科学看待水电建设对生物多样性的影响

2010-09-11中国水力发电工程学会中国大坝协会中国水利水电科学研究院

中国三峡 2010年9期

中国水力发电工程学会中国大坝协会中国水利水电科学研究院

水坝对生态平衡和物种多样性的影响

关于“生物多样性降低”的指责，是一件万能的武器，它可以用来反对任何人类文明活动。然而，事实上相对于人类生存所必需的种粮食、建房屋、修公路等等任何一项活动来说，修建水库对生物多样性的影响是最小的。

摄影/王绪波

关于“生物多样性降低”的指责，是一件万能的武器，它可以用来反对任何人类文明活动。然而，事实上相对于人类生存所必需的种粮食、建房屋、修公路等等任何一项活动来说，修建水库对生物多样性的影响是最小的。因为，水库是人工湿地，湿地是世界上各种系统中生物物种最丰富的生态系统。即使是人工湿地的生物多样性，也未必就比单纯的激流河段更差。我国黄河上游的青铜峡等水库建成十几年后，湿地生态系统中的生物物种数量大幅度增加，现在已经成为国家级湿地自然保护区。目前中国和全世界的发展趋势都是物种极其丰富的湿地的面积正在不断地减少，建设必要的水库人工湿地恰恰是对人类文明发展的有益补充，有利于全球的物种生态保护。

因此，我们不能仅仅以某一种物种的命运情况来代替对全球物种生态的总体评价。更何况我们在建坝修水库的过程中还要采取各种保护措施，尽可能地保护好各种受影响的物种。同时我们也不能否认，人是不可能最终战胜自然的，某些物种不断地退出历史舞台是自然界中不可抗拒的规律。有史以来，我们人类从来也没有消灭掉任何一种我们所痛恨的害虫，我们也不可能让任何一种行将灭绝物种永远保存下去。那些不管人类采取什么样的措施，都不能保留下来的物种的灭绝，与其说是人类文明发展的代价，还不如说是自然进化的必然。

关于水坝影响鱼类和生物多样性的问题，从人与自然应该协调发展的角度看，人类的活动都应该尽量不影响自然界的生物多样性。确实，如果不经过充分的论证、仔细的斟酌和权衡利弊，人类不应该在河流上轻易建坝。在十分必要修建水坝的实践中，通过设置鱼道、人工辅助繁殖、人工协助过坝等工程措施，可以力求减少水坝对鱼类和其他自然生物的影响。可以相信随着科技的发展和人类对生物多样性问题的重视，建坝这方面的投入会更多，效果会更好。然而，建坝的影响不可能完全消除。

自然发生的山体滑坡和地壳变迁，都可能对河流产生类似水坝的阻断作用，例如著名的尼加拉瓜大瀑布。谁也不能断定这种自然变迁是否促进了某种生物的进化、变异或者灭绝。即便如此，这也是不可抗拒的自然规律。人类建坝活动可能会影响或加速某些物种的进化，人们在建坝的同时，应该尽量减小对自然进化的人为影响，但是，人不可能改变原有的自然规律。客观地说，如果在建坝过程中采取了各种措施之后，仍然不能挽救某种生物的命运，那恐怕根本就不是建坝的问题。

水库本质上是人工构造出的湿地，应该具有天然湿地一样重要的生态保护功能。我们现在的一些宣传，过分渲染水库形成初期的一些生态环境变化。事实上经过一段时间的适应，人工湿地完全可以和天然湿地一样发挥出生态环境保护作用。我国著名的高山湖泊木格错、仁宗海就是若干年前天然河流被阻挡之后形成的高山湿地，谁又能说它会破坏了生态环境呢？所谓水电开发对生物多样性的冲击，事实上主要是水电开发后周围区域内的社会化、城市化、现代化后对生物多样性造成的伤害。如果人造水库的周围没有人口居住的社会需求，其生态环境作用与那些天然的湖泊决不会有太大的差别。

例如，有人把我国大熊猫保护区里的小水电开发说成是破坏自然保护区的生态环境。其实，情况可能恰恰相反，把保护区内的部分河流生态转变为湖泊生态，对于大熊猫的栖息生存，可能是非常有利的。例如，最近，我国南方遭受大面积的冰雪冻灾，我们恰好在乌江考察，亲眼见到所有的水库周围都没有发生冻雪灾害，大量的野生动物都跑到水库周围来避难。正是乌江流域人造水库湿地的气候调节作用，保护了大量的野生动物，使它们在这场严重的冰雪灾难中幸免于难。这就是湿地的生态功能之一。

湿地是世界上公认的物种最丰富的区域，从较长的时间来看，湿地的生物多样性保护作用，应该好于一般的林地、河流。

水库对于水生物的影响也是有利有弊的，水库建成之后，由于水流减慢不利于一些激流中鱼类的生存，同时由于水坝的阻挡也会对洄游性鱼类产生不利的影响。但是，绝不可能像一些人渲染的那样，河流会完全变成一串不流动的湖泊。国外很多发达国家早已对河流进行了梯级开发，为什么谁也没见到一串不流动的湖泊呢？首先，梯级水电站群绝无可能所有的电站都是满库运行，而且即使满库以后河水也还要流动；其次，任何电站水轮机出水口的下方一定会形成一片激流浅滩的区域，可以为喜欢激流的鱼类提供生存空间。此外，因为水库蓄水后水环境容量的大幅度增加，也会有利于喜欢在静水中生存鱼类的大幅增长。

事实上，水生动物本身也都具有一定的适应环境的能力，世界上大多数的水库建成后，都只是原有水体中鱼类的种群比例会发生一些变化，但是，随着水体的增大，鱼获总量通常都会增加。像我国浙江千岛湖的情况一样，若干年后河流环境的改变，不一定就不利于当地水生动植物的生长。目前的宣传，往往过分地渲染水库建设初期的生态环境影响，而忽视了水库湿地的长期生态环境作用。众所周知，湿地是世界上公认的物种最丰富的区域，从较长的时间来看，湿地的生物多样性保护作用，应该好于一般的林地、河流。

生态平衡与生物多样性的关系

所谓生态平衡，就是在一定时期内，生产者、消费者与分解者之间都保持一种平衡状态，即系统中能量流动与物质循环较长时间地保持稳定，这种状态即称为生态平衡。

但是，这种平衡是动态的，不是静态的。这种自然的生态平衡也不是绝对地不可改变。

要了解什么是生态平衡，首先要知道生态系统的生物，按照它们获得能量的方式，可分为生产者、消费者和分解者，他们在生态系统中不断进行着能量流动和物质循环。

在生态系统中，生产者主要指绿色植物，它们利用茎、叶吸收空气中的二氧化碳，用根摄取土壤中的水分和矿物质，在阳光照射和一定温度下，把无机物转化成淀粉、蛋白质、脂肪和维生素等有机物。通过光合作用把太阳能转变为化学能，不仅供自身生长发育需要，并为其他生物及人类提供食物和能量。

为解决三峡库区消落带景观问题,科研人员进行适应于水陆两栖植物培植研究。据悉，目前已成功繁殖出六类草料植物。摄影/文振效/CFP

消费者是指动物，如人、马、牛、羊、狮、虎、狼等等，它们不能直接利用太阳能把无机物转化成有机物，只能以植物和其它动物为食物。消费者虽然不是有机物的最初生产者，但在消费者体内，也有有机物再生产的过程。所以，消费者在生态系统的物质和能量转换过程中，也是重要的一个环节。

分解者是指各种有分解能力的微生物。它们能够把动植物的残体分解成简单的化合物和元素归还给自然界，重新供植物利用。分解者在分解动植物的同时，也从中获得了它们自身需要的能量。

生物的新陈代谢、生长和繁殖都需要能量。一切生物所需要的能量都来源于太阳能。生产者（主要是植物）把捕集到的太阳能转变为化学能而贮存于有机物（如葡萄糖）分子中。这种化学能以食物的形式沿着生态系统的食物链的各个环节依次流动。犹如能量一样，物质也是经由生产者（植物）、消费者（动物）、分解者（微生物）在其所组成的生态系统依次转化，从无机物到有机物，最后归还给自然界，构成物质循环。在自然界里，任何一个生态系统都在不断进行着能量流动与物质循环。

一个生态系统中的生产者、消费者和分解者在维护生态平衡的过程中，都有其特殊的地位和作用。各种成分之间是相互联系、相互制约、相互依赖的，一旦人为地使生态系统中某一物种消失，或把某一物种引入，都会影响整个生态系统的平衡。例如，澳洲大陆在长期的演变过程中，形成了自己的生态系统，英国人在20世纪40年代引入欧洲野兔，结果繁殖成灾，使草原破坏非常严重，当时的澳洲人谈兔色变。

当然，这种平衡是动态的，不是静态的。生态系统内部成分的改变或外部因素的不合理干扰，都会对生态系统发生影响，引起系统的改变。但生态系统有一种自我调节能力，当这种改变不大时，系统中的能量流动和物质循环仍可以正常运行，所以平衡是相对的、暂时的，不是绝对的。一旦外界因素的干扰超过这种“自我调节”能力时，调节即不起作用，生态平衡就会遭到破坏。例如，砍伐森林一定要和抚育更新相结合，才能维持森林生态环境的平衡；反之，就会破坏生态平衡，不仅森林质量下降，林中的动物难以生存，土壤中的微生物种类也会改变，还会影响森林生态系统的功能，造成地表裸露，水土流失，洪水成灾等。

但是，自然的生态平衡也不是绝对地不可改变。自从人类出现了农业文明之后，就有大量的森林、草原、湿地被开垦成耕地，用于种植粮食养活人类。进入工业化以后，人类又大量地开矿、修路、建造城市，这些都不可避免地侵占森林、草原、湿地、耕地和自然生态。总之，这一切就形成了现代世界包括人与自然在内社会生态平衡。只有在这种社会生态平衡的系统中，才能适应我们现代人类的生存和文明发展，才有我们今天色彩斑斓的人类社会。所以，今天当我们研究生态平衡问题时候，决不能不考虑人类的文明和发展的特殊性。

一般来说，当生态系统处于平衡状态时，是最有利于能量的流动与物质的循环的。在较长时期保持平衡状态，这个系统中的物种才会最多，生物总量也最大。

生物多样性指的是地球上生物圈中所有的生物，即动物、植物、微生物，以及它们所拥有的基因和生存环境。它包含三个层次：遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性。

中国三峡集团公司在向家坝水电站施工区金沙江边举行珍稀特有鱼类放流活动。摄影/曾朗/CFP

一般来说，当生态系统处于平衡状态时，是最有利于能量的流动与物质的循环的。在较长时期保持平衡状态，这个系统中的物种才会最多，生物总量也最大。一个复杂的生态系统被破坏后，必须经过相当长的时间才能恢复。例如，当向江河湖海里排放污水不多时，水中的微生物可以把排入的废物分解成简单的化合物或化学元素，使水质恢复清洁。一旦排入污水超过微生物分解能力，水质就会变坏发臭，鱼虾类也就生长不好，严重时甚至被毒死。所以，尽管人类活动对自然生态的改变和影响不可避免，但是，人类的一切活动都必须按照生态规律，有节制地进行，不能违反客观规律。

简单地说，生物多样性表现的是千千万万的生物种类。在地球上的热带雨林中生活着全世界半数以上的物种（约为500万种），因此，那里的生物多样性最为丰富。我国的生物多样性主要表现在广东、广西、福建、四川、云南等地。生物多样性具有很高的价值，它不仅可以为工业提供原料，如胶、油脂、芳香油、纤维等，还可以为人类提供各种特殊的基因，如耐寒抗病基因，使培植动植物新品种成为可能。许多野生动植物还是珍贵的药材，为治疗疑难病症提供了可能性。

随着环境的污染与破坏，比如森林砍伐，植被破坏，滥捕乱猎，滥采乱伐等，目前世界上的生物物种正在以每天几十种的速度消失，这是地球资源的巨大损失，因为物种一旦消失，就永不再生。消失的物种不仅会使人类失去一种自然资源，还会通过食物链引起其他物种的消失。所以，保护生物多样性正在成为世界范围内的呼吁和行动。

辩证地看待人类文明活动与生态平衡和生物多样性问题

人类作为具有能动地改造客观世界能力的特殊物种的出现，已经对纯粹的自然生态平衡向包括人类文明在内的社会生态平衡的进化，提出了严肃的挑战。在社会生态系统内，人类活动对自然生态的影响是不可避免的。

尽管保持生态平衡和生物多样性对于自然界的存在、发展都是至关重要的，但是，人类作为具有能动地改造客观世界能力的特殊物种的出现，已经对纯粹的自然生态平衡向包括人类文明在内的社会生态平衡的进化，提出了严肃的挑战。在社会生态系统内，人类活动对自然生态的影响是不可避免的。建水坝是人类文明必须的活动之一，其产生的主要生态问题除了泥沙和移民问题之外，最难以回避的就是水坝影响鱼类和生物多样性的问题。建水坝必然会阻碍鱼类的活动，必然会有淹没，必然会改变原来的自然生态环境。无论如何，建坝的影响不可能完全消除。但这也并不是像反坝人士宣传的那样，建坝就一定是破坏自然生态。因为人本身也是自然界的一部分，自然界应该留有人类生存的空间。只要有人生存、活动的地方，就必然会对环境产生影响，这是很正常的。

蝗虫、蟑螂、白蚁这些人类深恶痛绝的害虫，多少年来人们想尽办法也还不能把它们根本灭除。

在这一点上，我们的一些生态中心主义者，又表现出另外一种“人定胜天”的态度。他们似乎认为，只要足够的努力，人应该能够保持所有现存物种的不会消亡。面对世界范围的环境污染，我们确实应该警惕环境污染，对我们自己和其他物种的严重影响。从控制环境污染的这一点上看，人对于保护生物物种的多样性，负有不可推卸的责任。但是，保护生物物种多样性的责任范围不能无限地扩大，更不能违背客观规律地认为，人类应该保护所有物种的存在，一个也不能让其在地球上消失。这种思想本身就是违反辩证法的，是不可能实现的，因为正是旧物种的不断灭亡和新物种的不断产生，才构成了我们这个色彩斑斓的世界。如果真的有一天所有的旧物种都不再灭亡，那么新物种也许就不能再出现，也许那就是我们世界的末日。

常常看到一些环保主义者，大声疾呼某些物种濒临灭亡，人类应该大力保护该物种。这里面有极大的认识误区。如果是由于我们人类制造的环境污染，造成了该物种的濒临灭亡，我们确实应该引起警觉，停止污染，恢复该物种的生存环境。但是，如果不是因为环境污染，仅仅是由于我们人类正常的活动改变了某些环境，特别是这些环境的改变，在自然状态下也会发生的情况下，我们就不应该过分地强调人类对某种受影响物种的保护责任。原则上说，物种本身对于环境的正常改变，应该具有一定的适应能力，如果该物种不能适应正常的环境变化，恐怕就是已经到了应该退出历史舞台的时候了。在保护生物物种的问题上，不应该过高地估计人地能力，我们也应该警惕“人定胜天”思想的另一种表现形式。我们应该认识到，人的能力再强，也不可能违背自然界规律。也可以说，防止污染是我们的责任，但是，说要保护物种，应该说人类并不具备这种能力。

适应长时间浸泡和暴晒等恶劣环境的珍稀植物疏花水柏枝在湖北省宜昌城区长江南岸胭脂坝江滩上长势良好。摄影/刘君凤/CFP

迄今为止，无论我们如何努力挽救，每天还是有不少物种从世界上消失。我们知道人类本身也是自然的一部分，人类任何影响其他物种的活动都将反过来影响人类自身。从这个意义上说，人类应该而且必须和自然界其他物种友善、和睦相处。但这决不意味着，人类就不能按照自己的需要改变自然环境。有人批评我们某种正常的文明活动导致了物种的灭亡，从而要求阻止我们人类的正常文明活动（例如建水坝）。这是一种否定以人为本的极端的自然中心主义理论。人类本身也是自然界中物竞天择的物种之一，如果我们的祖先也是那样不敢改造环境，人类也就不能称其为“人”了，我们今天的人也许还只能是猿。因为具有能动的改造自然的能力，是人与动物的根本区别。

处理好水坝建设与生物多样性的关系

人类的建坝活动无非就是一种和造成尼加拉瓜大瀑布形成的地壳运动一样的人为活动，这并不是什么自然界中不可能出现的超自然现象。建坝活动可能会影响或加速某些物种的进化，但是，不可能彻底地改变原有的自然规律。

拦河筑坝、兴利除害是人类改造自然环境的必经历程，是实现人与自然和谐发展的人类文明的组成部分。实际上，自然发生的山体滑坡和地壳变迁都可能对河流产生类似水坝的阻断作用，例如北美洲著名的尼加拉瓜大瀑布和五大湖，尽管历史上没有记载其演变过程，但是其水系的客观生态作用与人工水坝、水库极其相似（都是阻断了河流的单向连通性，并形成了一片相对静止的水体）。谁也不能断定当初这种自然变迁是否曾经促进了某种生物的进化、变异或者灭绝。即便如此，我们也没有理由去责怪这些自然现象，这也就是不可抗拒的自然规律。人类的建坝活动无非就是一种和造成尼加拉瓜大瀑布形成的地壳运动一样的人为活动，这并不是什么自然界中不可能出现的超自然现象。建坝活动可能会影响或加速某些物种的进化，但是，不可能彻底地改变原有的自然规律。

客观地说，人们应该尽量减小对自然进化条件的人为影响，但是，如果在建坝过程中采取了各种措施之后，仍然不能挽救某种生物的命运，那恐怕就是不建坝也难以保证该物种的存在，该物种的灭绝最多只是时间问题罢了。很多实际情况也说明这一点。在金沙江向家坝水电站可能影响的三种濒危鱼类的争论中，由于现在还没有修电站，人们非常希望能够采集到这些濒危鱼类加以保护，可是，几年来人们费尽心机（据说悬赏50万元）至今还没有人在那里捕捉到过这三种鱼。同样在关于怒江建坝的争论中，预计可能受到影响的分布在水库淹没线以下有4种濒危野生植物，近50年来一直再没有人见到过，目前只有植物标本保存。事实上在建坝地区，确实有不少濒危物种即将或者说已经灭绝，即使不建坝，自然的变迁和人类社会的其他活动的影响也难以改变这些已经丧失了原有的生存环境的物种逐渐走向灭亡的自然规律。不能把这些自然进化规律，都说成是人类建水坝的罪状。

从另一方面看，具有正常生命力的物种应该具有相当的适应环境变化能力，人类建水坝引起的环境变化绝不足以导致其物种的消亡。例如，为了消灭血吸虫，人们挖空心思地要消灭水体中的钉螺，然而，几十年来无论人们使出什么方法，钉螺始终存在。这还不能说明人类的活动绝不是物种灭亡的根本因素吗？此外，人类的任何活动都会对自然生态产生影响，水坝对生态的影响不仅是有限的，而且也并非只是负面的。自然界中的地质变迁，也会产生我们人类拦河筑坝一样的作用，从而形成天然的瀑布、湖泊、湿地，恐怕谁也不能否认湿地的生态作用。例如怒江建坝之后，经过一段自然界的自我调整，就会达到新的自然平衡。完全可能会形成怒江上的“人中海”、怒江上的“天池”，其生物物种有可能更加丰富，自然生态环境可能更加优美。黄河上游的青铜峡水库就已经在昔日的黄土高原上塑造出了一个水肥草美、物种丰富的湿地自然保护区。新安江水电站的修建，滋养了一种特有的水库大头鱼，其体大、味美已经成为闻名的鱼中佳品。小浪底水库的建成，使已经绝迹20多年的黄河铜鱼成群复出。

水库生物种数较同类型湖泊为少，与水库的形成时间比天然湖泊短得多有一定的关系，随着水库形成的时间增加，水库的生态环境将逐步向天然湖泊靠拢。

水库一般是在河流上筑坝拦蓄径流而成的人工湖，其生态环境介于河湖之间。据有关部门统计，水库生物种数较同类型湖泊为少，例如黑龙江水系8个湖泊中有浮游植物143属，浮游动物101种，而11个水库中只有浮游植物93属，浮游动物95种。这种现象与水库的形成时间比天然湖泊短得多有一定的关系，随着水库形成的时间增加，水库的生态环境将逐步向天然湖泊靠拢。此外，由于水位变动较大和水库特有的人工养护措施，水库中水草一般比较贫乏，因而周丛生物和底栖动物也不发达。水库的生物多样性呈现从上游到下游增加趋势。目前，我国水库鱼类区大多以人工放养的鲢、鳙等鱼类为主，其产量远远超过天然河流，已经成为我国淡水鱼来源的主体。实际上，人工水库对生态平衡和生物多样性的影响是有限的。经过一段时间的调整，水库也会形成新的生态平衡，还会产生或者变异出来与之环境相适应的其他多样性生物物种。建水坝开发江河的社会生态环境效果到底将会如何，各国水电综合开发的社会实践已经做出了最好的回答。应该说虽然有一定影响，但绝不是像有些人想象的那样难以接受。在水坝建设的问题上，面对人类生存、发展和自然生态保护的矛盾，我们只有尊重科学，注重人与自然的和谐发展的态度，才是对生态环境和物种的真正保护。

总之，应该学会用辩证的、发展的眼光看待自然界，理解物种的灭亡和新生主要是自然界发展进化的规律。否则，仅仅采取完全排斥水坝的态度，不仅会影响人类自身的发展，也未必就能真正地有利于保护好自然生态。

建坝应该是属于可接受的环境影响

人类要在自然界中生存，不可能不对自然界发生影响。我们应该学会承认和接受这种必要的环境影响，不能把生物多样性保护的问题绝对化。人类主动地改造自然的活动，绝不仅仅是对自然界的破坏，很多情况下也是对自然界的有利维护。

生态平衡的影响和破坏，一般可以归咎于两方面的原因，即自然原因和人为因素。

自然原因主要是指自然界发生的异常变化，由自然原因而引起的生态平衡的破坏称为第一环境问题，如火山爆发、地震、台风等自然原因所导致的生态平衡的破坏。

人为因素主要是指人类对自然资源的不合理利用以及由于工农业的发展而带来的环境污染等，由这类因素而引起的生态平衡的破坏称为第二环境问题。第二环境问题主要是由以下三种情况造成的：一是由于人类有意或无意地使生态系统中生物种类成分的改变；二是由于工农业的发展而产生大量污染物质，进入环境后，使生态系统的环境要素发生改变，这是第二环境问题的主要方面；三是由于人类把一些污染物质排放到环境中去，使某些动物的信息系统遭到破坏，从而影响这些动物的繁殖，改变了生物种群的组成。

实际上，人类活动中对自然界其他物种的影响，也可以另外再分为这样两类。一类只是影响、改变自然界环境，例如：开垦耕地、建房子、修公路、修水坝等一系列人类文明活动，这一类活动对生态环境和物种的影响，实际上与第一环境问题相似。它既是不可避免的，同时也应该是可以接受的；另一类属于破坏自然环境和物种，例如环境污染和一系列第二环境问题。

对于两类不同的活动，我们应该采取不同的方式对待。影响自然生态的人类活动，尽管其对自然生态带来一定的变化，但是这种变化的结果，可能会是有利有弊的。对于物种的影响也应该属于人与其他生物的自然竞争，属于自然界物竞天择的进化规律。我们在进行这一类活动的时候，应该充分分析其利弊，争取让自然界向着有利于人类生存的方向和谐发展。对于另一类破坏环境的人类活动，例如环境污染，我们必须坚决制止。否则，我们不仅破坏生态，危及其他物种，最终也就无法保证我们人类自身的生存安全。

总之，人类要在自然界中生存，不可能不对自然界发生影响。我们应该学会承认和接受这种必要的环境影响，不能把生物多样性保护的问题绝对化。人类主动地改造自然的活动，绝不仅仅是对自然界的破坏，很多情况下也是对自然界的有利维护。正是因为有了人类的主动地改造自然的活动，才会具有我们今天色彩斑斓的大千世界，否则我们也许还是生活在原始森林中的猴子。这就是我们的以人为本，全面、协调、可持续发展的科学发展观的真正内涵。