丘陵區(qū)水電工程建設(shè)對河流濕地生態(tài)的影響及調(diào)控措施研究——以安谷水電站為例.pdf

1、隨著化石燃料資源的日益稀缺，以及對溫室氣體減排需求，發(fā)展水電是我國最重要的能源戰(zhàn)略。水電建設(shè)應(yīng)兼顧生態(tài)效益，保護好生態(tài)已成為社會共識。而生態(tài)保護中濕地具有諸多功能和極高的生態(tài)服務(wù)價值，是保障人類發(fā)展的天然基礎(chǔ)設(shè)施。近年來，國內(nèi)外許多學(xué)者大量研究了水電工程建設(shè)對濕地生態(tài)的影響和調(diào)控措施，但研究主要針對高山峽谷和中低山地區(qū)水電工程，集中在某一方面的生態(tài)影響或調(diào)控措施，對物種遺傳習(xí)性小尺度范圍影響的研究仍少有報道，系統(tǒng)和全面針對丘陵區(qū)河流濕地

2、生態(tài)影響和調(diào)控措施研究仍不多見，我國生態(tài)友好型水電工程標準和體系尚未形成。
　　針對目前研究存在的不足，本研究主要采用實證與對比的研究方法，以位于丘陵區(qū)的安谷水電站為例，以位于中低山地區(qū)的沙灣電站和高山峽谷區(qū)的毛爾蓋水電站為比照，在收集大量資料和開展大量現(xiàn)場調(diào)查監(jiān)測的基礎(chǔ)上，利用3S等技術(shù)，遵循生態(tài)學(xué)相關(guān)理論和基本原理，研究了丘陵區(qū)水電工程建設(shè)對河流濕地生態(tài)的影響，并系統(tǒng)和全面的提出了調(diào)控措施。研究得出的主要結(jié)論如下:
　　

3、(1)研究區(qū)為人工濕地類型，濕地生境總體較好，但向惡化趨勢演變
　　研究區(qū)域位于大渡河下游匯入岷江前的寬谷江段，農(nóng)業(yè)開發(fā)程度高，人類活動強烈，為人工濕地類型。本文采用“分級描述”法，對工程建設(shè)前研究區(qū)濕地生境狀況進行了評價。選取的31個調(diào)查評價樣點中，“一般”、“較好”、“好”的點位數(shù)量為25個，表明電站建設(shè)前研究區(qū)域濕地生態(tài)環(huán)境總體較好，但原有濕地生態(tài)已開始退化，處于亞健康狀態(tài)。經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查，其面臨的主要生態(tài)環(huán)境問題為:大量防洪堤

4、建設(shè)，洪泛區(qū)生境萎縮;區(qū)域農(nóng)業(yè)開發(fā)程度高，人為干擾大;過度捕撈致使魚類資源下降;兩岸污染源較多，水質(zhì)污染明顯;流域梯級電站建設(shè)，河流廊道受阻隔;無序采砂破壞濕地生態(tài)環(huán)境;河道淤塞導(dǎo)致河流濕地功能嚴重退化。總體上，若不采取有效措施，研究區(qū)濕地生境將向進一步惡化的趨勢演變。
　　(2)水電工程建設(shè)導(dǎo)致區(qū)域濕地景觀向均質(zhì)化趨勢演變，濕地生物群落逆行演替，生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)失穩(wěn)、功能失調(diào)，對丘陵區(qū)濕地生態(tài)影響面更廣、強度更大
　　1)導(dǎo)致

5、研究區(qū)濕地生境面積減少、功能退化，景觀格局向均質(zhì)化趨勢演變。
　　空間格局方面:工程建設(shè)后研究區(qū)右側(cè)河網(wǎng)被大壩阻隔分為庫區(qū)和人工渠，變?yōu)樗畮炀坝^和水渠景觀，左側(cè)河網(wǎng)干枯或被移民造地占用，往農(nóng)業(yè)景觀趨勢演變;濕地面積由14.39 km2減少為11.46 km2，島嶼由71個減少為15個，面積由17.79 km2減少為3.76 km2，河網(wǎng)密度由2.27 km/km2減少為1.13km/km2，對工程左側(cè)河網(wǎng)濕地造成毀滅性破壞;研究區(qū)

6、河流向單一河道發(fā)展演變。相對于中低山地區(qū)和高山峽谷地區(qū)，丘陵區(qū)水電工程對河流濕地生境影響更大。水電工程建設(shè)導(dǎo)致區(qū)域耕地、園地、林地和荒草地變?yōu)槌Ｄ晁颉⒐こ探ㄔO(shè)用地或裸巖礫石地;由于丘陵區(qū)農(nóng)業(yè)開發(fā)程度較高，所以影響地類以耕地為主，高山峽谷區(qū)影響地類以林地為主，中低山地區(qū)為過渡區(qū)。水域環(huán)境方面:庫區(qū)河流水面變寬、水流變緩、水深加深，壩下河流水面變窄、水流變緩，水深視開發(fā)方式不同而不同;丘陵區(qū)和中低山地區(qū)水電工程建設(shè)后河流水溫變化不明顯，高

7、山峽谷地區(qū)龍頭水庫型水電工程建設(shè)后河流水溫呈分層狀態(tài)，時空變化大;丘陵區(qū)和中低山地區(qū)水電工程庫區(qū)，由于納污能力大幅提高，水質(zhì)往良好趨勢演變，但由于河流沿線企業(yè)和居民排污嚴重，致使減（脫）水段河流水質(zhì)急劇惡化，高山峽谷地區(qū)河流沿線企業(yè)和居民較少，工程建設(shè)對水質(zhì)影響不明顯。
　　2)導(dǎo)致研究區(qū)濕地生物整體數(shù)量減少，種群空間分布隨適宜生境改變而改變，但物種種類基本不變，帶來物種遺傳多樣性下降，種群遺傳分化加劇。具體為:
　　①區(qū)域

8、植物:陸生和濕生植物:在右側(cè)河網(wǎng)區(qū)被庫區(qū)和泄洪渠、尾水渠取代，僅庫區(qū)右岸有少量濕生植物;左側(cè)河網(wǎng)區(qū)變?yōu)楦煽莺佣位蛞泼裨斓貐^(qū)，陸生植物基本不受影響，濕生植物僅局部低洼地段出現(xiàn);浮游植物:在壩上庫區(qū)由于原有的河流生境轉(zhuǎn)變?yōu)樗畮焐?，?shù)量增加，壩下建設(shè)區(qū)和左側(cè)干枯河段，由于適宜生境明顯減少，數(shù)量亦明顯減少，但仍以硅藻為主。
　?、陉懮鷦游?數(shù)量和空間分布:大量原適宜生境變?yōu)榱怂颉⒐こ探ㄔO(shè)用地或裸巖礫石用地，導(dǎo)致區(qū)域陸生動物向周邊適宜生

9、境遷徙，數(shù)量減少，整體影響較小;但其中兩棲類陸生動物由于遷徙能力較弱，對其影響較大，尤其以丘陵區(qū)水電工程最為明顯。遺傳習(xí)性:本研究選取受影響較大的兩棲類動物中具有代表性的四川狹口蛙和飾紋姬蛙為研究對象。首先，用PCR技術(shù)擴增四川狹口蛙線粒體基因組DNA，并對其完成測序，結(jié)果顯示:其線粒體基因組結(jié)構(gòu)與同科其它物種變異不大。然后，用分子生物學(xué)技術(shù)手段，檢測飾紋姬蛙微衛(wèi)星位點的多樣性，結(jié)果顯示:受地理阻隔影響，其在研究區(qū)的種群與其它區(qū)域種群遺

10、傳分化明顯，區(qū)域內(nèi)“許壩種群”亦出現(xiàn)遺傳分化。因此，初步推斷水電工程建設(shè)對物種線粒體基因組結(jié)構(gòu)不會產(chǎn)生太大影響;但由于工程大壩將阻斷河流，并形成大量減（脫水）河段，移民造地亦會形成的大量“硬質(zhì)”護岸，人為形成了區(qū)域性地理阻隔，影響了物種基因流正常傳輸，進而導(dǎo)致物種遺傳多樣性下降，加劇了區(qū)域種群遺傳分化。
　　③水生動物:魚類:壩上庫區(qū)段原有的河流生境轉(zhuǎn)變?yōu)樗畮焐?，魚類資源總量增加，但種群由流水性魚類向靜水或緩水性魚類演變;其它區(qū)

11、域魚類資源總量減少，種群不變。其它水生動物:壩上庫區(qū)段生物量有所增加，種群往高度缺氧環(huán)境的種群演變;壩下建設(shè)區(qū)和脫水河段區(qū)生物量減少明顯，種群不變。
　　3)導(dǎo)致研究區(qū)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)失穩(wěn)、功能失調(diào)。水電工程建設(shè)修建大壩、副壩、硬質(zhì)防洪堤、形成干枯河網(wǎng)等，造成生態(tài)阻隔，影響了系統(tǒng)內(nèi)正常的能量流動、物質(zhì)循環(huán)和信息流通;破壞了原濕地生境，導(dǎo)致生物群落逆行演替;帶來區(qū)域景觀格局總體變化，并往均質(zhì)化趨勢演變，最終使生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)失穩(wěn)、功能失調(diào)。

12、
　　3、研究提出6方面調(diào)控措施，大部分已實施，研究區(qū)濕地生態(tài)向良性趨勢演變
　　根據(jù)生態(tài)學(xué)相關(guān)理論和基本原理，利用系統(tǒng)論的研究方法，針對工程建設(shè)前研究區(qū)已出現(xiàn)的生態(tài)環(huán)境問題和建設(shè)后新增生態(tài)影響情況，主要采取下泄100-600m3/s的生態(tài)流量、河網(wǎng)水系生態(tài)保護、河道生態(tài)護岸、魚類資源保護、典型濕地區(qū)修復(fù)與建設(shè)和配套行政管理6個方面調(diào)控措施。其中，下泄生態(tài)流量為后續(xù)相關(guān)措施提供了基本的水文條件，是研究區(qū)濕地生態(tài)恢復(fù)的基礎(chǔ)和前

13、提;河網(wǎng)水系生態(tài)保護和河道生態(tài)護岸措施恢復(fù)了區(qū)域水文連通性和河道原有基本生境，是魚類資源保護和典型濕地區(qū)恢復(fù)的必要支撐;魚類資源保護是針對區(qū)域濕地生態(tài)中水生生物關(guān)鍵種的恢復(fù)措施;關(guān)鍵節(jié)點典型濕地區(qū)修復(fù)與建設(shè)是針對區(qū)域內(nèi)濕地生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的重要舉措;配套行政管理措施是確保相關(guān)工程技術(shù)調(diào)控措施實施到位和正常運行維護，以及減免人為干擾的必要手段，是調(diào)控措施的重要補充?？梢?，各項措施相互聯(lián)系、相互銜接，相輔相成、缺一不可，構(gòu)成安谷水電站濕地生態(tài)調(diào)

14、控措施技術(shù)體系。
　　目前，前述6個方面調(diào)控措施大部分已于近兩年實施完成，調(diào)控效果已經(jīng)初顯，未實施的主要為典型濕地區(qū)修復(fù)與建設(shè)措施。隨著后續(xù)調(diào)控措施的實施，濕地自然恢復(fù)的加快，研究區(qū)右側(cè)河網(wǎng)新形成的水庫景觀和水渠景觀生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)將更加穩(wěn)定，功能將更加協(xié)調(diào)，將形成新的生態(tài)系統(tǒng)平衡，左側(cè)河網(wǎng)區(qū)基本恢復(fù)了工程建設(shè)前的濕地景觀和濕地生態(tài)系統(tǒng)，整個研究區(qū)濕地生態(tài)正向良性趨勢演變，說明調(diào)控措施將達到預(yù)期的調(diào)控效果，是相對完整、系統(tǒng)和科學(xué)合理的