張 翔，劉浩源， 吳志廣， 張 鵬， 歐陽碩， 李 建， 王 駿

(1.武漢大學(xué) 水資源與水電工程科學(xué)國家重點實驗室，武漢 430072；2.長江科學(xué)院 武漢 430010；3.長江水利委員會水文局長江水文水資源分析研究中心，武漢 430010； 4.長江水資源保護(hù)科學(xué)研究所 水生態(tài)環(huán)境研究中心，武漢 430051； 5.南京水利科學(xué)研究院 生態(tài)環(huán)境研究所，南京 210029)

1 研究背景

長江經(jīng)濟(jì)帶作為我國經(jīng)濟(jì)重心所在、活力所在，對國家經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展全局具有重要意義[1]。然而長江流域經(jīng)濟(jì)高位增長的同時，由于長期高強(qiáng)度開發(fā)的累積效應(yīng)和缺乏科學(xué)的空間開發(fā)管控，導(dǎo)致長江流域生態(tài)環(huán)境安全狀況形勢嚴(yán)峻[2]，粗獷的發(fā)展模式也帶了流域內(nèi)水資源、水環(huán)境、水生態(tài)、水災(zāi)害等一系列的問題。習(xí)近平總書記在長江經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展座談會上的講話中強(qiáng)調(diào)，推動長江經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展必須從中華民族長遠(yuǎn)利益考慮，把修復(fù)長江生態(tài)環(huán)境擺在壓倒性位置[3]。雖然當(dāng)前長江大保護(hù)各項工作穩(wěn)步高效推進(jìn)，取得了階段性進(jìn)展和成效[4]，但仍面臨一些問題和挑戰(zhàn)亟需解決[5]，例如流域內(nèi)水資源供需矛盾日益突出，局部地區(qū)仍面臨缺水問題；自然水文條件遭到破壞，水生物種多樣性和完整性受到威脅；化工圍江、農(nóng)業(yè)、航運污染等風(fēng)險仍將持續(xù)存在；極端氣象水文事件頻發(fā)，防洪抗旱面臨新形勢等等。本文基于長江流域各方面的長系列觀測數(shù)據(jù)及文獻(xiàn)記載資料，從流域水系統(tǒng)角度對長江水資源、水環(huán)境、水生態(tài)及水災(zāi)害等問題基本態(tài)勢及其關(guān)聯(lián)關(guān)系進(jìn)行了剖析，以期為“十四五”中提升長江生態(tài)文明建設(shè)水平、健全長江大保護(hù)法治體系、保障長江流域水安全、推動長江經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展提供基礎(chǔ)科學(xué)依據(jù)和新思路。

2 長江流域 “四水”問題的基本態(tài)勢

2.1 長江水資源問題

2.1.1 水資源合理開發(fā)利用仍需加強(qiáng)

長江流域降雨量和徑流量比較豐富，但時空分布不均，已建工程調(diào)控能力不足，導(dǎo)致局部地區(qū)和部分時段缺水，與經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需求不相適應(yīng)。上游地區(qū)缺乏骨干調(diào)蓄工程，已建工程老化失修，工程性缺水現(xiàn)象突出，一些高原平壩和河源局部區(qū)域還存在資源性缺水問題；中游部分丘陵山區(qū)仍存在較嚴(yán)重的工程性缺水現(xiàn)象；下游地區(qū)受水污染和河口段咸潮上溯影響，存在季節(jié)性水質(zhì)性缺水問題。流域內(nèi)以滇中高原、四川盆地、湘中湘南地區(qū)、吉泰盆地、豫鄂南陽盆地等地水資源供需矛盾最為突出，部分大中城市還存在各種類型的缺水現(xiàn)象，區(qū)域用水安全無法得到保障。節(jié)水型社會建設(shè)尚未得到應(yīng)有的重視，節(jié)水灌溉面積僅占有效灌溉面積的30%左右[6]，工業(yè)用水重復(fù)利用率低，城市管網(wǎng)漏損較嚴(yán)重。水能資源開發(fā)要求與生態(tài)環(huán)境保護(hù)和移民安置的矛盾日益突出。航道、港口基礎(chǔ)設(shè)施薄弱，航運發(fā)展尚不能滿足經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需要。

2.1.2 大型引調(diào)水工程建設(shè)與管理面臨新的挑戰(zhàn)

近年來，長江流域大型引調(diào)水項目如南水北調(diào)東線、南水北調(diào)中線、滇中引水、引江濟(jì)淮、引漢濟(jì)渭引江濟(jì)漢、引江補(bǔ)漢等已通水運行或正在建設(shè)，南水北調(diào)西線也正在開展前期工作。長江流域已建、在建或規(guī)劃的引調(diào)水工程總規(guī)模超400 億m3。引調(diào)水工程的實施一定程度上改變了水源區(qū)水資源時空分布，減少了下游河道水量，進(jìn)而改變了河道下游的水文情勢和水環(huán)境容量，水量和水質(zhì)的改變也影響著下游河流和湖庫的生態(tài)系統(tǒng)。多個引調(diào)水工程的相繼實施會使得以上影響疊加，進(jìn)而對整個流域的水文情勢和水生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生一定的累積效應(yīng)。新形勢下的長江流域大型引調(diào)水工程的實施，對于流域引調(diào)水工程、控制性水利樞紐群的科學(xué)管理及跨流域水資源優(yōu)化配置都提出了新的挑戰(zhàn)和更高的要求。

2.1.3 流域水資源管理有待進(jìn)一步強(qiáng)化

流域水資源管理對支撐長江經(jīng)濟(jì)帶可持續(xù)發(fā)展具有重要意義，現(xiàn)如今流域依法管水的法律法規(guī)體系尚不盡完善，涉水各部門、各地區(qū)及各利益主體的權(quán)責(zé)較為模糊，流域管理與區(qū)域管理相結(jié)合的體制需要進(jìn)一步完善，流域水行政事務(wù)管理還需進(jìn)一步規(guī)范化和制度化，高效的跨部門跨行業(yè)協(xié)調(diào)機(jī)制尚待建立；水資源市場化配置機(jī)制、公眾參與意識等仍需要大力培植；責(zé)任追究制度、監(jiān)督管理機(jī)制建設(shè)比較欠缺，執(zhí)法監(jiān)督能力還需進(jìn)一步加強(qiáng)；水資源管理信息現(xiàn)代化水平和科技支撐能力尚待提高。

2.2 長江水環(huán)境問題

2.2.1 局部地區(qū)傳統(tǒng)水環(huán)境問題依然存在

長江干流水質(zhì)總體良好，但流域內(nèi)湖庫富營養(yǎng)化問題依舊突出，貧營養(yǎng)湖庫消失，輕度富營養(yǎng)化湖庫成為主體。湖北泗河、神定河、安徽南淝河、云南程海、滇池等水域部分監(jiān)測斷面水質(zhì)長期為劣Ⅴ類，巢湖、滇池、洪湖、太湖及長湖等大型湖泊的水質(zhì)難以滿足各種用水功能要求；三峽水庫自蓄水以來，支流營養(yǎng)鹽濃度升高，回水區(qū)富營養(yǎng)化，水華次數(shù)增多成為庫區(qū)突出水環(huán)境問題。

長江干流沿江化工企業(yè)分布較密集，“化工圍江”、取水口和排污口分布犬牙交錯，飲用水安全風(fēng)險較大。長江沿江大量規(guī)劃建設(shè)了各類化工產(chǎn)業(yè)園區(qū)，長江沿線已逐步形成了覆蓋上中下游的石化工業(yè)走廊。沿江水源與各類危、重污染源生產(chǎn)儲運集中區(qū)交替配置，橋梁、碼頭數(shù)量較多，江河湖泊內(nèi)取水口和排污口交錯布局相互影響，對長江沿線飲用水源安全保障造成較大壓力。

2.2.2 總磷超標(biāo)問題突出，沿江產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)亟待調(diào)整

長江流域水污染主要以總磷、總氮和化學(xué)需氧量為主。近幾年來總磷的污染程度超過化學(xué)需氧量和總氮，成為長江流域的首要污染物，流域內(nèi)云、貴、川、渝、鄂五省集中了全國約55%的“三磷”企業(yè)，總磷排放量占全國的39%，磷污染成為長江流域水質(zhì)改善的主要制約因素[7]。沿江涉磷產(chǎn)業(yè)帶缺少規(guī)范的初期雨水收集設(shè)施，雨污分流不徹底，尤其在豐水季，磷礦開采產(chǎn)生的廢渣和尾礦在受雨水淋溶后，周邊河道中的總磷濃度上升明顯。另一方面，干流水庫的建成對總磷的滯留效應(yīng)也非常明顯，鑒于總磷偏高會在水流進(jìn)入緩流情況下引起富營養(yǎng)化、水源地水質(zhì)下降等不利的水環(huán)境效應(yīng)，從流域水安全角度考慮總磷控制是今后長江流域水環(huán)境治理的重點。

2.2.3 新污染物問題需引起重視

近年來長江流域內(nèi)持久性有機(jī)污染物(Persistent Organic Pollutants,POPS)被廣泛檢出，污染表現(xiàn)為宜昌至長江口負(fù)荷呈現(xiàn)北岸略高于南岸，下游略高于上游，大型城市江段抗生素污染負(fù)荷較高等特點，中下游湖泊水體6大類30種抗生素污染普遍，磺胺類、大環(huán)內(nèi)酯類、氟喹諾酮類污染負(fù)荷較高；長江中下游微塑料豐度處于全球中等偏上水平，有研究表明長江中下游湖泊的營養(yǎng)狀態(tài)與微塑料豐度有關(guān)[8]。盡管POPS不具有急性毒性，但其能夠在水體中持續(xù)穩(wěn)定存在，并會在生物體內(nèi)蓄積，對水源地安全和人體健康造成潛在威脅。相比于長江大保護(hù)的戰(zhàn)略地位而言，POPS污染基礎(chǔ)數(shù)據(jù)尚未完善，對長江流域POPS的賦存行為和污染特征有待深入研究。

2.3 長江水生態(tài)問題

2.3.1 水生生物多樣性指數(shù)急劇下降，漁業(yè)生產(chǎn)價值基本喪失

長江水生生物多樣性指數(shù)呈持續(xù)下降態(tài)勢[9]，中下游旗艦物種——達(dá)氏鱘、中華鱘魚卵、魚苗數(shù)量大幅減少，白鱀豚、白鱘、鰣魚已功能性滅絕。20世紀(jì)80年代金沙江下游魚類達(dá)141種，自金沙江下游梯級水電開發(fā)后，2008—2011年僅調(diào)查到魚類78種，以溪洛渡至向家壩區(qū)間魚類種群分布為例，溪洛渡水庫運行1 a后，魚類種類數(shù)減少了19種，運行4 a后減少了23種。近20 a來，“四大家魚”占漁獲物的比例從過去的80%降低到2018年的14%，年捕撈量不足以往最高年份的1/4，僅為1×105t左右[10]，刀鱭等洄游性魚類已極為罕見。

2.3.2 長江中下游湖泊生態(tài)容量銳減、質(zhì)量退化，江湖關(guān)系發(fā)生改變

長江中下游沿岸居民聚集區(qū)圍湖造田、過度圍網(wǎng)養(yǎng)殖對湖泊的生態(tài)空間容量、生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量造成了不可逆的損害，2019年鄱陽湖、洞庭湖面積[11-12]分別為3 425、2 702 km2，相比20世紀(jì)50年代分別萎縮35%、38%。自20世紀(jì)90年代，中下游80%以上湖泊的水生植被覆蓋度呈下降趨勢[13]，如程海、滇池、巢湖、西太湖、東湖、菜子湖、武山湖等，許多湖泊藻類優(yōu)勢度已超過90%，沉水植被幾近消失，呈現(xiàn)出從草型向藻型湖泊生態(tài)系統(tǒng)演變。目前群落類型減少、群落結(jié)構(gòu)簡化已成為長江中下游湖泊演化的共性趨勢。江湖關(guān)系也隨著長江中上游大壩的修建發(fā)生顯著變化，三峽水庫運行前，干流至洞庭湖的凈輸沙量還有16×106t/a，2004年降至0，2006年江湖泥沙交換出現(xiàn)了逆轉(zhuǎn)，洞庭湖向長江干流的凈輸沙量達(dá)14×106t/a。鄱陽湖也出現(xiàn)類似的情況，2003年以來五河的入湖輸沙量減少明顯，湖口的年均輸沙量卻明顯增加，鄱陽湖滯留泥沙大幅減少。

2.4 長江水災(zāi)害問題

2.4.1 洪澇干旱等極端水文事件頻發(fā)

長江流域洪澇和干旱等極端水文事件發(fā)生頻率呈持續(xù)上升趨勢。近10 a來幾乎每年都有大范圍洪災(zāi)發(fā)生，特別是長江中下游地區(qū)，例如2020年長江流域出現(xiàn)了歷時長、范圍廣、雨區(qū)重疊的強(qiáng)降雨，川東地區(qū)、中下游干流區(qū)間和鄱陽湖北部地區(qū)6—8月份降雨量是同期多年均值的100%～200%，幾乎接近年平均降雨量，監(jiān)利以下干流江段及洞庭湖、鄱陽湖、巢湖、太湖水位持續(xù)超警戒水位，江西鄱陽湖湖區(qū)及五河尾閭有10個水文站水位更是超1998年歷史極值[14]。長江上游云貴高原、四川盆地、重慶丘陵地區(qū)是長江流域內(nèi)傳統(tǒng)的干旱高發(fā)區(qū)域[15]，其干旱發(fā)生頻率、旱情嚴(yán)重程度呈明顯上升趨勢[16]，例如2010年四川、云南、貴州、重慶四省罕見的大旱造成155×104hm2農(nóng)作物絕收，絕收面積為近70 a來最大值。長江中下游地區(qū)近20 a來處于年代際偏干狀態(tài)[17]，即使洞庭湖和鄱陽湖等水資源豐富地區(qū)也常出現(xiàn)春旱或伏旱等問題，近20 a鄱陽湖和洞庭湖干旱頻次明顯增多，給湖區(qū)居民生產(chǎn)生活和湖泊濕地與水域生態(tài)帶來嚴(yán)重影響。

2.4.2 城市內(nèi)澇問題應(yīng)急減災(zāi)體系不完善

受快速城市化進(jìn)程和頻繁特大暴雨事件的影響，城市內(nèi)澇問題已成了長江流域洪澇災(zāi)害“新常態(tài)”，重慶、武漢、南昌、南京等沿江城市內(nèi)澇頻率和所受損失呈逐年增大趨勢，“城市看海”“逢雨必澇，逢澇必癱”的現(xiàn)象已經(jīng)成為阻礙長江經(jīng)濟(jì)帶大中城市可持續(xù)發(fā)展的重要問題之一。以武漢市為例，近30 a來市區(qū)內(nèi)超過30%的天然水體被填占開發(fā)，中心城區(qū)內(nèi)地面硬化率高達(dá)90%，不透水面層大幅增加，地表下滲能力減弱，在面對局部極端降雨事件時，城市洪水過程線變高、變陡，洪峰提前，短時間高強(qiáng)度的匯流無法被排水管網(wǎng)消納，滯留地表的澇水嚴(yán)重影響了武漢城區(qū)正常運行機(jī)制。根據(jù)國家“十四五”規(guī)劃，長江經(jīng)濟(jì)帶內(nèi)城市化進(jìn)程仍然會在達(dá)到2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)前保持高速發(fā)展態(tài)勢，若在遭遇極端暴雨時缺乏強(qiáng)有力的保障措施，勢必會造成巨大的人員傷亡和財產(chǎn)損失。

圖1 長江“四水”問題關(guān)聯(lián)關(guān)系Fig.1 Coupling relationship among the four water problems of the Yangtze River

3 長江“四水”問題的耦合關(guān)系

隨著長江經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展戰(zhàn)略的全面實施，流域正逐步實現(xiàn)高速發(fā)展向高質(zhì)量發(fā)展的轉(zhuǎn)變，如何正確把握經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展與長江大保護(hù)的關(guān)系成為了關(guān)鍵所在[18]，因此也提出了水資源保護(hù)、水污染治理、水生態(tài)修復(fù)的新要求。 “2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)”中提出要推進(jìn)長江經(jīng)濟(jì)帶的區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展，對于水問題治理的要求也不僅僅局限于解決區(qū)域性或單方面的水問題，而是需統(tǒng)籌考慮水資源高效利用、旱澇災(zāi)害防治、生態(tài)環(huán)境保護(hù)等問題，找出破解“四水”問題的關(guān)鍵，以適應(yīng)未來經(jīng)濟(jì)社會高質(zhì)量發(fā)展。長江“四水”問題錯綜復(fù)雜，新老水問題相互交織，但其本質(zhì)上是長江流域系統(tǒng)內(nèi)以水循環(huán)為紐帶的物理過程、生化過程和人文過程復(fù)雜相互作用[19]的一部分。盡管目前針對長江流域水問題展開了諸多研究，但已有的研究[20-25]多是從水資源供需關(guān)系、社會經(jīng)濟(jì)、生態(tài)環(huán)境形勢等某一方面進(jìn)行研判，缺乏從全流域視角對長江水問題納入同一個體系進(jìn)行綜合剖析，尤其是“四水”問題之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系解析深度不夠，因此有必要從水系統(tǒng)角度開展對其各要素之間反饋機(jī)理的研究(圖1)。

3.1 氣候變化推動了“四水”問題的自然演變

在全球變暖的背景下，長江流域年平均氣溫上升趨勢明顯，溫度的上升對降水、蒸發(fā)等水循環(huán)要素產(chǎn)生直接影響，進(jìn)而引起長江流域水資源分布變化、生態(tài)環(huán)境演變等連鎖響應(yīng)。近60 a來，長江源區(qū)每10 a平均增溫0.37 ℃，呈現(xiàn)出氣候暖干化的變化趨勢。冬半年(冬半年在北半球一般指秋季10月份經(jīng)冬季到春季3月份的這段時間)溫度的上升和降水量的減少增強(qiáng)了冰川、凍土的年消融能力。夏半年特別是7—9月份降水量的下降直接導(dǎo)致地表水資源量的減少，而且同期蒸發(fā)量的增大則使地表產(chǎn)流能力進(jìn)一步減小，導(dǎo)致以降水徑流補(bǔ)給的湖泊和沼澤濕地萎縮，功能退化[26]。季風(fēng)及全球變暖引起的海平面上升加劇了長江口鹽水入侵程度，進(jìn)而影響到河口區(qū)域的生態(tài)環(huán)境。另一方面，受東亞季風(fēng)氣候系統(tǒng)變異的影響，近些年長江流域洪澇災(zāi)害和持續(xù)性暴雨分布范圍變廣，發(fā)生頻率明顯變高，特別是長江中下游地區(qū)，極端強(qiáng)降水量占總降水量的比重以及暴雨級別的降水強(qiáng)度均有所增加。

3.2 人類活動加速了“四水”問題演變進(jìn)程

長江流域承載了全國約30%的人口，人類對流域開發(fā)產(chǎn)生了巨大的社會經(jīng)濟(jì)效益，同時也在各方面影響水循環(huán)過程以及“四水”問題演變進(jìn)程。眾多水利水電工程的修建帶來了巨大的發(fā)電、防洪、供水、航運、灌溉效益，但水庫閘壩也攔截了江河湖庫的自然連通，水文情勢發(fā)生改變，魚類的產(chǎn)卵場所和產(chǎn)卵所需自然水文條件被破壞。干流水庫的修建攔蓄大量的泥沙，輸沙量的降低導(dǎo)致中下游河道沖刷嚴(yán)重，長江河口地區(qū)面臨鹽水入侵和倒灌的風(fēng)險。2019年長江經(jīng)濟(jì)帶城鎮(zhèn)化率為59.6%[27]，長江沿線城鎮(zhèn)人口密度增加使得生活污水的排放加大；長江經(jīng)濟(jì)帶有158家省級以上化工園區(qū)[28]，沿江采礦業(yè)、紡織業(yè)、造紙業(yè)、石油加工業(yè)分布密集，大量有毒有害難降解污染物未經(jīng)處理排放入水體；長江流域耕地的化肥施用量平均為572 kg/hm2，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中相當(dāng)一部分的化肥、農(nóng)藥的使用殘留會隨徑流直接進(jìn)入水體，加劇江河湖泊的水質(zhì)污染；湖泊高密度養(yǎng)殖向水體大量投放高蛋白餌料，產(chǎn)生大量的漁類排泄物，導(dǎo)致水質(zhì)急劇惡化，加速水體富營養(yǎng)化進(jìn)程。長江作為我國水運大動脈，航運繁忙，因航運事故造成的突發(fā)水污染事件時有發(fā)生。為了降低事故風(fēng)險和保證航運通暢，航道管理部門會對長江進(jìn)行定期整治，例如疏浚、硬化河岸、加深河道、清理河床及暗礁等，加之一些非法采砂活動，改變了河岸、河道、湖泊、洲灘的天然地貌，破壞了水生生物天然棲息地；沿江城市帶的岸線開發(fā)、農(nóng)業(yè)圍墾導(dǎo)致自然河岸帶面積逐漸縮小，擠占了水生生物生存空間。長江流域內(nèi)漁業(yè)資源受過度捕撈影響嚴(yán)重，“四大家魚”捕撈量逐年降低，長江魚類資源的減少帶來了生物鏈頂端物種食物資源的匱乏，導(dǎo)致了江豚等物種種群數(shù)量的下降。

3.3 水資源合理配置是保障水環(huán)境安全的前提

長江沿線城市附近湖庫污染嚴(yán)重，特別是部分城市江段存在明顯岸邊污染帶，導(dǎo)致集中式飲用水水源地供水安全存在隱患和潛在風(fēng)險，長江干流有集中式飲用水取水口近500個，長江干流沿江化工企業(yè)分布較密集，取水口和排污口分布犬牙交錯，部分取水口不同程度地受到岸邊污染帶的影響，尤其是位于飲用水水源地5 km范圍內(nèi)有超過30%的企業(yè)具有環(huán)境風(fēng)險[29]。加之長江干流兩岸涉?；反a頭和船舶數(shù)量多、分布廣，僅重慶至安徽段危險化學(xué)品碼頭就接近300個，水運航道與飲用水水源保護(hù)區(qū)重疊，大量高危工業(yè)原材料通過長江進(jìn)行轉(zhuǎn)運，突發(fā)性水污染事件頻發(fā)。目前長江沿線生產(chǎn)、生活用水基本都是通過引、調(diào)、抽等方式取用長江水，城市備用水源地普遍缺乏，沿線城市用水安全和保證率不高，缺乏抵御突發(fā)性水污染事件的能力。

3.4 水資源開發(fā)擾動了自然狀態(tài)下的水生態(tài)平衡

長江干流上游及各支流經(jīng)歷了高強(qiáng)度、高密度的梯級水電工程開發(fā)，水電站的修建不僅顯著改變了天然徑流的分布，導(dǎo)致河流連續(xù)性受到嚴(yán)重破壞，阻隔了長江多種特有魚類的洄游路線，而且對水文情勢以及河流地貌的改變也破壞了魚類的棲息地，長江魚類多樣性呈持續(xù)下降態(tài)勢。目前全流域水庫大壩超過5×104座，其中各種類型水電站約2×104座，多數(shù)水庫在汛后開始蓄水，但協(xié)調(diào)管理方法不足，流域內(nèi)競爭性蓄水不僅會導(dǎo)致許多水庫蓄不滿水，更導(dǎo)致中下游河道枯季提前，在水資源供需失衡的現(xiàn)狀下，某些地區(qū)會出現(xiàn)“人與生態(tài)用水爭水”的局面，從而導(dǎo)致生態(tài)用水的占比不夠。長江中下游的涵閘建設(shè)導(dǎo)致河網(wǎng)水系衰落，江湖間水生生物聯(lián)系被阻斷，降低了中游湖泊濕地與長江的交互過程；大規(guī)模的圍墾導(dǎo)致湖泊面積和蓄水量大大減少，加劇了濕地破碎化程度；湖泊過度養(yǎng)殖侵占了野生水生生物的生長空間，鄱陽湖、洞庭湖野生生物物種種類和數(shù)量均已大幅下降，水生態(tài)系統(tǒng)受損嚴(yán)重。

3.5 水環(huán)境惡化與水生態(tài)失衡具有“同步”效應(yīng)

水環(huán)境條件的變化是水生生物群落結(jié)構(gòu)更替、水華頻發(fā)的主要原因之一，水體污染治理往往要結(jié)合水生態(tài)系統(tǒng)調(diào)控一起展開。以三峽水庫為例，自2003年蓄水后，回水區(qū)內(nèi)流速減緩，水體更新速率變慢，水體分層狀態(tài)發(fā)生改變，影響了水生植物對于光能、熱能及營養(yǎng)鹽的吸收規(guī)律，從而導(dǎo)致水生生物群落結(jié)構(gòu)的改變。其中支流回水區(qū)水體更新速率遠(yuǎn)小于干流，典型支流香溪河回水區(qū)滯留時間大多超過300 d[30]，水體透光度增加，各類污染物的擴(kuò)散、自凈速率均大大減緩，支流的湖泊富營養(yǎng)化特征較壩前水體明顯得多，對藻類生長限制性大幅減弱，為水華的爆發(fā)提供了重要水環(huán)境條件。庫區(qū)水生態(tài)系統(tǒng)演替同樣對水環(huán)境惡化具有“脅迫”效應(yīng)，水華過程中藻類等浮游植物過度生長、死亡分解，不僅擾亂了水生態(tài)系統(tǒng)的食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)，而且改變水體的理化環(huán)境，加劇了水質(zhì)惡化、水體污染等水環(huán)境問題的惡性循環(huán)。

3.6 旱澇災(zāi)害加劇了流域生態(tài)環(huán)境的脆弱性

干旱發(fā)生期間，部分支流、湖泊徑流減少，水體納污能力下降，污染物在水體中累積，水污染在干旱年份更為明顯，例如2015年漢江流域秋旱期間，上游有機(jī)污染物超出Ⅲ類水上限值3.5倍[31]。干旱發(fā)生期間，河道來水難以滿足水生動植物棲息所需要的最小生態(tài)基流，近20 a鄱陽湖受秋旱影響[32]，洲灘顯露日期顯著提前，顯露持續(xù)時間大幅加長，水生生物生存環(huán)境惡化，生物量下降，生態(tài)系統(tǒng)的正常結(jié)構(gòu)和功能在干旱期間難以得到維系，連年秋旱導(dǎo)致湖區(qū)發(fā)生生態(tài)退化后難以自我修復(fù)，整體生態(tài)脆弱度顯著增加。大范圍持續(xù)性的強(qiáng)暴雨在誘發(fā)洪災(zāi)的同時，其沖刷效應(yīng)將泥沙、營養(yǎng)鹽等帶入江河湖泊中，水環(huán)境容量也隨著洪水過程不斷發(fā)生變化，例如太湖大部分水域總磷濃度顯著上升[33]，增加環(huán)太湖城市圈供水水質(zhì)的污染風(fēng)險，洪水后營養(yǎng)鹽在水體中累積也會造成不利的生態(tài)效應(yīng)。

4 結(jié) 語

幾十年來，長江流域水問題治理取得了矚目成就，但流域治理是一項龐大的系統(tǒng)工程，治理工作還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有結(jié)束。面臨的主要水問題也由單一性、短期性、緊迫性逐步向綜合性、長期性、潛在性過渡，妥善處理長江大保護(hù)與長江經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展的關(guān)系，需基于流域全局角度尋求系統(tǒng)性、整體性解決方案。本文立足于“四水”關(guān)聯(lián)反饋機(jī)制討論提出長江水問題治理的相關(guān)建議：尊重氣候變化和人類活動下長江水問題演進(jìn)規(guī)律，堅持綠色發(fā)展、生態(tài)優(yōu)先的原則，強(qiáng)化“四水”問題紅線約束管理。深化流域水資源統(tǒng)一管理和科學(xué)調(diào)度，發(fā)揮水資源綜合效益，削弱極端洪澇災(zāi)害負(fù)面影響；建設(shè)流域突發(fā)環(huán)境事件管控預(yù)警與應(yīng)急平臺，實現(xiàn)環(huán)境風(fēng)險全過程管控；突出跨區(qū)域生態(tài)協(xié)同保護(hù)與修復(fù)機(jī)制，加強(qiáng)水生生物多樣性的保護(hù)，增強(qiáng)水土保持、水源涵養(yǎng)等生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能。