長(zhǎng)江干線航道生態(tài)涵養(yǎng)理論研究

周成成，唐從華，劉奇，李明

1.長(zhǎng)江航道勘察設(shè)計(jì)院（武漢）有限公司；2.國(guó)家內(nèi)河航道整治工程技術(shù)研究中心；3.長(zhǎng)江武漢航道工程局

一、前言

長(zhǎng)江擁有豐富的水利資源，在防洪、發(fā)電、航運(yùn)、灌溉、居民用水等方面具有很高的社會(huì)功能價(jià)值，還擁有獨(dú)特的生態(tài)系統(tǒng)，沿線分布大量珍稀瀕危野生動(dòng)植物，但居民生活、工業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)牧養(yǎng)殖、水利開(kāi)發(fā)、旅游觀光等活動(dòng)對(duì)生物棲息地造成了不同程度的影響，尤其是水生野生動(dòng)物的保護(hù)形勢(shì)十分嚴(yán)峻，長(zhǎng)江江豚等珍稀物種瀕臨滅絕[1,2]。

黨中央、國(guó)務(wù)院高度重視長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作。習(xí)近平總書(shū)記多次對(duì)長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作作出重要指示。2017年2月，國(guó)務(wù)院出臺(tái)了《關(guān)于劃定并嚴(yán)守生態(tài)保護(hù)紅線的若干意見(jiàn)》，要求紅線內(nèi)實(shí)行嚴(yán)格管控，紅線外的水域則承擔(dān)了包括航運(yùn)、水利、發(fā)電、防洪等在內(nèi)的大多數(shù)河流的社會(huì)服務(wù)功能[3-5]。二者空間上緊密相連，缺乏過(guò)渡區(qū)域，河流生態(tài)功能與社會(huì)服務(wù)功能之間易產(chǎn)生沖突。如水上施工、船舶通航過(guò)于靠近生態(tài)保護(hù)紅線，會(huì)對(duì)紅線內(nèi)生態(tài)造成影響。同時(shí)，一些珍稀魚(yú)類(lèi)離開(kāi)保護(hù)區(qū)誤入船舶航道或水上施工區(qū)域造成死傷的事件也時(shí)有發(fā)生[6,7]。鑒于此，如何對(duì)紅線區(qū)和航道等人類(lèi)活動(dòng)區(qū)進(jìn)行界定，對(duì)生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)理論進(jìn)行思考和實(shí)踐，以增強(qiáng)各項(xiàng)功能協(xié)調(diào)性，更好地實(shí)現(xiàn)在發(fā)展中保護(hù)、在保護(hù)中發(fā)展是必要且緊迫的，本文針對(duì)長(zhǎng)江干流生態(tài)現(xiàn)狀，依托武漢至安慶段6米水深航道整治工程生態(tài)涵養(yǎng)試驗(yàn)區(qū)建設(shè)，旨在提出適用于生態(tài)航道體系下的河流生態(tài)涵養(yǎng)的概念，明確生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)的生態(tài)意義與涵養(yǎng)原理，進(jìn)一步拓展生態(tài)航道理論體系。

二、生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)劃相關(guān)研究進(jìn)展

生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)劃是在生態(tài)學(xué)與生態(tài)區(qū)劃的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的。2006年，為響應(yīng)國(guó)家主體功能區(qū)戰(zhàn)略，北京市率先提出了生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)的概念，認(rèn)為生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)是指在規(guī)劃區(qū)域內(nèi)通過(guò)減少人類(lèi)活動(dòng)影響，并采取一系列生態(tài)修復(fù)與補(bǔ)償措施，實(shí)現(xiàn)生態(tài)修復(fù)與保護(hù)的目的。北京市政府打破行政區(qū)劃編制，將門(mén)頭溝、平谷、懷柔、密云、延慶5個(gè)區(qū)縣確定為生態(tài)涵養(yǎng)發(fā)展區(qū)，通過(guò)清退生態(tài)破壞型產(chǎn)業(yè)、發(fā)展生態(tài)友好型產(chǎn)業(yè)、建立生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制等方式來(lái)促進(jìn)生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)生態(tài)恢復(fù)[8-10]。

2013年，重慶市政府綜合考慮人口、資源、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、文化等因素，將重慶劃分為五個(gè)功能區(qū)域，其中將萬(wàn)州區(qū)、開(kāi)州區(qū)、梁平區(qū)等11區(qū)縣劃定為渝東北生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)。突出發(fā)展理念和發(fā)展方式的轉(zhuǎn)變，堅(jiān)持三峽移民后續(xù)發(fā)展和連片貧困區(qū)扶貧開(kāi)發(fā)并舉，規(guī)劃用十年左右時(shí)間，引導(dǎo)轉(zhuǎn)移人口130萬(wàn)，使得常住人口減少到700萬(wàn)左右、森林覆蓋率達(dá)到50%以上，最終實(shí)現(xiàn)生態(tài)涵養(yǎng)[11-13]。

三、長(zhǎng)江干線航道生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)理論

（一）概念及內(nèi)涵

“涵養(yǎng)”一詞具有滋潤(rùn)養(yǎng)育的含義，“生態(tài)涵養(yǎng)”基本原理是依靠生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)和修復(fù)能力，來(lái)實(shí)現(xiàn)生態(tài)功能的恢復(fù)和提升，同時(shí)施加一定的人為調(diào)控，采取適當(dāng)?shù)暮B(yǎng)措施，創(chuàng)造有利于生態(tài)系統(tǒng)發(fā)育與修復(fù)的條件，促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)自我恢復(fù)。

生態(tài)涵養(yǎng)最初是應(yīng)用在陸域生態(tài)保護(hù)中，取得了較好的效果，且方式相對(duì)溫和，涵養(yǎng)措施靈活，很適合在水域應(yīng)用。因此，將陸域生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)的建設(shè)理念應(yīng)用到河流生態(tài)保護(hù)中具有較高的借鑒意義。

本文明確長(zhǎng)江航道生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)的定義，是指基于長(zhǎng)江生態(tài)特點(diǎn)，綜合考慮航道范圍，在長(zhǎng)江生態(tài)保護(hù)紅線外圍的重要標(biāo)的物種活動(dòng)水域劃出一定的范圍，采取必要的技術(shù)與管理措施，對(duì)水生生境進(jìn)行涵養(yǎng)，作為生態(tài)保護(hù)紅線內(nèi)外功能過(guò)渡的空間。具體來(lái)說(shuō)，長(zhǎng)江航道生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)通過(guò)在特定區(qū)域?qū)嵤┥鷳B(tài)涵養(yǎng)措施，營(yíng)造適宜生境，提升河流生態(tài)功能，同時(shí)采取警示、宣傳和嚴(yán)格的施工管理等手段，約束人類(lèi)活動(dòng)的擾動(dòng)影響范圍，擴(kuò)大水生生物安全活動(dòng)空間，減少珍稀物種誤入概率，實(shí)現(xiàn)河流生態(tài)功能與社會(huì)服務(wù)功能之間的平緩過(guò)渡（見(jiàn)圖1）。

圖1 長(zhǎng)江航道生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)理論框架

2018年，長(zhǎng)江航道首次將生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)建設(shè)理念應(yīng)用到了武漢至安慶段6米水深航道整治工程中，選擇張家洲河段北水道、東流水道蓮花洲港和戴家洲河段的圓水道等非主通航汊道試點(diǎn)建設(shè)了生態(tài)涵養(yǎng)試驗(yàn)區(qū)，并實(shí)施一些嘗試性的涵養(yǎng)措施，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)生態(tài)恢復(fù)與保護(hù)的目的。另外在長(zhǎng)江朝天門(mén)至涪陵段航道整治工程中，擬建設(shè)3個(gè)生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)，并計(jì)劃實(shí)施魚(yú)類(lèi)棲息地保護(hù)措施。

（二）生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)區(qū)劃原則

長(zhǎng)江航道生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)區(qū)劃設(shè)置很重要，是實(shí)現(xiàn)其空間緩沖與功能過(guò)渡作用的關(guān)鍵。結(jié)合區(qū)劃研究中的一般原則[14-17]，綜合考慮生態(tài)涵養(yǎng)的定義、涵養(yǎng)主體、涵養(yǎng)目標(biāo)等多方面因素，本文認(rèn)為長(zhǎng)江航道生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)的區(qū)劃應(yīng)該遵守以下原則：

1.空間過(guò)渡原則

生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)作為生態(tài)保護(hù)紅線區(qū)與人類(lèi)活動(dòng)影響區(qū)之間的功能過(guò)渡區(qū)域，在空間上可設(shè)置在二者之間的水域，如生態(tài)保護(hù)紅線區(qū)外圍。這部分水域環(huán)境擾動(dòng)程度介于二者之間，開(kāi)發(fā)需求不大，受人類(lèi)活動(dòng)影響較小，適合實(shí)施生態(tài)涵養(yǎng)。

2.就近設(shè)置原則

若生態(tài)保護(hù)紅線與水上施工區(qū)或主航道之間水域面積過(guò)小不足以劃定生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)，或水上施工區(qū)、主航道附近沒(méi)有生態(tài)保護(hù)紅線時(shí)，可以在水上施工區(qū)和主航道外就近選擇水生生境較好、受人類(lèi)活動(dòng)影響較小的水域劃定生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)，如非通航河段或通航需求較小的河流支汊、淺水區(qū)域等，為躲避施工和行船擾動(dòng)影響的水生生物提供暫避場(chǎng)所，降低生態(tài)影響。

3.分級(jí)區(qū)劃原則

不同河段的自然條件、環(huán)境本底、標(biāo)的物種不同，生態(tài)需求大小也不一樣，所需采取的生態(tài)涵養(yǎng)措施也有所差異。以標(biāo)的物種保護(hù)等級(jí)、生境適宜度、環(huán)境本底、空間范圍大小等指標(biāo)為基礎(chǔ)，對(duì)不同生態(tài)需求的涵養(yǎng)河段劃分等級(jí)，至少設(shè)置三級(jí)涵養(yǎng)區(qū)。不同等級(jí)涵養(yǎng)區(qū)采用對(duì)應(yīng)的技術(shù)和管理措施，確保涵養(yǎng)措施更具有針對(duì)性，提升長(zhǎng)江航道生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)建設(shè)的規(guī)范性，同時(shí)避免人力物力浪費(fèi)?？偟脑瓌t是標(biāo)的物種保護(hù)等級(jí)越高、生境與環(huán)境狀況越好，則涵養(yǎng)區(qū)等級(jí)越高，所采取的涵養(yǎng)措施越嚴(yán)格。

4.綜合性與主導(dǎo)因子相結(jié)合原則

對(duì)長(zhǎng)江航道生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)進(jìn)行設(shè)置和分級(jí)必須綜合性、全局性考慮各項(xiàng)生態(tài)影響因子，包括：河勢(shì)、主要生態(tài)需求、航道施工影響、環(huán)境本底、流速、水深、標(biāo)的物種、適宜度指標(biāo)等，目的是要保證所劃分出的區(qū)域是一種具有自身特點(diǎn)的綜合體。但是在分區(qū)時(shí)又不能將這些因素都作為分區(qū)的指標(biāo)，必須在眾多要素中尋找主導(dǎo)因子，強(qiáng)調(diào)選取反映區(qū)域分異的主要指標(biāo)作為確定區(qū)域劃分的主要根據(jù)。

（三）生態(tài)涵養(yǎng)技術(shù)與方法

以長(zhǎng)江生態(tài)涵養(yǎng)建設(shè)需求為出發(fā)點(diǎn)，通過(guò)梳理國(guó)內(nèi)外流域生態(tài)修復(fù)常用的技術(shù)手段，結(jié)合長(zhǎng)江武漢至安慶段6米水深航道整治等相關(guān)工程中的經(jīng)驗(yàn)與成果，認(rèn)為長(zhǎng)江航道生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)可采取的涵養(yǎng)技術(shù)包括以下四個(gè)方面：

1.水下生境改良

水下生境改良是長(zhǎng)江生態(tài)涵養(yǎng)的重點(diǎn)內(nèi)容，一般通過(guò)采用具有生境營(yíng)造功能的水工建筑形式或生態(tài)結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)，包括可以創(chuàng)造魚(yú)類(lèi)適宜流場(chǎng)的生態(tài)壩體、具有較強(qiáng)通透性的促淤結(jié)構(gòu)、適合魚(yú)類(lèi)產(chǎn)卵和棲息的人工魚(yú)巢結(jié)構(gòu)等。水下生境改良技術(shù)在長(zhǎng)江生態(tài)航道建設(shè)中應(yīng)用較多，如在武漢至安慶段6m水深航道整治工程中應(yīng)用的透空格柵魚(yú)巢排結(jié)構(gòu)、長(zhǎng)江南京以下12.5m深水航道工程中應(yīng)用的人工魚(yú)巢網(wǎng)箱結(jié)構(gòu)[18]和各類(lèi)生態(tài)透水框架[19]等。

2.標(biāo)的物種保護(hù)

增殖放流是流域水生生物保護(hù)的重要手段，通過(guò)人工培育的方式，直接向河流投放或移入重要標(biāo)的物種的卵子、幼體或成體，以恢復(fù)或增加水生物種數(shù)量[20]。長(zhǎng)江航道生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)開(kāi)展增值放流要注重物種搭配方案，豐富流域生態(tài)系統(tǒng)的群落結(jié)構(gòu)，在條件允許情況下可建設(shè)人工繁殖增殖站，實(shí)現(xiàn)增值放流工作的常態(tài)化實(shí)施。同時(shí)，對(duì)涵養(yǎng)區(qū)內(nèi)的重要標(biāo)的物種開(kāi)展跟蹤監(jiān)測(cè)，分析群落變化特征，為增殖放流方案改進(jìn)提供數(shù)據(jù)支撐。

3.濕地營(yíng)造

主要包括基于疏浚土利用的濕地營(yíng)造技術(shù)、生態(tài)浮島技術(shù)、先鋒植被選擇與培育、生態(tài)護(hù)岸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、生態(tài)固灘結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等。岸坡和洲灘等水位消落區(qū)域是長(zhǎng)江濕地的重要組成部分，也是水、陸生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)交換的重要場(chǎng)所。同時(shí)，這部分區(qū)域水流流態(tài)多樣，植被豐富，是水生生物棲息、覓食、躲避的理想場(chǎng)所。因此，開(kāi)展生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)內(nèi)的濕地營(yíng)造技術(shù)研究，對(duì)生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)水生生物保護(hù)和生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定具有重要意義。

4.擾動(dòng)控制

對(duì)于在生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)附近施工的項(xiàng)目，鼓勵(lì)采用環(huán)保施工工藝，制定環(huán)保施工方案，繁殖期停止作業(yè)，科學(xué)規(guī)劃施工船舶航線，減少不必要航行里程與船次，節(jié)約施工船舶能源消耗，降低污染排放，降低對(duì)水體的擾動(dòng)。在生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)邊界設(shè)置警示牌和船舶交通引導(dǎo)牌，以提醒來(lái)往船舶，減少重要魚(yú)類(lèi)與船舶碰撞風(fēng)險(xiǎn)，加強(qiáng)生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)保護(hù)宣傳和動(dòng)員，提高生態(tài)涵養(yǎng)保護(hù)意識(shí)，建立獎(jiǎng)勵(lì)與補(bǔ)償機(jī)制，鼓勵(lì)公眾參與，減少人類(lèi)活動(dòng)影響。

四、主要結(jié)論

長(zhǎng)江航道生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)在長(zhǎng)江生態(tài)修復(fù)與保護(hù)中具有很高的應(yīng)用價(jià)值，筆者通過(guò)對(duì)長(zhǎng)江航道生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)的定義、區(qū)劃原則、涵養(yǎng)技術(shù)與方法進(jìn)行闡述，總結(jié)出如下結(jié)論：

（1）長(zhǎng)江航道生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)是指基于長(zhǎng)江生態(tài)特點(diǎn)，綜合考慮航道范圍，在長(zhǎng)江生態(tài)保護(hù)紅線外圍的重要標(biāo)的物種活動(dòng)水域劃出一定的范圍，采取必要的技術(shù)與管理措施，對(duì)水生生境進(jìn)行涵養(yǎng)，作為生態(tài)保護(hù)紅線內(nèi)外功能過(guò)渡的空間。它的涵養(yǎng)主體是水域生態(tài)系統(tǒng)，通過(guò)實(shí)施技術(shù)與管理措施，營(yíng)造適宜生境，實(shí)現(xiàn)不同水域之間的功能過(guò)渡，最終提升河流整體生態(tài)功能。

（2）長(zhǎng)江航道生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)一般可設(shè)置在生態(tài)保護(hù)紅線區(qū)與人類(lèi)活動(dòng)影響區(qū)之間的過(guò)渡區(qū)域，或設(shè)置在水上施工區(qū)和主航道附近生境良好、受人類(lèi)干擾較小的水域。采取分級(jí)區(qū)劃的方式，依據(jù)環(huán)境特征和生態(tài)需求劃分生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)等級(jí)，不同等級(jí)涵養(yǎng)區(qū)采用不同的涵養(yǎng)措施。同時(shí)，在涵養(yǎng)區(qū)設(shè)置和分級(jí)時(shí)既要綜合考慮各類(lèi)影響因素，也要確定主導(dǎo)因子，明確區(qū)劃的主要依據(jù)。

（3）生態(tài)涵養(yǎng)技術(shù)是長(zhǎng)江航道生態(tài)涵養(yǎng)理論體系的核心，直接關(guān)系到涵養(yǎng)效果的好壞，生態(tài)涵養(yǎng)技術(shù)應(yīng)該具有方式溫和、可操作性強(qiáng)、效果好、適用于水生態(tài)保護(hù)與修復(fù)等特點(diǎn)。綜合國(guó)內(nèi)外研究和長(zhǎng)江生態(tài)航道建設(shè)成果，通過(guò)梳理與歸納，可將生態(tài)涵養(yǎng)技術(shù)與方法分為水下生境改良、標(biāo)的物種保護(hù)、濕地營(yíng)造、擾動(dòng)控制四個(gè)方面。

目前，長(zhǎng)江航道生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)理論與實(shí)踐仍處于探索階段，還需要盡快建立相應(yīng)的指標(biāo)體系，提出科學(xué)合理且操作性強(qiáng)的區(qū)劃方法，并重點(diǎn)圍繞重要標(biāo)的物種，對(duì)已有的涵養(yǎng)措施進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，同時(shí)提出新的涵養(yǎng)措施，完善涵養(yǎng)技術(shù)體系。