2.1.2　洞庭湖平原其他小型湖泊

洞庭湖平原湖区除了洞庭湖以外，还包括一些零星分布的其他湖泊，例如岳阳南湖、芭蕉湖、黄盖湖、安乐湖、毛里湖、柳叶湖、东湖、珊珀湖、大通湖和北民湖等（图2-2）。前人对这些零星小湖的研究相对较少，仅有少数文献资料涉及环境演化等方面的研究。由于受到长江等河流影响较大，洞庭湖平原上这些小型湖泊时常面临洪水威胁，因此具有流域内洪涝灾害频发的特征。以黄盖湖为例，黄盖湖位于长江中游南岸，是湖南省临湘市和湖北省赤壁市的界湖。黄盖湖的流域面积为1538 km2，地理坐标为东经113°29′48″～113°36′40″，北纬29°37′00″～29°46′12″，湖泊面积仅为70 km2，是该流域洪水主要的调蓄湖（敬正书，2013）。黄盖湖北部及江南陆城一带为长江冲积地貌，地势平坦，分布有少量剥蚀残丘，黄盖湖南部地势呈现由丘陵向山地过渡的特征，地形由剥蚀残丘过渡为低山，地形起伏较大。近年来，黄盖湖也面临着围湖造田、围垦灭螺和泥沙淤积的威胁，水域面积在逐年减少，据统计自新中国成立以来萎缩率达56％（宋萌勃、刘其发、李南海，2013）。此外，由于黄盖湖流域内降雨量十分丰沛，暴雨频繁，历史上曾多次发生过大洪水，而且受外江高水位的顶托，因此流域内内涝灾害严重。据统计，自1980年以来，黄盖湖流域共经历了16次大洪灾，几乎平均2至3年一次（要威、张黎明，2017）。

图2-2　洞庭湖平原区中小型湖泊分布（张凤荣等，2009）

（1）沉积速率变化

有关洞庭湖平原这些小型湖泊沉积速率的研究十分稀少。Yao和Xue（2015）采用重力采样器在黄盖湖采集了一根长56 cm左右的岩芯（HGH2011-02），并按照1 cm间隔分样，采用210Pb和137Cs方法对沉积柱样进行年代测定。结果表明，137Cs的峰值出现在钻孔深度14～15 cm处，对应年代为1963年，210Pb含量随着钻孔深度增加而逐渐下降（图2-3）。采用稳定初始放射性通量（CIC）模式计算得出柱样0～56 cm的质量沉积速率为0.27 g·cm-2·yr-1（r2=0.86），同时利用稳恒沉积通量（CRS）模式，对所计算的年代进行校正，表明在过去150年间，所计算的泥沙淤积率变化十分显著，自19世纪90年代到20世纪中叶，泥沙淤积率增加迅速，直到20世纪30年代末达到顶峰，之后逐渐降低。

图2-3　黄盖湖钻孔沉积物226Ra、210Pb和137Cs活性及年代与沉积速率的垂向变化

（2）沉积地球化学特征和环境演化特征

洞庭湖平原湖区金属矿藏资源丰富，因此除了洞庭湖存在重金属污染问题，其他小型湖泊也同样面临着重金属污染的威胁。张凤荣等（2009）曾采集了洞庭湖平原10 km2以上的10个中小型湖群的表层沉积物和钻孔沉积物样品，采用地累积指数法，评价了湖泊沉积物中Cr的污染状况、空间分布特征及其污染水平。结果表明，洞庭湖平原地区中小型湖泊的表层沉积物中Cr含量普遍高于环境背景值，其中大通湖4号点Cr含量最高，达到101.2 mg/kg; 各湖表层沉积物中Cr 平均值依次为岳阳南湖>大通湖>珊珀湖>东湖>黄盖湖>安乐湖>北民湖>柳叶湖>毛里湖>芭蕉湖（图2-4）。地累积指数评价结果还显示，洞庭湖平原湖群中有4个湖泊的10个采样点达到中度污染程度，9个湖泊18个采样点为轻度污染程度，仅有1个采样点没有被污染。各个湖泊柱状沉积物中Cr呈现不同的变化特征：大通湖柱状沉积物中Cr含量表明大通湖中铬污染程度呈缓慢加重趋势；芭蕉湖在历史上没有受到铬污染，近年来Cr快速上升，污染呈逐渐加重趋势；珊珀湖柱状沉积物中Cr在垂向上自底层向表层显著升高；黄盖湖沉积物中Cr在垂向上波动很大，无明显趋势。按湖泊的类型划分，洞庭湖平原区中小湖泊沉积物受Cr污染程度表现为城市湖泊>投肥养殖型湖泊>人放天养型湖泊（张凤荣等，2009）。

图2-4　各湖泊不同采样点表层沉积物中w（Cr）分布（张凤荣等，2009）

此外，张玉宝等（2011）之后对洞庭湖平原10个中小型湖泊沉积物中砷的空间分布特征进行分析，同样采用地累积指数法对其污染进行了评价，洞庭湖平原区10个中小型湖泊表层沉积物的砷平均值为15.8 mg/kg, 略高于国家一级土壤标准（15.0 mg/kg）和洞庭湖水系的环境背景值（12.9 mg/kg）（图2-5）。在空间分布上，沉积物砷污染呈现从上游至下游增高趋势，这可能与沉积物化学组成中硅铝酸盐及钙、镁盐含量有关，例如砷含量较高的沅水水系以及洞庭湖湖口区湖泊沉积物，其硅铝酸盐含量也明显较澧水水系和藕池河水系湖泊沉积物高，而钙和镁盐的含量则呈相反的变化。总体而言，洞庭湖平原各中小型湖泊表层沉积物中砷污染总体较轻，各湖表层沉积物中砷浓度在10.1～33.7 mg/kg之间变化，平均值为 15.8 mg/kg，砷含量水平较低，其中8个湖泊22个点位没有污染，5个湖泊7个点位属于轻度污染。洞庭湖平原区中小型湖泊表层沉积物中砷平均含量次序为：岳阳南湖＞芭蕉湖＞黄盖湖＞安乐湖＞毛里湖＞柳叶湖＞东湖＞珊珀湖＞大通湖＞北民湖；各水系之间表现为澧水水系湖泊（北民湖、珊珀湖、毛里湖）、藕池河水系湖泊（大通湖、东湖）低于沅水水系湖泊（柳叶湖、安乐湖），低于洞庭湖湖口区湖泊（岳阳南湖、芭蕉湖、黄盖湖），显示从上游向下游增高。作者认为近年来，较为快速的经济发展和粗放型经济发展方式以及洞庭湖湖口区及沅江水系铅锌矿石冶炼、制酸、农药生产等砷排放企业的存在是造成洞庭湖平原中小湖群砷污染的关键因素。

图2-5　各湖泊表层沉积物中As含量及平均值（张玉宝等，2011）

此外，有关黄盖湖沉积环境演化与地球化学特征的研究，Yao 和Xue（2015）曾做了较为详细的分析。Yao和Xue（2015）分析了黄盖湖沉积柱样（HGH2011-02）总有机碳（TOC）、总氮（TN）、总磷（TP）、重金属以及稳定碳氮同位素（δ13Corg和δ15N）等指标，具体而言，自柱样底部到18.5 cm, TOC含量的变化范围为0.5%～0.9%，自39.5～18.5 cm呈现轻微增加趋势但是总体含量相对偏低。自14.5 cm深度至表层对应20世纪60年代至今，TOC含量快速增加，并达到最高值2.5%，TN也快速增加（图2-6）。自14.5 cm深度往下，TP含量偏低，平均值为744 mg·kg-1，14.5 cm深度朝上，TP含量表现为显著增加趋势。有机碳同位素变化范围为-26.0‰～-24.1‰，与表层沉积物样品相比更加偏负。稳定氮同位素值变化范围为2.5‰～7.0‰，自14.5 cm深度到表层，稳定氮同位素值呈增加趋势与有机碳同位素呈相反趋势。镉、铅和银的含量从20世纪60年代起也呈现增加趋势（图2-6）。分析结果表明，20世纪60年代以前，黄盖湖沉积物中有机质、养分和重金属含量均较低，指示了黄盖湖的营养状况和污染程度偏低，在1910—1940年期间，高泥沙堆积率和低黏土含量的数据表明，流域内人类活动的增加如铁路建设和森林砍伐，造成了流域内侵蚀加强；20世纪60年代以来，黄盖湖的TOC、TN和δ15N含量增加而δ13Corg的含量降低，表明黄盖湖的初级生产力有所提高；2000年以后，TOC、TN和TP下降或保持稳定，δ13Corg和δ15N则略有下降，指示了湖泊水质略有改善。

图2-6　黄盖湖沉积速率、Ca、粒度、总有机碳（TOC）、总氮（TN）、总磷（TP）、TOC/TN、206Pb/207Pb、δ13Corg、δ15N以及重金属垂向变化