浅谈三峡库区消落带环境问题及生态环境评价治理

2022-09-11

长江三峡工程是举世瞩目的一项水电工程。按照三峡工程蓄水计划, 水库建成后将采用“冬蓄夏泄”的水位调度方式, 水位调幅变化可达3 0 m。三峡工程完工后将在正常蓄水位175m与防洪控制水位145m之间形成高差达3 0 m的消落区。水库季节性水位涨落使周边被淹没土地周期性出露水面的一段特殊区域——消落带。

1 消落带的界定

三峡库区消落带是指正常蓄水位175m与防洪限制水位145m之间每年季节性水位消涨区域。目前, 三峡水库消落带尚未完全形成, 2 0 0 9年三峡水库建成后, 随着水库的运行, 将必然发生水位涨落等水文过程的变化, 从而导致三峡水库消落带的形成。

2 库区消落带的环境问题

三峡库区消落带是三峡库区周边陆地生态系统与库区水体生态系统能量、物质和信息转移与转化活跃地带, 对外界变化的响应相当敏感。库岸带大规模的城镇、交通建设和农事活动, 必然会增加泥沙和有毒有害的废弃物质人库量。在三峡水库成库后, 水流速度大大减缓。水体自净能力大幅度下降的情况下, 污染将加剧, 泥沙淤积增强, 边岸崩塌滑坡活动更加频繁。这必将产生消落区湿地生态系统生物种群、生物资源和水生生态平衡的破坏性叠加效应, 这种复合叠加效应, 可导致消落区水体和地表污染、湿地生态系统的生态结构和功能受损更加严重, 生物种群生存受到威胁, 生物种群数量减少。

2.1 形成岸边污染带

库区高水位运行期后, 11月至次年5月库区水位由1 7 5 m缓慢下降到1 4 5 m, 消落带水流会变成缓流、滞流, 水体自净能力和稀释能力逐月降低, 上游和库周边排放的污染物滞流库岸, 在消落带形成岸边污染带。

2.2 水陆交叉区的环境污染

库区汛期 (5月至9月) 低水位 (145m) 运行期间库周边土壤侵蚀产生的泥沙及其携带的化肥、农药残留物、岸边污染带由高水位向低水位转换过程中本身存留的污染物、库区两岸城乡生产和生活排放的垃圾及废水, 加上消落带土地季节性利用产生的污染物都将会主要淤积沉淀在消落带。消落带生态系统将受到来自水陆两个界面的交叉污染。

2.3 可能诱发流行性病情、疫情

消落带受水陆交叉污染, 低水位时污染物直接淤积沉淀在表层;高水位时, 水流速度慢, 污染物不易扩散。这两种环境都易滋生各种相关的病原体、致病菌, 特别是消落带的重庆都市段区, 在重庆夏季高温高湿的环境条件下, 污染严重的消落带将成为各种相关病菌、寄生虫的滋生原以及异味和恶臭的散发地, 并很可能诱发大规模疫情的发生和流行。

2.4 对土壤的重力侵蚀和冲刷作用

三峡水库属于河道型水库, 两岸地势陡峻, 相对高差大, 水土流失严重。库区蓄水后, 在降水和库水位周期性地涨落的水动力作用下, 消落带坡面上的植被和土壤结构将被进一步破坏, 除了局部为“平川坝地型”的消落带河段外, 大部分“山地型”的消落带河段的土壤重力侵蚀和冲刷作用将加剧。

2.5 环境地质灾害

在整个三峡水库消落带中, 大部分消落带河段地形陡峻, 河岸地层稳定性差。三峡水库建成后, 高水位时绝大部分的老滑坡体的中前部将浸泡在水中, 水位下降时, 滑体受动水压力的影响而复活;另一方面, 消落带水位的周期性涨落将会诱发新的滑坡、崩塌和泥石流, 严重威胁库岸人民的生活生产和库区的安全。

2.6 植物多样性及生态系统受损问题

水库蓄水运行后, 消落带原来的陆生生态系统演变为季节性湿地生态系统:一方面会出现一些新的物种或发生物种变异;另一方面更重要的是原来适应陆生环境生长的物种尤其是植物物种将逐步消亡, 而适应水生环境生长的物种又因消落带的季节性出露水面而成活率低。整个消落带的植物种类将较以前的陆生环境大为减少, 生态系统结构和功能简化, 生态系统稳定性降低, 脆弱性增强。

3 消落带环境评价体系

对于一个复杂的生态系统进行健康评价, 既要对各个范畴进行独立分析, 又要对整体进行综合分析, 评价指标包括自然系统、社会经济和人类健康等方面。三峡库区消落带湿地系统是一个“自然-经济-社会”复合系统, 其健康评价指标体系应该包括表征其内部特征、功能特征与外部环境三部分的指标。

3.1 消落带内部特征指标

此类评价指标涉及消落带内部特征及其生态系统健康状态的宏观评价, 包括: (1) 水量, 表征淹没时间长短; (2) 坡度, 用以表征水位变化程度; (3) 地质灾害状况, 包括其发生强度和频率, 该指标用于表征消落带系统生物生境的稳定性; (4) 生物多样性, 用以表征消落带生态系统的结构和构成; (5) 消落带稳定性, 该指标表征消落带生态系统达到动态平衡时, 它能够自我调节和维持自己的正常功能, 并能在很大程度上消除外来干扰, 保持自身稳定性的能力大小; (6) 调节功能, 生态系统内部具有对能量流、物质流、信急流的自我调节能力。系统物种数目多、结构复杂, 调解能力强; (7) 生态系统服务功能, 提供原材料、害虫控制、生物量生产综合能力; (8) 受威胁状况, 用以表征消落带内部受到人类活动的干扰状况。

3.2 消落带功能指标

功能评价指标包括: (1) 侵蚀控制状况, 用以表征消落带土壤被侵蚀量的强度; (2) 生物栖息地, 用以表征消落带为其中的生物提供栖息地的面积和能力; (3) 生产能力, 以表征消落带生产能力, 可以是保护模式下消落带内生物产量, 也可以是利用模式下农产品收获量; (4) 审美价值, 用以表征消落带的社会功能, 衡量表征消落带形成后, 各类利用 (保护) 模式对该区域景观的影响状况; (5) 土地利用强度, 用以表征各种消落带利用 (保护) 模式所产生的社会功能及其对消落带系统的影响程度。

3.3 消落带外部环境指标

外部环境指标为: (1) 周边人口素质, 以消落带周边人群中具有保护意识的比例计算; (2) 人类活动强度 (人口密度) ; (3) 人群健康状况, 以消落带周边人群中水介传染病发病率计算; (4) 物质生活水平, 以年人均收入计算; (5) 水环境质量; (6) 污水处理率, 包括消落带及其延伸区域; (7) 农药施用状况; (8) 化肥利用状况; (9) 消落带管理规划。

4 消落带生态环境治理

消落带的生态环境治理要充分利用植物的生态作用, 以植被修复、重建及优化为主要手段, 将水体、消落带和水上带综合起来, 采用兼顾库区生态效益、农民经济效益及库区发展社会效益的综合治理方案。

4.1 落带生态环境的保护与利用规划

首先对不同蓄水位 (145m, 155m, 175m等) 条件下消落带的形态、范围、空间分布、生态环境现状问题, 不同季节干湿交替的界线及变动情况等问题开展调查研究;根据不同地域消落带的自然地理特征、生态环境问题和三峡水利工程安全运行的要求, 制定消落带生态环境保护与利用规划, 划分功能区;并依此作为三峡库区消落带土地资源利用、生态与环境保护和治理的指导依据。

4.2 消落带的土地资源的合理利用

由于库区蓄水位落差大, 每年5月底至9月底可季节性利用的土地面积达300km2以上, 利用期长达120d以上, 使三峡水库消落带的土地资源具有较高的生产潜力和多种利用功能。但消落带土地资源的开发利用应以不危害库区生态安全为前提, 一是限制土地利用地域范围, 除较平坦开阔的消落带 (如开县、巫山的大宁河坝区等) 地段及部分河湾段尤其是有支流汇入处之外, 其他地段的消落带原则上应禁止使用。二是对于季节性利用的消落带, 要尽量使用免耕法, 避免或减少因土层扰动而加剧土壤冲刷、淘挖。三是分带利用, 在消落带上边依次布局生态防护林带 (水位175m~185m处) , 起防护、拦挡地表泥沙和污染物入库的作用;在1 8 5 m以上地段, 因地制宜布局生态经济果林或生态景观林, 在保障增加农民收入的情况下, 美化库区景观, 为库区旅游业的持续发展创造条件。

4.3 库区两岸农村产业结构的调整

通过加强小城镇建设, 大力发展生态旅游、生态农业及其加工业等取代传统的耕种业, 以减少滞留消落带或经消落带入库的泥砂和非点源污染物。

4.4 落带生态环境的治理和示范

消落带的生态与环境问题 (如地质灾害, 病情、疫情极易沿消落带污染物滞留缓流带的传播流行等) 不仅直接威胁库区两岸人民的生命财产与经济发展, 而且还影响到三峡库区的安全运行乃至长江中下游沿岸的可持续发展。因此根据库区消落带的主要生态与环境问题, 按轻重缓急, 分期分批进行治理;在不同典型类型地域 (如河湾段、开阔河滩段、支流库尾段、陡峭消落带地段等) 建立消落带生态环境开发利用探护与治理示范点, 最终使库区消落带湿地生态系统步入良性循环。