楊 彪
(云南省林業調查規劃院大理分院,云南 大理 671000)
近年來,云南省九大高原湖泊富營養化、環境資源受損、生態系統退化等問題已引起眾多專家學者的高度關注。位于滇西北高原的程海湖,由于湖盆封閉,湖泊補給系數小、換水周期無限加長,從成因上造成其生態環境脆弱性之一面。隨著程海流域社會發展進程的加快,水環境質量下降、湖濱帶基本消失、面山森林植被破壞等環境問題大范圍出現。程海流域經濟發展與環境不協調,通過考察流域與水環境保護有關的自然、生態、社會、經濟、水資源、水污染狀況,分析程海生態保護現狀,提出程海流域可持續發展的對策。
2.1.1 地理位置
程海古名程河,又稱黑伍海,位于云南省麗江市永勝縣程海鎮中部[1],系300多年前與金沙江隔絕的一個內陸封閉型高原深水斷陷湖泊,湖盆東、西、北三面環山,南面地勢較平坦。盆緣以冰蝕、侵蝕、剝蝕地貌為主,山嶺海拔多在2500~3300 m之間,湖面與最高的山嶺間相對高差達1800 m。在湖面海拔1501 m(1985國家高程基準)時,水體面積7550 hm2。
程海湖是程海流域經濟社會可持續發展的基礎。程海流域位于滇西北高原與橫斷山脈交接地帶的金沙江東北岸,兼具有活動性的程海深大斷裂帶上,地理坐標為東經100°38′~100°41′,北緯26°27′~26°28′。東與馬過河流域為界,西面是順州盆地,北面為三川鎮盆地,南面是海河流域。
流域處在金沙江干熱河谷地帶,屬典型的中亞熱帶高原季風氣候,干濕季分明(冬春干旱,夏秋多雨);立體氣候明顯(高處濕冷寒,低處旱燥熱),湖區年均溫17.8 ℃,年降水量733.6 mm,年蒸發量2169 mm,蒸發量為降水量的2.96倍[1],屬云南省第一少雨中心區域。
在行政區劃上,流域范圍涉及程海鎮的興仁、興義、潘崀、河口、鳳羽、馬軍、季官、星湖、海腰9個村委會,永北鎮大廠、南華2個村委會和三川鎮文祥、清泉2個村委會[2]。
2.1.2 水系水文與水資源
程海湖為新生代第三紀中期(距今1200萬年以前)喜馬拉雅期造山運動形成斷裂地塹,中部低凹深陷聚水成湖,地質上稱為陷落湖。歷史上,程海曾經是一個外流湖,當時水深72 m,湖水通過海河(期納河)向南流30余km匯入金沙江,屬金沙江水系。但在清代乾隆末期,程海水位突然快速下降,難以出流[1],成為了現在的內陸湖,與金沙江之間再無水道相連通。此后,隨著水文與氣候的變化,導致海河也成為季節性河流。
程海長軸與斷裂帶的走向一致,南北長19.2 km,東西寬3.3~5.4 km,湖岸線長45.1 km。由于湖床傾斜度大,淺水區域較少,湖底沉積物少,平均水深25.7 m,庫容19.8億m3,蓄水量居云南九大高原湖泊中第3位。水位法定控制高程為1499.2~1501 m[3],調控深度1.8 m,相應調控庫容13500萬m3。
程海流域匯水面積 386.6 km2,其中陸地面積311.1 km2,水體面積75.5 km2[4]。基本為七分山,二分水,一分壩的格局。受地形限制,無長年性的固定地面水源補給,主要入湖河流和沖溝共47條,但流程短小,均為季節性河流。流域80%的降水量集中在雨季,特枯年的水量僅為正常年的l/3,水資源時空分布不均的特點極大減少了可利用的水資源量。
2.1.3 生物多樣性資源
程海湖記錄到野生濕地維管束植物110種,隸屬38科90屬。其中,蕨類植物3科4屬4種,被子植物35科86屬106種。優勢種和常見種主要有蓖齒眼子菜(Potamogetonpectinatus)、角果藻(Zannichelliapalustris)、浮萍(Lemnaminor)、金魚藻(Ceratophyllumdemersum)、狐尾藻(Myriophyllumverticillatum)等。記錄到藻類植物126種及變種,隸屬6門54屬,其中以硅藻門、綠藻門和藍藻門為主。記錄到野生濕地脊椎動物20目37科77種,其中鳥類7目11科35種,兩棲類1目4科6種,爬行類1目2科3種,獸類5目7科9種,魚類6目13科24種。記錄到浮游動物10種,底棲動物37種[5]。
程海湖水pH值8.7~9.3,水堿化;礦化度最高為819 mg/L,趨近于咸水湖標準;氟離子含量高,湖水屬重碳酸鈉鎂型[1]。程海特殊的水文地質條件、半干旱的氣候特點以及特殊的湖泊自然演化特征,是其具有特殊的水化學性質形成的條件。程海湖水背景值為高氟、高pH值的特點在云南省九大高原湖泊中具有獨特性。
程海是中國唯一天然生長螺旋藻的湖泊,湖水平均溫15.9 ℃,與墨西哥的坦克斯可可湖、非洲的乍得湖相比,程海湖的氣候、溫度、日照、水質都更適于螺旋藻生長。
2.3.1 地理區位
程海地處金沙江中段世界自然遺產“三江并流”區腹部,是南古絲綢之路的交通要塞、茶馬古道的重要驛站,也是連接內陸與西南“橋頭堡”的重要通道。鎮政府所在地星湖村距縣城永北鎮約45 km,距麗江市古城區約102 km。
2.3.2 經濟區位
程海位于即將成為拉動西部地區經濟發展重要成長極的南(寧)貴(陽)昆(明)經濟圈邊緣,程海湖被譽為“滇西北明珠”,憑借優越的區位條件、得天獨厚的自然資源和歷史文化旅游資源,在未來必將成為帶動縣域經濟增長的核心區域。
2.3.3 旅游區位
隨著滇西北旅游圈的開發,程海被賦予更深層的意義,程海湖介于玉龍雪山、雞足山和瀘湖湖中間,將滇西北“三山”(蒼山、雞足山、玉龍雪山),3湖(洱海、程海、瀘沽湖)連成一體,在大香格里拉中極具開發價值。
2.3.4 交通條件
流域內有麗(江)攀(枝花)公路和祥(云)寧(蒗)公路兩條省道,呈“十字形”分別自東西向和南北向穿過,提高了程海在市域乃至省域,甚至是川、滇、藏地區的可通達性,交通區位十分明顯。環海公路緊密聯系程海流域的各個村鎮,區域網路結構較完善[2]。
2.3.5 特色產業與農副產品
程海被稱之為“魚米之鄉”,是永勝縣乃至麗江主要的商品魚供應地,年產量達1480 t。近年來大力發展高原特色農業,形成了以優質糧食、冬早蔬菜、山地牧業、特色生物、淡水漁業、優質煙葉和生態產業等優勢特色產業。
螺旋藻是人類迄今為止所發現的最優的純天然蛋白質食品源,蛋白質含量高達72%,由18種氨基酸組成,消化吸收率高達95%。目前,程海湖流域擁有螺旋藻養殖基地4家,年產藻粉800多t,產值達1.3億元。
2.3.6 人文資源
程海被稱之為“邊屯文化之鄉”,程海鎮鳳羽村毛家灣是一代偉人毛澤東先祖毛太華的客籍地[1],以毛氏文化為代表的邊屯文化源遠流長。至今程海湖畔還生活著3000多與韶山毛氏同源共祖的毛氏后人。
2.3.7 社會經濟狀況
程海流域支柱產業為種植業、牧業和螺旋藻養殖業,流域總人口3.9萬人,人口密度為101人/km2,農村經濟總收入4.257億元[2]。
2.3.7.1 種植業
流域現有耕地面積4228 hm2,種植水稻、小麥、玉米、甘蔗、大蒜、生姜、蠶豆和蔬菜,化肥年施用量達2674.6 t。
2.3.7.2 林產業
流域現有薄殼山核桃、軟籽石榴、油橄欖、青花椒、龍眼、青刺果、沃柑等園地面積388.3 hm2,對1 hm2產30t的沃柑園來說,除施用農家肥外,1 hm2化肥施用量達2167.5 kg。
2.3.7.3 畜牧業
流域畜牧業養殖數量分別為:豬30575頭,牛9785頭,馬2233匹,黑山羊25082只,雞91486只。
2.3.7.4 工業
流域有螺旋藻養殖與加工企業4家,在養殖過程中廣泛使用碳酸氫鈉、硝酸鈉、氯化鈉、硫酸鉀、磷酸二氫鉀、硫酸亞鐵、乙二胺四乙酸等營養鹽類,生產1 t干藻粉將產生2051 t養殖廢水,廢水中污染物氨氮、磷濃度高、排放量大。
除受自然條件的影響外,人類活動對湖泊生態環境的影響已成為不容忽視的巨大營力。而當人們不合理利用或掠奪性經營突破湖泊資源和環境的生態安全閾值時,會造成湖泊資源、環境的退化和喪失。
近年來,與省內其他高原湖泊一樣,程海面臨環湖城鎮化進程加快、湖濱帶基本消失、水土流失嚴重、水資源供需矛盾突出、入湖河道生態功能退化的窘境,特別是程海湖存在面山森林植被逆向演替、面源污染加劇、入湖污染物排放量增加、湖濱帶破壞嚴重、水位持續下降、水量急劇減少、水體富營養化、水質惡化、生物多樣性面臨威脅等突出生態問題。流域內人們賴以生存和發展的環境基礎仍然相當薄弱,保護與發展的矛盾仍然十分突出。
程海是無外排的封閉湖泊,根據云南省地表水水環境功能區劃,程海水體水質類別規劃為Ⅲ類。但由于流域工農業生產發展,水環境狀況不容樂觀。2018年以來程海水質穩定在Ⅳ類標準(氟化物和pH值不參與評價)。湖泊營養狀態多年保持在中營養級,目前正在經歷自然富營養化的過程。
2012~2018年期間程海水位年均下降0.47 m,目前最低水位已經遠低于最低控制水位線,導致環境容量萎縮,隨著儲水量逐步減少,湖泊抗干擾和自我修復能力趨于退化。
程海流域地帶性植被屬亞熱帶常綠葉林區域,滇中、北中山峽谷云南松林、高山櫟類林亞區[6]。現存植被分布不均,面山上部、中上部遠山區域以云南松、櫟類天然林為主,人為干擾少,林分生態功能發揮較好;中部、中下部則以經次生演替形成的云南松天然次生林、人工桉樹林、車桑子+小石積灌木林為主,植被結構單一、郁閉度或覆蓋度不高,水源涵養、水土保持能力低;面山中、下部近山區主要以人工經濟林、灌木叢、荒草叢、農作物為主。
流域森林植被垂直分布帶譜典型而明顯,分布最廣的是云南松林,目前森林逐漸向高海拔退縮,植被呈常綠闊葉林→針葉林→灌叢→草坡→裸地的逆向演變趨勢。林地面積為25045 hm2,森林覆蓋率雖達52.0%[4],但近山、面山喀斯特石質山地土層薄、植被多樣性程度較低,森林總體質量差,森林生態功能薄弱問題日益凸顯。流域干旱少雨,林地土壤環境保水能力較差,苗木栽種后缺乏補充水源及灌溉條件,加大了人工造林的難度。
程海流域水土流失面廣,水土流失面積達206 km2,年流失量52.76萬t。輕度流失以溝蝕為主,中度流失以沖刷溝侵蝕為主,強度侵蝕以重力侵蝕為主,導致湖泊泥沙淤積面積達350 hm2,湖容積減少。
流域內地形坡度比降大,受極端氣候干擾,降雨集中,單點暴雨現象發生頻率高。入湖河道汛期河流暴漲,沖刷甚至改道時有發生,河濱自然岸線受到破壞,作為湖泊重要的水流通道和生態廊道,河濱帶的侵蝕使河道生態功能急劇退化;枯水期河流干涸,連基本的生態基流都得不到保障。
受程海特有的地形條件、土壤影響及湖岸土地利用方式的變化,造成湖濱面積小、湖濱帶大量的植被減少,湖岸遭受侵蝕,植被、土壤自凈能力下降,地表徑流中氮、磷等污染物得不到適當的自然降解,直接排入程海。
湖濱帶土層平均厚度小于40 cm,土壤中的石礫含量較高,且大多為塌陷松散堆積而成的石礫,土壤中的石礫含量高達37.8%,使植物無法在上面自然生長,也給人工恢復植被帶來較大困難[7]。
程海流域農業農村面源污染是一個涉及面最廣、最難控制、卻又是威脅最大的污染源,年污染負荷產生量分別為:化學需氧量4815.4 t/a,總磷206.8 t/a,總氮873.3 t/a,氨氮387.7 t/a。流域耕地利用強度大,為追求高產,農藥化肥使用種類和總量都在持續增長。化肥的過量使用,除導致土壤板結、酸化、耕地質量差外,部分廄肥露天堆放,養殖業中對動物糞尿的利用和管理尚不規范等,都會加重流入湖水中污染物含量。
點源污染主要來自于螺旋藻廠,沿湖4家螺旋藻企業雖已完成在線監測系統安裝,但由于廠區離湖體較近,以及生產管理和設施建設不規范,跑、冒、滴、漏、滲等現象時有發生,仍然存在較大的點源污染風險。
程海是一份價值極高的自然遺產,在流域人類歷史的發展進程中扮演著不可或缺的重要角色,卻又具有環境的脆弱性。程海正處在水環境轉型初期,采取必要措施,可有效遏制其惡化的趨勢并有望最終發生逆轉;否則,極有可能導致水環境完全改變。因此,目前對程海綜合管理的實際要求已跨出了湖區范圍,正加速向流域轉移。
自2017年全面推行河長制以來,永勝縣開展了程海補水、“五退四還”、產業結構調整、面山修復、污水垃圾收集處理、紅線定樁、河長制落實、宣傳發動群眾保護程海、監察監測管理能力提升等“九大專項行動”[7]。程海保護已取得一定成效,但任重而道遠。程海流域綜合管理尚需在實踐中不斷完善和發展。
根據程海保護與發展新形勢新任務,要始終堅持以習近平生態文明思想為指引,貫徹新發展理念,堅持生態優先、保護優先戰略,加強生態建設和環境保護,推動綠色可持續發展。
針對程海水環境狀況,確定程海流域管理目標是以水資源調控、水污染源控制、水生態系統修復為重點,對程海湖生態系統進行精準管控和系統治理,然后逐步過渡到流域綜合協調與管理[8]。
4.1.1 及時調整湖泊主導功能,加強水域工程建設,加快生態補水
及時調整程海主導功能,將工農業生產用水為主調整為以生態功能為主。經水系連通,重塑歷史生態水網。而加強水域工程建設是提升水位的重要措施,當前又以從金沙江魯地拉電站庫區引水補充程海生態用水最為急迫,以遏制水位下降趨勢。
4.1.2 加強水資源管理
針對程海水資源供需平衡脆弱的現狀,實施最嚴格的水資源管理制度,大力整治流域無序取水和無序打井行為,規范抽水泵站管理,完成程海水價改革。
4.1.3 推進水生態修復
擴大土著魚增殖放流,選擇可以凈化水體的魚類或底棲生物進行投放,改善水體水質。科學實施封湖禁漁,保證各種土著魚類在繁殖季節不受人類的強烈干擾。通過人工馴化養殖方式,推動土著魚規模化、產業化擴繁,提高程海漁業生態系統服務功能。
4.1.4 湖水內源污染控制
對水生植物、岸帶植物和落葉等在干枯腐爛前要及時清理,定期打撈水面漂浮的生活垃圾。根據湖底污染物釋放狀況,及早開展水生植被恢復和底泥疏浚,清除內源污染,恢復底棲生境。
流域上下游之間、流域各組成要素之間的相互影響和聯系構成了流域的整體性。加強程海流域保護、管理和資源合理利用,實施流域可持續發展戰略。
4.2.1 以程海保護為前提,加快轉變經濟發展方式
從程海水環境、流域健康、協同發展、鄉村振興4個方面進行謀劃和推進流域保護綜合治理工作,統籌好治湖和治田、治山、治林、治河,統籌好上下游、地上地下、城鎮農村,加快轉變經濟發展方式,為流域綠色轉型創造生態條件、贏得更多空間。
4.2.2 實行保護與轉型發展并重,調整產業結構,提升經濟實力
程海流域要實行保護與轉型發展并重,加大產業結構調整。一是螺旋藻產業,在“減少數量、做大總量、提質增效”的戰略目標下,做精做強以螺旋藻產業鏈發展為核心的大生物產業,將程海湖流域打造成為云南省生物資源開發創新示范區和大生物產業發展重要基地。二是農業產業,以建設“生態農業產業帶”為主要抓手,大力發展經濟作物、養殖業。三是延伸產業鏈條,發展農產品精深加工、相關旅游工藝品制作等低能耗、低污染的輕工業及旅游服務業等第三產業,提升經濟實力。
4.2.3 深度挖掘邊屯文化的特色
依托程海湖流域邊屯文化、自然風光、毛氏宗祠、少數民族文化及風俗、螺旋藻產業、生態農業等特色資源,通過基礎設施建設及完善,把程海湖流域打造成集旅游觀光、休閑度假、螺旋藻科普觀光、農業觀光為一體的旅游新區。發揮未來的交通區位優勢,打造新的面向川、滇、藏等地的旅游點。
國家實施建設長江經濟帶戰略,為程海拓展了新的發展空間。根據程海流域區位、生態環境、資源特征及服務功能,以《云南省地表水水功能區劃》為基礎,結合《云南省程海保護條例》,加快流域有關規劃編制調整,將流域劃分為3個功能區:①重點保護區,指程海水體控制水位線1501 m以內的水體及1501 m線外延水平距離30m的范圍;②限制開發區,指一級保護區邊界沿地表外延100 m的范圍;③合理利用區,指在二級保護區以外,程海面山的徑流區范圍,進一步強化流域空間規劃管控力度[7]。
針對程海污染物來源和空間分布的差異,采取源頭控污、過程減污、末端治污管理手段工程措施,切實提升全流域污染控制能力。其中,源頭控污主要是自覺踐行“綠色、創新、開放、轉型、協調、共享”的發展理念,構建資源節約型和環境友好型社會;過程減污主要是采取細化強化監督管理的方法,減少污染排放;末端治污則針對形成的污染問題采取相應措施,提升污染物控制能力。
以問題為導向,按照突出重點、分類分期治理的原則,采用水利工程與生態修復相結合的措施,通過退耕還林、封山育林、退化林修復、水源涵養及水土保持工程、泥石流綜合整治、小流域綜合治理、湖濱帶修復等工程[7],控制流域水土流失,減少入湖河道泥沙量和污染物入湖量。
掌握程海水環境的變動規律,以支撐程海保護與綜合治理決策、咨詢和政策措施的制定。綜合考慮水生態安全和水資源的保護與利用,完善流域綜合監管體系,服務于流域生態文明建設的精準發力與精準化管理。