长江流域大型水利工程与鱼类资源救护
2011-05-18蒋固政
蒋固政
2010年,三峡地下电站围堰实景 摄影/刘华
为解决长江流域的洪涝灾害和开发利用水资源,在长江的干支流已经建成一些水利工程,还有许多工程正在建设或规划之中。本文简述了长江流域各类大型水利工程对长江鱼类资源的影响,分析长江流域鱼类资源变化与流域梯级开发的关系及鱼类资源救护措施。
长江流域大型水利工程概况
长江是中国第一大河,发源于青藏高原唐古拉山脉最高峰,干流全长6300公里,是世界第三大河。长江在上海市经长江口注入东海。
长江河源地区从沱沱河至通天河,河流沿程均在海拔4000米以上,沿岸多湖泊与沼泽,其上段河槽宽浅,水面杂乱;下段逐渐稳定、比降增大,通天河下段水流湍急,是典型的峡谷河流。通天河以下是长2384公里的金沙江,奔流于高山峡谷中,干流总落差达3000多米。从宜宾到湖北宜昌间长1030公里的河段为长江上游,上游江段河流比降减少、河面渐宽,接纳了岷江、沱江、嘉陵江和乌江四大支流,水量显著增大,著名的长江三峡即在这一江段;从宜昌至湖口为长江中游,全长955公里,江面宽展、河道迂回、支流众多,有清江、汉江、洞庭湖、鄱阳湖、洪湖等多个大型支流和湖泊,历史上长江两岸的湖泊都与长江干流水文变化有密切的联系,具有江湖一体的环境特征,但目前仅剩洞庭湖和鄱阳湖保持与长江相通;湖口以下为长江下游,长938公里,地势低平,湖泊众多,大型支流较少。
根据上世纪90年代初提出的长江流域综合利用规划,开发治理任务依次为防洪治涝、水力发电、灌溉、航运等等。其中与鱼类资源关系密切的主要是防洪工程和水电工程。截至2007年底,长江流域已建、在建100千瓦以上的水电站有1.45万余座。长江流域的大型水库主要分布在湖北、江西、湖南境内,中部地区明显多于其它地区,上海、广西、青海尚无大型水库,陕、甘、云、贵、江、浙一带大型水库数量较少。水库所在河流以二级支流居多,一级支流次之,三级以下支流较少。至2009年,长江流域已建、在建的大型水电站(装机容量30万千瓦及以上)见表1。
江苏南京渔政工作人员解开了一只只充满氧气的塑料袋,一群群鱼苗跃进长江。据了解,长江沿线经常投放长江各种鱼苗,且都是长江固有的优质苗种。摄影/宋峤/CFP
表1 长江流域已建、在建大型水电站
注:本表统计时间截止到2009年。
长江流域鱼类资源概况
长江是中国淡水鱼类最为丰富的水域之一。长江水系共有鱼类约300种。其中鲤科鱼类(Cyprinidae)占半数以上。这些种类按其习性可分为3个生态类群:河海洄游性鱼类、江湖洄游性鱼类和定居性鱼类。在不同的江段其鱼类区系组成和主要经济鱼类的种类也各不相同。在河源段的沱沱河及其支流,鱼的种类很少,主要为高原鳅属(Triplophysa)的小型鱼类;在通天河和金沙江上段,鱼的种类也不多,主要为适应冷水生活的鱼类,如(Diptychus kaznakovi)、(Gymnodiptichus pachyycheilus)、(Schizopygopsis malacanthus);在被称为川江的长江上游江段及其支流中,鱼的种类很多,约有180种,其中有相当一部分是适应于急流环境、摄食着生藻类或底栖无脊椎动物、栖息于底层或爬附于石上的鱼类,如鲤科的鲃亚科(Barbinae)、野鲮亚科(Labioninae)、平鳍鳅科(Homalopteridae)、(Sisoridae)等的鱼类。长江上游的经济鱼类主要是鲤鱼(Cypinus carpio)、圆口铜鱼(Coreius guichenoti)和铜鱼(C.heterodon),这几种鱼的产量占上游捕捞量的一半以上。洄游性鱼类在上游少见,在葛洲坝枢纽建成以前,曾有中华鲟(Acipenser sinensis)的繁殖群体溯游到上游干流中的产卵场进行繁殖,另有为数极少的鳗鲡(Anguilla japonica)个体上溯到上游去生长。在上游的岷江及其支流大渡河和青衣江零星地分布有一种定居性的鲑科鱼类(Hucho bleekeri)。
长江上游是我国淡水鱼类种质资源丰富的地区之一。上游鱼类区系最为突出的特点,是分布区局限于长江上游水域的特有种类数量很多,计有112种,占上游鱼类总数的42.9%。特有种所占比例之高,超过国内其他任何地区或水系。此外,上游还是分布于长江的白鲟、中华鲟、达氏鲟、胭脂鱼和川陕哲罗鲑5种珍稀鱼类的主要栖息地。
长江中下游江河湖泊的鱼类资源非常丰富,经济鱼类的种类也很多。几种生态类型的鱼类都有分布,如河海洄游性的鲥鱼、刀鲚、鳗鲡、暗色东方鲀、松江鲈、银鱼等,江湖洄游性的青、草、鲢、鳙、鳡、鳤、鳊、鲴、鳜、鲂等,定居性的鲫、鲌、红鲌、鲹鲦、乌鳢、黄颡鱼等。长江流域有7种珍稀鱼类,中华鲟、白鲟、长江鲟、胭脂鱼、川陕哲罗鲑、秦岭细鳞鲑和松江鲈鱼。其中白鲟和胭脂鱼是中国特有的珍稀鱼类,主要出产于长江,在长江上、中、下游皆有其分布,但多数是栖居于上游的干流和主要支流中,已知的这两种鱼类的产卵场也是在上游。长江流域没有回归性特别强的洄游性鱼类,但地方特有的鱼类种类较多。
水利工程与长江鱼类资源
大型水利工程会影响河流的自然演化过程。
自然状态下,洪水泛滥对水生生物和鱼类资源是有利和必要的。历史上,洪水上涨使作为索饵场的水塘、沼泽、湖泊与河流连接起来。在这些地方索饵生长的鱼类进入河流成为新年代级的补充群体。秋冬季节洪水退落后,滞留于洪泛平原沼泽或水塘中的成鱼在来年重新进入河流系统。洪涝与干旱的循环,才使得这些河流中能够保持丰富的鱼类资源。
长江流域的大型水利工程在抵御洪水灾害、改善航道条件和为国家提供能源方面起到了重要的作用,但是,这些工程也会影响河流的自然演化过程,包括:1)改变河流的水文情势从而影响了自然河流的动态平衡,如水库蓄水后库区河道由急流变为缓流或静水;2)减小了自然洪泛平原及水生生物的生境范围,如江湖隔绝以及洲滩减少或变化;3)干扰了自然沉积物的转移过程,如水库的泥沙淤积;4)阻断了营养物质的循环,如营养物质在库区沉积;5)导致了生物物种多样性的下降,主要由江湖隔绝和大坝拦断江河所引起。产生这些影响最典型的工程类型是兴建水库和造成江湖隔绝的在通江湖泊的湖口处建闸。
渔民在重庆长江菜园坝江边用挂钩捕起了一条重约35公斤、长达1.5米、身怀六甲的鲢鱼王。这是一件稀罕事。 摄影/重庆晨报/CFP
水库形成后,水体的水文条件发生较大的变化,改变鱼类的栖息环境。
在三峡工程建成之前,长江干流只有一座径流式电站即葛洲坝工程。由于它正好处在长江上游与中下游的分界点,也是长江上游鱼类与中下游鱼类区系的分界线,而径流式电站对长江水文情势的改变并不显著,因此,葛洲坝工程对长江鱼类资源的影响虽然较大,但在影响长江鱼类资源的各种因素中,其重要性尚不十分显著。
总体来说,水库对鱼类资源的影响最为明显,以长江干流上的长江三峡水库为例,对长江鱼类的影响范围不仅在库区和上游,而且影响到中下游。水库的建设及调度运行,将改变库区鱼类组成;库区河道涪陵以下原有8个家鱼产卵场将消失,鱼类将移至库尾以上水域繁殖,鱼苗被截留在库内,长江中下游将减少50~60%家鱼苗来源;宜昌至城陵矶江段家鱼繁殖受到影响,繁殖规模减小;坝下江段鱼苗漂流入洞庭湖流程短,对鱼苗成活和发育不利,加之水库10月蓄水使洞庭湖过早形成渔汛,生长期相应缩短,通江湖泊鱼类资源受到较严重影响。三峡大坝建成后,在三斗坪以上大约600公里江段形成河谷型水库,水深增大,流速减缓,泥沙沉积,饵料生物组成改变,水域生态环境发生显著变化,使原先栖息于这一江段的某些特有鱼类不能适应库区生态环境,从而在三峡水库消失或极为罕见。据初步统计,三峡大坝建成后将使它们的栖息生境面积缩小五分之一至四分之一,其种群数量将发生相应比例的减少。
水库形成后,水体的水文条件发生较大的变化,改变鱼类的栖息环境。而不同的鱼类栖息环境不同,因此,库区的鱼类组成将发生明显的变化。通常,水库蓄水后,由于流速减缓,泥沙沉积,饵料增多,这种条件适合于喜缓流水或静水生活的鱼类而不利于喜急流水生活的鱼类的生存。另外,在山区的水库中由于库水较深,水库中喜表层水或中层生活的鱼类较多而底层鱼类相对较少。
对长江干支流都进行梯级开发,兴建水库,那么这些水库的存在与运行的影响叠加后将会对整个长江流域的水生境产生巨大影响。
单个水库,即使规模再大如三峡工程,对整个流域生态环境的影响也是有限的,但如果对长江干支流都进行梯级开发,兴建水库,那么这些水库的存在与运行的影响叠加后将会对整个长江流域的水生境产生巨大影响,其中受影响最大的就是长江特有鱼类。以上游干流为例,从金沙江下游的溪落渡枢纽至宜昌江段的三峡工程,规划将建设六座枢纽。当这六座枢纽相继建成后,金沙江下游至长江上游水域生态将发生巨大的变化,这些变化主要表现在:1)大坝阻隔鱼类的上下游区间洄游活动;2)干流河道中原水流湍急的河流生态环境,将变成若干个高程不等的人工湖泊生境,汛期涨水过程消失;3)原水色浑黄、含沙量大的干流水体将成为水色澄清、悬浮颗粒含量很少的水库;4)水库内的水生生物,将从建坝前的以周丛生物为主,改变为以浮游生物为主;5)水库水温分层。
长江上游特有鱼类终身栖息于干支流流水环境中,大多底层生活,主要摄食底栖无脊椎动物和着生藻类。规划中的梯级枢纽相继建成后,从金沙江下游的白鹤滩坝址至三峡工程坝址大约1600公里的江段将形成高程不等的6座水库,使上游特有鱼类种群繁衍所需的栖息地缩减,这是梯级水库建设对鱼类资源重要的影响。
总之,长江流域的水利工程包括三峡工程有利于在静水环境中完成其生活史鱼类的资源增长,而对需要在长江干流流水环境中繁殖或完成其生活史的鱼类产生不利影响。
雄伟的三峡工程 摄影/黄正平
鱼类资源救护措施
自上世纪80年代以来,在长江流域新建的大中型水利工程,皆按相关法规进行了环境影响评价,其中大多数的评价重点涉及到水生生物和鱼类资源保护并对其进行了专题研究和评价。
中国政府十分重视水利工程建设中的生态环境保护与物种资源保护,除中华人民共和国环境保护法以外,在2002年10月1日颁布实施的新《中华人民共和国水法》第二十六条还明确规定:“国家鼓励开发、利用水能资源。在水能丰富的河流,应当有计划地进行多目标梯级开发。建设水力发电站,应当保护生态环境,兼顾防洪、供水、灌溉、航运、竹木流放和渔业等方面的需要”。第二十七条规定:“国家鼓励开发、利用水运资源。在水生生物洄游通道、通航或者竹木流放的河流上修建永久性拦河闸坝,建设单位应当同时修建过鱼、过船、过木设施,或者经国务院授权的部门批准采取其他补救措施,并妥善安排施工和蓄水期间的水生生物保护、航运和竹木流放,所需费用由建设单位承担”。关于鱼类资源和水生生物保护,相关的法规还有:中华人民共和国环境影响评价法,中华人民共和国渔业法,中华人民共和国渔业法实施细则,中华人民共和国野生动物保护法,中华人民共和国水生野生动物保护实施条例等。此外还有很多相应的规范、导则、标准等。自上世纪80年代以来,在长江流域新建的大中型水利工程,皆按相关法规进行了环境影响评价,其中大多数的评价重点涉及到水生生物和鱼类资源保护并对其进行了专题研究和评价,如三峡工程、南水北调工程、乌江构皮滩电站、汉江王甫洲工程、嘉陵江亭子口工程等等。但这些工程对水生生物影响评价都只限于其工程本身而未从梯级水库的角度进行影响分析。
已采取的工程措施在保护和增殖渔业资源方面所起作用较之保护鱼类种质资源方面作用更为明显。
根据对鱼类资源的影响和长江鱼类生态习性的特点,长江流域大型水利工程在鱼类资源救护方面采取的工程措施有所不同。在大型水库和水电站,主要工程措施是建设人工增殖放流站,对于受工程影响的鱼类资源采取人工繁殖放流的方法补充其资源,如葛洲坝工程建立了中华鲟人工繁殖放流研究所,其主要任务就是人工繁殖并放流中华鲟。在长江流域采取这种措施的主要原因是因为长江流域中上游没有典型的回归性很强的河海洄游性鱼类,如在中国北方和北美一些江河中分布的鲑鳟鱼类,即长江鱼类中没有必须回到其出生地进行繁殖的种类。对于长江中洄游距离最长的中华鲟,经专家论证,也不能通过建过鱼设施来对其进行保护,大江截流后中华鲟在葛洲坝工程坝下形成了新的产卵场也证明了鱼类科学家关于中华鲟保护的结论。在三峡工程关于鱼类资源保护的措施中,考虑了三峡鱼类增殖放流站,分别布置在库尾、库中和坝下。对于在通江湖泊出口上所建的闸,则有一部分建设了过鱼设施,对于保护湖泊中的鱼类资源和湖泊的渔业,发挥了一定的作用。这种鱼道主要是在长江下游,如在安徽的裕溪口闸和江苏的太平闸建设了鱼道。
总的说来,由于长江鱼类资源的特点,在长江流域的大型水利工程建设过程中,针对鱼类资源保护所采取的工程措施并不很多,已采取的工程措施在保护和增殖渔业资源方面所起作用较之保护鱼类种质资源方面作用更为明显。
长江三峡工程为保护鱼类资源就划定了三个自然保护区,分别位于水库库尾、坝下游和长江河口。
长江流域大型水利工程在保护鱼类资源方面所采取的非工程措施主要包括:建立自然保护区、划定禁渔区和禁渔期、水库渔业管理等。例如长江三峡工程为保护鱼类资源就划定了三个自然保护区,分别位于水库库尾、坝下游和长江河口。其主要目的是保护珍稀鱼类和重要经济鱼类,减少人类活动对这些鱼类栖息地的干扰和破坏,以减轻工程建设对鱼类资源的影响。划定禁渔区和禁渔期的目的和作用也是如此。其它非工程措施还包括根据产漂流性鱼卵鱼类的繁殖生物学习性,进行合理的水库调度,但目前此措施尚处于研究阶段。
梯级水库对鱼类资源的影响已引起科学家、水利工程师和政府有关部门的高度重视,已经认识到过去的开发利用规划中未充分考虑梯级开发对鱼类资源的叠加影响。刚刚编制完成的水功能区划就考虑了渔业水质的要求,正在编制中的长江流域水资源综合利用规划也将从物种保护的角度考虑鱼类资源保护。
在长江流域还有一些对于保护鱼类资源有利的水利规划或工程。如长江流域防洪规划中的长江中游平垸行洪和退田还湖措施,包括鄱阳湖和洞庭湖的平垸行洪、退田还湖规划,是为了增加河、湖行洪蓄洪的能力,防御长江中下游特大洪水,保障两岸社会、经济持续发展所采取的基本措施之一。这些措施同时也将增加长江中游两岸、洞庭湖和鄱阳湖周边的滩涂洼地总面积1673平方公里,增加了鱼类的栖息生境。
长江流域至今尚未发现任何鱼类因水利工程的建设而绝种的报道,而梯级开发水库对长江鱼类资源的影响只有在河流高度开发以后的较长时间才会显现出来。长江流域大型水利工程的建设中对鱼类资源的救护措施是否能确保物种的延续还需要作进一步的研究。
多年来长江流域已经建设了大量的大型水利工程,长江干流和大部分主要支流上皆已建设了大坝,截断了江河,历史上通连长江的大多数湖泊也因建闸而隔断了与长江的直接联系。这些水利工程对于保障长江流域防洪安全和提供能源方面发挥了重要作用,但同时也对长江流域的鱼类资源产生了重要影响。江湖隔绝会使长江中产漂流性卵的鱼类资源量下降,对在湖泊中生长发育、在长江河道中越冬的江湖半洄游性鱼类的影响更加明显。水库截断江河对鱼类资源的影响很深远,由于长江中没有回归性极强的洄游性鱼类,所以在长江流域建设的水库基本上未建过鱼设施。单个水库工程在近期内对长江鱼类资源的影响并不明显。长江流域至今尚未发现任何鱼类因水利工程的建设而绝种的报道,而梯级开发水库对长江鱼类资源的影响只有在河流高度开发以后的较长时间才会显现出来。因此,长江流域大型水利工程的建设中对鱼类资源的救护措施是否能确保物种的延续还需要作进一步的研究。对于在特有鱼类种类资源丰富的长江上游地区建设水库应给予特别注意,因为特有鱼类的栖息地范围一般是局限在某一支流或河段,对生境的变化十分敏感。
总的来说,长江流域的大型水利工程在救护鱼类方面所采取的工程措施较少,而非工程措施较多,不是因为成本方面的原因而主要是因为在考虑措施时都是针对某一特定工程,未从全流域范围考虑,从而表现出采取工程措施的必要性不大。这一问题已引起了政府有关部门、科学家和流域规划机构的重视,正在采取相关的措施保护长江流域的鱼类资源。