摘要：本文從河流的連續性特征出發分析了大壩對于河流生態系統的脅迫問題。指出要在自然－社會－經濟復合生態系統中全面權衡筑壩的利弊得失。采用生態工程的方法對于筑壩河流進行生態補償是可行的。開展河流生態系統功能價值評估，建立生態補償的合理機制。
　　關鍵詞：大壩河流生態補償生態工程學生態水利工程學補償機制

　　近來，國內有專家對于我國西南河流的水電開發計劃提出了質疑，主張“保留一條生態河流”。還有專家認為西方國家都在拆除大壩，我國為什么還要建設大壩？看來，20世紀70年代在西方國家出現的大壩建設的利弊之爭，經過30年后終于波及到中國。
　　據統計，截至2003年，全世界壩高超過15m或水庫庫容超過100萬m3立方米的大壩有49697座。建壩最多的國家依次為中國、美國、前蘇聯、日本和印度[1]。我國是一個大壩建設大國，隨著生態意識的提高，社會各界關注大壩對生態的影響問題是很自然的。
　　本文討論的問題是：大壩對于河流生態系統是否存在負面影響？如何權衡人類社會發展經濟與維護自然生態系統健康之間的利弊得失？對于筑壩的河流進行補償是否可行？如何形成補償機制？

1.大壩對于河流生態系統的脅迫
　　大壩工程對于滿足人類社會的防洪、發電、灌溉、供水、航運等需求的作用巨大，為社會安全和經濟發展提供了保障。大壩對于生態系統的作用是雙重的，一方面水庫為生物生長提供了豐富的水源，也緩解大洪水對于生態系統的沖擊等，這些因素對河流生態系統是有利的。另一方面，大壩對于河流生態系統產生干擾。自然界或人類對于生態系統的干擾,在生態學中稱為“脅迫”（stress）。水利水電工程對于河流生態系統的脅迫主要表現在兩方面：一是自然河流的渠道化。二是自然河流的非連續化[3]。大壩工程屬于第二類問題，即順水流方向的非連續化問題。這里提出河流的“連續性概念”(continuumconcept)，用以說明河流生態系統是一種開放的、流動的生態系統，其連續性不僅指一條河流的水文學意義上的連續性，同時也是對于生物群落至關重要的營養物質輸移的連續性[4]。營養物質以河流為載體，隨著自然水文周期的豐枯變化以及洪水漫溢，進行交換、擴散、轉化、積累和釋放。沿河的水生與陸生生物隨之生存繁衍，相應形成了上中下游多樣而有序的生物群落，包括連續的水陸交錯帶的植被，自河口至上游洄游的魚類以及沿河連續分布的水禽和兩棲動物等，這些生物群落與生境共同組成了具有較為完善結構與功能的河流生態系統。研究成果還表明，洪水周期變化對于聚集在河流周圍的生物是一種特殊的信號，這些生物依據這種信號進行繁殖、產卵和遷徙，也就是說河流還肩負著傳遞生命信息的任務。概括地講，河流是生態系統物質流、能量流和信息流的載體。河流的連續性，不僅包括水流的水文連續性，還包括營養物質輸移的連續性、生物群落的連續性和信息流的連續性。大壩將河流攔腰斬斷，形成了河流的非連續性特征，改變了連續性河流的規律。
　　從現象上看，大壩對于河流生態系統的影響包括兩個方面：一是大壩與水庫本身帶來的負面影響，二是在大壩運行過程中對生態系統的脅迫。前者的影響主要是造成大壩上下游河流地貌學特征的變化。后者的影響主要是造成自然水文周期的人工化。
　　首先是河谷變成了水庫，原有陸地及丘陵生境被破碎化、片斷化，陸生動物被迫遷徙。流動的河流變成了相對靜止的人工湖，流速、水深、水溫及水流邊界條件都發生了變化，水庫中出現明顯溫度分層現象。由于水庫泥沙淤積，也截留了河流的營養物質，促使藻類在水體表層大量繁殖，可能產生水華現象。在熱帶和亞熱帶地區的森林被水庫淹沒后，還會產生大量的二氧化碳、甲烷等溫室氣體。由于水庫的水深高于河流，在深水處陽光微弱，光合作用也弱，與河流相比其生物生產量低。另外，不設魚道的大壩對于洄游魚類是致命的屏障。在大壩下游，因為水流攜沙能力增強，加劇了水流對于河岸的沖刷，可能引起河勢變化。由于水庫泥沙淤積及營養物質被截流，大壩下游河流廊道的營養物質輸移擴散規律也發生改變。這些因素都會使生物棲息地特征發生改變。另一方面，自然河流的水文周期年內有明顯的洪－枯變化，河流生物同樣隨之呈現脈沖式的周期變化。而大壩運行期間，水庫的調度服從于發電和防洪等需求，使年內徑流調節趨于均一化，這些都會對河流廊道產生壓力。另外，如果從水庫中超量引水用于供水、灌溉等目的，使大壩下游水量銳減，引起河流干涸與斷流，也會導致生態系統的退化。最后，興建水庫造成移民搬遷，淹沒文物古跡或改變自然景觀，這不僅涉及社會和文化問題，從宏觀上看是造成一種社會－經濟－自然復合生態系統的綜合問題。
　　從機理分析看，河流、湖泊和水庫都是生物地球化學循環過程中物質遷移轉化和能量傳遞的“交換庫”。而在湖泊與水庫中往往滯留時間長，一些物質的輸入量大于輸出量，其滯留量超出生態系統自我調節能力，由此導致污染、富營養化等，這種現象稱為“生態阻滯”。
　　總之，大壩對于河流生態系統的脅迫是客觀存在的事實，不容回避。但是，在我國水利水電建設中，不僅需要正視這種負面影響，更重要的是主動研究對于河流生態系統的補償的政策、技術和管理措施問題，探索與環境友好的大壩建設的新模式。

2.在自然－社會－經濟復合生態系統中選擇優化策略
　　在國際資源與環境研究領域有兩種對立的理論，一種稱之為資源主義（Resourcism），主張最大限度持續地開發可再生資源。另一種稱之為自然保護主義（Preservationism），其主要觀點是對于自然界中的尚未開發區域，反對人類居住和進行經濟開發。資源主義強調了滿足人類經濟發展的重要性，卻忽視了維護健康生態系統對于人類利益的長遠影響。而保護主義雖然高度重視維護生態系統健康問題，但是反對一切對自然資源的合理開發利用，其結果往往會脫離社會經濟發展的實際而成為空洞的觀點。可以說，這兩種理論都帶有相當的片面性。比較現實的思維方法是放大研究問題的尺度，把問題放到自然－社會－經濟復合生態系統中去考察，分析如何在既滿足人類社會經濟需求又不損害或較少損害生態系統健康中尋找平衡點，實現可持續發展的目標。討論問題的方法也要結合各國的國情，不同的自然、社會與經濟狀況，需要采取不同的對策，不存在各國統一的準則。
　　如果簡單地反對一切大壩建設，主張大范圍地拆壩，肯定脫離了社會經濟發展實際，是一種因噎廢食的觀點。相反，回避大壩給生態系統帶來的脅迫問題，忽視對于生態系統的補償，無疑會給人類長遠利益帶來損害。世界上不存在百利而無一害的工程技術，權衡利弊，趨利避害是辯證的思維方法。實踐表明，大壩對于河流生態系統的負面影響，可以通過工程措施、生物措施和管理措施在一定程度上避免、減輕或補償。尋找相對優化的技術路線是解決問題的合理思維方式。
　　我國筑壩的目的是防洪、發電、灌溉、供水及航運等，多數大壩工程具有綜合效益。我國水資源的特點之一是時間年內分布不均勻，降雨集中在夏季，而冬季是枯水季節，我國大部分水庫的建設目的就是調節水量豐枯，滿足社會需求。
　　我國建設的高壩多數以水力發電為主要效益，而高壩對于河流生態系統的影響相對要大。發展水電會造成生態環境問題，那么有什么可以替代的能源形式對于生態環境影響相對要小呢？分析我國的能源結構，2002年我國一次能源產量為1.387×109t標準煤。其中煤炭產量1.38×109t，居世界第一位。發電裝機容量3.57×105MW，發電量1.654×109MW.h，居世界第2位，其中水電發電量2.28×108MW.h，居世界第四位。我國已成為世界第二大能源消費國。
　　我國在能源發展上面臨著環境污染的嚴重挑戰。其中尤以大氣污染嚴重。我國二氧化硫排放量居世界第一位，二氧化碳排放量僅次于美國居世界第二位。造成大氣質量嚴重污染的主要原因是我國以煤為主的能源結構，煙塵和二氧化碳排放量的70%、二氧化硫的90%、氮氧化物的67%來自于燃煤。有專家對于2020年我國對于能源的需要預測指出：2020年我國一次能源的需求在25-33×108t標準煤之間，至少是2000年的兩倍。據專家預測，到2020年，即使按照污染物產生量最少的情景，如不采取脫硫脫氮措施，二氧化硫、氮氧化物預計分別達到4×107t和3.5×107t。到2030年前后,在全球氣候變化問題上我國會面臨更大的國際壓力。
　　至于選擇其它能源技術的可能性，發展核電會遇到安全性、經濟性和核廢料處理問題。發展風力發電和太陽能光電的困難是單位千瓦造價高難于形成規模。至于利用氫能技術，目前還處于探索階段。從我國的能源資源結構看，水能資源居世界第1位，煤居第3位，石油第12位，天然氣第22位。我國水電開發的程度相對發達國家較低，目前為23％。發達國家的水電開發程度已經很高，平均在60％以上。其中美國為82％，加拿大為65%，德國為73％。我國具有如此豐富的水電資源，開發水電資源自然成為能源戰略的必然選擇。我國水能的技術可開發量約4×105MW，如果開發其50％，相當于減少年燒煤約6×108t，接近于2002年我國實際燃煤總量的1/2。這對于大幅度減少溫室氣體排放意義重大，這不僅僅是對中國，也將是對全球環境保護的重大貢獻。
　　可見，觀察和研究筑壩環境影響問題，既要研究自然問題，還要考察相關的社會經濟問題；既要研究一條河流、一個流域的問題，更要宏觀地研究全球尺度的生態環境保護問題。也就是在全球自然－社會－經濟復合生態系統中考量我國水電發展和筑壩問題。在各種比選的技術路線中，“兩利相權取其重，兩害相權取其輕”，尋找相對優化的方案。水力發電不污染大氣，不產生廢料，只要太陽不熄，水能資源不斷。毫無疑問，水電是一種可再生的清潔能源。可是，近年來由于國際反對建壩的聲浪高漲，在國內外一些有關能源政策報告中，水電在清潔能源的名單中消失了，這明顯是片面的也是不科學的。