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水电大坝的退役和再次修缮:一个恢复河流生境的机会 精选

已有 4525 次阅读 2016-10-20 09:24 |个人分类:科学书摘|系统分类:海外观察|关键词:罗宾·埃布尔,(Robin,A.,Abell),李冰,北美水生态区保护,大坝,河流生境| 大坝, 李冰, 罗宾·埃布尔, 北美水生态区保护, 河流生境

河流已被人类开发利用好几个世纪。灌溉、航行、防洪、供水及发电支撑人类开辟了新的土地,刺激了经济,并保障了人们的生计和整个文明发展。直到最近二十几年来,水生生态学家和资源管理者认识到哪怕是小的大坝也会对鱼类和其他野生动物、水质和整个河流生态系统带来了重大的损害。


据美国陆军工程兵团所称,大约75 000 座高于5 英尺的大坝阻塞了美国的水道。这些大坝中只有2400 座在发电;它们中的大部分都是由私人利益驱动的。由于它们的选址和经营方式,水电大坝对河流生态系统的水生生物多样性有着最有害的影响。全国长达3 500 000 英里的河流,有600 000 英里位于蓄水大坝之后,很多英里的下游资源遭受着不利的影响。


1. 水电大坝


大坝阻断了河流系统的自由流动,阻碍营养物和沉积物的流动,阻碍鱼类和其他野生动物的迁移。当水被转移到水电大坝去发电后,原本健康的河流生态系统往往是缺水的。大坝通过阻挡先蓄水然后在高峰时段泄水从而产生电力,这使得下游延伸河段产生了交替水流:使得无水期过后接踵而来的惊涛骇浪侵蚀土壤和植被,造成鱼类及滨水物种淹没或者搁浅。


停滞的蓄水池和改变了的流动时序,混淆了很多鱼类的繁殖路线,并且严重阻隔了上游和下游的连通。虽然下游持续续流,但是鱼类可能因发电设备致残或者致死。水库还淹没了宝贵的浅滩和流水栖息地,而这些栖息地对许多物种的生命循环周期是必要的。关系到物种生存的水温和含氧量,也被大坝改变了。尽管水力发电对河流和渔业有着有害的影响,但私人利益集团只为了他们自己的利益而长期开发利用国家的河流,却没有减轻这些影响或者提供补偿。


以上影响以及我国流域遭受的其他压力累积导致的结果就是:本土动植物群落的毁灭以及生物多样性的总体减少。然而,河流是有弹性的系统,如果在特定的基本条件下给其一个发挥作用的机会,它就能从重要的物理和化学变化中恢复。在短暂的拆坝过程中,不太可能使受到影响的河流恢复到没有建设大坝之前的情况。然而,可以采取措施来改变操作使水电站在目前基线条件下使河流得到近似恢复。在1996 年因模拟洪水被广泛报道的科罗拉多河上的格兰峡谷大坝通过影响坝下的水文和地貌来恢复河流的自然功能。在格兰峡谷实验的前几年,资源管理者、水生态学家和环境保护主义者通过联邦能源管理委员会的再次授权许可,寻求类似的操作变化,并取得显著成功。


美国的河流和溪流的水电大坝由联邦能源管理委员会管辖,并且给予30 ~ 50 年在公共水道上运营水电大坝一年的许可证。联邦能源管理委员会需要“平等考虑”提供这些项目的电力和非电力价值。这种公共利益的认定的目的是确保得到许可的大坝在一个安全的方式下运行,同时其对环境的影响降到最小,并且保障被改变用途的受到影响的河流是可以适应的。水力发电大坝的许可证过期后,大坝的拥有者必须通过一个复杂的管理过程来得到再次的授权。在制定现代环境法如《清洁水法案》和《濒危物种保护法》等之前,大多数的大坝都正在审查许可,这对于通过项目再修缮来恢复退化的淡水系统来说是一个千载难逢的机会。


2. 水力发电大坝的再修缮


过去几年的努力开始显示出大坝的再修缮可以使河流得到成功的恢复。在密歇根的几条河流上通过改变大坝的水流动态,从峰值的流量到更为自然的流动,可以改善水质和栖息地结构,资源管理者在这些大坝的下面已经看到自然鱼类的显著增加。沿着佛蒙特州和马萨诸塞州的迪尔菲尔德河,河流已经由以前的干涸的河床恢复到超过了12 英里。由于大坝的所有者为运营大坝设施而通常经营管理大片的土地,所以再次授权也是为保护野生动物提供了机会,如联邦政府列出的印第安蝙蝠(Myotis sodalist)和秃鹰(Haliaeetus leucocephalus)。


然而,在某些情况下,拆坝是恢复生态系统的唯一选择。位于缅因州肯纳贝克河的爱德华兹大坝,于1999 年实施拆除计划,从而打通了20 英里的像大西洋鲑鱼(Salmo salar)和短吻鲟(Acipenser brevirostrum)以及其他一些栖息地遭受破坏、无法利用鱼梯的鱼类物种主要的产卵和生长栖息地。这些拆坝的先例在其他的流域产生了大量的争论,这需要一些时间使很多人明白,大坝不是它的结构不能或者不应该被改变的历史遗迹或永久性的地质特征。


3. 保护生物多样性的未来机遇


接下来的几年出现了通过给水力发电大坝再修缮来恢复河流的前所未有的机遇。1998 ~ 2010年,有超过500 座大坝的许可证到期,这些大坝占据着接近一半的全国非联邦政府的水力发电量。这些项目中的绝大部分位于西海岸,在这里太平洋鲑鱼和鳟鱼(太平洋鲑属)继续减少着。再次授权的行为在东南部的数量也会有显著的增加,在这里可能隐匿着世界上最多种多样的温带组合的水生生物,而我们才刚刚开始了解这里生物多样性遭受威胁的情况。这些管理行动既为立即改善河流流动和鱼类通道提供了机会,又为场外关键栖息地的保护和减灾信托基金的设立提供了创造性的解决方案。但关键还是需要资源管理者、大坝拥有者和公众共同努力来找到恢复濒危河流系统的解决办法。1908 年总统西奥多· 罗斯福强调了反映通行条件和优先级的公众多用途水道的重要性:


“公众必须保留对大型航道的控制。任何允许阻挡他们的原因和条件当时看是好的,当需要改变时就应该被修订,这一点是有必要的。每种权利应该有终止进一步立法、行政和司法的那一天。应该为授权或特权的终止规定一个明确的期限,以便给子孙后代一个更新或者延续特权的权力,从而顺应届时可能盛行的情况。”


(H. R. Report No. 507, 99th Congress, 2nd Session. 1986. Legislative History of the Electric Consumers Protection Art of 1986.)


【相关阅读】他山之石 | 北美水生态区保护



本文由刘四旦摘编自(美)罗宾·埃布尔 (Robin A. Abell) 等著、李冰等译《北美水生态区保护》 (北京:科学出版社,2016.7)一书“专栏 16”。



ISBN 978-7-03-048697-4


《北美水生态区保护》对包括加拿大、美国本土和墨西哥的北美水生态区进行了研究,采用了专为淡水生态系统而建立的基于生态区的评价方法,将北美地区划分成76个淡水生态区,精确地反映了不同水体中物种的分布。《北美水生态区保护》分为三大部分:第一部分概述了生态评价方法;第二部分系统介绍了生物特异性和保存现状的评价,以及优先保护等级的判定;第三部分是建议和对策措施。附录部分列举了北美全部76个水生态区的生态特性、保护现状和推荐的优先管控措施。



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