巫水的两岸分布，海拔高度为300～500 m。

雪峰山地区，包括西部的西晃山和南部的越城岭一部分，光能资源和热能资源居全省最少区之一。年日照时数1250～1400 h，＞10℃积温为4200℃～5300℃，年降水量除安化暴雨中心外，一般为1300 mm。常年相对湿度在80%以上。土壤以黄壤为主，占51.4%，主要分布在500～1200 m地带；次为红壤，石灰土和水稻土零星分布。森林植被覆盖率为68.45%，以针叶林为主，以及针叶阔叶混交林等，此外城步南山有大片草地分布。

位于本省北部的洞庭湖滨湖平原区，属于我国北亚热带湿润气候型的长江中游气候大区，其气候特点是光、热较足，春暖迟，秋寒早。年日照时数1700～1800 h，是全省日照最多的地区，年平均气温在16.5℃～17℃，＞10℃的积温在5000℃～5400℃，无霜期历年平均为265～280 d。以洞庭湖盆地为中心的冲积平原年降水量1200～1300 mm，为全省降水量较少的地区之一，且分布不均匀，南部较多，北部较少，4～6月集中了全年降水量的50%，多大雨、暴雨，常造成洪涝灾害。土壤有三个组合：①以紫潮沙泥为主，分布在南洞庭湖以北的安乡、南县的全部，沅江和华容的大部，以及澧县、常德、汉寿、岳阳、临湘等县的一部分；②以黄潮沙泥为主，分布在湘、资、沅、澧“四水”及汨罗江等入湖处；③以红黄泥为主，分布在洞庭湖以南的湘阴及益阳等县，其次在汉寿、常德、澧县、华容等县亦有较大面积分布。此外，棕红壤多分布在环湖的东、西侧；红壤集中分布在环湖的南侧；黄红壤分布在西部外缘；紫色土主要分布在西南部和东北部；潮土沿各大小河流的两岸分布。森林植被覆盖率为19.08%，以针叶林为主。

位于本省中部的湘中丘陵区为我国中亚热带典型地段之一，光能、热量资源丰富，气候温暖，热量充足，夏季高温酷热，冬无严寒，但春寒潮频繁。本区全年日照时数1400～1750 h，年平均气温为16.8℃～18.0℃，＞10℃的积温5300℃～5600℃，无霜期长达261～281 d，最冷月平均气温为3.8℃～6.5℃。降水量大，但分布不均匀，常发生前涝后旱现象。年平均降水量1200～1400 mm，春末夏初多雨，一般年份4～6月降水量占全年的45%左右；盛夏秋初干旱，7～9月降水量仅占全年的20%左右，且多以雷阵雨为主，而此时气温高，蒸发量大，空气相对湿度小，故易发生干旱，尤其是衡～邵一带，历来有“干旱走廊”之称。土壤以红壤占主导地位，其次为紫色土，它们在红盆中广泛分布，水稻土亦有相当量的分布，主要沿河谷两岸的阶地以及低山、丘陵谷地分布。森林植被覆盖率为40.60%，以经济林地、针叶林为主，竹林也有广泛分布。

位于省内东部的湘东盆地—山地区，光能、热量资源丰富，气候温暖，热量充足。全年日照时数1500～1700 h，年平均气温16℃～17℃，＞10℃的积温为5300℃～5600℃，无霜期长达260～280天，最低气温在-6℃～-8℃。雨水较多，年平均降水量1400～1700 mm，春夏雨多常出现暴雨山洪，危害农作物。秋冬雨水略少，产生轻微秋旱。土壤以红壤为主，其次为紫色土、水稻土，还有棕红壤、黄壤、暗黄壤、山地草甸土。森林植被覆盖率为62.82%，以针叶林为主，经济林亦有一定分布。

位于本省南部的湘南山地区，年平均气温在17.8℃以上，为全省气温最高地区，年日照时数1750 h，年太阳总辐射每平方厘米105～109 kW，＞10℃的积温为5500℃～5800℃，持续240～260 d，无霜期长达290～310 d，最低温可为-6℃左右。年降水量平均为1300～1800 mm，东部的桂东和西南部的江华，是本区的东西两侧的两个降水中心，高达1800～2000 mm。土壤以红壤为主，石灰土、紫色土、水稻土、潮土、黄壤、暗黄棕壤、山地草甸土为次。红壤一般分布于海拔700 m以下的低山及丘岗；黄壤分布于山地海拔700～1300 m中山区；暗黄棕壤主要分布在海拔1300 m以上的山地；山地草甸土分布在海拔1200 m以上的山顶脊地。森林植被覆盖率为59.79%，以针叶林为主，经济林和竹林亦有一定分布。

（二）社会经济环境

湖南省是一个具有多民族的人口大省，除汉族外，还有土家族、侗族、瑶族、苗族、壮族、白族、彝族、布依族、回族、维吾尔族、满族、蒙古族等51个民族。截至1998年末，全省总人口为6502万人，人口密度达305.24人/km²，65岁及以上的老年人口为464万人，老年人占总人口的7.14%。

湖南省是一个农业大省，历来是我国重要的商品粮、林业和渔业基地。解放以来，湖南省投入了大量财力、物力和人力，用于改善农业生产条件，广泛开展基本农田水利建设。截至1995年，全省兴建各类水利工程200多万处，其中大型水库与灌区14处，中型水库200多处，小型水库1200余处，塘坝200多万处，机电排灌装机385.53万千瓦，农田有效灌溉面积达268万公顷，旱涝保收面积达218.57万公顷。当前，农业和农村经济总体运行基本平稳，产业结构进一步优化，产业化程度明显提高。全省农业总产值1262.46亿元，粮食总产量281.82亿千克，棉花19.25万吨，油料120.74万吨，烤烟14.34万吨，水果109.07万吨，养殖业在连续几年高速发展的基础上，继续保持稳定增长势头。

湖南省的现代工业是新中国成立后逐步发展起来的，初步形成了以冶金、机械、化工、食品、纺织和能源等六大支柱行业为主体的、门类较多的产业结构体系。工业结构在改革开放以前，一直以重工业和全民所有制工业为发展重点，自1978年以后，轻工业得到了快速发展，同时，重工业也进行了服务方向和产品结构的调整，加速了能源和原材料等基础工业的发展。随着社会主义市场经济的不断深入，所有制结构发生了重大变化，虽然国有企业仍居主导地位，但是集体企业、股份合作企业、联营企业、私营企业等在最近几年发展迅速。

解放以来，特别是改革开放以来，湖南省的交通运输和邮电通信迅速发展。1998年省境内中央路营里程2275 km，地方铁路通车里程344.7 km，公路通车里程60077 km，内河航道里程1万公里，民用航空航线20条，管道里程164 km，形成了相当规模的交通运输网络。全省市话交换机容量达315.37万门，农话交换机容量134.29万门，邮路和农村投递线路总长度达到31.55万公里，全省所有县（市、区）均已开通国际、国内直拨电话业务，实现了人工网向自动网的转变，完成了模拟网向数字网的过渡，并正在向可传输各种信息媒体的宽带网、智能网转变。全省交通运输与通信能力大幅度提高。

教育事业在调整、改革中稳步发展。1998年全省有各级各类学校共4.94万所，在校学生达1336.93万人，全省高等院校数已发展到49所，为了提高成人的科学文化水平，各地广泛开展了成人教育和职业教育，1998年参加各级成人学历教育的在校学生达到83.39万人。

科学技术事业迅速发展。1998年，仅县级以上政府部门科研与科技开发机构就达196个，其中自然科学研究机构181个，国家重点实验室24个。全省国有单位拥有各类专业技术人员97.83万人，其中自然科学技术人员81.20万人，在湘“两院”院士16人，科技投入力度加大。科技成果大量涌现，1998年共获得各类科技成果950项，其中获省级以上科技进步奖励的项目333个，获国家级科技进步奖22项，不少项目达到或接近国际先进水平。

（三）地质环境

湖南省在大地构造上分属于扬子陆块和南华活动带，两者大致以雪峰山东南缘安化—靖县断裂为界。自中元古代末期的武陵运动开始，以后历次构造运动在湖南省均有所反映，特别是喜马拉雅山运动以来的新构造运动对湖南省的地形地貌有着巨大影响，造成湖南省地壳总体上是西升东降、南升北降的格局。形成了如下几个地质构造—地貌区：

（1）湘西北褶皱隆起岩溶发育山原山地区。海拔一般为600～1200 m，最高为2098 m。河谷多“V”字型，切割深500～1500 m。碳酸岩盐分布区岩溶地貌景观显著，区内发育巨大断裂及舒缓褶皱，属较稳定地块。历史地震最高6.1级，主要地质灾害为溶洞、地下河、滑坡、崩塌、泥石流及水土流失等。

（2）湘西断褶隆升山地区。海拔500～800 m，最高2021 m。水系发育，河谷多呈“V”形。区内活动性断裂发育。地壳尚稳定，历史上地震最高5级。岩组复杂，主要地质灾害为岩溶渗漏塌陷、边坡不稳、软弱夹层等。

（3）湘北断陷盆地冲积平原区。地势低平，地壳上属较不稳定区，主要地质灾害为软土层的塌陷、沉陷、管涌、地壳沉降和河湖淤积等。

（4）湘中褶断岩溶发育丘陵盆地区。区内大部为丘陵盆地，局部中低山。丘陵海拔150～350 m，中低山山峰最高1513 m。盆地中水系发育，晚近期活动性断裂也很发育。历史地震最高5.5级，沿断裂带有温泉出露，主要地质灾害为岩溶塌陷渗漏，部分地区水土流失严重，采煤区地面变形破坏等。

（5）湘东断褶拗陷丘陵山地区。区内中部及南部为丘陵盆地，偶有低山，海拔一般100～300 m，山峰最高1289 m；东北为低山丘陵，边境幕阜山、连云山，海拔1615 m。山体谷地呈北北东向雁形排列，晚近期活动性断裂发育，规模巨大。历史地震最高5.5级，主要地质灾害为水土流失、岩溶塌陷渗漏等。

（6）湘东南褶断隆起岩溶发育山地丘陵区。区内岩溶发育强烈，岩溶地貌显著。晚近期活动性断裂发育，规模巨大，构造复杂，以坚硬-较坚硬碳酸盐岩组及坚硬-较弱浅变质岩组为主。主要地质灾害为岩溶塌陷渗漏、软弱夹层、边坡不稳。

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