高原湖泊生態(tài)系統(tǒng)良性發(fā)展初探

時間:2022-11-27 11:20:48

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高原湖泊生態(tài)系統(tǒng)良性發(fā)展初探

1高原湖泊流域生態(tài)系統(tǒng)的特性

云南高原湖泊屬淡水湖,處于低緯度、高海拔亞熱帶地區(qū),云南九大高原湖泊基本特征見表1。隨著經(jīng)濟社會的快速增長,高原湖區(qū)所承受的因經(jīng)濟規(guī)模和土地利用擴張造成的生態(tài)壓力巨大,不斷出現(xiàn)水質(zhì)惡化現(xiàn)象。九湖綜合治理從未間斷過,但效果堪憂,滇池前后治污20年,污染源仍未完全控制;異龍湖已逐漸干涸見底,杞麓湖、星云湖變?yōu)榱英躅愃|(zhì)。究其原因,除綜合管理問題外,與高原湖泊生態(tài)系統(tǒng)的特點也不無關(guān)系。

1.1高原湖泊生態(tài)系統(tǒng)自身的脆弱性

云南高原湖泊以構(gòu)造斷陷湖為主,湖體狹長,南北向伸展。湖泊多處于水系分水嶺,流域面積小,具有封閉與半封閉的特點,加之受降雨季節(jié)性及人類活動雙重影響,生態(tài)系統(tǒng)表現(xiàn)出很強的脆弱性。以撫仙湖為例,湖體南北狹長,污染物多從南北端注入湖內(nèi),出水河流??谟治挥跂|岸中部,該結(jié)構(gòu)決定了撫仙湖具有特別高的污染物滯留率,易發(fā)生營養(yǎng)鹽累積而導(dǎo)致富營養(yǎng)化。撫仙湖流域面積(463km2)小,僅為湖泊面積的2倍,同時地處干旱缺水區(qū),來水量少,作為典型的高原深水湖泊,水生植物分布面積不足湖面面積的0.1%,整個流域森林覆蓋率僅為27.2%。目前湖區(qū)水土流失較嚴重,水生態(tài)系統(tǒng)已逐漸衰退,一旦發(fā)生全湖污染事件,極難恢復(fù)。

1.2高原湖泊生態(tài)系統(tǒng)的易受脅迫性

高原湖泊生態(tài)系統(tǒng)是多級生態(tài)系統(tǒng)綜合體,具有高度的復(fù)雜性,若某個子系統(tǒng)遭受外力擾動破壞,會影響整個生態(tài)系統(tǒng)鏈的功能,甚至引起生態(tài)系統(tǒng)的失衡。湖區(qū)內(nèi)的人類活動對湖泊造成直接影響,如沿湖周邊的采礦、旅游等開發(fā)很大程度上打破了湖泊生態(tài)系統(tǒng)空間格局的完整性。較之湖濱區(qū)開發(fā),湖泊流域生態(tài)系統(tǒng)中的社會發(fā)展模式、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)建設(shè)對湖泊保護與發(fā)展的約束更為重要,也間接反映了湖泊生態(tài)系統(tǒng)的易受外力脅迫的特性。九湖流域人口最為密集,是云南糧食的主產(chǎn)區(qū),匯集云南70%以上的大中型企業(yè),經(jīng)濟增長方式、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的不甚合理及管理不善,給湖泊流域帶來的污染風(fēng)險會更大、影響更為深遠。

2高原湖泊流域總體發(fā)展形勢

2.1高原湖泊保護與開發(fā)面臨的主要問題

自20世紀90年代以來,云南省開始重視高原湖泊保護與治理,但治理不及污染速度,導(dǎo)致新問題不斷出現(xiàn),流域人口較多、開發(fā)較大的湖泊更為嚴重,主要表現(xiàn)在以下幾個方面:a)湖體萎縮加快,水位下降。氣候影響及因湖區(qū)開發(fā)擠占湖泊的生存與發(fā)展空間是湖泊水體空間不斷萎縮的主要原因。以撫仙湖流域為例,2011年末,流域內(nèi)澄江、江川、華寧3個縣總?cè)丝?9.5萬人,95.5%的人口居住在湖盆區(qū),人口密度高達238人/km2;三產(chǎn)中農(nóng)業(yè)仍占有較大比重。根據(jù)撫仙湖2001—2013年的平均水位統(tǒng)計,水位總體上呈現(xiàn)出下降趨勢,自2009年云南連續(xù)干旱以來下降趨勢尤為明顯,2012年甚至低于法定最低運行水位,說明撫仙湖已經(jīng)處于虧水狀態(tài)運行。b)水質(zhì)污染嚴重,水生態(tài)系統(tǒng)退化。隨著流域人口逐年增加,經(jīng)濟作物面積不斷擴大,導(dǎo)致農(nóng)田施肥強度增加并形成面源污染。此外,湖區(qū)生活污水直排加劇了湖泊水質(zhì)惡化,尤其是近岸水體污染更為嚴重,造成目前滇池、星云湖、杞麓湖、異龍湖都是劣Ⅴ類水質(zhì)。水質(zhì)的污染也導(dǎo)致了生物種類的減少,部分底棲動物隨著環(huán)境的變化已趨于衰落,反而出現(xiàn)了典型富營養(yǎng)型的蚊害;魚類種類也日趨減少,甚至瀕臨滅絕;浮游植物中,喜營養(yǎng)種類漸漸增多,清水性種類漸漸減少;耐污水生植物分布面積、頻度和優(yōu)勢度在不斷增加,湖泊整體的水生態(tài)系統(tǒng)正處于衰退過程中。c)湖泊承載力已不能支撐經(jīng)濟社會快速發(fā)展需求。湖泊的水質(zhì)下降,出現(xiàn)富營養(yǎng)化,其根本原因是流域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)及發(fā)展模式與水環(huán)境承載力之間存在矛盾,發(fā)展模式粗放帶來結(jié)構(gòu)型污染,人口密度超過承載力限制;城市化高速發(fā)展,總體規(guī)劃不甚合理,土地過度開發(fā)利用,水土流失嚴重,都導(dǎo)致了湖泊的污染壓力劇增,直至超出其承載力。如撫仙湖,按水資源的承載對象,從水量、人口、經(jīng)濟社會、生態(tài)環(huán)境等幾方面,得出流域的綜合水資源承載指數(shù)已呈現(xiàn)逐年下降趨勢,盡管目前水量能夠保證區(qū)域未來的發(fā)展需求,但水質(zhì)存在下降趨勢警示,若不及時采取保護措施,水質(zhì)將難以滿足未來需求。d)綜合管理不到位,各方保障措施不力。當前,湖泊綜合管理方面存在的不足主要表現(xiàn)在多個環(huán)節(jié):一是對湖泊的基本機理及監(jiān)測預(yù)警、分類評估等支撐技術(shù)研究還不夠深入;二是管理機構(gòu)與行政區(qū)域存在交叉,體制機制需要有針對性創(chuàng)新;三是在管理手段上尚欠缺具有針對性的標準體系、管理目標及分類指導(dǎo)策略,即還未形成湖泊與治理的模式;四是流域環(huán)境監(jiān)管、執(zhí)法能力還有待進一步加強。

2.2水生態(tài)文明背景下的形勢分析

自黨的十八大報告全面提升生態(tài)文明建設(shè)的戰(zhàn)略地位以來,生態(tài)文明理念在全社會得以牢固樹立,為保護生態(tài)環(huán)境、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展指明了方向。提出的“節(jié)水優(yōu)先、空間均衡、系統(tǒng)治理、兩手發(fā)力”的十六字方針,高度概括了最新的治水理念。與此同時,水利部開展并進一步推進水生態(tài)文明建設(shè),要求地方積極踐行治水的新內(nèi)涵和任務(wù)。水生態(tài)文明要求將生態(tài)文明理念融入到水資源開發(fā)、利用、治理、配置、節(jié)約、保護的各方面,以及水利規(guī)劃、建設(shè)、管理的各環(huán)節(jié)之中,堅持“節(jié)約優(yōu)先、保護優(yōu)先和自然恢復(fù)為主”的總體方針。湖泊生態(tài)系統(tǒng)作為“山水林田湖生命共同體”中的重要環(huán)節(jié),其綜合管理既是云南水生態(tài)文明建設(shè)的重要內(nèi)容,更是關(guān)乎區(qū)域生態(tài)平衡及可持續(xù)發(fā)展的重要舉措。在當前形勢下,云南高原湖泊綜合管理應(yīng)牢固抓住生態(tài)與經(jīng)濟社會發(fā)展之間的主要矛盾,針對保護、治理等工作中還存在的一些突出問題,明確各高原湖泊流域的特點及任務(wù)重點,總結(jié)并建立流域經(jīng)濟社會發(fā)展與環(huán)境保護的適宜模式,促進經(jīng)濟社會協(xié)調(diào)發(fā)展和社會和諧穩(wěn)定。

3構(gòu)建云南高原湖泊流域生態(tài)系統(tǒng)綜合管理模式

云南高原湖泊環(huán)境問題多具有“問題在水體,根源在流域”的特征,流域內(nèi)自然生態(tài)和經(jīng)濟社會系統(tǒng)的復(fù)雜性客觀上要求綜合多學(xué)科、多系統(tǒng)、多部門、多目標、多手段進行分析評估,以形成管理策略。為此,現(xiàn)運用綜合生態(tài)系統(tǒng)管理理論,建立具有自適應(yīng)調(diào)節(jié)性能的云南高原湖泊流域的綜合管理架構(gòu),探索高原湖泊保護與治理的模式。綜合生態(tài)系統(tǒng)管理是一門新興的交叉邊緣學(xué)科和方法,在生態(tài)系統(tǒng)管理理論的基礎(chǔ)上發(fā)展而來,主要運用系統(tǒng)工程手段和生態(tài)學(xué)原理來研究綜合生態(tài)系統(tǒng)的動力學(xué)機制和控制論方法,協(xié)調(diào)經(jīng)濟—社會—生態(tài)系統(tǒng)之間的耦合關(guān)系,來解決資源利用、生態(tài)保護和生態(tài)系統(tǒng)退化等問題,以達到多元惠益的目的,其講求系統(tǒng)性、整合性、進化性、平衡性及組織性。該方法目前在人文和自然資源管理、生態(tài)系統(tǒng)管理、生態(tài)安全管理等領(lǐng)域應(yīng)用較為廣泛。

3.1總體框架

按照綜合生態(tài)系統(tǒng)管理理論,結(jié)合云南省高原湖泊的特性,提出高原湖泊流域系統(tǒng)發(fā)展的總體框架。a)現(xiàn)狀認知。重點界定研究范圍,并完成現(xiàn)狀評估。首先,從高原湖泊復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的組成出發(fā),綜合理解湖泊流域生態(tài)系統(tǒng)、經(jīng)濟系統(tǒng)、社會系統(tǒng)等三大子系統(tǒng)之間的聯(lián)系,并按研究尺度初步界定三方系統(tǒng)邊界,包括自然條件、經(jīng)濟條件、管理條件、認知條件等;同時劃定各子系統(tǒng)的研究對象,明確不同層次的利益主體。其次,收集子系統(tǒng)基礎(chǔ)資料,以水資源和湖泊生態(tài)系統(tǒng)為重點,對流域各子系統(tǒng)進行現(xiàn)狀及價值評估,同時針對子系統(tǒng)之間互相響應(yīng)結(jié)果,梳理出矛盾關(guān)系。其中,子系統(tǒng)內(nèi)部及不同子系統(tǒng)之間的關(guān)系可從以下幾方面考慮:①湖泊生態(tài)子系統(tǒng)中水體—土壤—生物—氣候之間的關(guān)系、資源保護與利用之間的關(guān)系;②流域經(jīng)濟社會子系統(tǒng)中的資源利用—經(jīng)濟發(fā)展之間的關(guān)系、各產(chǎn)業(yè)之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系、生產(chǎn)—消費—循環(huán)利用之間的關(guān)系等;③子系統(tǒng)之間關(guān)系,包括經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境約束的關(guān)系、政府監(jiān)管與市場機制之間的關(guān)系等。b)目標設(shè)定。根據(jù)現(xiàn)狀及價值評估結(jié)果,按水生態(tài)文明視角下的云南高原湖泊生態(tài)系統(tǒng)良性發(fā)展思路初探定性與定量結(jié)合的方式,分別設(shè)定三大子系統(tǒng)的管理目標,總體上確保生態(tài)與經(jīng)濟的雙位發(fā)展,即生態(tài)系統(tǒng)維持穩(wěn)定性、健康性及完整性,并具備一定的自適應(yīng)能力,能滿足人類發(fā)展需求并保障經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展。c)系統(tǒng)構(gòu)建。按子系統(tǒng)范疇,結(jié)合現(xiàn)狀及管理目標,分別構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)模型和流域生態(tài)經(jīng)濟模型,并對子系統(tǒng)模型進行耦合。其中,生態(tài)系統(tǒng)模型可包含生態(tài)系統(tǒng)健康評價模型(如PSR、SVM等)、湖泊生態(tài)系統(tǒng)動力學(xué)模型等。d)自適應(yīng)管理。在自適應(yīng)控制思想的基礎(chǔ)上,以流域復(fù)合系統(tǒng)為對象,劃定資源、生態(tài)環(huán)境承載閾值范圍,形成以“辨識—決策—調(diào)節(jié)”為主要內(nèi)容的流域生態(tài)系統(tǒng)管理機制,確保流域內(nèi)污染物排放量不超過高原湖泊自凈能力,并引入風(fēng)險識別技術(shù),在區(qū)域生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)因人類活動影響導(dǎo)致不相協(xié)調(diào)之時,能采取相應(yīng)措施使之恢復(fù)穩(wěn)定、持續(xù)發(fā)展的狀態(tài),完成整個管理模式的自適應(yīng)調(diào)控。

3.2高原湖泊生態(tài)系統(tǒng)良性發(fā)展思路

考慮到云南高原湖泊現(xiàn)狀問題,要使其生態(tài)系統(tǒng)步入良性發(fā)展軌道,問題著眼點不能僅局限于高原湖泊的單一保護與治理,而應(yīng)跳出湖泊治理的慣有思維,從全流域角度統(tǒng)籌考慮山、水、林、田等與湖泊生態(tài)系統(tǒng)相關(guān)的生態(tài)要素,秉持復(fù)合系統(tǒng)觀,尋求高原湖泊良性發(fā)展之對策。現(xiàn)從水生態(tài)文明視角,針對綜合生態(tài)系統(tǒng)管理總體框架的關(guān)鍵環(huán)節(jié)提出相應(yīng)對策。a)調(diào)整經(jīng)濟發(fā)展方式,實施統(tǒng)一行政管理。優(yōu)化流域的生態(tài)經(jīng)濟結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)時空布局對流域生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)、使湖泊得以休養(yǎng)生息至為關(guān)鍵,也是水生態(tài)文明建設(shè)的基本要求之一。適時進行產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)換,避免出現(xiàn)污染風(fēng)險產(chǎn)業(yè),同時積極開發(fā)綠色農(nóng)業(yè)、工業(yè)、旅游業(yè)、文化產(chǎn)業(yè)等生態(tài)工程。充分考慮流域統(tǒng)一性和連續(xù)性,積極推動行政區(qū)劃管理,使高原湖泊流域劃定在同一行政區(qū)內(nèi),利于強化城市及重點區(qū)域的規(guī)劃與管理,也可促進資源管理一體化,更有利于促進高原湖泊流域保護與發(fā)展。b)深入基礎(chǔ)技術(shù)研究,探索湖泊保護模式。鑒于目前高原湖泊基礎(chǔ)理論研究薄弱,需深入開展高原湖泊生態(tài)系統(tǒng)影響機理、污染演變驅(qū)動機制、富營養(yǎng)化治理、動態(tài)監(jiān)測預(yù)警等基礎(chǔ)性研究,并側(cè)重于揭示湖泊—流域系統(tǒng)調(diào)控機理等方面的普遍規(guī)律,探索研發(fā)高原湖泊生態(tài)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。從社會—經(jīng)濟—生態(tài)復(fù)合系統(tǒng)出發(fā),綜合山、水、林、田等生態(tài)要素,在系統(tǒng)控源、生態(tài)修復(fù)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、水體保育、機制創(chuàng)新等關(guān)鍵環(huán)節(jié),深入研究并開創(chuàng)高原湖泊保護與治理的新模式。同時,有針對性地制定相關(guān)規(guī)劃,按規(guī)劃研究、論證和儲備一批重大項目,進一步明確發(fā)展方向及措施。c)強化體制機制改革,建立共建共管機制。完善法律法規(guī)建設(shè),為湖泊立法,針對撫仙湖此一類的戰(zhàn)略水體,從國家到地方都應(yīng)制定相應(yīng)保護法律,并制定完善循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展的法規(guī)文件。建立高原湖泊流域生態(tài)補償機制、水權(quán)轉(zhuǎn)讓機制、保護與開發(fā)互動機制、社會參與共建共管機制、資金投入機制、系統(tǒng)自適應(yīng)調(diào)節(jié)等管理機制,以保障管理體系能進一步完善。d)宣傳生態(tài)文明理念,形成共建共管合力。利用水生態(tài)文明建設(shè)的契機,持續(xù)開展環(huán)境保護意識教育,加大宣傳力度,并積極倡導(dǎo)健康環(huán)保的生產(chǎn)、生活習(xí)慣,對民眾的行為進行規(guī)范引導(dǎo),增強公眾參與的主動性和自覺性,提高全社會對于水資源保護的意識,以形成共生存、共促進、共建管、共治理的合力。

4結(jié)語與展望

高原湖泊是云南生命系統(tǒng)的重要支撐,其保護與治理工作已歷經(jīng)二十余年,保護與開發(fā)之間的博弈如何平衡,一直是關(guān)鍵點及難點所在。因高原湖泊流域綜合管理是一項復(fù)雜系統(tǒng)過程,比一般水體治理更具不確定因素和多目標特性。運用綜合生態(tài)系統(tǒng)管理理論,從水生態(tài)文明視角下的社會—經(jīng)濟—生態(tài)復(fù)合系統(tǒng)出發(fā),搭建云南高原湖泊流域的綜合管理架構(gòu),雖進行了一些開拓性研究和探索,但仍存在大量的規(guī)劃管理及技術(shù)問題,有待今后進一步研究。

作者:施曄 單位:中水珠江規(guī)劃勘測設(shè)計有限公司