三峡水库消落区植被生态恢复研究

2022-11-07 09:24刘江帆唐臣臣
长江技术经济 2022年5期
关键词:三峡水库管理机制评估

刘江帆 唐臣臣

摘 要:为了解消落区植被生态恢复整体情况,采用实地调研、查阅文献资料和专家评估等方式对已实施的植被生态恢复典型项目进行评估,研究认为人工干预有利于加快消落区植被自然生态恢复,且已初步形成了多个技术工程方法和运行管理机制。结合生态恢复现状及制约因素,根据不同消落区定位提出了植被生态恢复的目标和恢复路线。从编制消落区植被生态恢复具体实施方案、形成生态恢复成套技术体系、完善消落区后续管理机制等方面,提出了建议。

关键词:三峡水库;消落区;植被生态恢复;管理机制;评估

中图法分类号:X171                                                文献标志码:A

三峡水库消落区特指三峡工程因防洪与发电需要人为调节水位消涨,而在库区四周形成从陆地到水域的生态交错区,是一种特殊的湿地生态系统。三峡水库原有消落带历经上万年演变而成,土壤基质较为简单与稳定,植被类型复杂,功能多样。而三峡水库消落区消涨幅度大,空间变化大,对原有生态系统造成冲击。根据《三峡工程库区生态建设与环境保护》分项规划《消落区生态恢复规划》,三峡水库消落区治理措施以保留自然状态保护为主,促进生态系统自然发育,同时在部分类型消落区因地制宜进行生态恢复、污染处理、传染病源控制和岸线环境综合整治,以有效改善消落区生态环境。三峡水库消落区植被生态恢复已经开展了一段时间,由政府部门、科研院所、公司等各类主体参与示范工程项目,取得了一定的成效。分析评价三峡水库消落区植被生态恢复实施效果,對后续三峡库区环境保护具有重要意义。

1 三峡水库消落区植被生态恢复现状

现阶段已实施的示范工程主要位于重庆市各区县以及湖北省秭归县,《消落区生态恢复规划》提出的20个项目均已在2011—2013年间实施。中科院植物研究所、重庆市环境科学院、中科院武汉植物研究所等单位开展了相关的科研。本次研究对部分项目进行了现场调研,并通过查看档案资料、专家评估、座谈讨论及会议讨论等方式对三峡水库消落区生态恢复项目技术、组织实施与管理、项目定位和总体设计等情况进行了分析和评价。

1.1 人工恢复

三峡水库消落区淹没与出露过程中,部分物种能够存活并形成乡土植物群落,已实施的试点项目促进了植被重建,并使次生裸地得到生态恢复。人工植被生态恢复一定程度上减少了水土流失,富集和吸收了地表径流携带的面源污染,增强了库岸的稳定性,提高了生物多样性,改善了消落区景观;有利于优化植物群落组成与结构,提高消落区生态系统功能;能够提高三峡库区环境承载力,提高环境质量。此外,在当前双碳目标背景下,三峡水库消落区植被生态恢复起到了一定的固碳功能。通过对人工恢复地和自然恢复地植物群落的野外调查发现,人工恢复通过引入本土物种,在一定程度上加快了消落区的恢复进程,增强了植物群落稳定性[1-2]。

1.2 植物物种选择

消落区植被生态恢复项目的关键是选择适用于恢复消落区生态系统的植物物种。高程、土壤环境、淹水周期、物种多样性等是三峡水库消落区植被生态恢复的重要考虑因素[3-6]。目前已经实施的消落区生态恢复项目所选择木本植物主要有竹柳、饲料桑、中山杉、水杉及柳树等,所选草本植物主要有狗牙根、香根草及牛鞭草等。示范项目所用技术主要来自近年来的科研及示范成果。在三峡水库消落区植被生态恢复技术体系研究过程中,科研院所发挥着重要作用,示范工程项目植物种类的选择及植物的种植基本是在科研院所成果指导下开展。如相关研究机构确定了狗牙根、牛鞭草等草本植物为当地优势物种,具有一定的耐淹性[1,7] ,适宜作为人工恢复的草本植物选择[8-9];对木本植物物种也进行了研究,如水桦[10]、池杉[11-12]、立柳[13]、落羽杉[14]等。从实施效果来看,均有一定的适用性和耐淹性。

1.3 多种运作模式

项目实施单位与当地政府联合,成立专门机构,进行消落区生态恢复区域的管理和维护,有利于解决工程的后续维护和管理。部分项目采用 “地方政府+科研机构+企业+农户”方式;对于兼具经济效益的生态恢复项目,引入社会资本运作模式,如开县沧海桑田项目由重庆海田林业科技有限公司实施,当地农户参与种植和维护,提高当地农户收入水平。三峡水库消落区生态恢复项目采用公司化运作的方式有利于试点工程的可持续运行。

1.4 管理机制不断健全

2019年湖北省出台《关于加强三峡水库消落区管理的通知》,从顶层设计、加强环境管理和土地管理等方面提出了要求,特别是要求规范消落区土地耕种问题。2022年,重庆市对2013年发布的《重庆市三峡水库消落区管理暂行办法》进行修订,并编制完成《消落区生态修复技术规程》,初步建成三峡水库重庆库区消落区基础数据库,全面禁止消落区土地耕种,解决人与自然争地问题。重庆市和湖北省将共同展开《重庆市三峡水库管理条例》立法调研,进一步加强消落区管理。

2 制约植被生态恢复因素

2.1 生态系统稳定性下降

受生存环境急剧变化和大幅度反季节水位涨落的影响,消落区植被正在发生显著演变。原有陆生植物种类因不适应新的环境而消失,新的消落区植物正在逐步进入,但目前植被类型少,结构简单,生态系统稳定性低[15],使得其生态系统难以发挥应有的生态功能与效率。调研结果表明,消落区植被退化比较严重,主要以一年生草本植物为主[16],只有少量的灌木和亚灌木植物种类。三峡库区原消落带生态系统物种多样,包含众多的灌丛与草本植物群落,具有涵养水土、固坡护岸、降解污染物质、净化地表径流、保育生物多样性和改善环境与景观等多种生态功能[17]。受水库水位反复大幅度的涨落和风浪冲刷的影响,三峡库区的滑坡与库岸崩塌现象有增加的趋势,陡坡岩质型消落区的土壤逐渐流失,土壤氮磷物质下降,影响各类植物的生长[18]。

2.2 人工恢复技术体系尚不完整

消落区生态恢复的核心是消落区功能恢复。现阶段仍在摸索消落区生态本底情况,消落区功能定位存在争议,恢复技术、管护技术及评估技术等技术体系尚不完整,恢复方案有待建立。应进一步细化不同类型消落区功能定位,考虑复杂多变的水文、地质条件对生态系统影响的不确定性和长期性,编制消落区植被生态恢复的具体实施方案。

2.3 缺乏长期监测和评价方法

消落区监测体系有待完善,生态恢复工程项目实施后对水土流失、面源污染和边坡稳定性等影响缺少系统观测分析,现阶段难以科学量化生态恢复效益。已实施试验、示范工程还没有建立系统观测指标体系,相关数据采集工作尚未展开,缺乏规范及具体的考核指标,实施机构难以评估示范工程的实施效果。

2.4 后续管理机制有待完善

工程项目实施涉及国土、林业、水务、环保等多个部门,项目立项、验收及后续的维护管理归属部门较多。部分项目因缺乏运维经费,导致项目实施效果大打折扣。消落区生态恢复尚处于示范阶段,实施机构应增加长期监测和后期维护投入,以充分发挥消落区生态恢复项目的生态功能。

3 三峡水库消落区生态功能定位和技术路线研究

3.1 三峡水库消落区生态功能定位

三峡水库消落区生态恢复的总体功能定位应是以生态效益为主,社会效益和经济效益为辅。由于三峡水库消落区涉及面积较广,线路较长,消落区内具有不同类型的生态环境条件,还有干流和支流、城镇与农村之分,情况较为复杂。消落区生态恢复应针对不同类型消落区特征,细化不同类型消落区功能定位,以便提出针对性的生态恢复方案。

(1)三峡库区生态缓冲功能。三峡水库消落区生态系统具有截堵沉積库岸流失泥沙、防治消落区水土流失、保护库岸稳定、滞留过滤与降解净化有害物质等作用,缓冲陆岸带人类活动对水库的污染和直接干扰,具有保障三峡水库生态与环境安全的功能,是水库防御陆域干扰破坏的一道重要的生态屏障。

(2)三峡库区生态景观功能。三峡水库消落区位于水陆两大景观单元的交错过渡带,属湿地景观类型,具有衔接协调陆水景观的重要作用。

(3)为两栖生物提供栖息地,丰富三峡库区生物多样性功能。三峡水库消落区面积大,干流、支流库岸线蜿蜒数千公里,具有水体、陆地、水陆交互和库湾、湖盆、河口、岛屿等不同的生态环境,水陆生态系统物质能量传输与转换频繁强烈,为两栖生物提供了多种多样的生存与繁衍场所。

3.2 生态恢复技术路线

根据人类活动与消落区相互作用影响的性质及强度差异、导致的主要生态环境特征变化和生态环境问题的类别及程度、不同消落区生态功能定位及保护整治重点与措施的差别,将三峡水库消落区生态功能类型划分为城市、农村、大集镇、旅游地与岛屿、峡谷五种类型。根据消落区功能与人为干扰程度不同,将其归属为两大类型:城镇段消落区与非城镇段(农村型)消落区,结合不同类型消落区生存环境特点、水文与地质地貌等环境条件采取不同的生态恢复措施。

3.2.1  城镇段消落区

包括长江干道及次级支流沿线三峡库区城市、集镇区域。大体分为2类:城市型消落区和集镇型消落区。

(1)采用完全人工干预方式开展城市型消落区生态恢复。以生态恢复为主,兼具景观效应。在消落区区域构建以植物群落为主的生态缓冲区,建设净化能力强的湿地生态景观带,并与城市滨江绿化建设有机融合。采用完全人工干预方式(即重度人工干预)构建植物群落。

(2)采用完全人工干预或中度人工干预方式开展集镇型消落区生态恢复。以生态恢复为主,兼具景观效应,在合适区域适度兼顾经济效应。采用完全人工干预或中度人工干预方式构建乔—灌—草植物群落。在长江干道或次级支流,适度应用如桑树等经济植物种类;在回水湾静水区,特别是原有梯田或河坝区域,构建基塘或驳岸生态湿地。

3.2.2 非城镇段消落区生态

非城镇段消落区是指消落区中除掉城镇型消落区后剩下的区域。大体分为3类:农村农业活动干扰防护消落区、旅游地与岛屿生态景观保护消落区、峡谷型自然景观保护消落区。非城镇段消落区由于受地理位置偏远、地形复杂等因素影响,人工植被生态恢复应综合考虑投入产出效应和主体功能。

(1)农村农业活动干扰防护消落区生态恢复。以生态恢复为主,兼具经济效应。合理引导农村农业活动,采用完全人工干预或中度人工干预方式构建乔—灌—草植物群落。在长江干道或次级支流成片宽阔缓坡型消落区,利用原有梯田或河坝区域,构建基塘栽植芦笋、莲藕、菱角等经济水生作物,并在消落区较高处栽植饲料如桑树、竹柳等形成经济林,引导库区农民致富。

(2)旅游地、岛屿生态景观保护消落区生态恢复。划定旅游地、岛屿生态景观保护区区域范围,尽可能保留原有自然景观,采取轻度干扰促进保护区生态景观环境恢复,建设生物多样性和栖息繁殖景观湿地生态系统。

(3)峡谷型自然景观保护消落区生态恢复。三峡水库属峡谷河道型水库,高峡平湖景观主要是生态服务功能,但危岩(崩塌)对航运安全有一定威胁,尽量避免人为活动影响,保持自然消落状态,可防止危岩崩塌。对存在崩塌、滑坡危险地段,宜采取少量的工程措施,防止坍塌。

4 建议

4.1 建立三峡水库消落区后续管理机制

应出台《三峡水库消落区管理办法》,明确三峡水库消落区土地利用、消落区生态恢复项目管理职能部门及责任、编制及运转经费。应进一步明确消落区土地归属及使用权限,推动消落区植被生态恢复项目管理。项目实施完后,与县政府或乡镇政府或村委签订协议,明确各自职责,并建立检查机制。建立消落区生态休耕补偿管理办法[19],鼓励当地农民减少耕种,减少进入库区的污染[20]。

4.2 编制消落区植被生态恢复具体实施方案

摸清三峡库区消落区生态环境本底资料,科学规划消落区功能定位,根据功能定位确定植被生态恢复技术路线,并从政策、资金、组织等方面提出保障措施,同时考虑与地质灾害防治、屏障区生态保护规划及植物资源利用规划等相协调,形成消落区整体生态恢复实施方案。

4.3 形成植被生态恢复成套技术规范

应根据不同区域地理条件差异,以乡土物种为主,恢复模式宜草则草、宜林则林、宜荒则荒,宜封则封。项目前期设计中应包括物种搭配、立体结构优化配置、种植方法及后续的管护等技术内容。引进外来物种应严格按照规范要求。应发挥国内优势科研教学单位的作用,利用消落区现有研究成果和成熟适用技术,分别对植被构建技术、管理技术和检测评价技术进行系统的研发和集成,并利用集成成果开展示范,加快成熟技术成果转化。

4.4 完善公司化运行机制

在“政府引导、社会资本参与”的运行机制基础上,针对项目考核及效益分配等方面进一步总结和探索,逐步完善公司化运行机制。借鉴园林绿化苗木生产或农作物推广生产等方面的经验,考虑采用“公司+农户”的模式。在三峡库区建立消落区植被生态恢复苗木繁殖基地,政府部门初期可给予适当的经济补贴加以扶持,以后视效益情况再决定是否继续给予扶持。建议项目委托单位根据具体情况,适当划拨经费用于后续研究、监测、管护及推广管理等。

5 结论

三峡水库消落区植被生态恢复项目的实施是必要的,植被生态恢复试点工程的实施取得了阶段性的成果。植被生态恢复是消落区生态系统恢复的重要措施之一,需要开展持续和系统深入的研究,并采用综合性的治理措施。由于现阶段三峡水库消落区生态系统还未完全稳定,有必要进一步实施相关工程项目,建立成套技术体系,完善管理制度和项目运营管理机制,逐渐达到消落区植被生态系统恢复长期可持续发展的目标。三峡水库消落区作为新生湿地生态系统,是理想的独特生境研究素材,在双碳背景和综合效益发挥方面还有大量科学问题有待深入阐释。

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Vegetation Ecological Restoration and Construction Operation Management Mechanism in the Fluctuating Zone of Three Gorges Reservoir

Liu jiangfan1,Tang chenchen2

(1.College of Finance,Hebei University of Economics and Business,Shijiazhuang 050061,China;2. Beijing Liwei Consulting Limited Company,Beijing 100086,China)

Abstract:Typical implemented projects of ecological restoration were evaluated by means of field investigation,literature review and expert assessment to better understand the overall situation of vegetation ecological restoration in the fluctuating zone of the Three Gorges Reservoir. It is concluded that artificial intervention is conducive to the natural ecological restoration of vegetation in the fluctuating zone.  Technical methods and operational management mechanisms have been preliminarily formed. The objectives and routes of vegetation ecological restoration are proposed according to the positioning of fluctuating areas in line with the current situation and restraints. Suggestions are also put forward from aspects of formulating specific implementation plan,forming a complete set of ecological restoration technology and improving the follow-up management mechanism.

Key words:Three Gorges Reservoir;fluctuating zone;vegetation ecological restoration;management mechanism;assessment

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