大型水利水電工程擾動(dòng)區(qū)植被的生態(tài)恢復(fù)研究

唐偉

（張掖市甘州區(qū)盈科水利管理所，甘肅 張掖 734023）

1 研究概述

自然環(huán)境以及生物群落共同構(gòu)成了一個(gè)完整的生態(tài)系統(tǒng)，而一個(gè)健康的生態(tài)系統(tǒng)則是系統(tǒng)中的各個(gè)因素所實(shí)現(xiàn)的動(dòng)態(tài)平衡，它們相互作用與制約。對(duì)于生態(tài)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，它的結(jié)構(gòu)和功能會(huì)因?yàn)槿祟惢顒?dòng)以及部分自然災(zāi)害的侵襲而遭到破壞，從而原有的動(dòng)態(tài)平衡被打破，最終可能造成生態(tài)系統(tǒng)的退化或直接崩潰。而對(duì)于自然界的生態(tài)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，水利水電工程的項(xiàng)目施工活動(dòng)很明顯屬于會(huì)對(duì)其生態(tài)平衡造成干擾打擊的人類活動(dòng)。施工區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)由于受到了施工活動(dòng)的影響，很可能會(huì)因此出現(xiàn)較大的改變，比如生物多樣性的下降以及系統(tǒng)環(huán)境平衡的破壞，而且施工活動(dòng)會(huì)對(duì)項(xiàng)目區(qū)的自然景觀造成毀損，甚至可能引發(fā)一些自然災(zāi)害發(fā)生。除此之外，施工擾動(dòng)區(qū)內(nèi)的大規(guī)模建設(shè)活動(dòng)也會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)氐年懙厣鷳B(tài)系統(tǒng)造成負(fù)面影響：因施工活動(dòng)破壞土壤而造成擾動(dòng)區(qū)內(nèi)植被的退化；因植被的退化而進(jìn)一步造成擾動(dòng)區(qū)多樣性的下降；因地形結(jié)構(gòu)發(fā)生改變致使發(fā)生滑坡和水土流失的概率上升；景觀的完整性遭到破壞導(dǎo)致景觀破碎。

2 植被生態(tài)恢復(fù)的目標(biāo)和原則

所謂生態(tài)恢復(fù)其實(shí)是以將生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)為健康且可持續(xù)狀態(tài)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(tài)恢復(fù)主要重視的是其系統(tǒng)功能的恢復(fù)，希望能讓生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)自我維持的能力；而狹義上的生態(tài)恢復(fù)則是指借助人為的措施活動(dòng)或是自然修復(fù)實(shí)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)狀態(tài)的修復(fù)，最終使其達(dá)到原始生態(tài)狀態(tài)。如果生態(tài)系統(tǒng)自身的環(huán)境或者是功能因?yàn)槭艿接绊懚l(fā)生了具有根本性的巨大變化，通常情況下該生態(tài)系統(tǒng)將順著被改變后的軌跡趨勢(shì)繼續(xù)發(fā)展。而對(duì)于處于大規(guī)模水電工程擾動(dòng)區(qū)來(lái)說(shuō)，由于施工活動(dòng)的影響，其生態(tài)系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生在自然狀態(tài)下幾乎無(wú)法恢復(fù)原始狀態(tài)的變化，因此對(duì)于擾動(dòng)區(qū)生態(tài)環(huán)境來(lái)說(shuō)，具有自然和諧特征的生態(tài)系統(tǒng)的重建應(yīng)該是其生態(tài)恢復(fù)的目標(biāo)。另外擾動(dòng)區(qū)生態(tài)恢復(fù)工作在開展過(guò)程中必須要遵循下述的四個(gè)原則：生態(tài)恢復(fù)的進(jìn)程要具有逐步性；恢復(fù)后的生態(tài)系統(tǒng)要具有生產(chǎn)性以及安全性；恢復(fù)后的植被系統(tǒng)要具有整體性；恢復(fù)后的生態(tài)系統(tǒng)功能須具有協(xié)調(diào)性以及多重性。

3 案例研究

3.1 工程擾動(dòng)區(qū)生態(tài)環(huán)境概況

某水電站處于峽谷出口，水力發(fā)電是該工程的主要功能。其處于亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)域，同時(shí)具有干旱河谷的生態(tài)特點(diǎn)。該地的年平均降水量是908 mm，4-10月的總降水量能夠達(dá)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(qū)的土層分布比較薄，質(zhì)地較為粗糙，有機(jī)質(zhì)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(qū)具有比較復(fù)雜的植物類別，其植被能夠被劃分為五種類型，分別為農(nóng)田、灌叢、針葉林、灌草叢，闊葉林以及闊葉疏林。因?yàn)樵摰貐^(qū)受到了長(zhǎng)期的人類活動(dòng)影響，很多植被遭到了不同程度的破壞，該水電站所處擾動(dòng)區(qū)中的植被類型主要是灘地。

3.2 施工活動(dòng)對(duì)環(huán)境的擾動(dòng)和影響

擾動(dòng)區(qū)在該水電站的施工建設(shè)期間由于施工活動(dòng)的影響主要產(chǎn)生了如表1中具體所示的四種擾動(dòng)類型，這四種擾動(dòng)類型所呈現(xiàn)出的干擾特征存在差距，表現(xiàn)出不同的植被生態(tài)系統(tǒng)影響水平，具體區(qū)別如表1所示。

表1 不同擾動(dòng)類型與環(huán)境影響表

4 擾動(dòng)區(qū)植被的生態(tài)恢復(fù)

4.1 擾動(dòng)區(qū)生態(tài)恢復(fù)區(qū)劃

該水電站最終希望能夠?qū)崿F(xiàn)的植被生態(tài)恢復(fù)目標(biāo)為構(gòu)建一個(gè)自然協(xié)調(diào)、可以同時(shí)發(fā)揮旅游觀光和資源生產(chǎn)作用的人工復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)，能夠良好滿足社會(huì)需求。基于擾動(dòng)區(qū)的施工分布狀況和期望能夠?qū)崿F(xiàn)的相關(guān)功能，將該擾動(dòng)區(qū)劃分為3 個(gè)功能區(qū)，這3 個(gè)區(qū)域的相對(duì)分布分別對(duì)應(yīng)為A、B、C 位置。

4.2 功能區(qū)生態(tài)恢復(fù)目標(biāo)和措施

由于生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)力不可避免地會(huì)被周邊區(qū)域的生態(tài)狀況所影響，因此在擾動(dòng)區(qū)植被生態(tài)恢復(fù)狀況的相關(guān)研究中，不僅要探究各個(gè)區(qū)域中的生態(tài)狀況，還需分析不同區(qū)域之間存在的影響作用。如表2所示是擾動(dòng)區(qū)中3個(gè)功能區(qū)生態(tài)恢復(fù)的具體目標(biāo)和相關(guān)實(shí)施手段。

表2 植被生態(tài)恢復(fù)目標(biāo)和措施表

4.3 擾動(dòng)區(qū)生態(tài)恢復(fù)現(xiàn)況

該擾動(dòng)區(qū)在經(jīng)歷了為期兩年的生態(tài)恢復(fù)活動(dòng)后，完成了預(yù)期規(guī)劃里總標(biāo)段中大部分標(biāo)段的綠化任務(wù)，具體包括渣場(chǎng)、纜機(jī)以及觀景平臺(tái)等標(biāo)段。其中在不同的擾動(dòng)類型中，如表3 中所示具體所使用的生態(tài)恢復(fù)工程技術(shù)是存在差異的，構(gòu)建的先鋒群落也有區(qū)別。在不同擾動(dòng)類型構(gòu)建的群落類型不僅具有美化環(huán)境的作用，還能夠顯著提升區(qū)域內(nèi)的植被覆蓋率，有利于物種多樣性的上升，具體呈現(xiàn)出的效果如圖1 所示。除此之外，構(gòu)建的先鋒群落還能夠有效降低及預(yù)防滑坡等現(xiàn)象的出現(xiàn)。在3-5 年的演替后，該地有越來(lái)越多的物種定居，生態(tài)環(huán)境得到了穩(wěn)步改善。

圖1 植物群落的蓋度和物種數(shù)圖

表3 植被生態(tài)恢復(fù)工程技術(shù)的應(yīng)用與群落類型表

4.4 植被生態(tài)恢復(fù)評(píng)價(jià)與建議

基于該擾動(dòng)區(qū)實(shí)地的樣本調(diào)查分析以及勘察狀況，能夠發(fā)現(xiàn)在該水電站的植被生態(tài)恢復(fù)工作依然具有一些問(wèn)題：第一，植被生態(tài)恢復(fù)缺乏規(guī)劃性。該擾動(dòng)區(qū)內(nèi)的植被分布和鄰近區(qū)域存在較為顯著的界限，過(guò)渡不夠自然且表現(xiàn)出明顯的斑塊分布特征，各個(gè)區(qū)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(jié)構(gòu)不夠豐富。在不同擾動(dòng)類型中，先鋒群落的確定并不能很好地與各個(gè)區(qū)域所期望承擔(dān)的功能特征相匹配，缺乏物種多樣性；第三，人工恢復(fù)技術(shù)具有較大提升空間。擾動(dòng)區(qū)內(nèi)的植被種植密度太高，沒有給后期群落演替預(yù)留充分的新物種定居空間；第四，各區(qū)域內(nèi)群落演替具有較大的不確定性。擾動(dòng)區(qū)各個(gè)擾動(dòng)類型的植被群落演替并沒有明確的目標(biāo)規(guī)劃，而且缺少反饋控制。

針對(duì)該水電站擾動(dòng)區(qū)植被生態(tài)恢復(fù)活動(dòng)中存在的問(wèn)題，在后期的植被恢復(fù)活動(dòng)中需要做到以下幾點(diǎn)：首先，要對(duì)植被生態(tài)恢復(fù)工作做好具有系統(tǒng)性的規(guī)劃，要關(guān)注不同區(qū)域的功能特性同時(shí)考慮不同功能區(qū)間的連接性；其次，要努力提升擾動(dòng)區(qū)中物種的多樣性，從而提升植被群落結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，盡量構(gòu)建具有層次性的群落結(jié)構(gòu)以增強(qiáng)其穩(wěn)定性，這樣能夠在實(shí)現(xiàn)生態(tài)功能的同時(shí)提升對(duì)擾動(dòng)區(qū)自然景觀的美化。而且為了降低外來(lái)物種入侵的風(fēng)險(xiǎn)，擾動(dòng)區(qū)植被的種植應(yīng)優(yōu)先考慮當(dāng)?shù)匾延形锓N；另外，要做好后期擾動(dòng)區(qū)中群落演替的監(jiān)控。對(duì)于植被群落演替的具體情況應(yīng)進(jìn)行長(zhǎng)期跟蹤，并適當(dāng)進(jìn)行調(diào)控，適時(shí)通過(guò)物種的科學(xué)引進(jìn)來(lái)控制植被生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)的進(jìn)程。

5 結(jié)論

大型水利水電工程在實(shí)際生產(chǎn)生活中能夠承擔(dān)發(fā)電、防洪以及航運(yùn)等重要功能，能夠良好地滿足社會(huì)功能需求，但其施工建設(shè)活動(dòng)也同時(shí)會(huì)對(duì)植被生態(tài)環(huán)境造成破壞。在擾動(dòng)區(qū)中，植被生態(tài)恢復(fù)應(yīng)嚴(yán)格遵循科學(xué)發(fā)展觀，要做到統(tǒng)籌規(guī)劃，努力在良好開發(fā)利用水資源的同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)植被生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。