长江流域综合规划中的生态学原理及其体现

摘要:面对新时期长江流域水生态保护的新要求，新一轮长流规修编工作广泛吸取了近年来国内外生态系统研究的先进理念与技术成果。对流域综合规划中的生态系统完整性、生态系统承载力、生物多样性、生态系统服务功能等生态学原理应用情况进行了解析。鉴于生态系统复杂性，认为开展长期综合监测、完善技术支撑体系，是确保长江流域综合规划顺利实施、开展效果科学评估，以及适应性管理的关键。

关键词:流域综合规划; 流域管理; 水生态保护; 长江流域

中图法分类号: TV212 文献标志码: A 文章编号: 1001-4179(2013) 10-0015-03

2012 年，国务院以国函［2012］220 号文批复了《长江流域综合规划(2012～2030 年) 》(以下简称“长流规”)，此次修编广泛吸取并应用了近年来国内外生态系统研究的先进理念与技术成果，初步形成了生态系统可持续性利用的良好局面，是长江流域综合管理的一次重大突破。

1 基于生态服务功能，明确区域主体生态功能

生态系统服务功能是生态系统形成和所提供的产品、环境条件和效用的总和，包括供给、调节、文化、支持等多种功能。生态系统服务功能是人类赖以生存和发展的基础。新一轮的长流规修编中，更加注重多样性生态系统服务功能。长江流域面积大、人口密集、经济产值高，在我国经济社会发展中占有极其重要的地位。同时，长江流域分布有水源涵养、土壤保持、防风固沙、生物多样性保护、洪水调蓄、产品提供、人居保障等多种生态功能区，在维持生态平衡、保障全国生态安全等方面，生态地位非常显著［1-2］。在以往综合规划中，较多强调生态系统的供给功能，如供水、发电、渔业生产，而对生态系统的调节与支撑功能重视不足［3］。

新一轮流域规划与全国主体功能区规划、全国生态功能分区和全国水资源分区相结合，以水生态系统为研究对象，综合考虑区域水文水资源特征、河流生态功能以及水工程的影响，利用GIS 技术划分全国水生态分区。在水生态分区基础上，综合分析不同区域的水生态系统类型、重要敏感生态保护对象、主要生态功能及其空间分布特征，识别各规划河段主要水生态问题，有针对性地提出生态保护与修复的总体布局和措施方向，协调各规划河段开发利用与水生态保护的关系。规划开始阶段，长江水利委员会(以下简称“长江委”) 安排开展了《长江流域生态环境敏感区保护研究》工作。工作成果辨识了流域内重要生态环境的敏感区，分析了不同敏感区保护存在的问题，确定了流域水资源开发利用的生态环境制约因素，为科学制定水资源和生态环境保护规划奠定了坚实的基础。在实际应用中，以水生态系统主导功能确定了不同区域的主导生态功能，在具有多种水生态功能的地域，以水生态调节功能优先; 在具有多种水生态调节功能的地域，以主导调节功能优先。在此基础上，依据不同区域自然地理、气候背景与鱼类区系组成，将长江流域划分为河源区、长江上游、长江中下游与河口区4 个大区。在各个大区下，再依据河道形态进行次级划分，并根据相关法律、法规及研究成果，确定不同河段的主导生态功能与重点保护区域，形成了多样性的规划保护格局。

2 基于生态系统承载力，科学规划布局

生态承载力是指在某一时期，某种环境状态下，某一区域环境对人类社会、经济活动支持能力的限度［4］。人类赖以生存和发展的生态系统既为人类活动提供空间和载体，又提供资源并容纳废弃物。对于人类活动来说，生态系统的价值体现在能对人类社会生存发展活动的需要提供支持。由于生态系统的组成物质在数量上有一定的比例关系、在空间上具有一定的分布规律，因此对人类活动的支持能力有一定的限度。在长流规修编过程中，充分考虑了不同区域的生态承载力，结合不同水体的生态主导功能，进行了科学的规划布局。按照有序开发和可持续利用的原则，根据长江干流上游河段的河流特点、资源环境状况，以及开发与保护要求，将长江干流上游河段划分为水能资源禁止开发区、规划保留区和开发利用区等4 类; 将宜宾以下干流河段岸线划分为岸线保护区、保留区、控制利用区和开发利用区3 类; 将宜宾以下干流河段划分为禁采区、可采区和保留区3 类采砂区域。

新一轮的流域规划中，基于生态系统承载力的流域水生态保护与修复主要体现在以下两个方面。

(1) 空间尺度总体布局。江源区以原生态保护为主，上游地区以多种珍稀特有物种为主要保护对象，这两个空间以环境结构、水文过程完整性保护为着力点，重点保护河流、湖泊、沼泽湿地等高原鱼类和水生生物的自然生境，遏制湖泊萎缩和沼泽湿地干涸退化的趋势。中下游地区以生物群落结构、水文过程完整性保护为重点，主要保护多种鱼类的渔业资源种质与数量，并保护河流、浅水湖泊湿地等水生生物、两栖生物和鸟类的自然生境。

(2) 特定区域内的措施布局。以恢复生态系统结构与功能完整性为目标，围绕生物群落结构、环境结构、水文过程、水质等4 个方面，规划实施濒危物种救护、人工增殖放流、建立种质资源保护区等保护物种与生物资源，实施关键栖息地保护与恢复、过鱼设施建设等维持江湖连通性，改善环境结构，通过生态调度、保障生态环境需水等方式实现水文过程完整性，实施污染治理、分层取水、生态调度等以改善水体理化条件。

3 基于生态系统完整性，开展评估与修复

生态系统完整性是资源管理和环境保护中一个重要的概念。它主要反映生态系统在外来干扰下维持自然状态、稳定性和自组织能力的程度［5］。评价生态系统完整性对于保护敏感自然生态系统免受人类干扰的影响有着重要意义。耗散结构理论表明，外界压力和反映系统自组织能力的生物、物理、化学完整性和生态系统功能等对生态系统的完整性有良好的指示作用。目前，人们主要从两个不同的角度来理解生态系统完整性的内涵［6］。一个是从生态系统组成要素的完整性来诠释，认为生态系统完整性是其在特定地理区域的最优化状态，在这种状态下，生态系统具备区域自然生境所应包含的全部本土生物多样性和生态学进程，其结构和功能没有受到人类活动胁迫的损害，本地物种处在能够持续繁衍的种群水平［7-8］。另一个是从生态系统的特性来阐释，认为生态系统完整性主要体现在以下3 个方面: ①生态系统健康，即在常规条件下维持最优化运作的能力; ②抵抗力及恢复力，即在不断变化的条件下抵抗人类胁迫和维持最优化运作能力;③自组织能力，即继续进化和发展的能力［9］。从耗散结构理论来看，两个不同的角度对生态系统完整性内涵的理解实质上是一致的。

新一轮长流规修编中，对于生态系统完整性主要体现在两个方面。

(1) 根据生态系统完整性原理，建立健康长江控制性指标体系。在规划之初，长江委就安排开展了《健康长江控制性指标研究》工作［10］，指导长江流域规划的顺利开展。其中，鱼类作为终身生活在水中的顶级消费者，不仅通过下行效应调整水域生物群落的结构，而且在较大尺度上表征了各种人类活动对水域生态系统的综合影响，采取鱼类和不同水生生物建立的生物完整性指标体系，在综合评定水域生态系统健康中发挥了重要作用，是此次长流规修编的基础和创新性工作，也是将来流域管理的重要工作依据。

(2) 生态系统完整性耦合了其结构与功能，指明了以生境多样性保护进行生物多样性保护的途径。物种是有机体在长期进化过程中不断适应环境而形成的。适宜、完整的生境条件，是保障个体生存、种群增长、物种延续的基本条件。针对流域规划对自然生境的影响，在新一轮的规划修编中，着重采取了生境保护与修复的方式进行水生态系统修复。一方面，在流域规划布局中，对不同河段与河湖连通性作出了要求，合理规划布局拦河设施建设，保证完成个体生活史。另一方面，采取多种技术手段，减缓开发对流域所造成的不利影响，如开展水库生态调度试验，部分恢复水生生物所必须的水文条件; 建设过鱼设施，恢复因工程建设而阻隔的江湖、河段之间的连通性; 采取分层取水措施，恢复水生生态系统过程的适宜水温条件; 采取建设生态护岸、人工栖息地、人工湿地等措施，增加渠化河道的生境多样性与复杂性等。在此基础上，针对江河湖库生态系统能够完善的需求，开展增殖放流工作，实现流域水利建设与生态保护的双赢［11］。

新一轮流域规划综合了水生态系统各要素，包括生物群落结构、环境结构、水文过程、水质等，以此判别流域水生态状况与保护对象。其中，水质归属在水资源保护规划中统筹考虑。生物群落结构现状与保护对象判别包含了重要水生生物资源、生物多样性两个方面。长江流域共记录鱼类400 余种，其中淡水鱼类约348 种。在国务院批准颁布的《国家重点保护野生动物名录》中，在长江流域分布的有中华鲟、白鲟、达氏鲟、胭脂鱼、川陕哲罗鲑、滇池金线鲃、秦岭细鳞鲑、花鳗鲡和松江鲈鱼等9 种，其中，中华鲟、白鲟、达氏鲟为国家一级保护动物。流域规划水生态环境结构和水文过程现状与保护对象判别主要集中于重要生境，包括鱼类栖息地、重要湿地、自然保护区、风景名胜区等，明确了白鲟、中华鲟、胭脂鱼、四大家鱼的主要产卵场， 72处国家级水产种质资源保护区、40 处湿地保护区和359 处风景名胜区。最后，综合生物群落结构、环境结构和水文过程现状，判别出了54 个规划保护单元，确定了其规划保护对象。

4 基于整体性与源汇关系，加强适应性管理

生态系统管理是在充分理解生态系统组成、结构和功能过程的基础上，制定适应性的管理(Adaptive management) 策略，以恢复或维持生态系统整体性和可持续性［12］。生态系统管理属于学科交叉的研究领域，包括生态系统和管理两个重要概念的集合。一方面，生态系统管理必须要有明确的目标，它由决策者最后确定，但同时又具有可适应性，即可根据实际情况进行修改。新一轮流域规划较好地体现了生态系统管理的思想。

首先，流域作为一个相对封闭的系统单元，具有明确的地理边界与功能特征，是实施系统管理的有效单元。新一轮流域规划中，不仅将整个长江流域作为一个巨系统进行规划管理，同时也跳出行政区划限制，对各个重要支流流域进行规划，在“90 长流规”的基础上，新一轮规划中的主要支流与重要湖泊增加到48条。

其次，从源汇关系上分析，江河湖库是流域内重要的物质汇集区。对江河湖库的治理不能仅局限于其本身的治理，还必须将管理范围向陆面拓展。新一轮的流域规划中，依据流域水资源管理的需要，对排污总量与水土保持也进行了规划。规划1 726 个水功能一级区中点源限制排污入河控制量为: 2020 年COD 为251．1 万t，氨氮为27．2 万t; 2030 年COD 为224．4 万t，氨氮为23．8 万t。2020 年，规划治理水土流失面积21．2 万km2，其中坡改梯1．4 万km2，营造水土保持林5．1 万km2、经果林2．9 万km2，种草0．9万km2，保土耕作1．2 万km2，实施生态修复9．7 万km2 ; 至2030 年，共治理水土流失面积39．8 万km2。按照排污总量与水土保持规划要求，治理后可有效降低入河营养负荷，将有利于维护水域生态系统健康。

再次，整体性观点将人作为生态系统的重要组成部分。人类作为生态系统的一员，既得益于生态系统的哺养，又因自身的演化及对科学技术的掌握已经在一定时空尺度内摆脱了生态系统的反馈控制。因此，在充分认识生态系统结构和功能完整性的基础上，发挥人类的主观能动性，采取积极措施调控生态系统，维护生态系统的抗干扰能力，也是新一轮长流规修编中实现“在保护中促进开发，在开发中落实保护”的重要体现，是流域生态系统可持续性管理的关键。

5 结论与展望

新一轮长江流域综合规划的修订，彰显了党的十八大报告所提出的“尊重自然、顺应自然、保护自然”的生态文明理念，坚持了“节约优先、保护优先、自然恢复”为主的方针，是新时期贯彻落实科学发展观和推进生态文明建设的重要体现。然而，生态系统是一个典型的复杂系统，人类对生态系统结构和功能的多样性、自组织性及有序性等诸多方面的认识存在一个渐进的过程［13］。同时，生态系统对人类活动干扰的响应，通常显现出一定程度的时滞性，长江流域水生态环境的变化及问题，需要长期、系统的观测和基础资料积累［14］，一些新问题其解决途径也有待在流域规划实践中逐步发现。因此，为进一步认知流域生态系统并促进相关生态环境问题的解决，加强综合监测体系建设，完善技术支撑体系，也是长江流域水生态保护与修复规划的主要规划内容之一。我们坚信，在科学发展观的指导下，坚定不移地践行生态文明建设理念，长江流域综合治理开发与保护工作必将得到更加丰硕的成果。

参考文献:

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Ecological principle and its realization in comprehensive planning of Yangtze River Basin

CHANG Jianbo，CHEN Xiaojuan，QIAO Ye

作者简介:常剑波，男，所长，研究员，博士生导师，主要从事水工程生态研究。