“三峡水库消落带生态保护与水环境治理关键技术研究与示范”成果简介
 

完成单位:重庆市环境科学研究院、重庆大学、三峡大学、水利部中国科学院水工程生态研究所、中国科学院植物研究所

1 .研究成果

1)消落带生态环境特征及功能区划研究

调查分析三峡水库消落带的生态与环境特征,对消落带生态演变趋势、驱动因素及其主导功能进行研究;综合评价三峡水库消落带生态环境状况,系统剖析消落带存在的生态环境问题,并对库区消落带进行生态类型及生态功能区划分,为三峡水库消落带的生态保护与建设提供基础科技支撑。

2消落带污染源汇与水环境保护方案及决策管理系统

考察三峡水库水位周期性涨落状态下,消落带污染源汇年内和年际间的动态变化特征,研究消落带污染物的迁移途径与转化规律,探讨消落带出露和淹没对污染物迁移转化的影响,估算典型生态类型消落带污染物质的输移通量,预测消落带对三峡库区水环境的影响,揭示消落带水环境问题,提出适合于三峡库区消落带水环境保护模式及保护方案,建立消落带生态保护的信息管理与决策系统。研究成果可为国家开展三峡水库消落带综合整治和利用提供理论基础、决策依据和科学支撑。

3)陡坡消落带生态屏障构建技术研究与示范

调查三峡库区香溪河陡坡消落带上缘(25m范围)生态系统结构及地表径流污染物特征。分析评价该区域内污染物迁移及其对水环境影响。筛选能适应陡坡消落带生态环境、满足减污截污功能需求的植物品种,研究植物群落的时空配置模式、土壤基质改良、生态防护植被构建及其对面源污染控制的技术,通过技术集成与示范,以库区水质改善为目标的陡坡消落带生态防护提供技术支撑。

4)缓坡消落带生态保护与污染负荷削减技术研究与示范

研究水位涨落条件下三峡水库缓坡消落带生态系统的变化趋势及影响因素,草本植被人工促进恢复、土壤污染负荷削减和生态防护带构建等技术,维持缓坡消落带的稳定,发挥缓坡消落带的环境净化功能,有效拦截库区面源污染,削减土壤内源性污染,降低入库污染负荷。相关研究成果可为三峡水库缓坡消落带的生态功能恢复、稳定性维持和水质保护提供理论基础与技术支撑。

5)湖盆消落带湿地构建及水质改善技术研究与示范

本研究针对平坝消落带的特点,研究湖盆湿地生态系统的结构及相应的设计参数,探索高效截污去污水生动植物的筛选及配置技术;构建人工湿地生态系统以改善湖盆消落带的环境结构和生物组成,利用湿地的物理、化学和生物的协同作用截留与净化库区污染物,降低入库污染负荷。形成湖盆消落带湿地构建及水质改善关键技术,为三峡水库消落带的治理和水质保护提供技术支撑。

2 .成果应用情况

三峡水库消落带生态保护与水环境治理关键技术研究与示范课题研究成果已在国家和地方得到应用,但由于课题完成时间尚短,部分成果特别是课题示范工程成果还有待于通过各级规划的实施,在三峡库区的多个区县市进行放大示范,并对相关技术进行完善或组配。在放大示范获得成功的基础上,通过规划设计、技术规范或专利技术转让等形式进一步在三峡库区以及我国其它类似水库进行推广应用。目前课题成果应用情况如下:

1 三峡水库消落区生态环境保护专题规划

课题主要成员单位受国务院三峡办委托,承担了三峡后续工作总规划中《三峡水库消落区生态环境保护专题规划》的编制工作,规划广泛吸收和采纳了课题的研究成果,且于20115月经国务院常务会议审议批准。课题系统监测的消落带土壤理化性状、重金属含量、微生物及植物群落结构特征,为规划编制积累了丰富的基础资料,为科学认知消落带的生态环境问题、理清规划思路奠定了坚实的基础;课题开展的消落带植被重建适宜植物筛选、植被恢复与利用削减土壤污染负荷、生态防护带构建等技术研究与示范相关技术成果为规划中消落带植被恢复、湿地多样性保护及岸线环境综合整治等项目的落实起到重要的支撑作用。

2 三峡水库重庆库区消落区植被恢复试点方案

课题主要成员单位受重庆市移民局委托,承担了《三峡水库重庆库区消落带植被恢复试点方案》编制工作。根据课题消落带耐淹植物筛选及配置、植被恢复与利用、生态防护带构建等研究与示范成果,拟定了重庆市17个区县及主城区消落带植被恢复的地点、规模、技术措施与投资等。其中部分区县的试点方案已通过国务院三峡办批准纳入三峡后续工作2011年启动项目。

3 三峡水库消落区保护与管理

课题主要成员单位协助国务院三峡办起草了关于进一步加强三峡水库消落区保护和管理的意见,并颁布了《关于加强三峡后续工作阶段水库消落区管理的通知》(国三峡发办字【201110号)。同时受湖北省移民局委托,承担《三峡水库湖北库区消落区管理细则(试行)》编制工作。课题调查数据与示范工程的基础资料为《通知》和《管理细则》的编制提供了技术和管理支持。

4 重庆市十二五生态环境保护规划

课题主要成员单位编制了《重庆市十二五生态环境保护规划》。课题获取的消落带分布、植被特征、土壤状况等大量基础数据,为其中消落带部分规划提供数据支撑。同时,课题组研发的消落带环境信息管理与保护决策系统,已纳入重庆市环境管理技术信息平台,为三峡库区消落带的生态保护与管理提供科学支撑。

3 .成果意义

1 减少入库污染负荷

课题示范工程通过适生性(耐水淹和耐干旱)和去污性(总氮和总磷)等生理生化试验筛选出一批适合消落带生长和具有高效去污能力的植物与微生物(其中高效去污植物21种、微生物13种),并根据植物生长、繁殖特性及水位变动进行不同海拔高程植被的科学配置,对原有不稳定和退化的消落带生态系统进行改良和优化,将示范区消落带改造成能高效拦截上缘污染物的生态保护屏障带。其中陡坡消落带生态防护及减污截污示范对入库污染物总氮(TN)、总磷(TP)、化学需氧量(COD)的消减率分别为23.1%22.6%26.7%、;缓坡消落带土壤污染负荷消减示范的消减率分别为24.3%22.5%26.3%、缓坡消落带生态防护带构建示范的消减率分别为34.6%35.1%36.7%;湖盆消落带湿地构建及水质改善示范工程消减率分别为22.1%33.9%32.6%。因此示范工程实施显著降低了示范区内及上缘入库污染物负荷,对防治三峡库区支流水体富营养化,保护水库水体水质有着重要意义。

2 减少水土流失

课题示范工程通过土壤稳固、改良并种植高效保土的植物物种,提高了消落带生态系统的水土保持能力。如陡坡消落带示范工程通过砼格构+绿化、边坡修整+草种撒播、土工网+喷草护坡和配置绿肥等工程和生物等措施对陡坡区原不稳定的边坡和土壤进行了稳固和改良,提高了土壤的水土保持能力。缓坡消落带示范工程中采用的坡改梯、加固田埂、种植生物篱等措施,减少了三峡库区消落带废弃梯田在水位波动过程中可能出现田坎坍塌、田面滑坡等水土流失问题。此外,在各示范区低海拔高程广泛种植的狗牙根、扁穗牛鞭草等植物具有较强的固土能力,有利于缓解因洪水形成的无规律性水位波动的水蚀影响。因此示范工程所形成的消落带生态防护带不仅能减少入库污染物负荷,也能较好的减轻示范区内及上缘的水土流失,最终将消落带修复成减缓三峡库区水土流失的坚实堡垒。

3 改善库区景观效果

课题示范工程实施后,已大大改善了各示范区域的景观效果。陡坡消落带示范区在示范前植被覆盖度不到20%,且存在大面积裸露岩质边坡,但施工后植被覆盖率明显提高,达到了95%。缓坡消落带示范工程和湖盆示范工程同样也明显提高了示范区的植被覆盖度,示范区建设后其植被覆盖率均超过了90%。尤其是湖盆消落带示范工程通过对原有淹没水田的改造,构建了消落带湿地生态系统,并种植了大量的具有观赏性的湿地植物(荷花、慈姑、雨久花等),对改善消落带的景观效果起到了试点示范的作用,同时也为长江三峡黄金旅游增添了一道亮丽的景观。

4 提高库区农民经济收入

示范区种植的银合欢、紫穗槐、苎麻、桑、花椒、木姜子、构树、狗牙根、扁穗牛鞭草香根草、黄栌、竹等具有良好的经济价值,其中苎麻、桑、银合欢是水利部用于消落带治理重点培育的经济作物,可用于纺织或优质牧草;而花椒、木姜子是当地主要的调味品;紫穗槐、构树、狗牙根、香根草等是优质牧草,其它草本植物均可用于沼气池发酵。如陡坡示范工程对示范区低效的经济柑橘林进行了品种改良和林下经济作物的配置,提高了当地农村农业产值。因此,示范工程如在库区大面积推广,通过在消落带大量种植经济作物将明显提高库区群众的经济收入,将有助于解决三峡移民的增收和致富难题。

5 减缓库区人多地少的矛盾

课题示范工程根据消落带淹水和出露规律,结合植物的生物学特征,合理配置了大量具有经济价值的植物,探索出了消落带的科学修复与高效利用的成功模式。为国家统筹开发三峡库区消落带这一宝贵的土地资源提供了理论和实践支撑。随着示范工程大面积推广,库区农村移民土地资源缺乏的问题将得到改善,同时也将为有效解决三峡库区人多地少的矛盾提供一种新的思路和思考。