云南高原湖区综合开发研究_湖泊论文

云南高原湖区综合开发研究_湖泊论文

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云南是我国淡水湖泊资源最集中的地区之一,同时多属于源头型湖泊,湖泊的自然生态状况不仅影响该地区的生态环境,而且直接影响下游平原地区的生存环境。

一、湖区复合生态系统

(一)构成要素

云南高原湖区是一个集自然、经济、社会为一体的复合式生态系统。社会生态子系统以人口为中心,以满足湖区居民的生活需求为目标。经济生态子系统以资源(能源、物质、信息、资金等)为核心。自然生态子系统包括植物、动物、微生物和自然环境(土地、地质、地貌、水体、大气、景观等),它以生物与环境的协同共生及环境对湖区内活动的支持、容纳、缓冲及净化为特征。

(二)湖泊自然子系统的生态地位

高原淡水湖泊自身作为微生态系统,在湖区大生态系统中发挥着不可替代的作用:湖泊中的淡水资源不仅是高原人民生存的保障,同时,湖泊微生态环境是维系湖区生态环境良性发展的重要环节。然而,人类对高原淡水湖泊的价值和作用认识不够,生态意义上的湖泊正在向功能意义上的“循环池”、“净化池”转变,湖滨地带往往成为充满城市废水和垃圾的场所,由湖泊带来的生态优势流失殆尽。

湖泊在长期演变过程中形成的资源是复合式的资源,各类资源共寓于湖泊这一统一的综合体中,彼此互为条件,并相互影响和制约。因此,对湖泊中赋存的任一资源的开发都将是牵一发而动全身,会导致整个湖泊综合体的变化。加上云南高原湖泊自身的特征及受高原环境的影响,该生态系统极其敏感而脆弱。在利用湖泊资源时,对湖泊的特性要有充分认识,保持自然生态系统的最佳平衡,使可更新资源能够得以恢复和再生。

二、云南高原淡水湖泊的特点及对湖区发展的作用

(一)云南高原淡水湖泊的特点

区内湖泊多为在断陷盆地基础上发育成的构造湖。这类构造湖的特点是南北长、东西窄,湖泊多夹峙在两山中间,湖岸陡峭,沿岸带以基石组成为主,除部分有亚沿岸带的水下浅滩发育外,大部分湖盆结构是由沿岸带向深水带直接过渡,湖底较平,湖滨平原狭窄。湖深而水清澈(其中抚仙湖最大水深为157米,是我国第二深湖);湖水的透明度随水深的增加而变高。

全省主要湖区属亚热带季风气候区,多分布在海拔1280-3266米的高原盆地之中,且多处于几大水系流域的分水岭地带(如滇池处于金沙江与珠江的分水岭地带,抚仙湖处于珠江与红河分水岭地带)。湖泊汇水面小,几大水系流域地区均属于径流的中、低值区,河流源近流程短,河水补给量少,过境水量少。因此湖泊年水位变幅不大,一般在1-2米左右,湖南蒸发常高于湖面降雨。多数湖泊仅有一条出湖河流,有的靠暗河排泄,湖泊换水周期长。

(二)云南高原淡水湖泊对湖区发展的作用

高原淡水湖泊作为湿地的一种类型,是自然界富有生物多样性和较高生产力的生态系统,其生态功能的核心是作为可净水的生态系统的应用。它不但具有丰富的资源,还有巨大的环境调节功能和生态效益,在提供水资源、调节气候、涵养水源、均化洪水、促淤造陆、降解污染物、保护生物多样性和为人类提供生产、生活资源方面发挥了重要作用。在参与湖区生态系统的循环中,对湖区发展的影响力巨大。

1.高原淡水湖泊对湖区发展的积极作用

第一,改善城市物流链。城市中线形的物质流动,物流链很短,资源利用效率低,还污染了环境。但如果在条件适合的情况下引入湖泊生态系统,则城市水循环从水源经过净化后进入生产生活使用,再排出经过湖泊系统净化后排入自然,人们生产生活环节后排出的废水经处理后成为湖泊系统的原料,物质可以得到分层多级利用,物流链变长,最后无害排入自然界。湖泊净水技术的生态学实质就是改善了水在城市中的物流链。

第二,增强城市生态系统的自我调节和维持能力。城市生态系统是自我调节和自我维持能力很薄弱的生态系统。当自然生态系统受到外界干扰时可以借助于自我调节和自我维持能力以维持生态平衡;城市生态系统受到干扰时,其生态平衡只有通过人们的正确参与才能维持。而湖泊系统自身强大的生态机能和相对稳定性有利于加强城市生态系统的自我调节和自我维持能力。

第三,调节区域小气候。湖泊的蒸发在附近区域制造降雨,使区域气候条件稳定,具有调节区域气候作用。湖泊系统能同时提供绿化和水体,改善地面的热效应,降低小气候温度,增大湿度;改善地表透水性,有效补给地下水。随着工农业生产和人类其它活动以及径流等自然过程带来农药、工业污染物、有毒物质进入湖泊,湖泊的生物和化学过程可使有毒物质降解和转化,使当地和下游区域受益。

第四,丰富城市生物物种。城市生态系统的主体是人,人在生态系统中的绝对优势造成城市生态系统物种单一,各物种间关系脆弱。湖泊系统作为物种最丰富的生境之一有利于改善这种情况。湖泊提供的莲、藕及鱼、虾等富有营养的副食品,还间接带动了加工业的发展;湖区的农业、渔业和副业生产在相当程度上要依赖于湖泊提供的自然资源。

第五,调蓄洪水,防止自然灾害。湖泊在控制洪水、调节水流方面功能十分显著。湖泊在蓄水、调节河川径流、补给地下水和维持区域水平衡中发挥着重要作用,是蓄水防洪的天然“海绵”。

第六,发展旅游业。湖泊具有自然观光、旅游、娱乐等美学方面的功能。湖泊因独特的自然景色可开辟为旅游和疗养胜地。滇池、抚仙湖、洱海等都是著名的风景区,除可创造直接的经济效益外,还具有重要的文化价值。

第七,在实践中培养协作精神与教育作用。城市中各部门分割,缺乏自觉的相互合作,各自为政、各行其事的现象造成只追求局部效益和部门最优的结果。湖泊系统的建设则需要各部门,如规划、环保、防洪、绿化等部门的通力合作。这样的工程有利于各部门在合作中形成如自然生态系统中那种互利共生的关系和追求整体最适的目标。此外,作为生态技术和城市景观双重身份的湖泊系统在城市中有积极的教育意义,有利于教育人们在与自然系统的接触中形成与自然协调一致的生活方式,树立正确的土地道德,把把人类在人与自然共同体中以征服者的面目出现的角色,变成这个共同体中平等的一员和公民。

2.高原淡水湖泊对湖区发展的制约因素

第一,湖泊生态系统极其脆弱,在湖区发展城镇,湖泊生态系统的物质、能量流性质发生变化,湖泊生态系统成为湖区生态系统中的一部分。因此湖泊周边发展的生产、生活的功能要求能够与湖泊本身系统协调统一,共生循环。

第二,云南高原湖泊是一个相对稳定而独立的生态系统,其特性决定湖泊的环境容量(包括淡水资源、湖滨土地资源、调节湖区小气候的能力等),也决定了湖泊的承载能力。因而湖泊周边城镇发展的规模(用地规模、人口规模)要充分考虑湖泊的环境容量因素,不能超负荷盲目扩建,以避免发展失衡。

第三,云南高原湖泊多处于占省国土面积6%的平坝区,四周是山区,平坝面积有限,城镇用地往往只限于湖边的冲积平原,城镇发展用地受到极大限制。

第四,由于云南高原湖泊的成因及其水量平衡的特点,换水周期相对长(如抚仙湖湖水滞留时间约200年);且湖泊往往位于城市的下游,湖泊一旦受污,很难在短时间内恢复。因而对排入湖泊的污水性质及数量有很大限制。

正因为湖泊资源与湖区的发展有如此密切的关系,因而在对湖区进行发展规划时,一定要充分考虑湖泊这一自然因素的作用,以科学揭示湖区生态系统运动发展规律和调节控制机理。

三、湖区生态系统失衡的内因

近几十年来,随着湖区经济的发展,湖泊面积不断缩小。50年代初,云南湖泊面积约1124平方公里,但历年“围湖”或“涸田”共86平方公里,占总面积的7.6%。湖泊水污染的状况也不断加剧:九大湖泊中除抚仙湖、泸沽湖、洱海和阳宗海外,其余5个湖泊的水质都达不到国家3类水标准(滇池、杞麓湖、异龙湖被严重污染,水质低于5类水标准);一些水域用来灌溉农田都不安全,水体富营养化异常严重,蓝藻爆发频繁。即使目前水质最好的抚仙湖、泸沽湖,岸边及旅游景点水域的水质也出现了恶化趋势,有些地方水质已经降低到3类。

与此同时,湖区不合理的土地利用结构不仅造成农业生产结构单一,而且由于农田径流的结果,使农田非点源污染成为湖泊的一大污染源。森林植被破坏,水源减少,水土流失加重。50年代初,全省湖区森林覆盖率约50%,而现在下降到6%-32%。过去大片的森林吸收和保住了季风雨,雨水慢慢渗入土地,到旱季再释放出来。高原湖泊流域干湿季节分明,每年雨季的雨量占全年降雨的60%以上,而且雨量分布不均,山区最大,坝区次之,湖区最小。没有森林植被的吸附,大部分降雨直接流入河流,丧失了对于封闭的高原内陆湖泊十分珍贵的水源。

从生态控制论的观点看,生态系统功能正常与否的关键在于自我调节能力的强弱。自然的顶极生态系统大多以资源的有效利用为特征。这样的生态系统处在一种动态平衡的“稳定”状态:系统资源的损失最少,增长是自给的。这需要充分遵循循环再生、协调共生、持续自生的生态原则。在云南高原湖区,由于人类活动的不合理参与,系统各组分间的关系由环状变为线状,系统的自组织功能受到破坏。

“水”和“土地”是湖区生态系统运行的核心,系统的自组织能力表现为水因子的良性循环。湖区生态系统失衡的重要环节在于湖泊受污。“水”因子因其独特的性能,既是生态系统中的“驱动因子”,也成为最终的受害者。城市生产用水、湖周聚居点排水、旅游服务点污水、农田径流等不同形式的污水直接流入湖泊,大量有机质导致湖泊的富营养化,在一定程度上破坏了湖泊系统中各因子的原生作用,改变了系统的结构功能,湖泊的生态调节机制丧失。

土地资源的不合理利用是造成湖水受污很关键的因素。人类为追求其自身利益,在湖滨修建居民点、布局旅游设施、安排生产活动,在土地肥沃的湖周滩地进行农业耕作,在森林覆盖的山坡进行砍伐、开矿。土地作为载体,不合理的土地利用格局一方面简化了污水排入湖泊的渠道,另一方面减少了土地对污水的过滤、净化、保持作用,导致污水直接进入湖泊。生态系统的平衡链也就是从“土地”这个环节开始断裂,进而改变了整个系统的自控机制。因而,调整人类获取生活资料的方式,最重要的是改变土地的利用模式,是维系生态系统平衡的关键。

因此,应用生态学的原理和最优化的方法去调控湖区生态系统各组分间的关系,提高物质转化与能量利用的生态效率,保证湖泊资源的最佳自然状态,以充分发挥其在湖区的生态地位,促进人与自然和谐的生态平衡十分重要。

四、湖区综合发展的战略与对策

云南高原湖区的发展规划要在充分满足湖区生态环境的条件下进行,重视规划区域内人工生态因子(如土地利用状况、产业布局状况、环境污染状况、人口密度和分布及城市基础设施分布等)和自然生态因子(气候、水系、地形地貌、生物多样性、资源状况等)的动态变化过程和相互作用特征,研究物质循环和能量流动途径,进而提出资源合理开发利用、环境保护和生态建设的规划对策。

(一)对湖区环境进行分区整治

为了强化湖区环境空间的全方位管治,将湖区开敞空间划分为各类保护区,分别制定保护、开发措施,为土地开发建设提供指导依据。根据抚仙湖具体情况,建议划分为水源保护区、风景旅游区、农业生态区、水土流失生态恢复区、城镇用地控制区等区域,并分区制定治理、保护措施,实现开敞空间土地利用的全方位控制。同时,要注重湖滨带的保护。湖滨带是湖泊水域的最后屏障,也是湖泊生态系统中极其敏感而脆弱的地带,在保持生物多样性、维护湖泊系统等方面起着重要作用,应注意加强湖滨带保护措施的落实,优化湖滨生态结构。

(二)优化土地利用结构与空间布局

城镇建设发展、湖区农村居民点建设、旅游设施开发、湖周滩地进行农业耕作、开采矿山、旅游点建设等活动无不以土地资源的非生态转化为目标。同时,山坡地的农业开发、半山区或部分山区原生植被破坏、次生植被的环境再生能力降低等生态效益很低的不恰当土地利用方式,减少了地表蓄水能力,地下水的补充源受到影响,一定程度上加速了其它生态因子的原生作用的丧失。湖区内湖滨带、平坝区和缓坡区、山地等不同地段的土地具有不同的生态特点,不同性质土地的生态敏感性、对湖区水循环的影响程度有异,所以,根据不同地段生态特点恢复其自然生态特性,是湖区土地合理利用的首要环节。另一方面,对造成污染的地区采用针对性改造措施,是恢复各地域用地原生功能的关键。

(三)严格控制入湖污染物的总量

实行总量控制计划,减少点源污染。严格控制排入湖泊的污水量,对城镇生活、生产污水集中处理,对旅游景点污水进行控制,集中或搬迁乡镇企业,改善污水处理能力。降低非点源污染。云南高原湖泊非点源污染显著,尤其是农田暴雨径流影响明显。治理湖周排污渠道,加强水源涵养林的恢复与保护,减少内源污染。云南高原湖泊“水华”现象频繁发生,需要研究其成因及防治方案,控制湖泊的富营养化。

(四)产业结构合理调整

湖区往往是高原农业主产区,农业使用的化肥、农药等往往随雨水流入湖中,对湖泊的污染很大。因而防止农地的水土流失和尽量减少农药的使用极为重要。对于坡度大于10度的耕地必须进行改造巩固,可将耕地改造成台地,地埂上种植经济林木,地中种植郁闭度较大的农作物;在坡度较缓的地带,可采用林农带状兼作耕作技术,选用冠幅较小的经济林木和植株矮小的农作物进行兼作。

从发挥比较优势角度出发,提高资源开发利用的效益,延伸资源开发的产业链,促进工业化进程和脱贫步伐。工业的发展方向是新型轻型化、服务化、高增加值、无(轻)污染的工业项目;积极发展生态环境型绿色产业。

大力加强第三产业特别是旅游业的发展,从而带动中心城市金融保险、商贸、交通运输、邮电通讯、房地产和信息咨询等服务化产业发展,加速第三产业的质量扩张,推动城镇现代化建设。

(五)旅游开发保护措施

为保护风景资源及整个景区的生态环境,可将风景区分级保护。一级保护区(即风景游览区),是风景区的核心部分,应对其范围内的地貌、水体、山石、植被及文物古迹等严加保护。以湖泊为中心,包括景点和联系景点的主游路线的一定范围内为二级保护区,该区域内不准任意破坏林木山石、溪流,严禁开山采石、挖沙、伐木;一切建筑物和工程构筑物要因地制宜,建筑风格与形式要与风景区基调协调,注意民族风格与地方色彩。与风景区相邻的外围保护地带为三级保护区,该区的保护主要是保护整个风景区的环境空间,提倡封山育木,植树造林绿化荒山,以形成风景区外围的绿色保护屏障。

(六)行政管治措施

长期以来,缺乏湖区流域的统一机构和有效的管理体制,湖区流域的山林、水体以及物理环境治理分别属于林业、农业以及环境保护部门切块管理,不利于统一行动,同时缺乏强有力的管理措施。为了加强湖区流域生态环境建设,应该成立专门的湖区流域管理机构,统一流域生态环境建设管理,同时制定强有力的流域环境管治制度,将湖区生态环境保护、湖区污染控制与治理纳入统一管理轨道。这是湖区生态环境建设的重要环节。

收稿日期:2001-01-05

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