把脈長江水資源
——四談長江生態(tài)系統(tǒng)保護

主講人：陳 進

把脈長江水資源
——四談長江生態(tài)系統(tǒng)保護

主講人：陳 進

長江生態(tài)系統(tǒng)特點

?河流生態(tài)系統(tǒng)是以水循環(huán)為基礎，以水系及河道為紐帶，在氣候、水文、地質和生物四要素相互作用下的開放生態(tài)系統(tǒng)，在不同時空尺度上，四要素表現(xiàn)出不同的形式、過程及生態(tài)功能

生態(tài)系統(tǒng)可以定義為生物群落與其所在環(huán)境相互作用的自然系統(tǒng)，一般由無機環(huán)境(以下簡稱環(huán)境)和生物兩大部分組成。環(huán)境包含構成生態(tài)系統(tǒng)基礎的物質和外部條件，如氣候、底質（土壤、巖石）、無機鹽、棲息地、水分及水域水文過程等，環(huán)境條件的好壞直接決定生態(tài)系統(tǒng)的復雜程度和生物群落的豐富度。生物是由生產者（如藻類和綠色植物）、消費者（如動物）以及分解者（微生物）等三部分組成。海洋、森林和濕地是地球上三大生態(tài)系統(tǒng)，河流生態(tài)系統(tǒng)是后兩者的交集，河流不僅具有水文水動力特性，是陸地徑流及侵蝕物質輸移到海洋的主要通道，還具有結構完整和功能多樣的生態(tài)學價值，是一個基于氣候、水文、地質和生物等自然要素以及人類社會經濟活動在內的復合生態(tài)系統(tǒng)。河流生態(tài)系統(tǒng)是以水循環(huán)為基礎，以水系及河道為紐帶，在氣候、水文、地質和生物四要素相互作用下的開放生態(tài)系統(tǒng)，在不同時空尺度上，四要素表現(xiàn)出不同的形式、過程及生態(tài)功能，其與森林和濕地生態(tài)系統(tǒng)最大的區(qū)別是縱向（上下游方向）尺度大、水沙等物質通量及生物結構和功能從上游到下游不斷變化。

長江屬于世界大河，其生態(tài)系統(tǒng)特點基本符合由Vannote和Ward等人創(chuàng)立的河流連續(xù)統(tǒng)及連通性理論，但由于不同地區(qū)河流生態(tài)系統(tǒng)的結構、過程及功能存在差異性，與歐美河流比較，長江有以下三個明顯的不同點：①長江跨越我國東西部三級臺階，第一級臺階高程在3 500 m以上，處于世界屋脊——青藏高原，長江源區(qū)氣候、地質和生態(tài)環(huán)境獨特，降水量少，日夜溫差大，陽光充沛，而且長江源區(qū)沒有森林，沒有豐富的有機質不斷流入河流，而是由冰山、裸露巖石、高原草原及沼澤組成；②長江中下游干流江面寬闊，岸邊森林植被少，水土流失、河岸帶及其對入河物質通量影響顯著小于上游和主要支流；③長江絕大多數(shù)江段受人類活動影響巨大，水系連通性和物質通量受人類活動影響顯著，河段生態(tài)系統(tǒng)的結構和功能呈現(xiàn)出斷續(xù)狀態(tài)。

長江生態(tài)系統(tǒng)面臨的問題

?從流量、水量和水質等為人類服務的功能上看，長江干流和主要支流總體上表現(xiàn)出良好狀態(tài)，但受過度捕撈、涉水工程建設和岸線利用、航運、水污染和河道采砂等綜合因素影響，長江水生物種的多樣性和種群生存狀況均堪憂

時空變化特性

在時間尺度上，長江從戰(zhàn)國時期開始在江湖邊修建堤防，到明嘉靖時期，荊江大堤連成一片，標志著中下游干流與洪泛區(qū)聯(lián)系不斷受到影響，不少山地森林砍伐活動加劇，導致水土流失日益嚴重，長江產沙和輸沙量增加，江湖演變頻繁。這一時期，長江干流及主要支流水系連通良好，水文過程自然，水質優(yōu)良，可以稱為近自然狀態(tài)。從20世紀50年代到80年代，森林砍伐、河道整治、圍湖造田及沿江湖建閘等人類活動加強，造成天然林面積大幅度減少，水土流失進一步加重，局部河道比降增加，河勢變化劇烈，湖泊濕地面積和通江湖泊數(shù)量大幅度減少。這些人類活動對于長江生態(tài)系統(tǒng)影響深遠，但大型水庫主要建在支流，水系連通性整體尚好，水質優(yōu)良，魚類資源豐富，長江干流大多數(shù)江段仍然處于近自然狀態(tài)，中下游及兩湖地區(qū)處于半自然狀態(tài)。從20世紀80年代到現(xiàn)在，是長江干流和主要支流大型梯級水電站建設的高峰期，干流和主要支流開始修建控制性水庫，長江的物質通量及水沙過程受到水庫調節(jié)的影響，水系的縱向連通性受到明顯影響，漁民的過度捕撈、航運及岸線利用、河道采砂等人類活動，使長江水生生物棲息環(huán)境受到破壞，長江珍稀特有魚類面臨生存危機，野生魚類資源大幅度減少，長江大部分江段處于半自然半人工狀態(tài)。

在空間尺度上，長江流域各地氣候、地貌和環(huán)境條件及經濟社會發(fā)展程度差異較大，目前生態(tài)系統(tǒng)處于近自然狀態(tài)的河段有長江源區(qū)水系、金沙江上游、主要支流的源區(qū)及上游河段、長江河口等。這些江段的共同特點是人口稀疏，交通不便，人類活動相對較少，有些江段雖然修建了梯級水庫，但由于交通不便，陸地生態(tài)系統(tǒng)良好，如江西和安徽南部水系、湖北和湖南西部水系、貴州烏江等地區(qū)，陸地森林或者植被良好，而金沙江下游、洞庭湖區(qū)、鄱陽湖區(qū)、漢江中下游、長江下游干流等水系河段受人類活動影響顯著。

長江物質通量及棲息地狀況

長江屬于多沙河流，泥沙輸移伴隨著水生生物棲息地形成及演變，是長江特有水生生物習慣和需要的水環(huán)境條件，但由于人類活動影響，特別是近二十多年來，流域產沙量有所減少，泥沙輸送量大幅度減少，大量泥沙淤積在水庫中或者通過采砂搬到河道外，原本自然的水沙關系及其他物質通量沿江呈現(xiàn)出斷續(xù)狀態(tài)，洄游魚類產卵場等重要生物棲息地消失較多，洲灘、河道及河岸的生態(tài)功能下降。

長江水體營養(yǎng)鹽

受農業(yè)大量施用化肥和采礦活動影響，長江水體營養(yǎng)鹽來源在時空上呈現(xiàn)出非均勻化特點。長江水體營養(yǎng)鹽含量與農業(yè)施肥時間、采礦企業(yè)位置、城鎮(zhèn)排污口位置和規(guī)模、水庫運行方式等關系較大，甚至與排污時間有關，在局部江段，人類活動對水體營養(yǎng)鹽的影響程度已經超過水土流失，如水庫泥沙淤積將磷、硅等沉積性物質大量存留在庫區(qū)，中下游地區(qū)的河道采砂又將它們移出河道，而氮等溶解性、懸浮性和揮發(fā)性營養(yǎng)物質仍然留在江水中，使長江水體營養(yǎng)鹽物質的結構發(fā)生改變，各物質的含量沿江呈現(xiàn)出不均勻分布。

長江水體有機質來源

天然河流有機質主要有兩大來源，一是陸地植被（倒木、植被碎屑），二是水體在營養(yǎng)物質和光合作用下生產出的浮游生物（如藻類）和水生植物等。發(fā)源于中低高程、從森林流出的河流中，前者為主要來源，而發(fā)源于湖泊濕地的河流后者為主要來源。由于長江水系復雜，天然有機質來源多樣，加上大量廢污水排放和面源污染，使得長江水體有機質來源復雜，如長江上、中和下游許多支流發(fā)源于森林，植物碎屑豐富，而洞庭湖、鄱陽湖等平原湖泊水淺，水面大，浮游生物和水草豐富，是長江天然有機質的主要來源地。長江源區(qū)及金沙江上游干流沿線森林等植被少，比降大，流速快，水體渾濁，有機質主要來源于有森林分布的支流或者高原沼澤濕地，而在中下游城市附近，由于大量廢污水排放和湖泊水產養(yǎng)殖增加了有機污染物質，干擾了江水有機質連續(xù)變化空間格局，江水中的有機物出現(xiàn)時間和空間上的不連續(xù)特性，使得水生生物結構發(fā)生變化，一些特有水生生物難以適應這種變化。

岸線及周圍濕地生態(tài)功能下降

由于沿江修堤、碼頭和橋梁建設及其他岸線利用，長江岸線特別是中下游岸線大量硬質化，其生態(tài)屏障功能下降，通江湖泊減少，沿江水閘調度目標單一，江湖阻隔情況比較嚴重，長江水系及與周邊湖泊濕地相互作用的生態(tài)功能退化明顯。

總之，從流量、水量和水質等為人類服務的功能上看，長江干流和主要支流并沒有因為開發(fā)和利用而發(fā)生顯著變化，總體上表現(xiàn)出良好狀態(tài)，但受過度捕撈、涉水工程建設和岸線利用、航運、水污染和河道采砂等綜合因素影響，長江上無論是珍稀和特有魚類，還是四大家魚、長江三鮮（鰣魚、河豚和刀魚）等經濟魚類都處于嚴重的衰退狀態(tài)，幾乎所有野生魚類資源量都接近枯竭，水生物種的多樣性和種群生存狀況均堪憂，有“無魚”河流的表象。

長江生態(tài)環(huán)境保護對象

?長江流域有眾多生態(tài)環(huán)境敏感區(qū)及需要保護的物種，其中僅魚類就達300多種。自然的水文節(jié)律是河流生態(tài)系統(tǒng)基本的環(huán)境條件。目前長江規(guī)劃的保護河段與世界其他大河比較仍然很短，根據(jù)國際經驗，還應該增加保護江段

生態(tài)環(huán)境敏感區(qū)

長江流域有眾多需要保護的生態(tài)環(huán)境敏感區(qū)，如國家自然保護區(qū)、水生動植物保護區(qū)、風景名勝區(qū)、世界自然和文化遺產、國家地質公園、國家森林公園、主要集中飲用水水源地、國際濕地、重要涉水景觀、重要人文景觀和水利風景等，其中長江上游珍稀特有魚類，湖北宜昌中華鱘產卵場、新螺段白豚、天鵝洲白豚，安徽銅陵淡水豚類等國家級自然保護區(qū)受片段化和上游水庫調節(jié)的影響，保護形勢最為嚴峻。列入國際重要濕地名錄和水源保護區(qū)的有：青海隆寶灘、依然錯、多爾改錯，四川九寨溝，云南滇池、程海、瀘沽湖、碧塔海、納帕海、拉市海、會澤黑頸鶴棲息區(qū)、昭通大山包，陜西洋縣朱鹮棲息區(qū)，貴州紅楓湖、威寧草海，丹江口庫區(qū)，洞庭湖，湖北網湖、洪湖、梁子湖群、石首天鵝洲，安徽石臼湖、揚子鱷自然保護區(qū)、巢湖、太平湖、升金湖，江西鄱陽湖，上海崇明島、長興島和橫沙島等。

保護河段

目前長江規(guī)劃的保護河段與世界其他大河比較仍然很短，除長江源至直門達河段的1 174 m外，都是分段設立的保護區(qū)，如向家壩至松溉河段295 km，長江上游珍稀、特有魚類國家自然保護區(qū)（合江—雷波江段），湖北宜昌中華鱘國家自然保護區(qū)（80 km），天鵝洲白豚國家級自然保護區(qū)（89 km，和故道21 km），湖北新螺段白豚國家級自然保護區(qū)（135.5 km），安徽銅陵淡水豚國家級自然保護區(qū)，上海九段沙國家級濕地自然保護區(qū)等，分段保護難度大，效果差。實際上，與陸地生態(tài)環(huán)境敏感區(qū)相交的河段都應該作為保護河段，這樣就可以形成連片的陸地和水域密切相關的保護區(qū)。根據(jù)國際上的經驗，還應該增加保護江段，比如：作為水源涵養(yǎng)和生態(tài)脆弱區(qū)的長江干流及主要支流河源段，處在生態(tài)環(huán)境敏感區(qū)和重要旅游景點附近的河段，人口稀少、無公路接近的河段，城市飲用水水源地等。

水文條件和江湖連通

長江魚類資源豐富，魚類生命過程十分依賴長江自然的水文和水動力過程及江湖關系。上游的急流環(huán)境、中下游的湖泊靜水環(huán)境都是長江洪枯交替變化和水沙輸移等作用下的產物，復雜的江湖關系創(chuàng)造出豐富多彩的生物棲息地及生物多樣性環(huán)境。一些重要魚類（如四大家魚）需要在急流的長江中產卵，到靜水湖泊中育肥成長，江湖連通為大多數(shù)洄游或半洄游魚類提供了 “三場一道”（索餌場、繁殖場、越冬場和洄游通道），這種靜與動的水環(huán)境，構成了長江水系特有的生態(tài)系統(tǒng)。

河流四維連續(xù)性包括縱向、橫向、深度和時間，其中縱向和時間的連續(xù)是核心，也是河流生態(tài)系統(tǒng)最基本的特點，目前只有通天河、金沙江上游、雅礱江上游、赤水河干流、長江中下游干流等河段沒有建壩，河流縱向連續(xù)性良好。金沙江和川江的上游江段及其支流中，魚的種類很多，約有180種，其中相當多魚類適宜于急流環(huán)境，攝食著生藻類、底棲無脊椎動物、棲息于底層或爬附于石上的魚類。

橫向連續(xù)不僅包括河流不同類型的灘地，也包括江湖連通，河岸淺灘、高灘等復合斷面形態(tài)，需要保留一定寬度的兩岸灘地，不能為了土地資源而侵占河岸灘地、分汊河道和江中島等。洞庭湖和鄱陽湖的魚類小部分來自支流，大部分來自長江，長江干流與湖區(qū)之間魚類交流有其固有的規(guī)律，長江的魚苗、幼魚、成魚通過城陵磯和湖口隨江水漂流進入湖區(qū)，入湖的四大家魚和其他經濟魚類的仔、幼魚在湖內成活率高，生長迅速。

時間連續(xù)性不僅要求河流一年四季不斷流，而且需要水流隨季節(jié)變化的洪枯過程。目前長江一些二、三級支流由于修建了許多引水式水電站，不僅造成大量減水河段，而且還出現(xiàn)斷流時段。對于調節(jié)能力強的水庫，高頻率的中小洪水過程減少，洪峰減弱，枯水過程不枯，全年的水文變幅明顯減小，影響了河流自然的水文節(jié)律，像四大家魚只有在溫度適宜、不斷的漲水過程（洪水過程）中才產卵，所以，自然的水文節(jié)律是河流生態(tài)系統(tǒng)基本的環(huán)境條件，需要保護。

河岸和湖泊過渡帶

水岸及湖泊消落帶（也稱過渡帶）是河流和湖泊環(huán)境梯度變化最大的區(qū)域，不僅是水域與陸地過渡帶，而且是生物多樣性最豐富的區(qū)域，應該將其與水面一樣進行保護。雖然人們開始重視濕地，但對于濕地生態(tài)系統(tǒng)與水文關系的認識仍然存在不少誤區(qū)，如認為濕地總是需要維持大片水面，或者認為枯季湖泊缺乏水面不利于生態(tài)系統(tǒng)等等，這些認識是片面的，甚至是有害的，因為濕地不僅需要一定的水面，更需要季節(jié)性變化的水位及水陸過渡帶，湖泊濕地需要有水面、泥灘、草灘和不常進水的高灘植被帶，水面隨季節(jié)變化的消落帶是濕地最重要的生物多樣性區(qū)域。

指示物種

長江需要保護的物種很多，僅魚類就達300多種。在長江源的沱沱河及其支流，主要為高原鰍屬的小型魚類，在通天河和金沙江上段，主要為適應冷水和急流環(huán)境的魚類，如裸腹重唇魚、厚唇裸重唇魚、軟刺裸裂尻魚等。金沙江中下游及川江水系是長江流域珍稀和特有魚類最豐富的地區(qū)，如洄游性魚類中華鱘；岷江及其支流大渡河和青衣江有一種定居性的鮭科魚類——川陜哲羅鮭 (即虎嘉魚)，還有鯉科的妻巴亞科和野鯪亞科、平鰭鰍科、鯇科等種類，如絲裂腹魚、四川裂腹魚、短須裂腹魚等；經濟魚類主要為鯉魚、圓口銅魚和銅魚，還有長吻鳊、中華倒刺鲅、白甲魚、蜀華鯪、墨頭魚、巖原鯉、長江鱘(亦稱達氏鱘)以及吻觴屬和近紅鲅屬的魚類。長江中下游的魚類資源相當豐富，經濟魚的種類很多，如江湖間洄游性的青、草、鰱、鳙、鳡、鳤、鳊、鲴、鱖、魴等,定居性的鯽、鲌、紅鲌、鲹鰷、烏鱧、黃顙魚等，江海洄游性的鰣魚、刀鱭、鰻鱺、暗色東方鲀、松江鱸、銀魚等。目前長江流域有7種珍稀魚類：中華鱘、白鱘、長江鱘、胭脂魚、川陜哲羅鮭、秦嶺細鱗鮭和松江鱸魚，包括江豚在內都已經成為瀕危物種。

長江生態(tài)系統(tǒng)保護對策

?從生態(tài)系統(tǒng)角度，長江除水流呈現(xiàn)出連續(xù)性表現(xiàn)、水質較好外，其他生境多處于片斷化狀態(tài)，應對挑戰(zhàn)最根本的措施是建立起各部門、各地區(qū)和利益相關者廣泛參與的長江大保護管理體制和機制

從長江的現(xiàn)狀看，長江源區(qū)、金沙江上游、赤水河和長江主要支流的源頭處在比較自然的狀態(tài)，其他河段都建設或者即將建設大型水電站，沒有減少長江水量，但水文及輸沙過程已經發(fā)生明顯變化。長江流域水資源利用率為20%，而且耗水量不大，總的入海水量變化不大，水庫可調節(jié)的水量也不到年徑流量的25%，長江水質總體尚好，長江為人類服務的功能基本得到滿足。但從生態(tài)系統(tǒng)角度，除水流呈現(xiàn)出連續(xù)性表現(xiàn)、水質較好外，其他生境多處于片斷化，珍稀和特有水生生物生存狀態(tài)堪憂，經濟魚類資源面臨枯竭，未來長江處于半自然、半人工河流狀態(tài)的格局基本確定。在梯級水庫內，外來靜水生物量會顯著增加，而原有的激流生物種群數(shù)量會大幅度減少，給長江保護提出了新的挑戰(zhàn)。目前比較突出的矛盾是上游水電開發(fā)與珍稀特有魚類的保護、支流小水電開發(fā)與河流連續(xù)性保護、中下游江湖治理與湖泊濕地生態(tài)系統(tǒng)的保護、湖庫及河流岸邊水污染等，這些問題需要認真對待和有效管理。

為了長江流域經濟社會可持續(xù)發(fā)展，應該加強協(xié)調防洪、發(fā)電、航運、供水、灌溉、旅游與生態(tài)環(huán)境保護之間的關系，制定長江流域生態(tài)系統(tǒng)保護規(guī)劃，確定水資源、水環(huán)境承載能力和生態(tài)保護的紅線，保護水生生物棲息地及需要的水環(huán)境，開展以生態(tài)為重要目標的水庫群調度，規(guī)范岸線利用，恢復岸線及周邊濕地的生態(tài)屏障功能，在考慮防洪和血防前提下，推動沿江水閘多開，全方位地推動江湖連通。對于長江生態(tài)環(huán)境修復，不僅需要保障生態(tài)流量的下泄，而且應該從生態(tài)系統(tǒng)保護角度，以修復生態(tài)系統(tǒng)的結構和功能為目標，維護好棲息地、生物和基因三方面的多樣性。對于珍稀和特有物種需要開展搶救性保護，如在金沙江上游及一些支流（如赤水河、青衣江、安寧河、水洛河、藏曲等）保留一些自然而激流的環(huán)境，進行遷地保護、增殖放流、過魚設施修建和人工繁殖等。對于重要經濟魚類必須從保護野生資源角度，實行更嚴格的禁止野生魚類捕撈的管理措施，如漁民上岸、延長禁漁期等。總之，最根本的措施是建立起各部門、各地區(qū)和利益相關者廣泛參與的長江大保護管理體制和機制。

（主講人簡介：陳進，水利部長江水利委員會長江科學院副院長，教授級高級工程師。）