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0引言 對水能資源開發生態效應的研究長期以來，除了關注局部生態系統要素變化外，更多的是從流域的角度，將流域視為一個整體，綜合分析水能資源開發可能對流域上下游或某一河段生態環境的影響。這些研究對于有效把握水能資源開發影響下生態系統發展變化的規律、特點起到了積極而有益的作用，研究結果的應用使水能資源開發的生態友好性不斷得以提高。而在關注水能資源開發利用流域生態效應的同時，高山峽谷區的水能資源開發卻面臨著另一個更為突出的生態問題———由生態系統垂直地帶性所導致的水能資源開發生態效應在海拔高層上差異，這種差異從局部來看，對水能資源開發的影響或制約更為直接、明顯。因此，在綜合分析水能資源開發生態效應的時候，除了應從流域縱向上考慮可能產生的效應外，還應對高梯度生態效應加以分析，進而更為全面、系統地對水能資源開發綜合生態效應做出判斷。 1高梯度生態效應概念的界定 所謂高梯度效應，又稱作高度梯度效應，是指隨著山地的海拔、相對高度以及坡度坡向變化而導致的自然—人文綜合效應。不僅包括山地本身的自然—人文綜合效應，也包括對與之相鄰的洼地(河谷或盆地)或平地(高原面、平原等)的自然—人文的綜合效應。這種效應是綜合集成式的，形成了地球陸地表面獨特的地—氣—水—生—人的綜合耦合系統［1］。參照此概念，可以對高梯度生態效應做出相應的界定，高梯度生態效應是指由于區域海拔、相對高度以及坡度坡向變化而導致的生態系統效應。相對于山地高梯度效應來說，高梯度生態效應重點強調的是山地自然—人文綜合效應中的生態效應。重點強調的是隨著海拔、相對高度變化而導致的生態系統構成要素、系統功能的變化。垂直分異、高度分層是山地特有的地域分異。山地有足夠的海拔和相對高度是發生垂直分異、高度分層的兩個基本前提。足夠高的海拔使垂直性分異得以充分體現，足夠大的相對高度則使垂直帶性分異的產物———山地垂直帶譜、生態高度分層更加完備。 2怒江水能開發中的高梯度生態效應分析 2.1水能開發中高梯度效應形成的基礎 1)地質環境基礎 怒江作為我國典型的高山峽谷區，所在區域在氣候、土壤、植被等都體現出典型的高梯度差異，沿怒江三縣沿線僅海拔在4000m以上的山峰就有四十多座，從河谷到山頂的最大海拔高差達到4390m。這種巨大海拔高差使怒江氣候呈現出“一山有四季，十里不同天”的立體氣候特征，進而使其生態系統垂直分異明顯。同時，這一區域山體的巖石多呈破碎狀，風化變質強烈，覆蓋山體的土壤薄。坡度陡，重力地貌發育，在高山上部又都分布著較多的重力堆積物和一定數量的古冰磧物。由于這些堆積物的結構本來就比較松散，再加上半山以上地區每年冬春時節常為冰雪所覆蓋，對松散的巖石土壤形成短時的堅固作用，而至夏季冰雪融化時又使之松動，這在一定程度上加重了地層結構的松散性，在多種因素的共同作用下，使得這一地區非常容易形成泥石流和山體滑坡之類的地質災害［2］。怒江水能資源開發所面臨的此種地質環境特點，是水能開發高梯度生態效應差異的基礎所在。 2)生態環境基礎 怒江州生境敏感區占了全州面積的85.84%，其中極度敏感區所占比例最大，占36.61%，其次為高度敏感區，占31.11%［3］(表1)，高度敏感區與極度敏感區所占比重超過全州土地面積的60%，說明整個怒江州面臨的生物多樣性保護責任重大，從空間分布來看，極度敏感區、高度敏感區大多集中于怒江沿岸人口密度高、人類活動頻繁的地區，而這些區域也是水電站建設影響最為直接的區域。怒江水電開發將對怒江生態系統在垂直空間層面上的要素產生相應的影響，這種高梯度生態效應的顯現是以生態系統要素、功能的特點為基礎，由水能資源開發對生態系統不同海拔層所產生的擾動強度及生態系統的恢復能力所決定，重點強調生態系統的垂直地帶性差異與水電開發關聯時，所形成的生態效應差異及其綜合效應。 2.2怒江水能資源開發主要高梯度生態效應分析 1)不同海拔層自然災害工程誘發因素增加 怒江由于河流深切，造成一定臨空面，加之怒江主要沿斷裂帶發育，易產生崩塌等現象，水電開發對區域地質、地貌及局地氣候的影響存在高梯度差異，不同海拔層自然災害的發生將因受水電開發影響程度的不同而出現不同;水庫蓄水后，庫區水體對岸體的侵蝕將加劇山地溝谷地段崩塌、滑坡以及泥石流等自然災害的發生。由于不同梯級電站蓄水后庫區水體對岸體的侵蝕存在高程差異，所產生的高梯度生態效應也存在差異?？傮w來說，怒江水能資源開發后，將對不同海拔層同類型或不同類型自然災害發生的頻率產生影響，由于工程本身所導致的自然災害發生率在一定時間內將呈上升趨勢。 2)生物生境空間發生垂直位移 從怒江水電開發對物種生境的影響來看，怒江流域過去由于人們認識的不足以及受資源開發手段的制約，森林資源作為一種獲利較快的資源遭到大量破壞，海拔2500m以下的河谷地區由于人口集中、毀林開荒、陡坡墾殖等因素的影響，森林植被已遭受嚴重破壞，林地面積很少，2000m以下的低海拔河谷區森林則基本上被砍伐殆盡。怒江電站在蓄水后會淹沒中山地帶部分次生林，生活于該區域物種的生境造成影響，其中鹿馬登電站、維西電站、瀘水電站、六庫電站所在區域分布有珍稀動植物，雖然珍稀動植物主要分布在自然保護區和海拔較高的人跡罕至地區，但水電工程對珍稀動植物的間接影響仍然存在。以規劃中的馬吉電站來看，馬吉水電站正常蓄水位1570m時，將淹沒林地面積28797畝，淹沒陸地面積44.36km2，動物棲息地將受到影響，而大面積水域的形成，會為水域棲息種類創造更有利的條件，兩棲爬行類的種類、數量有可能增加，一些原來沒有的鳥類可能自動遷移到庫區。整體來看，水電開發造成的河流連續性的中斷，將對生物物種造成生境隔離效應。隨著適宜某些物種生境的生境面積在景觀中的減少，生境損失的重要性會逐漸增加。而新的生境的出現，將為新物種的遷入創造條件。#p#分頁標題#e# 除對生物物種分布空間產生直接的影響外，水電建設所導致的水文過程的時間變化也將影響到相關物種生境的高程分布變化。怒江的魚類、鳥類和植物的生長過程與水文過程具有密切的相關關系，怒江流域洪水期發生在6月初至11月中旬。洪水頻次分布分兩個時段。第一時段為6月下旬至9月上旬，其中7月下旬至8月上旬洪水頻次占37.8%;第二時段是11月上、中旬。建設水庫后經水庫調節，原來洪水期的洪水峰值明顯削弱，而枯水期的流量增加，當2座龍頭水庫建成后調節作用更明顯，主要月份流量比天然情況減少約30%。水文情勢的變化，將給流域的動植物帶來不同程度的影響。如怒江云文鰻鱺，洄游距離能長達2000km，洄游產卵一般在豐水期，洪水期是其產卵旺盛期。卵和幼魚的發育期都與水文狀況有關，大壩建設后水文狀況的變化，將直接或間接對其繁殖、發育產生影響。區內水流變緩有利于浮游及底棲生物的生長繁殖，喜緩流水生活和靜水生活的魚類的數量將在水庫內增加，而一些適應怒江現河道生境的喜急流淺灘生境的魚類，將會失去原有的棲息、繁殖場所及餌料來源［4］。某些植物其種子需要借助河流散布，特別是洪水期由于洪水的漫溢更增加了種子向河流兩岸灘地傳播的機會。建壩后，洪水期的洪水峰值的削弱，將使植物種子隨水流散布的空間范圍發生變化，從而影響其空間分布格局。對于河流廊道內的鳥類來說，其習性與氣候因素有關，同時與河流廊道的植被、河流豐枯變化等生境因素都有密切的關系［5］。建壩前后，水文變化及其與動植物的生長關聯見圖1。 3)可利用土地空間縮減，生態壓力增加 對于怒江來說，其大于25°的陡坡地占了全州土地總面積的60%以上，不宜作為耕地的面積比重較大，現有用地模式已對土地生態安全造成了巨大的壓力。怒江州境內怒江、瀾滄江流域11個梯級電站(其中苗尾電站不在怒江境內但影響、淹沒涉及怒江)共淹沒土地面積168.06km2，安置失地農民50699人，根據云南省大中型水電移民安置規劃預測，怒江2020年水電移民安置用地需求量合計為3622.33hm2。其中，農用地3311.84hm2，占移民安置土地需求總量的91.42%;建設用地310.49hm2，占移民安置土地需求總量的8.58%。水電開發后，河谷區域耕地數量的減少，將迫使一些自發性的農業生產活動空間上移，包括陡坡耕地的開墾、放牧等農業活動。這種變化一方面改變了人類活動原來的影響區域，另一方面使整個區域可用于農業發展空間進一步壓縮，作用強度進一步增加。與庫區動植物為了適應新的環境而被迫改變其生境不同，人類生產生活空間的垂直位移，強度的增加，對生態環境的影響更為明顯，將使怒江生態環境面臨更高的壓力。 4)景觀空間格局重組 隨著大壩蓄水后，生物生境的空間位移，農事生產活動空間范圍的重組，將使怒江峽谷區域景觀空間格局發生重組。這種重組最初表現為大壩建設及水庫蓄水所導致的物理空間的變化。這種變化存在三種可能。第一種情形，原有生物生境空間及農事活動維持在水能開發之前海拔高程之內，景觀空間變化僅表現為河谷區水域面積的增加，如圖2中的類型A;第二種情形，原有生物生境空間及農事活動突破原來的海拔上限，向上位移，以彌補因水域邊界上升所導致其原有活動空間的損失，如圖2中的類型B。對于怒江來說，其中山帶以上分布有世界級、國家級及省級自然保護區，活動空間向上拓展的可能性較小，空間上限能否被突破，往往視需要保護區域的敏感性、重要性而定;第三種情形，上下空間邊界的同時收縮，這種情形的發生往往是原來處于較高海拔區域保護區為了提高保護的有效性或生物生境自然變遷，使保護區空間范圍向下延伸，使得人類生產生活空間區域進一步壓縮，如圖2中的類型C。以上三種情形空間變化示意見圖2。 三種可能發生的情形中，空間變化類型C受到的壓力最為明顯，生態環境的承載量大大增加，水能資源開發可能導致的生態風險也隨之增加;空間類型變化A所承受的生壓力次之，空間變化類型B從空間范圍來看，人類及生物相關活動的上移可彌補水能開發導致的空間損失，但人類活動影響區域的整體上移，勢必也會增加怒江中山帶以上區域保護與發展的矛盾。綜合來看，無論怒江水能資源開發后，生物群落及人類活動空間如何變化，其生態景觀格局都將發生重組，這種重組對于生物物種來說是一種新環境的形成，對于人類來說，雖然不像其它生物那樣對這種空間變化敏感，但適應新的環境、新的發展政策將是一次重大的挑戰。 3怒江水能開發高梯度生態效應的空間劃分 根據不同的梯度，可以將水電開發的高梯度生態效應進行空間劃分，如對某一重點生態保護區域，可將水電開發可能導致的影響分為重點影響區域、次級影響區及影響緩沖區等。而影響等級的確立則可根據不同的要素來確定，如處于生物多樣性保護區，水電開發面臨的生物多樣性保護的約束較強，則可根據該區域生境敏感性或與生物多樣性相關的因素來確定不同級別的影響區域。 結合怒江生態功能區的劃分來看，怒江水電開發的高梯度生態關聯可分為三個層次:2000m以下河谷地區是怒江人類活動的主要地區，也是水電工程建設的區域，水電開發帶來的影響較直接，應重點關注水電開發對水體環境系統的影響;海拔2000～2500m之間，是土壤侵蝕敏感性較高區域分布較集中區，應加強水電開發過程對水土流失的防治及森林植被的保護;而2500m以上則是怒江重要的生態功能保護區，直接受水電開發的影響較小，但應重點考慮水電開發過程對自然災害的潛在影響及自然保護區生物保護生境面積的需求(表2)。 4結語 區域地質空間類型的差異是生態系統垂直地帶性差異產生的前提，生態系統空間構成的垂直地帶性差異是水能資源開發高梯度生態效應差異產生的關鍵。水能資源開發生態效應的顯現受多種因素影響，在關注水能開發中的流域縱向生態效應外，垂直空間上的效應也是綜合評價水能開發生態效應的重點，特別對怒江此類高山峽谷區，其垂直空間上生態效應更為重要。在一定程度上，垂直空間上的生態效應的發揮對區域生態環境的變化起著決定性作用，對于怒江此類高山峽谷區域，高梯生態效應應作為其核心生態效應來加以考慮，以解決突出的生態問題。#p#分頁標題#e# 高山峽谷區在提供有利的水電開發地質環境條件外，其地質環境特點也決定了水能開發生態效應的多樣性，以怒江為例所討論的水能資源開發高梯度生態效應，具有典型代表性。水能資源開發垂直空間上體現出的生態效應具有多層級性、立體性、交叉性的特點，對其生態效應的評價應在現有評價的基礎上，進一步加強對高梯度生態效應特點的把握，以提高生態影響評價的科學性，全面性。調控措施方面則應根據不同高梯度生態效應的空間劃分，采取分區調控的對策，建立合理有效的生態保護體系，協調水能資源開發與生態環境的關系。
