劉江帆 唐臣臣
摘 要:為了解消落區植被生態恢復整體情況,采用實地調研、查閱文獻資料和專家評估等方式對已實施的植被生態恢復典型項目進行評估,研究認為人工干預有利于加快消落區植被自然生態恢復,且已初步形成了多個技術工程方法和運行管理機制。結合生態恢復現狀及制約因素,根據不同消落區定位提出了植被生態恢復的目標和恢復路線。從編制消落區植被生態恢復具體實施方案、形成生態恢復成套技術體系、完善消落區后續管理機制等方面,提出了建議。
關鍵詞:三峽水庫;消落區;植被生態恢復;管理機制;評估
中圖法分類號:X171? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標志碼:A
三峽水庫消落區特指三峽工程因防洪與發電需要人為調節水位消漲,而在庫區四周形成從陸地到水域的生態交錯區,是一種特殊的濕地生態系統。三峽水庫原有消落帶歷經上萬年演變而成,土壤基質較為簡單與穩定,植被類型復雜,功能多樣。而三峽水庫消落區消漲幅度大,空間變化大,對原有生態系統造成沖擊。根據《三峽工程庫區生態建設與環境保護》分項規劃《消落區生態恢復規劃》,三峽水庫消落區治理措施以保留自然狀態保護為主,促進生態系統自然發育,同時在部分類型消落區因地制宜進行生態恢復、污染處理、傳染病源控制和岸線環境綜合整治,以有效改善消落區生態環境。三峽水庫消落區植被生態恢復已經開展了一段時間,由政府部門、科研院所、公司等各類主體參與示范工程項目,取得了一定的成效。分析評價三峽水庫消落區植被生態恢復實施效果,對后續三峽庫區環境保護具有重要意義。
1 三峽水庫消落區植被生態恢復現狀
現階段已實施的示范工程主要位于重慶市各區縣以及湖北省秭歸縣,《消落區生態恢復規劃》提出的20個項目均已在2011—2013年間實施。中科院植物研究所、重慶市環境科學院、中科院武漢植物研究所等單位開展了相關的科研。本次研究對部分項目進行了現場調研,并通過查看檔案資料、專家評估、座談討論及會議討論等方式對三峽水庫消落區生態恢復項目技術、組織實施與管理、項目定位和總體設計等情況進行了分析和評價。
1.1 人工恢復
三峽水庫消落區淹沒與出露過程中,部分物種能夠存活并形成鄉土植物群落,已實施的試點項目促進了植被重建,并使次生裸地得到生態恢復。人工植被生態恢復一定程度上減少了水土流失,富集和吸收了地表徑流攜帶的面源污染,增強了庫岸的穩定性,提高了生物多樣性,改善了消落區景觀;有利于優化植物群落組成與結構,提高消落區生態系統功能;能夠提高三峽庫區環境承載力,提高環境質量。此外,在當前雙碳目標背景下,三峽水庫消落區植被生態恢復起到了一定的固碳功能。通過對人工恢復地和自然恢復地植物群落的野外調查發現,人工恢復通過引入本土物種,在一定程度上加快了消落區的恢復進程,增強了植物群落穩定性[1-2]。
1.2 植物物種選擇
消落區植被生態恢復項目的關鍵是選擇適用于恢復消落區生態系統的植物物種。高程、土壤環境、淹水周期、物種多樣性等是三峽水庫消落區植被生態恢復的重要考慮因素[3-6]。目前已經實施的消落區生態恢復項目所選擇木本植物主要有竹柳、飼料桑、中山杉、水杉及柳樹等,所選草本植物主要有狗牙根、香根草及牛鞭草等。示范項目所用技術主要來自近年來的科研及示范成果。在三峽水庫消落區植被生態恢復技術體系研究過程中,科研院所發揮著重要作用,示范工程項目植物種類的選擇及植物的種植基本是在科研院所成果指導下開展。如相關研究機構確定了狗牙根、牛鞭草等草本植物為當地優勢物種,具有一定的耐淹性[1,7] ,適宜作為人工恢復的草本植物選擇[8-9];對木本植物物種也進行了研究,如水樺[10]、池杉[11-12]、立柳[13]、落羽杉[14]等。從實施效果來看,均有一定的適用性和耐淹性。
1.3 多種運作模式
項目實施單位與當地政府聯合,成立專門機構,進行消落區生態恢復區域的管理和維護,有利于解決工程的后續維護和管理。部分項目采用 “地方政府+科研機構+企業+農戶”方式;對于兼具經濟效益的生態恢復項目,引入社會資本運作模式,如開縣滄海桑田項目由重慶海田林業科技有限公司實施,當地農戶參與種植和維護,提高當地農戶收入水平。三峽水庫消落區生態恢復項目采用公司化運作的方式有利于試點工程的可持續運行。
1.4 管理機制不斷健全
2019年湖北省出臺《關于加強三峽水庫消落區管理的通知》,從頂層設計、加強環境管理和土地管理等方面提出了要求,特別是要求規范消落區土地耕種問題。2022年,重慶市對2013年發布的《重慶市三峽水庫消落區管理暫行辦法》進行修訂,并編制完成《消落區生態修復技術規程》,初步建成三峽水庫重慶庫區消落區基礎數據庫,全面禁止消落區土地耕種,解決人與自然爭地問題。重慶市和湖北省將共同展開《重慶市三峽水庫管理條例》立法調研,進一步加強消落區管理。
2 制約植被生態恢復因素
2.1 生態系統穩定性下降
受生存環境急劇變化和大幅度反季節水位漲落的影響,消落區植被正在發生顯著演變。原有陸生植物種類因不適應新的環境而消失,新的消落區植物正在逐步進入,但目前植被類型少,結構簡單,生態系統穩定性低[15],使得其生態系統難以發揮應有的生態功能與效率。調研結果表明,消落區植被退化比較嚴重,主要以一年生草本植物為主[16],只有少量的灌木和亞灌木植物種類。三峽庫區原消落帶生態系統物種多樣,包含眾多的灌叢與草本植物群落,具有涵養水土、固坡護岸、降解污染物質、凈化地表徑流、保育生物多樣性和改善環境與景觀等多種生態功能[17]。受水庫水位反復大幅度的漲落和風浪沖刷的影響,三峽庫區的滑坡與庫岸崩塌現象有增加的趨勢,陡坡巖質型消落區的土壤逐漸流失,土壤氮磷物質下降,影響各類植物的生長[18]。
2.2 人工恢復技術體系尚不完整
消落區生態恢復的核心是消落區功能恢復。現階段仍在摸索消落區生態本底情況,消落區功能定位存在爭議,恢復技術、管護技術及評估技術等技術體系尚不完整,恢復方案有待建立。應進一步細化不同類型消落區功能定位,考慮復雜多變的水文、地質條件對生態系統影響的不確定性和長期性,編制消落區植被生態恢復的具體實施方案。
2.3 缺乏長期監測和評價方法
消落區監測體系有待完善,生態恢復工程項目實施后對水土流失、面源污染和邊坡穩定性等影響缺少系統觀測分析,現階段難以科學量化生態恢復效益。已實施試驗、示范工程還沒有建立系統觀測指標體系,相關數據采集工作尚未展開,缺乏規范及具體的考核指標,實施機構難以評估示范工程的實施效果。
2.4 后續管理機制有待完善
工程項目實施涉及國土、林業、水務、環保等多個部門,項目立項、驗收及后續的維護管理歸屬部門較多。部分項目因缺乏運維經費,導致項目實施效果大打折扣。消落區生態恢復尚處于示范階段,實施機構應增加長期監測和后期維護投入,以充分發揮消落區生態恢復項目的生態功能。
3 三峽水庫消落區生態功能定位和技術路線研究
3.1 三峽水庫消落區生態功能定位
三峽水庫消落區生態恢復的總體功能定位應是以生態效益為主,社會效益和經濟效益為輔。由于三峽水庫消落區涉及面積較廣,線路較長,消落區內具有不同類型的生態環境條件,還有干流和支流、城鎮與農村之分,情況較為復雜。消落區生態恢復應針對不同類型消落區特征,細化不同類型消落區功能定位,以便提出針對性的生態恢復方案。
(1)三峽庫區生態緩沖功能。三峽水庫消落區生態系統具有截堵沉積庫岸流失泥沙、防治消落區水土流失、保護庫岸穩定、滯留過濾與降解凈化有害物質等作用,緩沖陸岸帶人類活動對水庫的污染和直接干擾,具有保障三峽水庫生態與環境安全的功能,是水庫防御陸域干擾破壞的一道重要的生態屏障。
(2)三峽庫區生態景觀功能。三峽水庫消落區位于水陸兩大景觀單元的交錯過渡帶,屬濕地景觀類型,具有銜接協調陸水景觀的重要作用。
(3)為兩棲生物提供棲息地,豐富三峽庫區生物多樣性功能。三峽水庫消落區面積大,干流、支流庫岸線蜿蜒數千公里,具有水體、陸地、水陸交互和庫灣、湖盆、河口、島嶼等不同的生態環境,水陸生態系統物質能量傳輸與轉換頻繁強烈,為兩棲生物提供了多種多樣的生存與繁衍場所。
3.2 生態恢復技術路線
根據人類活動與消落區相互作用影響的性質及強度差異、導致的主要生態環境特征變化和生態環境問題的類別及程度、不同消落區生態功能定位及保護整治重點與措施的差別,將三峽水庫消落區生態功能類型劃分為城市、農村、大集鎮、旅游地與島嶼、峽谷五種類型。根據消落區功能與人為干擾程度不同,將其歸屬為兩大類型:城鎮段消落區與非城鎮段(農村型)消落區,結合不同類型消落區生存環境特點、水文與地質地貌等環境條件采取不同的生態恢復措施。
3.2.1? 城鎮段消落區
包括長江干道及次級支流沿線三峽庫區城市、集鎮區域。大體分為2類:城市型消落區和集鎮型消落區。
(1)采用完全人工干預方式開展城市型消落區生態恢復。以生態恢復為主,兼具景觀效應。在消落區區域構建以植物群落為主的生態緩沖區,建設凈化能力強的濕地生態景觀帶,并與城市濱江綠化建設有機融合。采用完全人工干預方式(即重度人工干預)構建植物群落。
(2)采用完全人工干預或中度人工干預方式開展集鎮型消落區生態恢復。以生態恢復為主,兼具景觀效應,在合適區域適度兼顧經濟效應。采用完全人工干預或中度人工干預方式構建喬—灌—草植物群落。在長江干道或次級支流,適度應用如桑樹等經濟植物種類;在回水灣靜水區,特別是原有梯田或河壩區域,構建基塘或駁岸生態濕地。
3.2.2 非城鎮段消落區生態
非城鎮段消落區是指消落區中除掉城鎮型消落區后剩下的區域。大體分為3類:農村農業活動干擾防護消落區、旅游地與島嶼生態景觀保護消落區、峽谷型自然景觀保護消落區。非城鎮段消落區由于受地理位置偏遠、地形復雜等因素影響,人工植被生態恢復應綜合考慮投入產出效應和主體功能。
(1)農村農業活動干擾防護消落區生態恢復。以生態恢復為主,兼具經濟效應。合理引導農村農業活動,采用完全人工干預或中度人工干預方式構建喬—灌—草植物群落。在長江干道或次級支流成片寬闊緩坡型消落區,利用原有梯田或河壩區域,構建基塘栽植蘆筍、蓮藕、菱角等經濟水生作物,并在消落區較高處栽植飼料如桑樹、竹柳等形成經濟林,引導庫區農民致富。
(2)旅游地、島嶼生態景觀保護消落區生態恢復。劃定旅游地、島嶼生態景觀保護區區域范圍,盡可能保留原有自然景觀,采取輕度干擾促進保護區生態景觀環境恢復,建設生物多樣性和棲息繁殖景觀濕地生態系統。
(3)峽谷型自然景觀保護消落區生態恢復。三峽水庫屬峽谷河道型水庫,高峽平湖景觀主要是生態服務功能,但危巖(崩塌)對航運安全有一定威脅,盡量避免人為活動影響,保持自然消落狀態,可防止危巖崩塌。對存在崩塌、滑坡危險地段,宜采取少量的工程措施,防止坍塌。
4 建議
4.1 建立三峽水庫消落區后續管理機制
應出臺《三峽水庫消落區管理辦法》,明確三峽水庫消落區土地利用、消落區生態恢復項目管理職能部門及責任、編制及運轉經費。應進一步明確消落區土地歸屬及使用權限,推動消落區植被生態恢復項目管理。項目實施完后,與縣政府或鄉鎮政府或村委簽訂協議,明確各自職責,并建立檢查機制。建立消落區生態休耕補償管理辦法[19],鼓勵當地農民減少耕種,減少進入庫區的污染[20]。
4.2 編制消落區植被生態恢復具體實施方案
摸清三峽庫區消落區生態環境本底資料,科學規劃消落區功能定位,根據功能定位確定植被生態恢復技術路線,并從政策、資金、組織等方面提出保障措施,同時考慮與地質災害防治、屏障區生態保護規劃及植物資源利用規劃等相協調,形成消落區整體生態恢復實施方案。
4.3 形成植被生態恢復成套技術規范
應根據不同區域地理條件差異,以鄉土物種為主,恢復模式宜草則草、宜林則林、宜荒則荒,宜封則封。項目前期設計中應包括物種搭配、立體結構優化配置、種植方法及后續的管護等技術內容。引進外來物種應嚴格按照規范要求。應發揮國內優勢科研教學單位的作用,利用消落區現有研究成果和成熟適用技術,分別對植被構建技術、管理技術和檢測評價技術進行系統的研發和集成,并利用集成成果開展示范,加快成熟技術成果轉化。
4.4 完善公司化運行機制
在“政府引導、社會資本參與”的運行機制基礎上,針對項目考核及效益分配等方面進一步總結和探索,逐步完善公司化運行機制。借鑒園林綠化苗木生產或農作物推廣生產等方面的經驗,考慮采用“公司+農戶”的模式。在三峽庫區建立消落區植被生態恢復苗木繁殖基地,政府部門初期可給予適當的經濟補貼加以扶持,以后視效益情況再決定是否繼續給予扶持。建議項目委托單位根據具體情況,適當劃撥經費用于后續研究、監測、管護及推廣管理等。
5 結論
三峽水庫消落區植被生態恢復項目的實施是必要的,植被生態恢復試點工程的實施取得了階段性的成果。植被生態恢復是消落區生態系統恢復的重要措施之一,需要開展持續和系統深入的研究,并采用綜合性的治理措施。由于現階段三峽水庫消落區生態系統還未完全穩定,有必要進一步實施相關工程項目,建立成套技術體系,完善管理制度和項目運營管理機制,逐漸達到消落區植被生態系統恢復長期可持續發展的目標。三峽水庫消落區作為新生濕地生態系統,是理想的獨特生境研究素材,在雙碳背景和綜合效益發揮方面還有大量科學問題有待深入闡釋。
參考文獻:
[1] 郭燕,楊邵,沈雅飛,等.三峽庫區消落帶現存草本植物組成與生態位[J].應用生態學報,2018,29(11):3559-3568.
[2] 陳韶華,陳芳清,張淼,等.香溪河消落帶人工構建與自然恢復植物群落的差異性 [J].水生態學雜志,2016,37(2):17-23.
[3]萬娟,劉佳瑞,肖衡林,等.三峽庫區消落帶植物群落分布及生長影響因素分析 [J].湖北工業大學學報,2019,34(5):83-87.
[4]邵艷艷,李銘怡,彭逗逗,等.三峽庫區消落帶160~175 m植被生長與土壤環境關系研究 [J].三峽大學學報(自然科學版),2020,42(3):51-56.
[5]何蕊廷,楊康,曾波,等.三峽水庫消落區植被在差異性水淹環境中的分布格局 [J].生態學報,2020,40(3):834-842.
[6]蘇琴琴,俞幸池,覃紅玲,等.三峽水庫消落區不同生活史類型植物群落的空間分布格局 [J].生態學報,2020,40(13):4507-4515.
[7]李強,丁武泉,王書敏,等.三峽庫區多年高水位運行對消落帶狗牙根生長恢復的影響 [J].生態學報,2020,40(3):985-992.
[8]甘麗萍,楊玲,李豪,等.三峽庫區消落帶狗牙根與桑樹淹沒后的恢復機制 [J].中國水土保持科學,2020,18(5):60-68.
[9]李麗娟,謝婷婷,張松林,等.三峽庫區消落帶4種適生植物根際與非根際土壤養分與酶活性特征研究 [J].生態學報,2020,40(21):7611-7620.
[10]甘麗萍,任立,李豪,等.三峽庫區消落帶水樺(Betula nigra)周期性水淹后的生理與結構響應 [J].林業科學研究,2021,34(1):146-152.
[11]李波,袁興中,杜春蘭,等.池杉在三峽水庫消落帶生態修復中的適應性 [J].2015,28(10):1578-1585.
[12]劉明輝,謝婷婷,李瑞,等.三峽庫區消落帶池杉-土壤碳氮磷生態化學計量特征 [J].生態學報,2020,40(9):3072-3084.
[13]吳科君,馬文超,李瑞,等.三峽庫區消落帶立柳(Salix matsudana)生長及營養元素分配特征 [J].生態學報,2019,39(14):5308-5316.
[14]宋虹,袁中勛,任慶水,等.三峽消落帶落羽杉人工幼林葉片分解及磷釋放特征 [J].生態學報,2019,39(21):8100-8110.
[15]孫鵬飛,沈雅飛,王麗君,等.三峽庫區秭歸段水位消落帶草本植物多樣性分析 [J].林業科學研究,2020,33(6):96-104.
[16]謝婷婷,李麗娟,劉明輝,等.三峽消落帶幾種一年生優勢草本枯落物分解及養分釋放特征 [J].草業科學,2020,37(2):226-236.
[17]李姍澤,陳銘,王雨春,等.近10年來三峽消落帶土壤氮、磷時空分布特征研究 [J].環境科學研究,2020,33(11):2448-2457.
[18]羅芳,魯倫慧,李哲,等.農業耕作對三峽水庫支流庫灣消落帶土壤氮,磷含量及流失的影響 [J].環境科學,2021,42(8):3763-3772.
[19] 尹珂,肖軼.基于耕地非市場價值的三峽庫區消落帶生態休耕補償標準研究 [J].水土保持通報,2017,37(2):239-246,252.
[20] 姜世偉,何太蓉,汪濤,等.三峽庫區消落帶農用坡地氮素流失特征及其環境效應 [J].長江流域資源與環境,2017,26(8):1159-1168.
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