劉 婧,夏 峰,楊 茜,段禾祥

(云南省環(huán)境科學(xué)研究院,云南 昆明,650034)

實(shí)踐證明,流域梯級(jí)開(kāi)發(fā)能合理有效地利用水資源,降低工程造價(jià),縮短建設(shè)工期,促進(jìn)流域綜合治理和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展。目前,我國(guó)水電資源的開(kāi)發(fā)已逐步從河流的單個(gè)電站開(kāi)發(fā)或小流域開(kāi)發(fā)過(guò)渡到大流域的連續(xù)滾動(dòng)開(kāi)發(fā),這是水電發(fā)展的必然,也是西部開(kāi)發(fā)的重大舉措。但也要看到,流域梯級(jí)開(kāi)發(fā)除了引發(fā)單個(gè)工程所帶來(lái)的生態(tài)環(huán)境影響外,由于系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)和累積效應(yīng),還存在對(duì)流域生態(tài)系統(tǒng)的潛在影響。如何在開(kāi)發(fā)前識(shí)別、預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)流域梯級(jí)開(kāi)發(fā)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響,以便在流域規(guī)劃、工程設(shè)計(jì)和運(yùn)行管理中采取相應(yīng)的對(duì)策措施,是當(dāng)前在水電開(kāi)發(fā)中亟待解決的問(wèn)題。

1 金沙江中游河段開(kāi)發(fā)規(guī)劃

金沙江為長(zhǎng)江上游河段,發(fā)源于青海省境內(nèi)唐古拉山北麓的各拉丹東雪山和尕恰迪如崗雪山,流經(jīng)青、藏、川、滇 4省區(qū)。金沙江河長(zhǎng) 2326km,落差 3279.5m,平均比降 1.41‰。習(xí)慣上分為上、中、下三段,上游自玉樹(shù)至石鼓;中游石鼓至雅礱江口,主要位于云南省麗江市和迪慶州境內(nèi);下游雅礱江口至宜賓,為川滇兩省界河。

金沙江水能資源極其豐富,主要集中在干流河段,理論蘊(yùn)藏量 1.13億 kW,約占全國(guó)水能資源理論蘊(yùn)藏量的 1/6,可開(kāi)發(fā)容量為 88910MW,年發(fā)電量 5041億 kW·h。上游河段主要在青海和西藏境內(nèi),開(kāi)發(fā)條件較差;而中下游河段開(kāi)發(fā)條件較好,主要開(kāi)發(fā)任務(wù)是發(fā)電、航運(yùn)、防洪和水土保持。

金沙江中游河段石鼓至雅礱江口,長(zhǎng)約564km,落差 838m。為開(kāi)發(fā)金沙江中游河段豐富的水力資源,原國(guó)家發(fā)展計(jì)劃委員會(huì)同意該河段按“一庫(kù)八級(jí)”開(kāi)發(fā),即龍盤(pán)、兩家人、梨園、阿海、金安橋、龍開(kāi)口、魯?shù)乩?、觀音巖,總裝機(jī)容量 20580MW,總年發(fā)電量 883億 kW·h。此外,經(jīng)四川省發(fā)展改革委員會(huì)同意,在觀音巖壩址以下57km河段進(jìn)行了補(bǔ)充規(guī)劃,設(shè)置了金沙和銀江兩級(jí)水電站,總裝機(jī)容量 845MW,年發(fā)電量約 38.2億 kW·h。金沙江中游河段發(fā)電效益巨大,社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益十分顯著,對(duì)促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展,實(shí)現(xiàn)貧困地區(qū)脫貧致富具有十分重要的作用;同時(shí),梯級(jí)電站發(fā)電每年可節(jié)約原煤 4100萬(wàn) t,向東部供電可緩解東部發(fā)達(dá)地區(qū)環(huán)境污染的壓力,環(huán)境效益也十分顯著。

2 金沙江中游河段研究范圍的生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀

金沙江中段流域?qū)俚嵛骺v谷山原區(qū)及滇中紅層高原區(qū)地貌單元。研究區(qū)地勢(shì)西北高東南低,相對(duì)高差約 3540m。研究區(qū)氣候的立體效應(yīng)較明顯,氣溫隨海拔高度呈遞減趨勢(shì),年均降雨量 308.8mm～1078.1mm。研究區(qū)主要土壤類(lèi)型有紅壤、棕壤、紫色土等,其中,地帶性的紅壤分布面積最大。

2.1 土地利用現(xiàn)狀

研究區(qū)土地利用類(lèi)型有 6類(lèi):耕地、有林地、灌木林地、其它草地、住宅用地和河流水面。其中,有林地的面積最大,占研究區(qū)總面積的 42.1%;其它依次為耕地、灌木林地、其他草地、河流水面和住宅用地。區(qū)內(nèi)土地開(kāi)發(fā)利用較早,開(kāi)發(fā)程度較高,海拔較高的區(qū)域主要為林地,沿江平坦的地區(qū)分布有較多的耕地,其它地類(lèi)在規(guī)劃江段兩岸交錯(cuò)分布。

研究區(qū)域土地利用特點(diǎn)如下:耕地面積少,后備耕地資源嚴(yán)重不足;林地絕對(duì)數(shù)量多,林種單一,且分布不均勻;草地?cái)?shù)量較多,但利用價(jià)值不高;住宅用地較少,集約程度不高。

2.2 植被現(xiàn)狀

研究區(qū)在植被區(qū)劃上屬于亞熱帶常綠闊葉林區(qū)域,西部 (半濕潤(rùn))常綠闊葉林亞區(qū)域,高原亞熱帶北部常綠闊葉林地帶,滇中、滇東高原半濕潤(rùn)常綠闊葉林、云南松林區(qū),并涉及青藏高原高寒植被區(qū)域的青藏高原東南部山地寒溫性針葉林亞區(qū)域的一小部分。水平地帶性植被以殼斗科植物為優(yōu)勢(shì)種的半濕潤(rùn)常綠闊葉林,但現(xiàn)存數(shù)量很小,大部分已被次生植被所替代。

研究區(qū)共有 11類(lèi)植被,其中,農(nóng)田植被面積最大,其它依次為暖溫性針葉林、稀樹(shù)灌木草叢、溫涼性針葉林、灌叢、寒溫性針葉林、河流水面、住宅用地、落葉闊葉林、常綠闊葉林和寒溫山地硬葉常綠闊葉林。

研究區(qū)內(nèi),江面以上約 200m高程的范圍內(nèi)分布著干熱河谷稀樹(shù)灌木草叢或干熱灌叢;海拔1600m～2600m的范圍內(nèi)主要分布云南松林,或干熱河谷硬葉櫟類(lèi),或半濕潤(rùn)常綠闊葉林;海拔2600m～3200m為山地溫涼植被。

2.3 動(dòng)植物資源現(xiàn)狀

研究區(qū)分布有維管束植物 170科,690屬,共1791種。其中蕨類(lèi)植物 20科 43屬 115種,裸子植物 7科 17屬 24種,被子植物 143科 630屬 1652種。植物區(qū)系以熱帶和溫帶成分為主:熱帶成分有 341屬,占 53.62%;溫帶成分有 203屬,占 31.82%。

研究區(qū)分布有陸生脊椎動(dòng)物 28目 82科 400種,包括兩棲動(dòng)物 2目 7科 14屬 19種,爬行動(dòng)物 2目 6科 39種,鳥(niǎo)類(lèi) 16目 46科 269種,哺乳動(dòng)物 8目 23科 73種,均以東洋種 (東洋界)占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。

2.4 河谷陸生生態(tài)系統(tǒng)

研究區(qū)是一個(gè)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng),其景觀生態(tài)系統(tǒng)可劃為 3個(gè)大類(lèi),11種類(lèi)型,其中,森林景觀占研究區(qū)總面積的 42%,是區(qū)內(nèi)最重要的景觀類(lèi)型。研究區(qū)域各類(lèi)景觀斑塊數(shù)共有 38375塊,其中以農(nóng)田景觀的斑塊數(shù)最多,有 13318個(gè)斑塊,占總斑塊數(shù)的 34.7%;其次是暖溫性針葉林景觀,有 8181個(gè)斑塊。其中 6種不同的森林景觀合計(jì)面積占到研究區(qū)域面積的 42%左右,由此可知,區(qū)內(nèi)以森林景觀為主,農(nóng)田景觀次之。研究區(qū)域景觀生態(tài)環(huán)境質(zhì)量以?xún)?yōu)為主,占研究區(qū)面積的 42.1%。

3 金沙江中游河段水電開(kāi)發(fā)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響

3.1 對(duì)土地利用的影響

梯級(jí)電站建設(shè)淹沒(méi)的土地面積占研究區(qū)總面積的 14.03%。其中,按受影響的地類(lèi)絕對(duì)面積,受影響最大的是有林地,其它依次為耕地、其它草地、灌木林地和住宅用地;按受影響的程度,受影響最大的為住宅用地,其受影響面積占研究區(qū)該地類(lèi)的 33.52%,其次為其他草地、灌木林地、有林地和耕地。這些土地的利用形式會(huì)發(fā)生改變,一方面造成植被和生物生產(chǎn)量的損失,另一方面對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成一定的不利影響,而且,耕地和房屋受影響的居民的生活也將受到影響。

3.2 對(duì)植被的影響

梯級(jí)電站淹沒(méi)將涉及到 7類(lèi)植被類(lèi)型,淹沒(méi)面積占研究區(qū)總面積的 14.03%。就淹沒(méi)面積而言,在自然植被中,暖溫性針葉林淹沒(méi)面積最大,其它依次為稀樹(shù)灌木草叢、干熱灌叢、落葉闊葉林和半濕潤(rùn)常綠闊葉林;對(duì)人工地被物而言,農(nóng)地植被淹沒(méi)面積較大,其次還涉及淹沒(méi)居民地。

就自然植被受影響的程度而言,落葉闊葉林是受影響最大的植被類(lèi)型,其被淹沒(méi)的面積占研究區(qū)同類(lèi)植被面積的 61.91%;半濕潤(rùn)常綠闊葉林受影響程度次之,占研究區(qū)域同類(lèi)植被面積的34.73%,亦屬受影響較大的植被類(lèi)型;其它依次為稀樹(shù)灌木草叢、干熱灌叢和暖溫性針葉林。就人工地被物受影響的程度而言,住宅用地受影響的程度較大,受淹沒(méi)面積占研究區(qū)住宅用地面積的33.52%;而農(nóng)田植被受淹沒(méi)面積僅占研究區(qū)域同類(lèi)植被面積的 10.54%。

對(duì)地帶性植被而言,梯級(jí)電站建設(shè)不會(huì)使研究區(qū)域內(nèi)半濕潤(rùn)常綠闊葉林消失,而且水庫(kù)蓄水后,隨著空氣濕度的增加,還將有利于暖性針葉林向半濕潤(rùn)常綠闊葉林方向演替。

對(duì)次生性植被而言,梯級(jí)電站建設(shè)不會(huì)使研究區(qū)域內(nèi)落葉闊葉林消失,不會(huì)對(duì)暖溫性針葉林造成顯著性影響,而且,建壩后,由于局地小氣候的改善,有利于稀樹(shù)灌木草叢和干熱灌叢的恢復(fù)發(fā)展。

3.3 對(duì)動(dòng)植物物種的影響

梯級(jí)電站建設(shè)對(duì)金沙江流域植物特有種—多柱無(wú)心菜、麗江赤瓟、滇欖仁等基本沒(méi)有影響;對(duì)櫨菊木和光葉小檗無(wú)明顯影響。

梯級(jí)電站建設(shè)完成后,近 500種植物的部分植株將被淹沒(méi),但是,這些植物多為廣布種,梯級(jí)電站建設(shè)對(duì)其種群影響很小;梯級(jí)電站建設(shè)將淹沒(méi)少量國(guó)家 II級(jí)重點(diǎn)保護(hù)野生植物毛紅椿。

梯級(jí)電站建設(shè)對(duì)動(dòng)物的影響主要表現(xiàn)為適宜棲息生境的減小、動(dòng)物棲息環(huán)境質(zhì)量的降低以及區(qū)內(nèi)動(dòng)物種群數(shù)量和分布格局的變化。但是,由于動(dòng)物的活動(dòng)和趨避能力較強(qiáng),規(guī)劃實(shí)施不會(huì)造成任何動(dòng)物物種在區(qū)內(nèi)消失,但在短期內(nèi),區(qū)內(nèi)大部分動(dòng)物的種群數(shù)量將有所波動(dòng)。梯級(jí)電站建設(shè)完成后,隨著生態(tài)環(huán)境逐漸恢復(fù),受影響的動(dòng)物種群數(shù)量也將得到一定的恢復(fù)。因此,梯級(jí)電站建設(shè)對(duì)動(dòng)物的影響不顯著。

3.4 對(duì)景觀生態(tài)體系的影響

梯級(jí)電站建設(shè)完成后,研究區(qū)域內(nèi)各種景觀類(lèi)型的斑塊數(shù)變化如下:灌叢景觀斑塊數(shù)增加 1680個(gè),暖溫性針葉林景觀斑塊數(shù)增加 1100個(gè),草地景觀斑塊數(shù)增加 209個(gè),寒溫山地硬葉常綠闊葉林、寒溫性針葉林和溫涼性針葉林景觀斑塊數(shù)不變,城鎮(zhèn)和半濕潤(rùn)常綠闊葉林景觀斑塊數(shù)各減少 5個(gè),河流景觀斑塊數(shù)減少 12個(gè),落葉闊葉林景觀斑塊數(shù)減少 14個(gè),農(nóng)田景觀斑塊數(shù)減少 1269個(gè)。由此可知,規(guī)劃實(shí)施不會(huì)對(duì)寒溫山地硬葉常綠闊葉林、寒溫性針葉林和溫涼性針葉林景觀造成影響,對(duì)暖溫性針葉林景觀的影響最大。

梯級(jí)電站建設(shè)完成后,河流景觀的優(yōu)勢(shì)度有大幅度上升 (上升 0.1074),其它的都有不同程度的下降。但景觀優(yōu)勢(shì)度仍然是農(nóng)田景觀居首位(0.3779),其次是暖溫性針葉林景觀 (0.3092),水面上升到第三 (0.1611)。景觀優(yōu)勢(shì)度下降最大的是農(nóng)田景觀 (下降 0.0445)和暖溫性針葉林景觀 (0.0203)。也就是說(shuō)梯級(jí)電站建設(shè)完成后對(duì)河流、暖溫性針葉林和農(nóng)田景觀的影響最大。

經(jīng)計(jì)算,梯級(jí)電站建設(shè)完成后,Shannon-Weaver多樣性指數(shù)上升 0.1183,Simpson多樣性指數(shù)也上升 0.0445?？偟膩?lái)說(shuō),研究區(qū)域的景觀多樣性并不會(huì)因?yàn)樘菁?jí)電站建設(shè)而發(fā)生重大改變,對(duì)景觀的穩(wěn)定性也無(wú)明顯影響。

4 陸生生態(tài)保護(hù)對(duì)策措施規(guī)劃

4.1 不利生態(tài)影響的減免措施

對(duì)梯級(jí)電站淹沒(méi)涉及的保護(hù)植物毛紅椿,應(yīng)實(shí)施遷地保護(hù)和采種繁育。對(duì)于施工區(qū)域涉及或靠近的保護(hù)植物,應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況,采取遷地保護(hù)、采種繁育或掛牌保護(hù)等相應(yīng)措施。

4.2 不利生態(tài)影響的削減措施

(1)對(duì)植物植被不利影響的削減。在流域規(guī)劃范圍內(nèi)制定切實(shí)可行的植樹(shù)造林、封山育林和幼林撫育規(guī)劃,有計(jì)劃、有步驟地對(duì)規(guī)劃區(qū)內(nèi)的植物植被進(jìn)行保護(hù)和恢復(fù)。同時(shí)結(jié)合流域內(nèi)各市(區(qū))、縣的退耕還林工程的實(shí)施,推廣多種經(jīng)濟(jì)林果種植;在廣大農(nóng)村地區(qū)推行中低產(chǎn)田改造、坡改梯等耕地改造技術(shù),逐步減少流域內(nèi)的陡坡墾殖現(xiàn)象。改變落后粗放的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)方式,大力發(fā)展具有地方特色和優(yōu)勢(shì)資源的開(kāi)發(fā),合理布局和發(fā)展草地畜牧業(yè)和林果業(yè),以此帶動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)。對(duì)于水土保持和綠化草種、樹(shù)種等的選擇,應(yīng)選用當(dāng)?shù)剡m生種,避免因引種不慎,導(dǎo)致外來(lái)物種入侵。

(2)對(duì)野生動(dòng)物不利影響的消減。加強(qiáng)對(duì)梯級(jí)電站建設(shè)的相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)、技術(shù)人員和施工人員的環(huán)保意識(shí)教育,明確環(huán)境保護(hù)的重要性,禁止非法捕殺野生動(dòng)物。水庫(kù)蓄水初期,應(yīng)結(jié)合野生動(dòng)物的生態(tài)習(xí)性,制定合理的水庫(kù)蓄水計(jì)劃。

(3)其他不利影響的削減。凡因梯級(jí)電站建設(shè)可能造成林地破碎化和島嶼化的地方,應(yīng)進(jìn)行生態(tài)設(shè)計(jì),如減少破碎化程度的設(shè)計(jì),設(shè)立島嶼之間的生物通道等。加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)的宣傳教育,提高各級(jí)人員的環(huán)保意識(shí),設(shè)置環(huán)境保護(hù)管理與監(jiān)督機(jī)構(gòu),加強(qiáng)管理,做好環(huán)境監(jiān)測(cè)工作,實(shí)施環(huán)境監(jiān)察,確保環(huán)境保護(hù)措施的實(shí)施。

4.3 不利生態(tài)影響的補(bǔ)償

梯級(jí)電站建設(shè)永久性占用一部分耕地、森林等,使這些資源受到損失,因此必須予以補(bǔ)償。對(duì)于永久性占用的林地,應(yīng)根據(jù)有關(guān)規(guī)定采取異地補(bǔ)償?shù)姆椒ɑ謴?fù),并采取人工撫育至少 5a的措施,使每公頃生物量不低于原有水平。對(duì)于永久占用的耕地和基本農(nóng)田,應(yīng)根據(jù)有關(guān)政策進(jìn)行補(bǔ)償,并根據(jù)“占多少,墾多少”的原則開(kāi)墾與所占耕地?cái)?shù)量質(zhì)量相當(dāng)?shù)母亍?/p>

4.4 生態(tài)影響恢復(fù)

梯級(jí)電站產(chǎn)生的暫時(shí)性生態(tài)影響,可以通過(guò)生態(tài)恢復(fù)技術(shù)予以消除。

(1)梯級(jí)電站建設(shè)期間,應(yīng)嚴(yán)格按照景觀功能和不同規(guī)劃占地情況進(jìn)行植被恢復(fù)。因梯級(jí)電站淹沒(méi)損失的有價(jià)值的植被類(lèi)型,應(yīng)在淹沒(méi)區(qū)之外規(guī)劃相應(yīng)面積的區(qū)域,根據(jù)被影響到的植被群落的種類(lèi)組成,營(yíng)造與之相似的植被群落,即進(jìn)行群落的異地恢復(fù)。因梯級(jí)電站建設(shè)行為受損部分的植被應(yīng)進(jìn)行科學(xué)合理的植物措施設(shè)計(jì),進(jìn)行植被的人工撫育恢復(fù)。選擇速生的鄉(xiāng)土樹(shù)種合理配置人工群落,人工輔助恢復(fù) 5～6a后,讓群落按照自然更新演替方式恢復(fù),以避免工程建設(shè)后植被破壞帶來(lái)的土壤侵蝕和自然生產(chǎn)力衰退。

(2)可在原生性植被群落中,對(duì)主要優(yōu)勢(shì)種進(jìn)行采種,人工播種于人工群落中,促進(jìn)原生性植被的恢復(fù)。在植被恢復(fù)過(guò)程中,應(yīng)盡量減小人為的負(fù)面干擾程度。

(3)在各電站水庫(kù)周?chē)?20m～50m的范圍內(nèi),根據(jù)地形、土地資源和氣候等具體情況,營(yíng)造庫(kù)岸防護(hù)林帶。對(duì)于保護(hù)水庫(kù),維護(hù)電站有效使用年限,保護(hù)和恢復(fù)陸地生態(tài)環(huán)境都是非常必要的。

(4)為最大限度恢復(fù)研究區(qū)遭破壞的植被,有效控制因梯級(jí)電站建設(shè)造成的新增水土流失,減輕梯級(jí)電站建設(shè)對(duì)周邊生態(tài)環(huán)境破壞程度,還應(yīng)在下一階段具體項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中,嚴(yán)格落實(shí)水土保持措施,采用工程措施、植物措施、土地整治相結(jié)合的方式進(jìn)行生態(tài)影響恢復(fù)。

(5)在立地條件較差的干旱河谷區(qū),進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)時(shí),要堅(jiān)持因地制宜、優(yōu)先選用鄉(xiāng)土種等原則,并注重生態(tài)系統(tǒng)的整體性?？刹扇∠炔莨嗪罅帜镜男迯?fù)模式,一方面采用人工措施創(chuàng)造生境條件,另一方面發(fā)揮自然修復(fù)功能,可促進(jìn)干旱河谷區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的形成。

5 結(jié)語(yǔ)

水電是可再生清潔能源,其開(kāi)發(fā)符合國(guó)家相關(guān)政策。但也需要認(rèn)識(shí)到水電開(kāi)發(fā)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響是無(wú)法避免的,應(yīng)該以實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略為前提,充分考慮梯級(jí)建設(shè)可能產(chǎn)生的區(qū)域性生態(tài)環(huán)境問(wèn)題,從區(qū)域的角度預(yù)防和減免水電梯級(jí)開(kāi)發(fā)實(shí)施后可能造成的區(qū)域性和累積性的不良生態(tài)環(huán)境影響,落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀,構(gòu)建社會(huì)主義和諧社會(huì),充分協(xié)調(diào)水電開(kāi)發(fā)、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、社會(huì)進(jìn)步與環(huán)境保護(hù)之間的關(guān)系,最終達(dá)到促進(jìn)梯級(jí)開(kāi)發(fā)和環(huán)境保護(hù)要求相協(xié)調(diào)的目的。

[1]吳升,華一新,楊樹(shù)華,等.金沙江流域生態(tài)保護(hù)與建設(shè)決策支持系統(tǒng) [J].地球信息科學(xué),2004,(4).

[2]楊樹(shù)華,王寶榮,王崇云,等.流域生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)保護(hù)及其數(shù)字化管理:以云南金沙江流域?yàn)槔?[M].北京:科學(xué)出版社,2006.