大型水利水電工程擾動區植被的生態恢復研究

唐偉

（張掖市甘州區盈科水利管理所，甘肅 張掖 734023）

1 研究概述

自然環境以及生物群落共同構成了一個完整的生態系統，而一個健康的生態系統則是系統中的各個因素所實現的動態平衡，它們相互作用與制約。對于生態系統來說，它的結構和功能會因為人類活動以及部分自然災害的侵襲而遭到破壞，從而原有的動態平衡被打破，最終可能造成生態系統的退化或直接崩潰。而對于自然界的生態系統來說，水利水電工程的項目施工活動很明顯屬于會對其生態平衡造成干擾打擊的人類活動。施工區的生態系統由于受到了施工活動的影響，很可能會因此出現較大的改變，比如生物多樣性的下降以及系統環境平衡的破壞，而且施工活動會對項目區的自然景觀造成毀損，甚至可能引發一些自然災害發生。除此之外，施工擾動區內的大規模建設活動也會對當地的陸地生態系統造成負面影響：因施工活動破壞土壤而造成擾動區內植被的退化；因植被的退化而進一步造成擾動區多樣性的下降；因地形結構發生改變致使發生滑坡和水土流失的概率上升；景觀的完整性遭到破壞導致景觀破碎。

2 植被生態恢復的目標和原則

所謂生態恢復其實是以將生態系統修復為健康且可持續狀態的一種行為，通常將其劃分成廣義上以及狹義上兩種類別。首先廣義上的生態恢復主要重視的是其系統功能的恢復，希望能讓生態系統恢復自我維持的能力；而狹義上的生態恢復則是指借助人為的措施活動或是自然修復實現生態系統狀態的修復，最終使其達到原始生態狀態。如果生態系統自身的環境或者是功能因為受到影響而發生了具有根本性的巨大變化，通常情況下該生態系統將順著被改變后的軌跡趨勢繼續發展。而對于處于大規模水電工程擾動區來說，由于施工活動的影響，其生態系統的功能結構會產生在自然狀態下幾乎無法恢復原始狀態的變化，因此對于擾動區生態環境來說，具有自然和諧特征的生態系統的重建應該是其生態恢復的目標。另外擾動區生態恢復工作在開展過程中必須要遵循下述的四個原則：生態恢復的進程要具有逐步性；恢復后的生態系統要具有生產性以及安全性；恢復后的植被系統要具有整體性；恢復后的生態系統功能須具有協調性以及多重性。

3 案例研究

3.1 工程擾動區生態環境概況

某水電站處于峽谷出口，水力發電是該工程的主要功能。其處于亞熱帶季風氣候區域，同時具有干旱河谷的生態特點。該地的年平均降水量是908 mm，4-10月的總降水量能夠達到整年總降水量的比例將近91%。另外，該地的年平均氣溫是18.70 ℃，其中最低和最高氣溫分別為-1.00 ℃以及38.50 ℃。該水電站所處壩區的土層分布比較薄，質地較為粗糙，有機質的含量水平不高，分布有大面積的石渣子以及石骨子土。另外，該壩區具有比較復雜的植物類別，其植被能夠被劃分為五種類型，分別為農田、灌叢、針葉林、灌草叢，闊葉林以及闊葉疏林。因為該地區受到了長期的人類活動影響，很多植被遭到了不同程度的破壞，該水電站所處擾動區中的植被類型主要是灘地。

3.2 施工活動對環境的擾動和影響

擾動區在該水電站的施工建設期間由于施工活動的影響主要產生了如表1中具體所示的四種擾動類型，這四種擾動類型所呈現出的干擾特征存在差距，表現出不同的植被生態系統影響水平，具體區別如表1所示。

表1 不同擾動類型與環境影響表

4 擾動區植被的生態恢復

4.1 擾動區生態恢復區劃

該水電站最終希望能夠實現的植被生態恢復目標為構建一個自然協調、可以同時發揮旅游觀光和資源生產作用的人工復合生態系統，能夠良好滿足社會需求。基于擾動區的施工分布狀況和期望能夠實現的相關功能，將該擾動區劃分為3 個功能區，這3 個區域的相對分布分別對應為A、B、C 位置。

4.2 功能區生態恢復目標和措施

由于生態系統的恢復力不可避免地會被周邊區域的生態狀況所影響，因此在擾動區植被生態恢復狀況的相關研究中，不僅要探究各個區域中的生態狀況，還需分析不同區域之間存在的影響作用。如表2所示是擾動區中3個功能區生態恢復的具體目標和相關實施手段。

表2 植被生態恢復目標和措施表

4.3 擾動區生態恢復現況

該擾動區在經歷了為期兩年的生態恢復活動后，完成了預期規劃里總標段中大部分標段的綠化任務，具體包括渣場、纜機以及觀景平臺等標段。其中在不同的擾動類型中，如表3 中所示具體所使用的生態恢復工程技術是存在差異的，構建的先鋒群落也有區別。在不同擾動類型構建的群落類型不僅具有美化環境的作用，還能夠顯著提升區域內的植被覆蓋率，有利于物種多樣性的上升，具體呈現出的效果如圖1 所示。除此之外，構建的先鋒群落還能夠有效降低及預防滑坡等現象的出現。在3-5 年的演替后，該地有越來越多的物種定居，生態環境得到了穩步改善。

圖1 植物群落的蓋度和物種數圖

表3 植被生態恢復工程技術的應用與群落類型表

4.4 植被生態恢復評價與建議

基于該擾動區實地的樣本調查分析以及勘察狀況，能夠發現在該水電站的植被生態恢復工作依然具有一些問題：第一，植被生態恢復缺乏規劃性。該擾動區內的植被分布和鄰近區域存在較為顯著的界限，過渡不夠自然且表現出明顯的斑塊分布特征，各個區域之間的連接性不高，整體性水平有待提升；第二，植被群落中分布的物種多樣性低且結構不夠豐富。在不同擾動類型中，先鋒群落的確定并不能很好地與各個區域所期望承擔的功能特征相匹配，缺乏物種多樣性；第三，人工恢復技術具有較大提升空間。擾動區內的植被種植密度太高，沒有給后期群落演替預留充分的新物種定居空間；第四，各區域內群落演替具有較大的不確定性。擾動區各個擾動類型的植被群落演替并沒有明確的目標規劃，而且缺少反饋控制。

針對該水電站擾動區植被生態恢復活動中存在的問題，在后期的植被恢復活動中需要做到以下幾點：首先，要對植被生態恢復工作做好具有系統性的規劃，要關注不同區域的功能特性同時考慮不同功能區間的連接性；其次，要努力提升擾動區中物種的多樣性，從而提升植被群落結構的復雜性，盡量構建具有層次性的群落結構以增強其穩定性，這樣能夠在實現生態功能的同時提升對擾動區自然景觀的美化。而且為了降低外來物種入侵的風險，擾動區植被的種植應優先考慮當地已有物種；另外，要做好后期擾動區中群落演替的監控。對于植被群落演替的具體情況應進行長期跟蹤，并適當進行調控，適時通過物種的科學引進來控制植被生態系統恢復的進程。

5 結論

大型水利水電工程在實際生產生活中能夠承擔發電、防洪以及航運等重要功能，能夠良好地滿足社會功能需求，但其施工建設活動也同時會對植被生態環境造成破壞。在擾動區中，植被生態恢復應嚴格遵循科學發展觀，要做到統籌規劃，努力在良好開發利用水資源的同時實現對植被生態環境的保護。