金沙江中游河段水电开发对陆生生态环境的影响分析及对策研究浅谈

刘 婧,夏 峰,杨 茜,段禾祥

(云南省环境科学研究院,云南 昆明,650034)

实践证明,流域梯级开发能合理有效地利用水资源,降低工程造价,缩短建设工期,促进流域综合治理和经济社会发展。目前,我国水电资源的开发已逐步从河流的单个电站开发或小流域开发过渡到大流域的连续滚动开发,这是水电发展的必然,也是西部开发的重大举措。但也要看到,流域梯级开发除了引发单个工程所带来的生态环境影响外,由于系统的关联和累积效应,还存在对流域生态系统的潜在影响。如何在开发前识别、预测和评价流域梯级开发对生态环境的影响,以便在流域规划、工程设计和运行管理中采取相应的对策措施,是当前在水电开发中亟待解决的问题。

1 金沙江中游河段开发规划

金沙江为长江上游河段,发源于青海省境内唐古拉山北麓的各拉丹东雪山和尕恰迪如岗雪山,流经青、藏、川、滇 4省区。金沙江河长 2326km,落差 3279.5m,平均比降 1.41‰。习惯上分为上、中、下三段,上游自玉树至石鼓;中游石鼓至雅砻江口,主要位于云南省丽江市和迪庆州境内;下游雅砻江口至宜宾,为川滇两省界河。

金沙江水能资源极其丰富,主要集中在干流河段,理论蕴藏量 1.13亿 kW,约占全国水能资源理论蕴藏量的 1/6,可开发容量为 88910MW,年发电量 5041亿 kW·h。上游河段主要在青海和西藏境内,开发条件较差;而中下游河段开发条件较好,主要开发任务是发电、航运、防洪和水土保持。

金沙江中游河段石鼓至雅砻江口,长约564km,落差 838m。为开发金沙江中游河段丰富的水力资源,原国家发展计划委员会同意该河段按“一库八级”开发,即龙盘、两家人、梨园、阿海、金安桥、龙开口、鲁地拉、观音岩,总装机容量 20580MW,总年发电量 883亿 kW·h。此外,经四川省发展改革委员会同意,在观音岩坝址以下57km河段进行了补充规划,设置了金沙和银江两级水电站,总装机容量 845MW,年发电量约 38.2亿 kW·h。金沙江中游河段发电效益巨大,社会经济效益十分显著,对促进当地经济的发展,实现贫困地区脱贫致富具有十分重要的作用;同时,梯级电站发电每年可节约原煤 4100万 t,向东部供电可缓解东部发达地区环境污染的压力,环境效益也十分显著。

2 金沙江中游河段研究范围的生态环境现状

金沙江中段流域属滇西纵谷山原区及滇中红层高原区地貌单元。研究区地势西北高东南低,相对高差约 3540m。研究区气候的立体效应较明显,气温随海拔高度呈递减趋势,年均降雨量 308.8mm～1078.1mm。研究区主要土壤类型有红壤、棕壤、紫色土等,其中,地带性的红壤分布面积最大。

2.1 土地利用现状

研究区土地利用类型有 6类:耕地、有林地、灌木林地、其它草地、住宅用地和河流水面。其中,有林地的面积最大,占研究区总面积的 42.1%;其它依次为耕地、灌木林地、其他草地、河流水面和住宅用地。区内土地开发利用较早,开发程度较高,海拔较高的区域主要为林地,沿江平坦的地区分布有较多的耕地,其它地类在规划江段两岸交错分布。

研究区域土地利用特点如下:耕地面积少,后备耕地资源严重不足;林地绝对数量多,林种单一,且分布不均匀;草地数量较多,但利用价值不高;住宅用地较少,集约程度不高。

2.2 植被现状

研究区在植被区划上属于亚热带常绿阔叶林区域,西部 (半湿润)常绿阔叶林亚区域,高原亚热带北部常绿阔叶林地带,滇中、滇东高原半湿润常绿阔叶林、云南松林区,并涉及青藏高原高寒植被区域的青藏高原东南部山地寒温性针叶林亚区域的一小部分。水平地带性植被以壳斗科植物为优势种的半湿润常绿阔叶林,但现存数量很小,大部分已被次生植被所替代。

研究区共有 11类植被,其中,农田植被面积最大,其它依次为暖温性针叶林、稀树灌木草丛、温凉性针叶林、灌丛、寒温性针叶林、河流水面、住宅用地、落叶阔叶林、常绿阔叶林和寒温山地硬叶常绿阔叶林。

研究区内,江面以上约 200m高程的范围内分布着干热河谷稀树灌木草丛或干热灌丛;海拔1600m～2600m的范围内主要分布云南松林,或干热河谷硬叶栎类,或半湿润常绿阔叶林;海拔2600m～3200m为山地温凉植被。

2.3 动植物资源现状

研究区分布有维管束植物 170科,690属,共1791种。其中蕨类植物 20科 43属 115种,裸子植物 7科 17属 24种,被子植物 143科 630属 1652种。植物区系以热带和温带成分为主:热带成分有 341属,占 53.62%;温带成分有 203属,占 31.82%。

研究区分布有陆生脊椎动物 28目 82科 400种,包括两栖动物 2目 7科 14属 19种,爬行动物 2目 6科 39种,鸟类 16目 46科 269种,哺乳动物 8目 23科 73种,均以东洋种 (东洋界)占绝对优势。

2.4 河谷陆生生态系统

研究区是一个复合生态系统,其景观生态系统可划为 3个大类,11种类型,其中,森林景观占研究区总面积的 42%,是区内最重要的景观类型。研究区域各类景观斑块数共有 38375块,其中以农田景观的斑块数最多,有 13318个斑块,占总斑块数的 34.7%;其次是暖温性针叶林景观,有 8181个斑块。其中 6种不同的森林景观合计面积占到研究区域面积的 42%左右,由此可知,区内以森林景观为主,农田景观次之。研究区域景观生态环境质量以优为主,占研究区面积的 42.1%。

3 金沙江中游河段水电开发对生态环境的影响

3.1 对土地利用的影响

梯级电站建设淹没的土地面积占研究区总面积的 14.03%。其中,按受影响的地类绝对面积,受影响最大的是有林地,其它依次为耕地、其它草地、灌木林地和住宅用地;按受影响的程度,受影响最大的为住宅用地,其受影响面积占研究区该地类的 33.52%,其次为其他草地、灌木林地、有林地和耕地。这些土地的利用形式会发生改变,一方面造成植被和生物生产量的损失,另一方面对农业生产造成一定的不利影响,而且,耕地和房屋受影响的居民的生活也将受到影响。

3.2 对植被的影响

梯级电站淹没将涉及到 7类植被类型,淹没面积占研究区总面积的 14.03%。就淹没面积而言,在自然植被中,暖温性针叶林淹没面积最大,其它依次为稀树灌木草丛、干热灌丛、落叶阔叶林和半湿润常绿阔叶林;对人工地被物而言,农地植被淹没面积较大,其次还涉及淹没居民地。

就自然植被受影响的程度而言,落叶阔叶林是受影响最大的植被类型,其被淹没的面积占研究区同类植被面积的 61.91%;半湿润常绿阔叶林受影响程度次之,占研究区域同类植被面积的34.73%,亦属受影响较大的植被类型;其它依次为稀树灌木草丛、干热灌丛和暖温性针叶林。就人工地被物受影响的程度而言,住宅用地受影响的程度较大,受淹没面积占研究区住宅用地面积的33.52%;而农田植被受淹没面积仅占研究区域同类植被面积的 10.54%。

对地带性植被而言,梯级电站建设不会使研究区域内半湿润常绿阔叶林消失,而且水库蓄水后,随着空气湿度的增加,还将有利于暖性针叶林向半湿润常绿阔叶林方向演替。

对次生性植被而言,梯级电站建设不会使研究区域内落叶阔叶林消失,不会对暖温性针叶林造成显著性影响,而且,建坝后,由于局地小气候的改善,有利于稀树灌木草丛和干热灌丛的恢复发展。

3.3 对动植物物种的影响

梯级电站建设对金沙江流域植物特有种—多柱无心菜、丽江赤瓟、滇榄仁等基本没有影响;对栌菊木和光叶小檗无明显影响。

梯级电站建设完成后,近 500种植物的部分植株将被淹没,但是,这些植物多为广布种,梯级电站建设对其种群影响很小;梯级电站建设将淹没少量国家 II级重点保护野生植物毛红椿。

梯级电站建设对动物的影响主要表现为适宜栖息生境的减小、动物栖息环境质量的降低以及区内动物种群数量和分布格局的变化。但是,由于动物的活动和趋避能力较强,规划实施不会造成任何动物物种在区内消失,但在短期内,区内大部分动物的种群数量将有所波动。梯级电站建设完成后,随着生态环境逐渐恢复,受影响的动物种群数量也将得到一定的恢复。因此,梯级电站建设对动物的影响不显著。

3.4 对景观生态体系的影响

梯级电站建设完成后,研究区域内各种景观类型的斑块数变化如下:灌丛景观斑块数增加 1680个,暖温性针叶林景观斑块数增加 1100个,草地景观斑块数增加 209个,寒温山地硬叶常绿阔叶林、寒温性针叶林和温凉性针叶林景观斑块数不变,城镇和半湿润常绿阔叶林景观斑块数各减少 5个,河流景观斑块数减少 12个,落叶阔叶林景观斑块数减少 14个,农田景观斑块数减少 1269个。由此可知,规划实施不会对寒温山地硬叶常绿阔叶林、寒温性针叶林和温凉性针叶林景观造成影响,对暖温性针叶林景观的影响最大。

梯级电站建设完成后,河流景观的优势度有大幅度上升 (上升 0.1074),其它的都有不同程度的下降。但景观优势度仍然是农田景观居首位(0.3779),其次是暖温性针叶林景观 (0.3092),水面上升到第三 (0.1611)。景观优势度下降最大的是农田景观 (下降 0.0445)和暖温性针叶林景观 (0.0203)。也就是说梯级电站建设完成后对河流、暖温性针叶林和农田景观的影响最大。

经计算,梯级电站建设完成后,Shannon-Weaver多样性指数上升 0.1183,Simpson多样性指数也上升 0.0445。总的来说,研究区域的景观多样性并不会因为梯级电站建设而发生重大改变,对景观的稳定性也无明显影响。

4 陆生生态保护对策措施规划

4.1 不利生态影响的减免措施

对梯级电站淹没涉及的保护植物毛红椿,应实施迁地保护和采种繁育。对于施工区域涉及或靠近的保护植物,应根据实际情况,采取迁地保护、采种繁育或挂牌保护等相应措施。

4.2 不利生态影响的削减措施

(1)对植物植被不利影响的削减。在流域规划范围内制定切实可行的植树造林、封山育林和幼林抚育规划,有计划、有步骤地对规划区内的植物植被进行保护和恢复。同时结合流域内各市(区)、县的退耕还林工程的实施,推广多种经济林果种植;在广大农村地区推行中低产田改造、坡改梯等耕地改造技术,逐步减少流域内的陡坡垦殖现象。改变落后粗放的生产经营方式,大力发展具有地方特色和优势资源的开发,合理布局和发展草地畜牧业和林果业,以此带动区域经济的增长。对于水土保持和绿化草种、树种等的选择,应选用当地适生种,避免因引种不慎,导致外来物种入侵。

(2)对野生动物不利影响的消减。加强对梯级电站建设的相关领导、技术人员和施工人员的环保意识教育,明确环境保护的重要性,禁止非法捕杀野生动物。水库蓄水初期,应结合野生动物的生态习性,制定合理的水库蓄水计划。

(3)其他不利影响的削减。凡因梯级电站建设可能造成林地破碎化和岛屿化的地方,应进行生态设计,如减少破碎化程度的设计,设立岛屿之间的生物通道等。加强环境保护的宣传教育,提高各级人员的环保意识,设置环境保护管理与监督机构,加强管理,做好环境监测工作,实施环境监察,确保环境保护措施的实施。

4.3 不利生态影响的补偿

梯级电站建设永久性占用一部分耕地、森林等,使这些资源受到损失,因此必须予以补偿。对于永久性占用的林地,应根据有关规定采取异地补偿的方法恢复,并采取人工抚育至少 5a的措施,使每公顷生物量不低于原有水平。对于永久占用的耕地和基本农田,应根据有关政策进行补偿,并根据“占多少,垦多少”的原则开垦与所占耕地数量质量相当的耕地。

4.4 生态影响恢复

梯级电站产生的暂时性生态影响,可以通过生态恢复技术予以消除。

(1)梯级电站建设期间,应严格按照景观功能和不同规划占地情况进行植被恢复。因梯级电站淹没损失的有价值的植被类型,应在淹没区之外规划相应面积的区域,根据被影响到的植被群落的种类组成,营造与之相似的植被群落,即进行群落的异地恢复。因梯级电站建设行为受损部分的植被应进行科学合理的植物措施设计,进行植被的人工抚育恢复。选择速生的乡土树种合理配置人工群落,人工辅助恢复 5～6a后,让群落按照自然更新演替方式恢复,以避免工程建设后植被破坏带来的土壤侵蚀和自然生产力衰退。

(2)可在原生性植被群落中,对主要优势种进行采种,人工播种于人工群落中,促进原生性植被的恢复。在植被恢复过程中,应尽量减小人为的负面干扰程度。

(3)在各电站水库周围 20m～50m的范围内,根据地形、土地资源和气候等具体情况,营造库岸防护林带。对于保护水库,维护电站有效使用年限,保护和恢复陆地生态环境都是非常必要的。

(4)为最大限度恢复研究区遭破坏的植被,有效控制因梯级电站建设造成的新增水土流失,减轻梯级电站建设对周边生态环境破坏程度,还应在下一阶段具体项目实施过程中,严格落实水土保持措施,采用工程措施、植物措施、土地整治相结合的方式进行生态影响恢复。

(5)在立地条件较差的干旱河谷区,进行生态恢复时,要坚持因地制宜、优先选用乡土种等原则,并注重生态系统的整体性。可采取先草灌后林木的修复模式,一方面采用人工措施创造生境条件,另一方面发挥自然修复功能,可促进干旱河谷区生态系统的形成。

5 结语

水电是可再生清洁能源,其开发符合国家相关政策。但也需要认识到水电开发对生态环境的影响是无法避免的,应该以实施可持续发展战略为前提,充分考虑梯级建设可能产生的区域性生态环境问题,从区域的角度预防和减免水电梯级开发实施后可能造成的区域性和累积性的不良生态环境影响,落实科学发展观,构建社会主义和谐社会,充分协调水电开发、经济增长、社会进步与环境保护之间的关系,最终达到促进梯级开发和环境保护要求相协调的目的。

[1]吴升,华一新,杨树华,等.金沙江流域生态保护与建设决策支持系统 [J].地球信息科学,2004,(4).

[2]杨树华,王宝荣,王崇云,等.流域生态系统的生态保护及其数字化管理:以云南金沙江流域为例 [M].北京:科学出版社,2006.