梯級水電開發(fā)對金沙江干流生態(tài)環(huán)境的累積影響

關(guān)鍵詞：累積生態(tài)效應；梯級水電開發(fā)；河流生態(tài)系統(tǒng)；陸地生態(tài)系統(tǒng)；金沙江

中圖分類號：TV213 文獻標識碼：A 文章編號：1001-9235（2024）12-0039-09

近百年來工業(yè)化和城市化進程加速，人類對水資源的需求開發(fā)成倍增加。在1900—2020 年100多年間，全球人口從16.0億增至78. 2 億，增加了3. 89倍，全球年取水量從20世紀初的5 800億m³增加至2020年近50000億m³，增加了8.6 倍［1-2］。水利工程建設已經(jīng)成為人類獲取水源的主要方式，據(jù)初步統(tǒng)計，全球河流年徑流量約為55萬億m³，可利用的水資源總量約為9萬億m³，至2007年，全球水庫大壩的總庫容接近7萬億m³，有效庫容約為4萬億m³，約相當于世界河流年徑流的7. 3%［3-4］。為了滿足水、能源和交通的需求，人類建造了300多座巨型水壩（高度超過150 m，水庫蓄水量超過25 km³）和數(shù)量驚人的小型水壩，導致全球292條大河中有一半以上（172條）生境破碎［3］，人類對自然河流的改造史無前例，對后續(xù)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生深遠的影響。根據(jù)2020年全國水利發(fā)展統(tǒng)計公報，目前中國已建各種規(guī)模的水庫98000余座，大型水庫700余座［5］，高壩筑壩技術(shù)和建設規(guī)模方面居世界領(lǐng)先地位。水利工程建設對流域防洪、供水、灌溉、發(fā)電等方面具有重要的保障作用，對促進區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展和保障人民生命財產(chǎn)安全具有重大貢獻。

隨著水利工程的建設，流域梯級水電開發(fā)已成為一種高效、經(jīng)濟的開發(fā)模式，可充分發(fā)揮水能資源的利用效率，取得較大的綜合效益。但梯級水電開發(fā)對生態(tài)環(huán)境既具有單個大壩的影響效應，又存在多個大壩的累積影響。累積影響概念在美國1979年頒布的《國家環(huán)境政策法規(guī)定》中定義為：當一項活動與過去、現(xiàn)在以及可合理預見的將來活動結(jié)合在一起時，所產(chǎn)生對生態(tài)環(huán)境增加的影響。1985年加拿大和美國召開的累積影響雙邊研討會將效應分為8類，即時間疊加效應、空間疊加效應、復合效應、時間滯后效應、空間擴展效應、閾值效應、間接效應以及破碎效應［6］。在生態(tài)學中，累積效應存在放大效應、滯后效應以及轉(zhuǎn)移效應［7］，梯級大壩的生態(tài)環(huán)境累積效應是指2個或多個大壩建設及運營對生態(tài)環(huán)境的綜合作用，是在時空尺度上產(chǎn)生一系列直接或間接的影響效應，這種疊加效應存在正向和負面的可能，甚至可能時空抵消。梯級水電開發(fā)的生態(tài)累積效應在時空尺度具體有群疊（疊加）性、系統(tǒng)性、滯后性、潛在性、阻斷性［8］。

群疊（疊加）性：流域梯級大壩是一連串的類“糖葫蘆”串狀連接結(jié)構(gòu)，對生態(tài)環(huán)境具有明顯的群疊效應，其效應與單個大壩效應之和的關(guān)系應視情況而定。如選擇的評價對象不同以及所處環(huán)境背景都可能影響評價結(jié)果，如在干旱地區(qū)與濕潤地區(qū)建設梯級大壩產(chǎn)生的空氣增溫效應會出現(xiàn)差異。

系統(tǒng)性：梯級水電開發(fā)后在流域形成了工程-社會-經(jīng)濟-自然的人類復合系統(tǒng)。雖然大壩建設阻隔了河流的連通性，但這個集群內(nèi)部仍存在必然的聯(lián)系，相互影響，相互制約，在某點空間或者某段時間發(fā)生的變化，會對整個集群產(chǎn)生系統(tǒng)的影響，如工程建設后農(nóng)村和城市發(fā)展存在系列的問題。

滯后性：梯級水電開發(fā)后產(chǎn)生的累積效應在時空上會產(chǎn)生滯后效應。上游大壩修建截留了大量營養(yǎng)物質(zhì)，對下游不同季節(jié)的水生生物需求存在滯后影響，會導致下游生物營養(yǎng)結(jié)構(gòu)逐步發(fā)生變化。在空間上，尤其是干旱地區(qū)，梯級水電開發(fā)增加區(qū)域水面面積，加大區(qū)域水循環(huán)過程，對陸生植被影響存在明顯的滯后影響。

潛在性：流域梯級水電開發(fā)改變了區(qū)域生態(tài)環(huán)境，對生態(tài)環(huán)境影響效應是復雜多變的，大壩蓄水后能量不斷蓄積，在能量釋放過程中會誘發(fā)潛在性災害，如地震、塌岸、滑坡、泥石流等災害。

阻斷性：梯級水電開發(fā)后河流連通性下降，阻斷了生源物質(zhì)等傳輸和運移，同時建壩后阻斷了上游和下游生物之間的聯(lián)系，影響水文要素與生物要素的互饋關(guān)系，對生態(tài)系統(tǒng)具有一定的阻斷作用。

本文以金沙江梯級水利工程建設為例，通過分析金沙江梯級水電開發(fā)的運營情況，旨在揭示梯級大壩建設的累積生態(tài)效應。

1金沙江流域梯級水電開發(fā)情況

金沙江地處橫斷山區(qū)腹地，全長3464km，占長江全長的55%，流域面積47. 32萬km²，占長江總流域的26%，流域海拔落差約3300m，平均坡降達13. 8‰，水能資源蘊藏量達1. 24億千瓦，占長江水力資源的40% 以上［9-10］。金沙江干流區(qū)域規(guī)劃27個梯級水電站（圖1），總裝機容量相當于4座三峽，其中上游13座，中游10座，下游4座。

大壩從金沙江上游到下游的順序依次為上游地區(qū)：西絨—曬拉—果通—崗托—巖比—波羅—葉巴灘—拉哇—巴塘—蘇洼龍—昌波—旭龍—奔子欄；中游地區(qū)：虎跳峽—兩家人—梨園—阿海—金安橋—龍開口—魯?shù)乩^音巖—金沙—銀江；下游地區(qū)：烏東德—白鶴灘—溪洛渡—向家壩。下游區(qū)域為4個世界級巨型大壩，均已建成投產(chǎn)。中游地區(qū)按照“多庫八級”的布局建設，其中虎跳峽和兩家人建設仍在規(guī)劃，梨園—觀音巖6個梯級水電站已全部投入使用，中游攀枝花段金沙水電站在2021年已經(jīng)投產(chǎn)，銀江水電站計劃在2025年實現(xiàn)投產(chǎn)；上游區(qū)段蘇洼龍水電站已經(jīng)發(fā)電投產(chǎn)，拉哇、巴塘和旭龍3個水電站在建，西絨、曬拉、果通、崗托、巖比、波羅和葉巴灘水電站處于規(guī)劃或前期工作階段，大壩建設信息及分布信息見圖2。

金沙江水電基地是全國最大的水電能源基地，從川藏滇三?。ㄗ灾螀^(qū)）至宜賓總河段可開發(fā)水電總裝機容量6 338萬kW，其中云南4 173萬kW，四川2165萬kW。該水電基地控制的總流域面積達47.3萬km²，是長江總流域面積的27%，是中國重要的清潔能源基地。此外，雅礱江干流規(guī)劃開發(fā)共計21個大中型梯級水電站，可裝機容量為3000萬kW。雅礱江水電基地可分為上、中、下游3個部分，上游依次為溫波—仁青嶺—熱巴—阿達—格尼—通哈—英達—新龍—共科—龔壩溝；中游依次為兩河口—牙根一級、二級—楞古—孟底溝—楊房溝—卡拉；下游依次為銀屏一級、二級—官地—二灘—桐子林水電站。雅礱江多年平均來水量590億m³，其中兩河口、錦屏一級、二灘為水庫控制性工程，總調(diào)節(jié)庫容為158億m³，不加其他水庫的調(diào)節(jié)能力，單此3 個水庫的調(diào)節(jié)容量已經(jīng)占到多年來水量近30%，具有優(yōu)良的多年調(diào)節(jié)能力。圖3列出了金沙江干流大壩的壩高和裝機容量信息。

2金沙江流域梯級水電開發(fā)的累積效應

金沙江流域梯級水電開發(fā)改變了原有河流生態(tài)系統(tǒng)，其影響具有時空延展性，對區(qū)域乃至整個長江流域的河流形態(tài)和水文情勢產(chǎn)生了系列影響，進而導致生境、生物要素等生態(tài)系統(tǒng)關(guān)鍵組成發(fā)生了重大變化。在此，本文以金沙江梯級水電開發(fā)為例，從水文要素層面、理化要素層面、生態(tài)要素層面分析了梯級水電開發(fā)已經(jīng)產(chǎn)生或可能產(chǎn)生的影響。

2. 1水文要素變化特征

2. 1. 1徑流的累積效應

金沙江梯級水電站的建成對河流具有顯著的阻隔作用，使金沙江天然徑流發(fā)生顯著變化［11］。金沙江梯級水電開發(fā)后，人為控制下泄流量，使得金沙江各庫區(qū)沿程流速發(fā)生巨大變化。水庫庫容越大，對天然流速的改變越大，各庫從水庫尾到下游大壩壩前，流速逐漸減小。2000—2015年金沙江梯級水電站建成后，根據(jù)Landsat遙感估算梨園-觀音巖區(qū)段梯級水庫面積約增加了243km²，多年平均新增蒸發(fā)損失量較大。同時，大壩建設在一定程度上具有削峰減量的調(diào)節(jié)作用，使枯季徑流增加，汛期徑流減少。金沙江屏山水文站數(shù)據(jù)表明［12］，1956—2010年多年的年徑流量為1436億m³/s，而隨著2010年后金安橋、龍開口、溪洛渡等高壩大庫的修建，2010—2020年近10a年均徑流量為1368億m³/s，下降5%左右，見表1。

2.1.2泥沙的累積效應

水庫泥沙攔截會對河道的沖淤和輸沙產(chǎn)生影響，打破了原有的輸沙平衡狀態(tài)。金沙江梯級水電開發(fā)對泥沙的攔截率極高，可達到99%以上［13］。從屏山水文站的年輸沙量數(shù)據(jù)來看，在梯級大壩建設過程中，年輸沙量從歷史上的2.49億t/a，逐漸變?yōu)榻▔沃衅诘?.32億t/a，到梯級大壩建成后僅為0.02億t/a。泥沙平均中數(shù)粒徑也從建壩前的0.015mm 下降至0.008 mm，輸沙模數(shù)在建壩后同樣大幅降低。這種劇烈的變化意味著下游河道的泥沙供給量驟減，可能導致下游河道沖淤模式發(fā)生變化，原有的泥沙平衡狀態(tài)被打破。在一定程度上，加劇了下游河道的沖刷，改變河床形態(tài)，影響河流連通性和水域功能。

泥沙是河流重要的營養(yǎng)物質(zhì)來源，對于河流生態(tài)系統(tǒng)具有重要意義。在金沙江梯級大壩建設后，泥沙中位數(shù)粒徑驟減，攔截后的泥沙更加細微。顆粒適中的泥沙可以為漂流性魚卵提供附著區(qū)，太過細小的沙子會包裹魚卵致使其缺氧，進而影響魚卵的孵化率，對河流生態(tài)平衡造成威脅［14］。同時，大壩修建使得全球入海泥沙平均減少了20%，給濕地物種尤其是海洋三角洲棲息的物種帶來不利影響［15］。在水庫建成后，輸沙量的大小直接影響庫容的大小，輸沙量減少可能導致水庫的有效庫容增加，可延長水庫的使用壽命，但若輸沙量集中淤積在某一個水庫，將直接影響水庫的正常運行。故泥沙的合理沖淤是保障下游和河口地區(qū)生態(tài)健康穩(wěn)定的關(guān)鍵之一。

2. 1. 3水溫的累積效應

水溫是影響水生生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展的關(guān)鍵指標，對系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)和能量流動過程具有方向性的影響，從而對水生生物個體、種群、群落以及生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能演變趨勢產(chǎn)生差異化影響。梯級水電開發(fā)后水位大幅度提高，金沙江流域梯級高壩大庫會出現(xiàn)明顯水溫分層現(xiàn)象，且不同季節(jié)其水溫垂向上有明顯差異。夏季熱量充足，水溫出現(xiàn)穩(wěn)定的分層現(xiàn)象，表現(xiàn)為上高下低，下層水庫水溫顯著降低，從而導致下泄水溫度降低，并影響下游梯級水庫入庫水溫，在各庫區(qū)形成穩(wěn)定的斜溫層［16］。秋季以后，水溫下降，密度增加，表層水下沉，形成對流現(xiàn)象，能夠使庫區(qū)水溫變得均勻。到春季時，入流水溫持續(xù)增加，上層水溫增加迅速，出現(xiàn)溫度分層，形成雙溫躍層。研究表明，上游入庫水溫、氣溫、流量和水庫調(diào)度方式等對水溫結(jié)構(gòu)變化具有重要影響［17］。水溫的沿程變化在下游100km以內(nèi)都難以消除，如果兩級大壩之間小于這個距離，就會產(chǎn)生累積效應。金沙江流域高壩大庫建設使各水庫基本首尾銜接，每個大壩不但受到自身庫區(qū)水溫效應的影響，且還要受到上游水庫下泄水的影響，使得水溫累積效應增強，這種水溫節(jié)律變化對長江上游保護區(qū)魚類繁殖具有顯著影響［18］。通過分析攀枝花和屏山水文站點建壩前后水溫數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)（圖4），建壩后水溫抬升月份主要為非汛期，其中1、12月最為明顯，觀音巖建壩后攀枝花水文站點1月水溫升高了3.03 ℃。建壩后年水溫差間距變小，水溫有坦化的趨勢，說明建壩導致河流水文節(jié)律發(fā)生了顯著變化。

2. 2物理化學層面的累積效應

2.2.1河流物理形態(tài)的變化

梯級水電開發(fā)最大特點是壩址上游形成巨大的水面面積，金沙江流域云南石鼓到四川宜賓段共長1338km，而截至目前有1173 km的庫區(qū)回水長度，占總長度的87.7%，區(qū)域已經(jīng)形成了梯級湖庫化的典型形態(tài)，改變了河道的縱向特征（蜿蜒度、縱剖面、比降）、橫向特征（河寬、橫斷面）、河間地（面積比、單位河長面積）以及邊界特征（坡度比）［19］。另外梯級大壩建成后對河流河床影響巨大，大壩上游沉積物堆積，而下游河道河床不斷沖刷，使得大壩上下游形態(tài)差異越來越顯著。大壩蓄水后淹沒了河漫灘和河岸帶植被，形成了以調(diào)蓄為主的周期性消落帶［19-20］。庫區(qū)水位在消落帶之間反復升降，使土壤巖石處于周期性的干濕交替環(huán)境中，一方面膠結(jié)作用降低，裂隙擴寬，導致邊坡崩塌，同時滑坡體涉及飽和-非飽和的轉(zhuǎn)化過程中，影響坡上土體強度和水壓力，易引發(fā)滑坡災害；另一方面，消落帶中可能存在某些重金屬以及礦物質(zhì)元素，通過岸線崩塌或者滑坡直接進入庫區(qū)水體，造成水體污染等事件。但大壩下游區(qū)域由于高位泄水導致河床沖刷加劇，沿途會出現(xiàn)裸露的基巖，致使該區(qū)段的水生生物生境嚴重受損。同時若河流開發(fā)需要兼顧航運，還需要對河岸進行硬化處理，降低了生態(tài)岸線長度，影響魚類等水生生物的棲息地多樣性。

2. 2. 2水質(zhì)的累積效應

梯級水電開發(fā)后形成多段湖泊性質(zhì)的水庫，使河段逐步湖庫化，增加了水體污染的幾率，提升了水體富營養(yǎng)化的風險。水庫水溫變化會對水體溶解氧、懸浮物、水化學特性產(chǎn)生影響，水溫分層后水體中溶解氧的含量產(chǎn)生差異，水庫表層營養(yǎng)元素若積累較多，有助于不同藻類生長，從而可能誘發(fā)不同程度的富營養(yǎng)化［21］；庫底動植物分解溶解氧含量不足，產(chǎn)生厭氧分解，釋放出H₂S、N₂O、CO₂、CH₄等氣體，還會使水體pH降低［22-23］。庫區(qū)雖然有頻繁水量補給和泄水過程，但作為周圍城市或者農(nóng)村面源和點源污染的匯，污染物會在庫區(qū)沉積富集，進而影響水體水質(zhì)。另外水體流動性降低，水體自凈能力顯著下降，梯級累積效應也增加了水質(zhì)下降的趨勢。以向家壩水庫為例，根據(jù)監(jiān)測結(jié)果顯示，向家壩蓄水后庫區(qū)未出現(xiàn)明顯的惡化趨勢，但總氮出現(xiàn)超標情況，溶解氧存在明顯下降的趨勢，其中，總氮超標率為14％，最大超標倍數(shù)1. 4倍。壩下斷面溶解氧出現(xiàn)了過飽和現(xiàn)象［24-25］。有研究表明向家壩蓄水前后總氮通量變化不大，蓄水前華彈站、向家壩站年均 TN 濃度分別為0.732、0.694mg /L，從上游往下沿程變化不大；蓄水后年均TN 濃度分別為0.726、0.841mg /L，沿程略有升高。但總磷濃度通量較蓄水前明顯降低，通量年均滯留率約為67%［26］。 這說明梯級大壩建設會對生源物質(zhì)造成一定程度的滯留，其取決于生源物質(zhì)在河流流通的形態(tài)結(jié)構(gòu)及滯留機理，如氮主導機制為脫氮反應，磷主導機制為顆粒態(tài)磷的沉降，從而使得氮磷滯留情況差異顯著［27］。

2. 2. 3氣候環(huán)境的變化特征

金沙江中下游地區(qū)處于西南典型的干熱河谷地段，庫區(qū)的修建增加水面面積，梨園-觀音巖區(qū)段梯級水庫面積約增加了243km²，同時各庫區(qū)水溫上升，水面蒸發(fā)增加，在一定程度上增加水汽循環(huán)，使得局部地區(qū)氣候濕潤，使得周圍局部地區(qū)溫度、降水、風、霧等產(chǎn)生不同程度的改變（圖5）。

蓄水前金沙江河谷主要為干熱河谷植被，蓄水后則基本淹沒消失，對庫區(qū)氣候的影響從原有干熱河谷氣候轉(zhuǎn)變?yōu)檩^為涼爽濕潤的氣候，有利于現(xiàn)有植被的恢復和生長［28-30］。Yi等［28］采用遙感的方法證明了建壩后庫區(qū)植被生長有均一化的趨勢。Sun等［29-30］采用樹木年輪的方法證明了水庫蓄水對樹木徑向生長會產(chǎn)生促進作用。梯級水庫蓄水后淹沒大量地表土壤中的有機質(zhì)會緩慢分解，同時庫區(qū)沉積泥沙中含有的有機物等也會發(fā)生厭氧反應，產(chǎn)生CO₂、CH₄等溫室氣體，從而對氣候變化產(chǎn)生影響［31］。關(guān)于水庫蓄水后排放溫室氣體對氣候變化的影響，在學術(shù)界仍爭論不休。

2.3生態(tài)層面的影響

2.3.1梯級大壩建設對魚類的影響

大壩建設后阻隔了洄游魚類通道，使得魚類不能達到合適的產(chǎn)卵場，導致大量洄游魚類減少［23］。有研究表明，金沙江觀音巖水電站建設后，河流魚類群落功能多樣性下降，尤其是對水體中體型較大、食譜較窄的魚類生存活動造成破壞，導致此類的數(shù)量顯著下降甚至消失，改變了大壩下游魚類的群落結(jié)構(gòu)，進而對整個區(qū)域的生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生影響。張春光等［32］通過對金沙江魚類調(diào)查發(fā)現(xiàn)，金沙江流域水利工程開發(fā)造成至少7種魚類處于瀕危或者易危狀態(tài)，主要包括中華鱘、達氏鱘、白鱘、胭脂魚、短須裂腹魚、巖原鯉、長薄鰍等魚類，主要由于建壩蓄水后水文情勢、水溫條件等生境要素等發(fā)生變化，致使魚類產(chǎn)卵場、索餌場和越冬場的適宜性下降，對魚類繁殖、生長和攝食造成不利影響［33］。同時，建壩后在長江上游珍稀特有魚類國家級自然保護區(qū)和三峽庫區(qū)發(fā)現(xiàn)了散鱗鏡鯉、麥瑞加拉鯪、雜交鱘等外來入侵物種，容易對本土物種造成生態(tài)位擠壓，增加相應的生態(tài)風險［34］。但從長遠來看，大壩建設對魚類養(yǎng)殖等活動可能存在益處，進而能夠改變區(qū)域的經(jīng)濟結(jié)構(gòu)，促進漁業(yè)的發(fā)展。根據(jù)2006、2007年的漁獲數(shù)據(jù)，萬州段魚類的完整性等級已經(jīng)下降為“ 差”，并且從趨勢來看，魚類資源還有持續(xù)衰退的苗頭［35］。到2020年，重慶市的水生生物保護區(qū)正式進入10a禁捕期，重點水域全面禁漁［35］；2021年初，禁漁范圍擴大到整個長江干流，三峽水庫迎來了修復期，同時在庫區(qū)魚群逐漸變多［36］，說明在梯級大壩庫區(qū)等地方，只要適當?shù)娜藶楣芾砗徒麧O，庫區(qū)漁業(yè)發(fā)展會推動區(qū)域經(jīng)濟的發(fā)展。

2.3.2梯級大壩建設對其他生物的影響

水利工程建設除了對魚類存在影響外，對藻類、浮游動植物、底棲動物、微生物等生物都有較大的影響［37-38］（圖6）。例如，大壩建設前后會增加底棲動物生物量，但會降低物種豐富度，或使耐污種成為優(yōu)勢物種，但敏感種數(shù)量下降。同時上游大壩蓄水后會對下游湖泊和濕地造成一定程度的影響，進而影響濕地生態(tài)系統(tǒng)的生物，Wu等［38］證明了長江上游大壩蓄水攔截后洞庭湖濕地系統(tǒng)的土壤微生物群落多樣性增加，主要是由于建壩后洞庭湖沉積物輸沙粒度變小的原因，這也是大壩建設空間累積效應的典型響應。此外，大壩建設還可能對陸生脊椎動物產(chǎn)生一定程度的影響，余志偉等［39］研究發(fā)現(xiàn)冶勒水電站破壞了部分獸類的棲息環(huán)境，導致動物遷移、死亡、種群數(shù)量減少，如豬獾、林麝等，還會影響地區(qū)的瀕危動物，如水庫修建后導致猴類、斑羚等失去部分棲息地而遷移，造成種群數(shù)量下降。

3累積效應評價指標選擇

梯級水電開發(fā)為累積效應的影響源，影響過程涉及水文、物理、化學以及生物要素，進而可以揭示梯級大壩建設的生態(tài)環(huán)境累積效應（表2）。在分析了梯級大壩對環(huán)境產(chǎn)生的累積效應情況后，根據(jù)各項指標的變化情況，設定2個層級的指標體系，一級評價準則為水文、物理、化學、生態(tài)要素層面，二級評價準則根據(jù)一級要素層進行細化。水文要素包括了徑流、流速、泥沙、水溫指標，此類指標是會直接影響生物繁殖和生長的關(guān)鍵指標；物理要素層包括了河床形態(tài)、庫容系數(shù)、斷面變化、土地利用變化、岸線穩(wěn)定指標，此類指標是大壩建設直接改變的要素，會直接影響生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)體系；化學要素包括了溶解氧、氮和磷等生源要素、重金屬、有機物，此類指標一方面直接關(guān)系到水生生物的營養(yǎng)源，另一方面體現(xiàn)了食物網(wǎng)中的富集效應，需要在研究健康評價時納入的重要指標；生物要素層包括了魚類、植物、底棲動物、浮游動植物，此類指標是構(gòu)成食物網(wǎng)的基礎(chǔ)，是建壩后表征生態(tài)系統(tǒng)演變的重要指示指標，水生生物群落的變化及演變方向是大壩累積效應評價的關(guān)鍵。根據(jù)評價設定的2個層級的指標體系，在時間上和空間上分析指標的變化形式及特征，如徑流在空間上累積表現(xiàn)形式是沿程徑流變化，在時間上的累積表現(xiàn)為徑流坦化/均一化的趨勢；水溫在空間上表現(xiàn)出典型的水溫分層，隨著時間的變化不同溫躍層不同季節(jié)差異較大；岸線穩(wěn)定在空間上由于枯汛期導致的消落帶的變化，涉及到岸線往復的淹沒暴露，在時間上主要受到人類活動使得生態(tài)岸線和硬化岸線的演變過程。每個指標建立后需要根據(jù)在空間和時間上的累積形式判斷各項指標的變化規(guī)律，明確時空累積形式，進而揭示梯級水電開發(fā)的生態(tài)環(huán)境累積效應。

4總結(jié)與展望

綜上所述，水利工程尤其是梯級電站的建設與運行，在給人類帶來顯著正向效益的同時，對河流自然生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生了極為深刻且復雜的多重影響。河漫灘的不可恢復性淹沒改變了其生態(tài)物理結(jié)構(gòu)，導致生態(tài)功能喪失或減弱，使依賴其獨特生態(tài)環(huán)境的生物物種面臨生存挑戰(zhàn)，物種多樣性與生態(tài)穩(wěn)定性遭受嚴重沖擊；水系連通的阻隔擾亂了河流生態(tài)系統(tǒng)的整體性與連貫性，加劇了水生生境的破碎化程度，對水生生物的棲息、繁殖等造成嚴重負面影響。梯級電站通過改變河流的徑流特性、泥沙淤積模式、水溫、水質(zhì)、水生生物棲息地以及河流連通性與形態(tài)等方面，對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生了廣泛而深遠的累積效應。為減輕這種累積效應帶來的破壞，首要任務是制定科學合理的評判標準，選取適宜的指標，以全面揭示梯級大壩建設對生態(tài)環(huán)境的累積影響。本研究將梯級水電開發(fā)確定為累積效應的影響源，其影響過程涉及水文、物理、化學、生物等諸多要素，篩選出了2個層級的累積效應評價體系，可為梯級大壩累積效應及生態(tài)評價提供一定的參考。未來在梯級水電開發(fā)與累積生態(tài)效應評價方面仍需要關(guān)注以下3個方面：①通過梯級調(diào)度消除一定程度的負面累積效應，如通過梯級調(diào)度減小下泄水溫對魚類產(chǎn)卵的影響；②通過增設魚梯、魚道等設施增加生物連通性，減小對洄游性魚類的影響；③通過控制污染源，減少污染物直接入排庫區(qū)或其他河段，防止庫區(qū)藻華等富營養(yǎng)化事件的發(fā)生。