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摘要:三峽庫區消落區生態環境問題主要表現在以下5個方面:逆自然漲落的水陸交替生境導致消落區的植被覆蓋度大幅降低;水庫水位變化加劇庫岸水土流失和邊坡失穩;消落區的水陸交替加重水庫局部水域富營養化;消落區自身的結構和功能使其可能成為三峽水庫的內生污染源;支撐消落區生態恢復與治理需要的科學研究亟待加強。現行的治理模式難以適用于全庫區消落區,需要統籌思考庫區經濟社會發展與消落區治理問題。一是加快制訂出臺《長江三峽水庫管理條例》;二是開展三峽水庫優化水位調度研究論證;三是建立三峽水庫生態濕地保護區;四是建立三峽水庫生態補償機制;五是大力推進三峽庫區生態文明先行示范區建設;六是加快推進長江及其重要支流流域生態環保聯防聯控;七是持續支持三峽水庫消落區環境問題納入國家重大科技專項研究計劃。
關鍵詞:三峽水庫;消落區;環境治理三峽水庫
2009年全面建成,根據“蓄清排濁”的水位調度方案及目前實際運行結果,庫區已形成了大面積的消落區。三峽水庫所形成的消落區是我國最大的人工濕地,其生態環境特征與黃河流域等其他大型水庫消落區、自然濕地相比,存在3個顯著特征:(1)水位落差大(30m),淹水時間長;(2)消落區水位漲落受防洪、發電等調度控制,逆自然洪枯變化,冬水夏陸,其生態屬性十分特殊且復雜;(3)面積大,岸線長,分布區域廣且周邊城鎮密集,消落區生態系統頻受干擾。
一、消落區生態環境存在的問題及原因分析
三峽庫區生態環境敏感、人地矛盾尖銳,消落區處于庫區陸域和水域的過渡帶,受水位消漲和陸岸帶人類活動的影響突出。消落區生態環境問題主要表現在以下幾個方面。
(一)逆自然漲落的水陸交替生境導致消落區的植被覆蓋度大幅降低
形成消落區的原陸域,因水庫水位周期性大幅度地漲落且與自然洪枯變化節律相反,原復雜多樣的陸生生境轉變為水陸交替生境,植物生長基質變成為淤積土層或裸露基巖,消落區的植物種類大為減少,且群落結構簡單。高程由175m至145m而下,消落區露出水面的時間由270天降至120天,淹沒時間遠超過自然洪水,3個不同高程段的植被覆蓋度由44.8%下降至5.0%,尤其高程在145~155m處,大多數原有陸生動植物因難以適應生境而消亡、遷移或變異,只有少數可能保存下來,其生物多樣性水平更低于自然消落區。因植物種類減少及其群落結構的簡單化,自175m至145m而下,消落區應有的固土護岸、環境凈化等生態功能劇烈下降,直至完全散失。
(二)水庫水位變化加劇庫岸水土流失和邊坡失穩
水庫水位調度主要影響消落區的植被、表層土壤結構,進而影響其庫岸穩定。一是消落區水土流失程度遠超自然狀態下的水平。降水和水位周期性漲落的水動力作用破壞消落區坡面上的植被和土壤結構,生態系統的水土保持能力減弱或喪失,除了局部為“平川壩地”消落區河段外,大部分“山底形”消落區河段受土壤重力侵蝕和沖刷作用將加劇,水土流失量加大。開縣、云陽、奉節、巫山段消落區水土流失評價結果為差(小于0.113),其中云陽水土流失最為嚴重,土壤侵蝕模數高達4166t/(m2•a)(約高于自然狀態下水土流失土壤侵蝕模數100萬倍)。二是水庫水位大幅變化對地質災害的影響十分明顯。三峽水庫蓄水后,高水位長期浸泡使巖石內部應力及物理、化學性能發生顯著變化,巖土體凝聚力及抗剪力大幅度下降。在整個消落區中,除開縣等局部區段較平緩外,大部分消落區河段地形陡峭,河岸底層穩定性差,庫岸區人類活動頻繁,使其成為地質災害多發區。三峽水庫蓄水后的浸泡軟化作用減弱了庫岸的穩定性,加劇了老滑坡、老崩塌危險區的復活。同時,由于水庫水的反復橫向沖刷,坡地下部極易被掏空,導致新的滑坡產生。據國土資源部頒布的《三峽庫區三期地質災害防治規劃》,三峽庫區地質災害總數4706處,其中重慶庫區3742處;消落區地質災害1627處,其中重慶段消落區1208處。蓄水后庫岸經歷再造,2008年以來,重慶庫區共發生庫岸坍塌、崩滑體變形700處以上。
(三)消落區的水陸交替加重水庫局部水域富營養化
消落區作為水域與陸地環境的過渡地帶,其生態系統受到來自水陸2個界面的交叉污染。一方面,在風浪和水流的作用下,水庫水域中的一些污染物向兩岸消落區移動,使漂浮在水體中的部分垃圾及污染物進入消落區并富集,形成岸邊污染帶。在蓄水后形成超背景的污染帶中,化學需氧量、氨氮、總磷大約分別增加450%、270%和160%,岸邊污染帶有明顯加寬和加長的趨勢。另一方面,與消落區毗鄰的生態屏障帶是庫區城鎮、人口、產業密集區域,人地矛盾十分突出。資料顯示,生態屏障帶內人口密度高達888人/km2,約為三峽庫區的2.5倍;人均耕地333.34m2,僅為三峽庫區的1/2。三峽屏障區內居民生產、生活產生的部分廢物和垃圾、污水經消落區進入水庫。農村面源,特別是化肥農藥污染負荷是最主要污染源?;省⑥r藥流失監測分析表明,僅化肥進入水體中的氮、磷量分別占庫區排入長江干支流水體氮、磷總量的44%~70%和52%~77%,并呈逐年上升態勢;秭歸試驗區人工模擬降雨試驗表明,水土流失的泥沙是農業面源污染物的主要載體,承載大量氮、磷的泥沙隨農田徑流進入消落區,部分在消落區沉積,使消落區水土受到一定程度污染,導致水庫的回水區、滯水區、河灣等局部水域的富營養化突出。由于庫區一級支流中氮、磷濃度高,近年來水華發生頻繁,涉及10多條支流,水華優勢藻類已由河流型硅甲藻向湖庫型藍綠藻演化。無序和過度開發活動對消落區生態系統的干預,削弱了三峽水庫的生態屏障功能。
(四)消落區自身的結構和功能使其可能成為三峽水庫的內生污染源
在三峽水庫消落區形成后,淹沒前的陸生生態系統尤其是植物群落等發生巨大變化,生態系統結構和功能簡單化。一是凈化功能減弱。消落區由于植被稀疏,有效攔截、消納沿江兩岸面源污染的能力下降。在支流回水范圍內的消落區易于富集污染物,引起局部水域的富營養化。二是局部區間成為納污場所。消落區沉積的污泥和垃圾,在夏季有可能滋生病菌和寄生蟲,將給自然疫源性疾病、蟲媒疾病、介水傳染病的傳染源擴散、病媒生物孳生及其疫源地的擴大提供適宜的條件,易導致流行性傳染病發生。三是消落區的植被具有雙重特性。在低水位期生長的各類植物可增強其生態系統的功能,但在蓄水前不及時處理,隨水庫蓄水被淹沒,可轉化成水庫淹水期的污染物。四是生態景觀價值降低。消落區內滯留的污染物、退水后形成的淤泥及草木稀少的荒坡與三峽著名風景區和城鎮景觀不協調。三峽水庫運行后,消落區植被稀疏,與陸域和水域形成明顯反差,影響庫區的整體景觀,對三峽旅游產生不利影響。
(五)支撐消落區生態恢復與治理需要的科學研究亟待加強
三峽工程蓄水淹沒了長江原有的自然消落區,同時產生了新的水庫消落區。這對于消落區陸生生物及整個庫區生態系統的穩定和生物多樣性都將產生深遠的影響。目前,消落區植被正處于森林—灌叢—草叢—裸巖的逆向演替狀態;在自然狀態下,新的消落區生態系統想要逐步建立起來,還需要長期觀測和研究其演替進程。三峽庫區消落區治理仍屬世界性難題,消落區生態系統的恢復與重建需要經歷相當長的時間。在美國,落差10m的消落區生態治理花費了70年時間,基本達到預期目標。消落區的科學研究曾得到國家重視,“十一五”期間在《國家水體污染控制與治理科技重大專項》中設立了《三峽水庫消落區生態保護與水環境治理關鍵技術》課題,比較系統地開展了消落區生態環境問題及治理技術研究。但是,就研究內容、積累的觀測數據及成果情況看,僅僅是取得了階段性成果,對消落區的科學研究仍屬于短期、小范圍試探性研究,主要集中于篩選適生植物,缺乏對庫區特定自然條件下的消落區生態演替規律性的研究,尚未形成成熟、經濟實用的消落區生態治理集成技術。因此,現階段難以科學制定消落區系統性的保護規劃、治理方案以及相應的技術規范、監管制度。因國家在“十二五”“十三五”未給予持續課題經費支持,關于消落區生態演替規律、治理技術等科學研究受到較大影響。
二、對策及建議
自“十一五”以來,在國家相關部委的支持下,重慶市加強了三峽水庫消落區的生態環境保護工作,并取得階段性成效。截至2018年3月底,重慶庫區累計實施消落區保留保護、生態修復、岸線環境綜合整治、衛生防疫等方面項目106個,三峽后續補助資金近30億元,消落區自然生態得到一定修復,部分存在安全隱患的庫岸得到綜合整治。現行的治理模式難以適用于全庫區消落區,為統籌思考庫區經濟社會發展與消落區治理問題,提出如下建議。
(一)加快制訂出臺
《長江三峽水庫管理條例》三峽工程即將竣工驗收,三峽水庫即將由試驗性蓄水轉為正常運行。鑒于長江三峽水庫生態環境安全的極端重要性,建議國家借鑒美國、澳大利亞、新西蘭等國家針對單一河流專門立法加強水庫及流域生態環境保護管理的經驗,制定《長江三峽水庫管理條例》,建立和完善消落區利用、管理、保護制度,規范管理庫區生產生活活動,為強化三峽水庫管理提供法律保障,也為我國其他大型水庫的綜合管理提供經驗。
(二)開展三峽水庫優化水位調度研究論證
三峽水庫形成后,按照防洪庫容2.215×1010m3的方案,正常蓄水位175m與防洪限制水位145m之間每年周期性漲落幅度30m,水位145~160m區間的治理難度大。近20年來,隨著長江上游大型水庫興建,三峽水庫防洪態勢和來水來沙條件發生較大改變,原設計的調度方式給三峽庫區地質災害防治、消落區治理、川江航運等帶來巨大壓力。目前,長江上游地區興建了溪洛渡、向家壩等大型水庫21座,形成防洪庫容1.400×1010m3,到2028年還將建成烏東德、白鶴灘等水庫,將再增加防洪庫容約1.500×1010m3。隨著長江上游水庫群建成等防洪態勢的變化和水雨情科學預報能力的增強,三峽水庫調度方案有必要進一步優化。據測算,三峽水庫水位145~175m防洪庫容共計2.215×1010m3,其中145~150m庫容為2.540×1010m3;150~155m庫容為3.110×109m3;155~160m庫容為3.400×109m3。僅就三峽水庫的防洪功能定位而言,如果將汛限水位提高至160m,將減少防洪庫容9.050×109m3,還剩余1.310×1010m3防洪庫容,仍可抵御荊江百年一遇的特大洪水。長江上游修建的多座水庫具有攔洪調節作用,提高防洪限制水位切實可行,同時對航運、發電、生態等均有積極作用。國家可組織專家對優化三峽水庫水位調度開展論證,及早決策。
(三)建立三峽水庫生態濕地保護區
對三峽庫區生態屏障帶生境質量分析結果表明,生境質量為“中”和“優”等級的面積在2005—2010年均呈增加趨勢,而在2010—2015年總體上呈減少趨勢,與庫區城市發展加快,三峽移民搬遷、高山扶貧等移民政策的實施導致人口向屏障帶區域集中等因素有關。為此,提出以下建議。一是將水庫消落區整體劃入生態保護紅線區嚴格保護,將庫區生態屏障區(城鎮規劃區范圍除外)納入生態濕地保護范圍。二是制定保護區建設規劃,參照自然保護區的相關規定建立消落區生態保護與修復管護制度。三是建立激勵機制,促進保護區人口轉移。四是按照“山水林田湖生命共同體”的理念,切實落實視察重慶時的指示,加強消落區及庫區生態屏障帶的生態保護。五是結合消落區不同區段的生態類型特點,在自然修復的基礎上主要以生物工程治理措施促進生態修復,發揮其攔截污染物、保持水土等生態服務功能。六是加強消落區城鎮段、地質災害多發區治理,保障庫岸安全。
(四)建立三峽水庫生態補償機制
鑒于三峽庫區腹地是國家重要生態功能區,建議國家將三峽水庫濕地保護區整體納入國家重要生態功能區,優先享受國家重要生態功能區的生態轉移支付政策。建議按照中央和地方的不同事權,建立和完善生態補償機制,解決消落區生態保護的外部性問題。
(五)大力推進三峽庫區生態文明先行示范區建設
探索庫區綠色循環低碳發展的生產、生活方式,對推進長江經濟帶轉型升級具有積極效應,對建設美麗中國具有戰略性作用。建議國家將扶貧攻堅同生態保護與建設相結合,加強生態扶貧搬遷安置地生產生活條件建設,適當提高中央補助標準。建議在重大基礎建設項目、投資安排上繼續向三峽庫區生態屏障區傾斜,重點支持中小型水利設施、鄉村公路建設,加快實施污水垃圾處理、河流整治項目,加大對農村污染的治理力度。建設優先扶持發展綠色產業,確保庫區居民經濟水平與全國同步提高。
(六)加快推進長江及其重要支流流域生態環保聯防聯控
按照黨中央、國務院關于長江經濟帶“共抓大保護、不搞大開發”的決策部署,加強長江流域省市聯防聯控已成為保障長江生態環境安全的重要舉措。要從國家層面優化沿江產業空間布局,制定更加嚴格的產業準入“門檻”,結合供給側改革,堅決淘汰、限制、化解一批低效、高耗、重污染的產能。強化工業污染防治,重點整治上游流域內化工、造紙、電鍍、水泥、印染、有色金屬等重點行業,確保達標排放。提高三峽水庫上游區域城鄉污水垃圾收集處理和農業面源污染控制水平,減輕三峽水庫污染負荷。完善船舶、港口、碼頭等污染物接收、轉運、處置設施建設,加強臨江危化物品收儲轉運安全管理。
(七)持續支持三峽水庫消落區環境問題納入國家重大科技專項研究計劃
鑒于消落區生態環境問題的復雜性,需進一步加強監測和研究,提高科學支撐水平。建議國家繼續將水庫消落區的生態環境保護研究納入重大科技專項支持范圍,持續開展消落區濕地生態系統發育觀測研究,尤其要持續研究長江干流消落區庫岸再造及植被自然修復的規律性,開展消落區生態功能恢復技術研究與示范、典型消落區濕地多樣性保護試驗研究等,進一步為探索消落區治理提供充分的科學依據。
作者:劉德紹 單位:重慶科技學院