饒麗，朱振亞

(1.北京中水渤海工程監(jiān)理有限責(zé)任公司，北京　100071； 2.北京水保生態(tài)工程咨詢有限公司，北京　100055；3.水利部水土保持監(jiān)測(cè)中心，北京　100055)

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三峽庫(kù)區(qū)消落帶環(huán)境整治與生態(tài)修復(fù)調(diào)查研究

饒麗1，朱振亞2,3

(1.北京中水渤海工程監(jiān)理有限責(zé)任公司，北京100071； 2.北京水保生態(tài)工程咨詢有限公司，北京100055；3.水利部水土保持監(jiān)測(cè)中心，北京100055)

根據(jù)三峽庫(kù)區(qū)調(diào)度方案，工程運(yùn)行后將形成世界上最大的水庫(kù)消落帶。在介紹三峽庫(kù)區(qū)消落帶概況基礎(chǔ)上，分析消落帶所引發(fā)的生態(tài)環(huán)境危害，調(diào)查研究消落區(qū)自然修復(fù)、植被恢復(fù)試驗(yàn)和消落帶治理實(shí)踐，最后提出提高研發(fā)水平、分區(qū)治理修復(fù)、制定法律法規(guī)、建立生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制等措施。

三峽庫(kù)區(qū)；消落帶；生態(tài)修復(fù)；環(huán)境整治

消落帶是指水庫(kù)季節(jié)性水位漲落使庫(kù)區(qū)被淹沒土地周期性出露于水面的區(qū)域[1]。周期性淹設(shè)使得消落帶的生態(tài)環(huán)境惡化，生態(tài)調(diào)節(jié)功能降低，部分地區(qū)污染聚集，需要進(jìn)行生態(tài)修復(fù)和環(huán)境整治。而消落帶治理是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，可謂世界級(jí)難題。本文在介紹三峽庫(kù)區(qū)消落帶概況的基礎(chǔ)上，分析消落帶所引發(fā)的生態(tài)環(huán)境危害，調(diào)查研究消落區(qū)自然修復(fù)、植被恢復(fù)試驗(yàn)和消落帶治理實(shí)踐，最后探討消落帶治理、利用的思路。

1　庫(kù)區(qū)消落帶概況

三峽庫(kù)區(qū)水庫(kù)建成完工后, 根據(jù)擬定的“蓄清排濁”的運(yùn)行方案, 一年內(nèi)在三峽庫(kù)區(qū)就形成垂直落差達(dá)30 m[2]、庫(kù)岸線長(zhǎng)5 700多km、面積約349 km2的消落帶。由于人為的調(diào)節(jié), 使得三峽庫(kù)區(qū)水位的變化與自然情況下的水位變化成相反狀態(tài), 由原來的冬枯夏洪到現(xiàn)在的冬洪夏枯的現(xiàn)象[3]。

消落帶作為陸地和水體生態(tài)系統(tǒng)的過渡帶，不僅可蓄水、凈化水體，截留和轉(zhuǎn)移污染，調(diào)節(jié)氣候，維持生物多樣性等生態(tài)功能，而且具有經(jīng)濟(jì)功能和社會(huì)功能[4]。消落區(qū)形成后，陸地生態(tài)環(huán)境尤其是植物群落發(fā)生巨大變化，生態(tài)環(huán)境十分脆弱。緊鄰消落區(qū)的庫(kù)岸帶，是重慶市城鎮(zhèn)、人口、產(chǎn)業(yè)最密集的核心地帶，人口總數(shù)超過百萬(wàn)，與人類關(guān)系十分密切,加之受岸邊地形和河谷地貌的影響，三峽庫(kù)區(qū)消落帶的分布很不規(guī)律，給綜合治理帶來不少麻煩。因此應(yīng)適度地開發(fā)利用資源，以此緩解庫(kù)區(qū)人地矛盾，促進(jìn)庫(kù)區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展。

2　環(huán)境影響分析

1986年，以錢正英為組長(zhǎng)的三峽工程論證小組，形成14個(gè)專題論證報(bào)告，其中也涉及了消落帶問題。直到1994年，雷亨順教授多方倡導(dǎo)，人們才逐漸開始關(guān)注消落帶。

消落帶具有明顯的環(huán)境因子、生態(tài)過程和植物群落梯度等特征[5]，呈現(xiàn)出一定的脆弱性、邊緣性與過渡性，且各種生態(tài)環(huán)境問題表現(xiàn)出隱蔽性、潛伏性、傳遞性、長(zhǎng)期性、積累性[6]。

2.1環(huán)境污染破壞

水庫(kù)退水后，人類在消落帶上無序耕作，化肥、農(nóng)藥以及農(nóng)作物殘?bào)w會(huì)殘留于此；居民生活污水大多直排庫(kù)區(qū)，造成一定的污染。由于缺乏植物的吸收，超過土壤自凈能力，浸沒時(shí)會(huì)直接進(jìn)入水體，導(dǎo)致水體污染或富營(yíng)養(yǎng)化。如沒有采取措施，消落帶會(huì)變成垃圾帶，進(jìn)而影響人類的健康及庫(kù)區(qū)景觀效果。

2.2水土流失問題

三峽庫(kù)區(qū)耕地面積的17.6%是坡度大于25度的坡耕地，且多為中度以上侵蝕。消落帶出露時(shí)正是農(nóng)作物的生長(zhǎng)期。由于庫(kù)區(qū)土地資源十分稀缺，大量移民會(huì)自發(fā)在消落帶上種植。隨著蓄水浸泡沖刷，加速庫(kù)岸的土壤剝離，基巖大量裸露(似“荒漠化”)，造成嚴(yán)重的水土流失和水庫(kù)泥沙淤積，不利于發(fā)揮庫(kù)區(qū)的綜合效益。

2.3生物多樣性減少

水庫(kù)建設(shè)后，消落帶由陸地生態(tài)系統(tǒng)變成水陸過渡地帶。其結(jié)果是，適應(yīng)強(qiáng)的物種保存或出現(xiàn)新物種；原本能生存的物種死亡，適于水生的物種因周期性缺水而無法存活。整個(gè)消落帶系統(tǒng)生物的種類和數(shù)量減少，生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能弱化，生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降，變得脆弱易受破環(huán)。

2.4誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害

整個(gè)三峽庫(kù)區(qū)地形陡峭，河岸地層穩(wěn)定性不強(qiáng)，是我國(guó)地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)區(qū)之一。三峽水庫(kù)建成后，水庫(kù)岸邊巖石周期性遭受浸泡，不僅會(huì)加重已有滑坡、崩塌的危害，還可能誘發(fā)新的滑坡、崩塌等災(zāi)害。如遇暴雨，可能引發(fā)泥石流、山洪等災(zāi)害，嚴(yán)重威脅庫(kù)區(qū)人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。

2.5爆發(fā)流行病疫情

消落帶作為水域和陸地的過渡地帶，物質(zhì)、能量的交換和轉(zhuǎn)移活躍，易受到水體和陸地的交叉污染。高水位時(shí)，受庫(kù)水的頂托流速緩慢，水體的擴(kuò)散能力下降，形成庫(kù)岸污染帶；低水位時(shí)，生活垃圾、雜草等會(huì)直接滯留在消落帶上。這種環(huán)境極易滋生病原體和細(xì)菌。由于庫(kù)區(qū)人口密集，可能導(dǎo)致大規(guī)模流行病的發(fā)生和傳播。

3　修復(fù)和治理的調(diào)查

3.1消落區(qū)自然修復(fù)調(diào)查

2007—2008 年，長(zhǎng)江三峽工程生態(tài)與環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)開始對(duì)三峽庫(kù)區(qū)145～156 m消落帶內(nèi)植物群落進(jìn)行了調(diào)查，2009年之后，調(diào)查范圍擴(kuò)大到145～175 m。地點(diǎn)主要在秭歸、巴東、巫山、奉節(jié)、云陽(yáng)、萬(wàn)州、忠縣、豐都等區(qū)(縣)。同時(shí)在重慶市忠縣石寶寨長(zhǎng)江干流北岸的典型消落帶設(shè)置了固定監(jiān)測(cè)樣點(diǎn)[7]。

調(diào)查結(jié)果表明，蓄水前植被生活型以草本植物為主，喬木、灌木和藤本所占的比例很小。消落區(qū)維管植物由2010年的19科75屬86種增加到2011年的30科60屬71種，沒有發(fā)現(xiàn)物種數(shù)大于10的種屬，單種屬和寡種屬物種占到總物種的90%以上。

圖1　2010—2011年蓄水前三峽庫(kù)區(qū)消落帶植被生活型比例Fig.1　The proportion of vegetation life forms in the fluctuating zone of Three Gorges Reservoir before the impoundment from 2010 to 2011

一年生草本植物多年生草本植物木本植物高等植物群落優(yōu)勢(shì)種(建群種)大多為莧科、菊科、莎草科、禾本科植物,其中馬唐群落、蒼耳群落、稗群落、千金子群落等是最常見的植物群主要有水花生群落、狗牙根群落、蘆葦群落、牛鞭草群落、香附子群落、李氏禾群落、節(jié)節(jié)草群落、蠶繭草群落等桑(出水后良好)、刺茶裸實(shí)和黃荊(出水后難成群落)、截葉鐵掃帚、構(gòu)樹等(鮮見)

退水后，消落區(qū)植被垂直分布隨淹沒時(shí)間長(zhǎng)短呈明顯的層次特征，具體表現(xiàn)為：淹沒時(shí)間短的區(qū)域植被類型較豐富，植被覆蓋度較高，即消落區(qū)中上部植物群落的物種均勻度和豐富度都顯著高于下部，上部和中部植被的β多樣性差異不明顯，但下部植被的β多樣性明顯偏低。

3.2消落區(qū)植被恢復(fù)試驗(yàn)

三峽工程生態(tài)與環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)蘭陵溪消落帶有30多畝(1畝≈667 m2)的實(shí)驗(yàn)基地，根據(jù)三峽水庫(kù)消落帶水位變動(dòng)規(guī)律，按照水位高度將消落帶分為145～155 m、156～172 m、172～175 m、175～180 m 4個(gè)區(qū)域進(jìn)行植被恢復(fù)實(shí)驗(yàn)[7]。定植實(shí)驗(yàn)植物共有 18 種，包括約 21 200 株木本植物和大量的草本植物(無法統(tǒng)計(jì)出具體數(shù)據(jù))。

表2　三峽庫(kù)區(qū)消落帶水位與植被恢復(fù)狀況

根據(jù)植物耐淹性和抗旱性試驗(yàn)的結(jié)果，考慮連續(xù) 5年對(duì)消落帶植物自然恢復(fù)的調(diào)查和統(tǒng)計(jì)情況，初步篩選出 60 多種能用于庫(kù)區(qū)消落帶植被恢復(fù)的植被，其中20 多種耐淹性較強(qiáng)的木本植物。退水后，靠土壤種子庫(kù)快速繁殖且結(jié)籽量大的一年生草本植物有40多種。

3.3庫(kù)區(qū)消落帶治理實(shí)踐

3.3.1生物治理措施

生物治理措施是消落區(qū)生態(tài)修復(fù)的重要措施，通過生物措施治理，能使庫(kù)岸穩(wěn)定、水庫(kù)水質(zhì)安全。2000年起，重慶庫(kù)區(qū)不同研究課開始探究生物治理消落帶。目前，重慶已形成 “綠樹成蔭”、 “水草豐美”、“鳥語(yǔ)花香”、“滄海桑田”等多種模式。

2000年，西南大學(xué)曾波教授研究團(tuán)隊(duì)開始三峽庫(kù)區(qū)消落區(qū)生態(tài)綜合治理和消落區(qū)的生態(tài)演變綜合研究。課題選育出20多種耐淹植物，其中有的植物可以耐受長(zhǎng)達(dá)8個(gè)月、深達(dá)30 m的水淹。另外該團(tuán)隊(duì)在忠縣進(jìn)行了消落區(qū)植被重建和生態(tài)整治試驗(yàn)。

2004年，重慶市園林科研所開展消落帶生態(tài)恢復(fù)及自然演替試驗(yàn)研究，以解決主城兩江消落帶生態(tài)綠化修復(fù)問題?，F(xiàn)已基本摸清主城段消落帶的基本情況，篩選出了楓楊等12種耐淹性好、抗逆性強(qiáng)的植物，開發(fā)出多種適用的工程技術(shù)。該成果具有可重復(fù)性。

2009年5月，任榮榮教授等專家提出“滄海桑田”項(xiàng)目，于當(dāng)年10月批準(zhǔn)建設(shè)。項(xiàng)目開發(fā)出消落帶桑樹造林技術(shù)和飼料資源培育模式、庫(kù)岸山地水土保持桑林造林技術(shù)和飼料資源培育模式以及適合三峽庫(kù)區(qū)的飼料桑生態(tài)產(chǎn)業(yè)模式，建成蛋雞養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)年產(chǎn)量達(dá)4萬(wàn)只，對(duì)促進(jìn)庫(kù)區(qū)移民就業(yè)、增收致富、經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到積極作用。

2010年9月開始，澎溪河濕地保護(hù)區(qū)與重慶大學(xué)合作，實(shí)施開縣澎溪河流域濕地保護(hù)與恢復(fù)項(xiàng)目，篩選出9個(gè)濕地經(jīng)濟(jì)作物品種，以及池杉等耐水淹的喬木樹種。該保護(hù)區(qū)成為大型水庫(kù)人工濕地科普教育、科學(xué)研究和實(shí)習(xí)基地，為三峽庫(kù)區(qū)消落帶濕地的生態(tài)恢復(fù)和重建提供參考。

3.3.2工程治理措施

三峽水庫(kù)按照145～175 m正常運(yùn)行后，將在開縣形成面積為達(dá)42.78 km2的消落帶，占全庫(kù)區(qū)消落帶總面積的12.3%，是三峽庫(kù)區(qū)面積最大的消落區(qū)，具有嚴(yán)重的生態(tài)隱患。

開縣水位調(diào)節(jié)壩工程是解決開縣消落區(qū)生態(tài)問題的水利工程。該工程與2007年8月開建，2012年5月下閘蓄水試運(yùn)行，水位調(diào)節(jié)壩運(yùn)行后，可減少上游消落帶面積14.48 km2，治理消落帶面積20.94 km2，基本消除消落帶污染物危害。

開縣為打造 “西部水城”，實(shí)施了綜合裝飾工程，工程完工后將成為漢豐湖的核心景觀，滿足人們觀光旅游的需要，成為開縣新的旅游亮點(diǎn)。開縣以風(fēng)雨廊橋等為主要景觀，以水位調(diào)節(jié)壩和已批復(fù)的國(guó)家濕地公園為依托，申報(bào)國(guó)家4A級(jí)水利風(fēng)景區(qū)，從而進(jìn)一步提高國(guó)內(nèi)外影響力。

此外，湖北庫(kù)區(qū)也積極地探索了消落帶的修復(fù)治理。如秭歸縣環(huán)保局與宜昌大地園林有限公司合作攻關(guān)，“香根草雙層加筋復(fù)合植被消落帶柔性板塊防護(hù)體系” 獲得國(guó)家實(shí)用新型證書。用此技術(shù)對(duì)秭歸縣香溪河口防護(hù)，經(jīng)歷半年的水淹浸泡、水位回落試驗(yàn)，種植的香根草與狗牙根成活率較高。該技術(shù)為改善庫(kù)區(qū)消落帶的生態(tài)環(huán)境提供新途徑。

4　改造和利用思路探討

消落帶的修復(fù)治理是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，不僅是單純的環(huán)境保護(hù)，還涉及庫(kù)區(qū)人民的生活質(zhì)量。利用好消落帶，非但不會(huì)造成環(huán)境污染破環(huán)，還將為庫(kù)區(qū)帶來巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。 為此應(yīng)統(tǒng)籌考慮以下幾個(gè)方面：

(1)加大投入，提高研發(fā)水平。目前消落帶修復(fù)治理仍處于探索階段，許多問題未能得到有效解決。應(yīng)擴(kuò)大籌資渠道，增加經(jīng)費(fèi)投入力度，研究典型區(qū)域的修復(fù)治理措施和演替演化，開發(fā)投入少、效果好、適宜推廣的新工程技術(shù)，為庫(kù)區(qū)消落帶的綜合治理利用提供科技支撐。

(2)因地制宜，分區(qū)治理修復(fù)。在對(duì)消落帶全面調(diào)查的基礎(chǔ)上，分區(qū)域、分類型針對(duì)性治理。對(duì)于陡峭巖石地帶或地質(zhì)災(zāi)害敏感點(diǎn)，要嚴(yán)格的治理保護(hù)起來；對(duì)于城鎮(zhèn)附近平緩而又集中連片的地帶，可以采取工程措施(如建調(diào)節(jié)壩)；過去是平緩的耕地，可用生物措施處理以達(dá)到改善環(huán)境的目的。

(3)制定政策，防治新的污染。移民主管部門及各級(jí)政府盡快出臺(tái)相關(guān)政策，避免庫(kù)區(qū)新的污染和水土流失發(fā)生。在新政策尚未出臺(tái)之前，應(yīng)分地段安排專人，實(shí)行日常監(jiān)管，杜絕陡坡帶耕種；對(duì)于適宜種植的消落帶也應(yīng)在專人的指導(dǎo)下有序開發(fā)。相關(guān)人員實(shí)行年度綜合考核，最大限度地避免產(chǎn)生新的污染，防治水土流失，保護(hù)庫(kù)區(qū)生態(tài)環(huán)境。

(4)建立消落帶生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制。當(dāng)按照“誰(shuí)開發(fā)，誰(shuí)恢復(fù)；誰(shuí)受益，誰(shuí)補(bǔ)償”的原則，建立庫(kù)區(qū)消落帶生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制。可建立消落帶生態(tài)環(huán)境補(bǔ)償基金，采用統(tǒng)一劃撥、專款專用的方式，對(duì)庫(kù)區(qū)消落帶的環(huán)境保護(hù)和生態(tài)建設(shè)提供資金支持。

[1]刁承泰, 黃京鴻. 三峽水庫(kù)水位漲落帶土地資源的初步研究[J]. 長(zhǎng)江流域資源與環(huán)境, 1999, 8(1): 75-80.

[2]謝紅勇, 扈志洪. 三峽庫(kù)區(qū)消落帶生態(tài)重建原則及模式研究[J]. 開發(fā)研究, 2004(3): 36-39.

[3]熊俊, 袁喜, 梅朋森, 等. 三峽庫(kù)區(qū)消落帶環(huán)境治理和生態(tài)恢復(fù)的研究現(xiàn)狀與進(jìn)展[J]. 三峽大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2011, 33(2): 23-28.

[4]Rebecca A K, Rumishammin M, William C S. Preference for riparian buffers[J]. Landscape and Urban planning, 2009, 91: 88-96.

[5]白寶偉, 王海洋, 李先源, 等. 三峽庫(kù)區(qū)淹沒區(qū)與自然消落區(qū)現(xiàn)存植被的比較[J]. 西南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版, 2005, 27(5): 684-688.

[6]謝德體, 范小華, 魏朝富. 三峽水庫(kù)消落區(qū)對(duì)庫(kù)區(qū)水土環(huán)境的影響研究[J]. 西南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2007, 29(1): 39-47.

[7]中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站. 長(zhǎng)江三峽工程生態(tài)與環(huán)境監(jiān)測(cè)公報(bào)[R]. 北京: 中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)部, 2012.

Investigation on Environmental Remediation and Ecological Restoration of the Three Gorges’ Fluctuating Zone

RAO Li1, ZHU Zhen-ya2,3

(1.Beijing ChinaWater Bohai Engineering Supervision Co., Ltd., Beijing 100071, China; 2.Beijing Water Conservation Ecological Engineering Consulting Co., Ltd., Beijing 100055, China; 3.Soil and Water Conservation Monitoring Center, MWR, Beijing 100055, China)

Based on the scheduled scheme of the Three Gorges Reservoir, the largest reservoir fluctuating zone would form after the project operation. This paper described the profiles of the Three Gorges' fluctuating zone, analyzed eco-environmental hazards caused by fluctuating zone, and investigated the natural restoration, re-vegetation trials and remediation practices. Finally, it put forward measures including R&D promotion, partitioned governance and remediation, formulation of legislations and regulations, and establishment of ecological compensation mechanism.

Three Gorges Reservoir area; fluctuating zone; ecological restoration; environmental remediation

2016-03-28

饒麗(1988—)，女，江西鄱陽(yáng)人，工程師，研究方向?yàn)樯鷳B(tài)環(huán)境建設(shè)、水土保持、項(xiàng)目管理等，E-mail：617832534@qq.com

10.14068/j.ceia.2016.03.020

X826

A

2095-6444(2016)03-0077-04