長江流域的主要人類活動幹擾、水生態系統 健康與水生態保護

陳宇順1，2

（1.中國科學院 水生生物研究所淡水生態與生物技術國家重點實驗室，武漢 430072；2.中國科學院大學，北京 100049）

摘要

探討了長江流域目前面臨的主要水生態與環境問題、長江流域主要的人類活動幹擾及其影響和水生態大保護三個方 面的內容。當前，長江流域的主要水生態與環境問題體現在水文和泥沙的自然規律發生變化及汙染物影響下相應的水體物 理、化學和生物問題。水電開發、航運發展，沿江工業、採礦業、農業及城鎮化、漁業捕撈等是影響長江水生態系統健康 的主要人類活動幹擾因子。根據長江流域的實際情況，參照國際大河（如密西西比河）流域的生態保護與治理經驗，建議 長江流域水生態大保護主要從騰讓和修復水生態空間、恢復魚類等水生生物資源，以及加強沿江產業綠色轉型與升級等方 面入手，同時要加強相關立法的建設。

關鍵詞：長江流域；人類活動幹擾；水生態系統健康；水生態保護

長江是我國最重要的河流和世界大河中最具 有特徵的河流代表。長江流域在我國經濟、社會、 文化、生態、自然景觀和環境等方面具有獨特的 地位。然而，近幾十年來，隨著我國經濟建設的 高速發展，長江流域面臨了一系列的生態環境問 題，這些問題進一步制約著我國的經濟發展和生 態文明建設。本文將從長江流域目前面臨的主要 水生態與環境問題、主要的人類活動幹擾及生態 大保護等三個方面展開，以期為長江經濟帶綠色 發展和生態長江提供理論指導和現實依據。

1 長江流域的主要水生態與環境問題

長江的生態環境問題，特別是水生態與水環 境問題，已經非常突出並嚴重影響著長江的生態 健康。這些水生態與水環境問題主要表現在以下 幾個方面[ 1-3 ] ：

（1）長江的河水早已經不能上、中、 下遊自然流通；

（2） 長江的河水漲落早已經偏離 了自然的變動規律；

（3） 長江的河水早已經不再 大量攜帶自然的泥沙；

（4） 長江的岸帶早已經被 大量開發和利用；

（5） 長江流域最大的淡水湖泊 ——鄱陽湖和洞庭湖早已經每年提前進入枯水期；

（6） 長江流域的化工企業和礦業早已經駐紮在能 夠駐紮的區域；

（7） 長江流域的泥沙開採量早已 經超過了自然的補給量；

（8） 長江流域水生生物 的生存空間早已經被大量擠佔；

（9） 長江的旗艦 物種中華鱘早已經被發現不能自然產卵；

（10） 長 江的江豚和魚類資源早已經開始大量衰竭。

2 主要人類活動幹擾及其對長江生 態健康的影響

長江流域具有一系列的人類活動，它們都是 怎樣影響長江的生態健康的呢？

2.1 水電開發

水力發電就是在河道上修築水壩形成水庫蓄 水，然後將水能轉化為電能 （圖1）。水力發電是 一種綠色能源發展方式，這種方式比燃燒煤石等 火力發電給環境造成的危害要小得多。同時，長 江大型水庫 （如長江三峽大壩） 的修建，實質性 地降低了長江中下遊平原的洪水風險，在保障長 江中下遊人民的生命財產安全及正常的生產和生 活等方面發揮著非常重要的作用。長江流域的水庫建設和水電開發在近幾十年得到了飛速的發展。例如，從1980年到2011年，長江流域的水庫總數從 4.80萬個增加到5.16萬個，其中大型水庫從105個增加 到282個，總庫容從6.7×1010 m3 增加到1.8×1011 m3 [ 4 ] 。特別是長江上遊流域，主要表現為水電開發規模 大、梯級密、水壩高等特點[ 5 ] 。

圖1 長江上遊已建成的大型水利工程樞紐 （圖片來源：中科院水生所陳宇順課題組） Fig.1 Mega hydropower facilities in the upper Yangtze River (photo credit: Dr. Yushun Chen’s research group at IHB, CAS)

然而，水壩的修建給水生態系統健康也帶來 了一系列的問題[ 1-2 ] 。首先，水壩的攔截隔斷了長 江上、中、下遊河水的自然聯通，洄遊性魚類 （即需要自身遊泳通過一定距離和空間範圍才能完 成生命周期的魚類，如中華鱘） 的洄遊通道就被 隔斷了，因而影響到這些魚類的正常繁殖和生長。其次，水庫的蓄水和洩水已經改變了河流水位的 自然漲落規律，從而使得在繁殖季節需要水流刺 激才能正常產卵繁殖的魚類 （如鰱、鱅等魚類） 得不到應有的自然水文條件而推遲產卵或者不產 卵。另外，由於水壩的攔截，河水中從上遊帶來 的大量自然泥沙已經不能正常運輸至中下遊，這 些泥沙是構成河岸帶、河床、洲灘等水生生物棲 息地 （即水生生物的「房子」） 的最主要成分。位於上海附近的長江河口地區已經連續很多年缺 乏上遊來的泥沙，因而該地區被海水入侵和倒灌 的風險也在逐年增大。

2.2 船舶與航運

船舶與航運是水上交通的最重要部分 （圖2）。水運具有陸運和空運不可替代的功能。長江是橫貫我國東西的水運大動脈[ 6 ] 和「黃金水道」。長江 幹線航道自雲南水富港至長江口，全長2 838 km[ 7 ] 。長江幹線航道包括上遊的三級航道，枯水期可通 航1 000 t級船舶，中遊航道可通航2 000~3 000 t級 船舶，武漢以下航道可通航5 000 t級海船直至南 通以下的5萬t級海船[ 7 ] 。除了長江幹流航道以外， 長江流域還包括嘉陵江、烏江、岷江、洞庭湖水 系、鄱陽湖水系等航道[ 7 ] 。長江航運在長江流域 的貨物 （石化、煤炭、礦石、貨櫃和通用件雜 貨等） 運輸和經濟發展中發揮著非常重要的作用。

圖2 長江幹流的貨運船舶 （圖片來源：中科院水生所陳宇順課題組） Fig. 2 Ships and cargoes in the mainstream of the Yangtze River (photo credit: Dr. Yushun Chen’s research group at IHB, CAS) 航運的發展給水生態系統健康也帶來了一系 列的問題[ 1-2 ] 。

首先，為了保障航運的正常運行和 降低航運事故風險，航道管理部門必須對長江航 道進行一定的整治，包括疏浚 （即清理淤積區域） 和加深河道、加固河岸、河道裁彎取直 （即把自 然彎曲的河道變成渠道形式的人工河道或改道）、 清理河床和暗礁 （即清理水下障礙物） 等。如長 江口深水航道整治一、二期工程以及中遊界牌、 碾子灣、張家洲等水道整治和清淤應急工程，上 遊宜賓至重慶河段航道整治工程[ 8 ] 。這些航道整治 工程極大地破壞了魚類等水生生物的天然棲息地， 從而使得水生生物「無家可歸」。另一個方面，隨 著長江通航能力的加大，長江船舶的密度也在不 斷增加，從而使得河道中水生生物的自由活動空 間 （即水生態空間） 不斷縮減，加劇了長江江豚 和體型較大的水生生物被船舶螺旋槳傷害和致死 的風險。

2.3 工業和採礦業

工業和採礦業是長江流域的經濟命脈之一， 它們對長江流域的經濟發展起到了非常重要的作 用 （圖3）。工業產品和礦物原料也是長江流域經 濟發展的必備原料。以長江沿岸7省市（四川、重 慶、湖北、湖南、江西、安徽、江蘇） 為統計基 礎，該區域截至2017年共有76家化工園區，主要 是國家級和省級化工園區[ 9 ] 。這些化工園區的主要 產業包括氯鹼、精細化工、石油化工、煤化工 等[ 9 ] 。同時，長三角地區又是汙染密集型產業區， 這些產業包括採礦業、紡織業、造紙及紙製品業、 石油加工、煉焦及核燃料加工業、化學原料業 等[ 10 ] 。長江中遊的宜昌市，一度成為長江流域最 大的非金屬礦業區，該礦業區的礦物原料主要包 括磷礦、石墨、玻璃用砂巖、石膏、水泥用石灰 巖、化工用白雲巖、重晶石、高嶺土等[ 11 ] 。

圖3 長江幹流的沿江化工園區 （圖片來源：中科院水生所陳宇順課題組） Fig.3 Chemical and industry zones along the Yangtze River (photo credit: Dr. Yushun Chen’s research group at IHB, CAS)

工業特別是化工業和採礦業給水生態系統健 康也帶來了一系列的問題[ 1-2 ] 。首先，工業和採礦 業有大量的有毒有害和難降解的汙染物質 （如持 久性有機汙染物、重金屬等）排放到水體[ 10 ] ，造成 了水質的破壞，在極端情況下也會造成水生生物 的大量死亡。另外，部分工業和採礦業還會排放 大量氮、磷等營養物質到水體，從而加劇了水體 的富營養化 （即水體中營養物質過剩，使得藻類 爆發和水體缺氧等現象）。

2.4 城鎮化

城鎮化是我國由發展中國家逐漸過渡到發達 國家的一個重要標誌 （圖4）。城市的建設和發展大大提高了長江流域人們的生活水平。長江經濟 帶的城市群包括長三角城市群、長江中遊城市群、 成渝城市群。截至2014年，上海的城鎮化率已經 達到了 88%，浙江和江蘇兩省的城鎮化率也超過 了 62%，安徽、江西、湖北、湖南、重慶的城鎮 化率處在50%左右[ 12 ] 。

圖4 長江幹流的沿江城鎮化區域 （圖片來源：中科院水生所陳宇順課題組） Fig. 4 Cities and townships along the Yangtze River (photo credit: Dr. Yushun Chen’s research group at IHB, CAS)

然而，城鎮化給水生態系統健康也帶來了一 系列的問題[ 1-2 ] 。首先，大量的河岸帶被城鎮化設 施和建築物佔用，自然的河岸帶面積逐漸縮小， 從而使得魚類等水生生物的棲息地進一步縮減。另外，城鎮化和人口密度的增加使得城鎮和生活汙 水的排放也在加大，從而加劇了河流的水質汙染。

2.5 農業 農業

（包括種植業和養殖業） 是長江流域糧 食和食品的重要保障基礎 （圖5）。糧食安全是國 家安全的重要組成部分。長江流域的農業在我國 糧食安全上發揮著舉足輕重的作用[ 13-14 ] 。

圖5 長江流域的農業活動 （圖片來源：中科院水生所陳宇順課題組） Fig.5 Agricultural activities in the Yangtze River basin (pho⁃ to credit: Dr. Yushun Chen’s research group at IHB, CAS)

然而，農業給水生態系統健康也帶來了一系 列的問題[ 1，2 ] 。首先，農業的圍墾開發佔據了濱江、 濱湖的水體，使得水生生物的生存空間進一步減 少。另外，農業生產過程中化肥、農藥的大量使 用增加了汙染物質的排放，從而加劇了湖泊和河 流的水質汙染。例如，長江流域耕地的化肥施用 量平均為572 kg/hm2 ，從川渝地區的463 kg/hm2 到 湖北省的725 kg/hm2 不等[ 15 ] ，這些施入耕地的化肥 有相當一部分不能被農作物利用而殘留在土壤或 直接流失到水體。

2.6 採砂

河流、湖泊中的砂石是非常重要的建築材料 （圖6）。長江流域的沙石材料在長江流域的城鎮化 等方面發揮著非常重要的作用。為了控制長江非 法採砂，2002年1月我國頒布實施了《長江河道採 砂管理條例》，以限制長江宜賓以下幹流河道內違 法開採砂石的行為。然而，2002 年以後大量的砂 石開採就轉移到洞庭湖和鄱陽湖流域及長江支 流[ 3，16 ] 。例如，鄱陽湖區域的非法採砂船隻，最多 的時候可以達到每天450艘，洞庭湖最多的時候每 天可以達到368艘，這些船隻可以在一年內採完這 兩個湖區20年的沉砂量[ 16 ] 。

圖6 長江流域的河道和湖泊砂石開採 （圖片來源：中科院水生所陳宇順課題組） Fig.6 Sand mining in rivers and lakes along the Yangtze Riv⁃ er basin (photo credit: Dr. Yushun Chen’s research group at IHB, CAS)

採砂給水生態系統健康也帶來了一系列的問 題[ 1-3 ] ，特別是非法採砂活動。首先，砂石的開採， 特別是過渡開採使得河岸帶、湖泊與河道底質、 洲灘等的形成和維護失去了天然的原料，水生生 物的生境不斷丟失和遭到破壞，因而形成了一種「人類在掠奪建築材料給自己修建房子的時候不斷 摧毀水生生物的『房子』」的現象。由於長江上 遊梯級水壩的修建和對天然泥沙的攔截，長江中 下遊的採砂將進一步加劇長江水生生物「房子」 的丟失。另外，長江中遊洞庭湖和鄱陽湖的採砂 加深了湖泊水深和渠道化，改變了湖泊與長江的 水文關係 （即湖水進入長江和江水進入湖泊的自 然關係），從而加劇了對水生生物的影響。

2.7 港口與岸線開發

港口和岸線的開發在支撐長江航運和經濟建 設上發揮著重要的作用 （圖 7）。據統計，截至 2013年，長江經濟帶9省2市內河港口通過能力達 3.26×109 t，其中長江幹線佔一半左右[ 7 ] 。長江幹 線的港口生產泊位有4 296個，包括459個萬噸級 泊位和 10 個億噸級大港[ 7 ] 。它們主要分布在三大 港口群：（1） 長江上遊港口群如重慶、瀘州、水 富、宜賓等港口；（2） 長江中遊港口群如武漢、 宜昌、荊州、黃石、長沙、嶽陽、九江、南昌等 港口；（3） 長江下遊港口群如上海、安慶、合肥、 蕪湖、馬鞍山、南京、鎮江、南通等港口[ 8 ] 。長江 幹線城市的港口岸線已經被大量規劃利用，如九 江、南通、蘇州、泰州等港口岸線規劃率超過了 50%，江陰的岸線規劃率已經達到了100%[ 17 ] 。特 別是長江下遊的江蘇省，長江岸線利用自2002年 以後得到了迅速的擴張，其中長江北岸地區以工 業佔用 （如船舶修造、化工、冶金、電力、建材、 造紙、海工等） 擴張為主，長江南岸地區以工業 佔用和港口利用 （如各類碼頭） 雙重擴張為特 徵[ 18 ] 。

圖7 長江幹流的沿江港口與岸帶建設 （圖片來源：中科院水生所陳宇順課題組） Fig. 7 Harbors and riparian constructions along the Yangtze river (photo credit: Dr. Yushun Chen’s research group at IHB, CAS)

港口與岸線開發給水生態系統健康也帶來了 一系列的問題[ 1，2 ] 。其中最主要的是造成自然河岸 帶的丟失，擠佔了自然河岸帶這一非常重要的水 生生物棲息地，大大縮減了水生生物的生存空間。

2.8 江湖阻隔

長江流域有成百上千的各類湖泊，原本與長 江都有著天然的聯通關係，維繫著長江—湖泊這 一天然的水生生物生存空間，魚類等水生生物可 以自由地在長江與湖泊之間暢遊。由於考慮到防 洪及區域開發等，長江中下遊大量的湖泊都已經 與長江通過閘壩隔離開來 （圖8）。例如長江中遊 的洪湖，1955 年修築了洪湖圍堤以鎖住東荊河洪 水；1958 年又建成了新灘口節制閘，堵住了長江 洪水倒灌；1970年修建新堤排水閘；1975年洪湖 北部四湖總乾渠、西部螺山乾渠，輔以福田寺閘、 小港閘和洪湖圍堤等的修建，人為地將洪湖與長 江的自然聯繫隔斷，使洪湖成為了長江流域眾多 阻隔湖泊中的一個典型代表[ 19 ] 。近年來，洞庭湖 和鄱陽湖的建閘建壩問題已在國內相關部門展開 了非常激烈地討論。

圖8 長江流域與長江幹流通過閘壩阻隔的湖泊 （圖片來源：中科院水生所陳宇順課題組） Fig. 8 River-lake fragmentation in the Yangtze River basin (photo credit: Dr. Yushun Chen’s research group at IHB, CAS)

然而，江湖阻隔給水生態系統健康也帶來了 一系列的問題[ 1，2 ] 。首先，湖泊建閘建壩後，具有 江湖洄遊 （即在長江與湖泊之間遊動來完成生命 周期） 習性的水生生物正常的生命周期和生長繁 殖將無法完成或者受到嚴重製約[ 20，21 ] 。另外，水生 生物的活動空間將進一步擠壓，長江中的水生生 物無法正常進入湖泊，湖泊中的水生生物無法正常進入長江。特別值得一提的是鄱陽湖和洞庭湖， 這兩個湖泊是目前除了長江幹流之外還有江豚種 群的天然水體。一旦鄱陽湖和洞庭湖 （即「兩 湖」） 湖口建閘建壩，長江的江豚種群和「兩湖」 的江豚種群從此將失去天然的聯繫和基因交流， 勢必進一步加劇長江江豚這個唯一的淡水豚類物 種在地球上的滅絕速度。

2.9 漁業捕撈

長江流域的漁業捕撈在為人類提供魚類等水 產品和解決長江流域漁民生計等方面發揮著非常 重要的作用（圖9）。

然而，漁業捕撈給水生態系統健康也帶來了 一系列的問題[ 1-2 ] 。首先，漁業捕撈特別是過渡捕 撈和非法捕撈，將長江和湖泊中的魚類從幼苗到 成魚基本上是一網打盡。長江的青魚、草魚、鰱、 鱅 （即四大家魚） 佔漁獲物的比例從過去的 80% 降低到目前的14%，四大家魚的產卵量也從過去的 300億尾降至目前的不足10億尾，長江淡水年捕撈 量不足以往最高年份的 1/4，僅為 1×105 t 左右[ 22 ] 。為了恢復漁業資源，在農業與農村部漁業主管部 門的組織下，長江流域開展了非常多的增殖放流 （即把魚苗或成魚直接投放到長江或湖泊當中） 以 補充長江和湖泊中的天然資源量[ 23 ] 。同時，長江 流域在漁業部門的組織下同時也在積極推進延長 禁漁期 （即在一年的某幾個月禁止所有的漁業捕 撈） 和試點開展全年禁捕區域 （即一年之內禁止 所有的漁業捕撈）[ 24 ] 。然而，這些補救的魚類資 源在每年7月1日長江流域開捕後幾個月內幾乎又 可以被全部打撈上岸。另一方面，漁業捕撈造成 魚類資源減少後，長江及「兩湖」的江豚由於缺 少食物資源呈現出飢餓而死的現象不斷增多。

圖9 長江流域的天然漁業捕撈 （圖片來源：中科院水生所陳宇順課題組） Fig. 9 Commercial fishing in the Yangtze River basin (photo credit: Dr. Yushun Chen’s research group at IHB, CAS)

3 開展長江生態大保護的舉措

如何進行長江生態大保護，這其實並不是一 項容易的工作。是不是我們應該從今往後在長江 流域全面禁止以上所有的人類活動？這明顯不太 現實，因為長江經濟帶這個區域承擔著我國 40% 的國內生產總值 （GDP） 並養活著全國 40% 的人 口，隨著今後的繼續發展這些數字必然會進一步 加大[ 2 ] 。

結合歷史和現狀分析，參照國際河流生態管 理的相關經驗[ 1，25 ] ，建議長江的生態大保護主要從 兩個方面入手：一方面要儘快開展大尺度的生態 修復，特別是涉及水生生物的主要棲息區域；另 一方面要全面管控和調整沿江產業結構、加速產 業綠色升級、減少汙染物排放。具體而言，當務 之急長江生態大保護需要做好以下幾項工作。

3.1 騰讓並修復長江流域水生態空間

為了有效地提升水生態空間，以下措施非常 有必要從流域層面來考慮並立即付諸實施[ 1-2 ] ：（1） 立法保護好長江幹流的洲灘和次級河道，開 展生態工程，修複次級河道並禁止在次級河道內 除科學研究與調查以外的任何形式的人類活動幹 擾，守住長江幹流這個重要的水生態空間區；（2） 立法保障鄱陽湖和洞庭湖與長江的暢通，禁止任 何形式的閘壩建設，同時開展湖區生境的修復工 程，為長江贏得第二個水生態空間區；（3） 加強 長江支流與長江幹流的聯通並開展支流重點區域 的生態修復工程，為長江贏得第三個水生態空間 區；（4） 適當打通長江中下遊部分有代表性的湖 泊與長江幹流的通道，開展湖泊生境修復工程， 為長江贏得第四個水生態空間區；（5） 有選擇性 地騰讓長江幹流、主要支流及主要湖泊的濱岸帶 區域並開展生態修復工程，為長江贏得第五個水 生態空間區。

3.2 在長江幹流、主要支流及「兩湖」全年禁漁

在騰讓和修復以上水生態空間的基礎上，盡 快實現在長江幹流、主要支流及鄱陽湖和洞庭湖 全年禁止除科學研究與調查以外的任何形式的漁 業捕撈[ 1-2，26 ] 。有人可能會問，這些區域都禁漁了， 那我們餐桌上的魚將從哪裡來？長江漁民的生計 將如何解決？

首先，餐桌上的魚可以從長江流域綠色漁業 中來。在全年禁漁以外的長江流域湖泊，實現資 源養護型的綠色增殖漁業，仍然可以提供相當一 部分水產品。同時，加大長江流域高效綠色池塘 養殖、稻-漁 （即水稻田和漁業結合） 綜合農業模 式、漁-菜 （即漁業和蔬菜結合） 綜合模式等一系 列綠色漁業方式的發展。例如，中國科學院水生 生物研究所的一項重要國家使命就是要解決中國 人「吃魚難」的問題，在長江幹流、主要支流及 「兩湖」實行全年禁漁以後，我們依然可以通過綠 色漁業來解決中國人「吃魚難」的問題。

另外，長江漁民的生計問題國家已經開始採 取了大量的生態補償和補貼政策[ 27 ] 。他們當中一 部分人已經轉產轉業，還有一部分人可以投入以 上提到的綠色漁業的相關產業當中來，他們今後 將通過綠色養殖而不是過去的天然捕撈來為中國 老百姓提供優質的水產品。

3.3 實現長江流域水庫「考慮生態需水」的統一 調度

為了解決長江流域乾旱缺水、水質性缺水和 水生態功能退化等問題，迫切需要加強嚴格的水 資源管理和水利工程系統的優化調控[ 4，28-29 ] 。如水 利部於 2016 年 8 月組建了水庫聯合調度管理局， 該管理局負責流域控制性水庫聯合調度管理，組 織制訂流域重要水工程的防洪與水量實時調度方 案並組織實施和監督執行[ 29 ] 。但在長江梯級水庫 建成並常態化運行的情況下，需要更多地從長江 中下遊生態需水的角度來考慮長江流域水庫的統 一調度，特別是在魚類的繁殖季節要進行統一調 度，以保證魚類資源在長江的自然增殖[ 1，2 ] 。

3.4 有序調控長江流域的各項開發，實現開發與 生態修復並行，倒逼產業轉型升級

進一步優化長江流域的水電開發、航運、工業 和採礦、城鎮化、農業、採砂，以及港口與岸線開 發，一方面要加強監管[ 30 ] ，同時必需堅持走綠色發 展之路。立法保障開發與生態修復並行，堅持誰開 發誰就必須承擔相關的生態修復，以彌補開發帶來 的生態危害，倒逼產業綠色轉型升級[ 1，25，31 ] 。

4 結論

本文通過探討長江流域目前面臨的主要水生態與環境問題、長江流域主要的人類活動幹擾及 其影響和水生態大保護三個方面的問題，得出如下 結論：

（1） 長江流域目前的主要水生態與環境問題 體現在水文和泥沙的自然規律發生變化及汙染物 影響下相應的水體物理、化學和生物問題。

（2） 水電開發，航運發展，沿江工業、採礦 業、農業及城鎮化，漁業捕撈等是影響長江水生 態系統健康的主要人類活動幹擾因子。

（3） 長江流域的水生態大保護主要應從騰讓 和修復水生態空間、恢復魚類等水生生物資源， 以及加強沿江產業綠色轉型與升級等方面入手， 同時要加強相關立法的建設。

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文章來源：三峽生態環境監測 第3 卷 第3 期