林俊达
美国北卡罗莱纳大学海洋学博士
现任美国佛罗里达理工学院副教授

大坝阻碍生物回游
大坝降低了下游的河口海湾生态系统的生产力
海水入侵的后果
大坝截流后河口海湾土地的流失

大坝的建造通常会对下游河口与海湾的生态系统产生重大影响。本文首先对这 个问题作一综述(见下面的示意图),然后再运用世界各国的实例、进一步地逐项说明。 大坝对河口海湾影响示意图

阻碍生物回游 营养盐下降 生产力(包括渔业)下降
大坝生物群落变化
江河流量减少 海水入侵增加 土地盐硷化增加
威胁经济活动和居民淡水水源
泥土沉积减少 沿海土地流失

上图简要地说明,大坝对河口与海湾的影响主要包括两大类,一方面,大坝会直接阻断许多经济种类的生物回游过程;另一方面,大坝会减少河水的流量,改变河流的规律,对河口与海湾系统造成一系列派生的影响,这些派生的影响可能导致河口海湾的生态和环境的重大变化,进而妨碍该地区人们的正常生存。由于在河流上游修建大坝后,河流流量减少,可能带来三类问题。第一,河流携带的悬浮物和泥土是下游河流与海湾生态系统的主要营养盐来源,营养盐含量的降低将导致下游地区生态系统生产力(包括渔业)的下降;第二,江河流量的减少使得更多的海水进入河口海湾,引起生物群落的变化,同时导致沿海土地盐硷化程度增高,海水倒灌还威胁着沿海地区经济活动和居民供水;第三,河口地区泥沙来源的减少亦将造成沿海地区土地的流失。

大坝阻碍生物回游

美国西北部的哥伦比亚河(Columbia River)和蛇河(Snake River)是数种鲑鱼的栖息场所。鲑鱼成鱼每年从海里回游至其出生的河流产卵,卵在河里孵化,长成幼鱼,幼鱼又回游海里,回游距离可达几百公里。美国过去在哥伦比亚河流域建造了一系列水坝后,阻碍了鲑鱼的回游路线,造成鲑鱼大批死亡。

后来,采取了补救措施,再投资五亿美元在各水坝上建造阶梯、协助鲑鱼回游;然而收效有限,鲑鱼的产量仍然下降。因为阶梯虽能有效地引导鲑鱼向上游产卵区游动,但是建坝后河水流量及流速降低,滞延了鲑鱼的回游,增加了它们被捕食的机会;同时,许多鲑鱼在穿过发电机涡轮时被叶片打死。于是,只好又在各个涡轮机进水管前安置了屏障,防止鲑鱼被发电机涡轮叶片伤害。近年来,这些地区还采取了养殖放生的办法,来补偿鲑鱼的自然损失。但是,养殖放生不仅花费很大,而且人工孵化生产的鲑鱼苗无法很好地适应自然环境,死亡率较高。这样,仅从1960年到1989年,这一地区因鲑鱼减产而造成的渔业损失竟达六十五亿美元。

旧金山湾是美国西部太平洋沿岸最大的海湾,自六十年代末期以来,在流入该海湾的河流上建造起了一百多座各种类型的水坝,破坏了鱼类回游和产卵场所的环境,导致回游鱼类几乎消失,从六十年代至八十年代渔业的损失达三十亿美元以上。北美东北部的圣·约翰河(St. John River)上建造的一系列水坝,亦导致了当地鲑鱼和其他回游鱼类的严重损失。

泰国的泰国湾曾经是世界上鱼获最丰富的渔场之一,但是在流入泰国湾的河流上修建的一系列水坝,同样使得泰国湾渔场的产量大幅度下降。当地有一种曾大量出口创汇的大型淡水虾,但由于这种虾类的幼体每年必须从海湾游回淡水区、而成年虾又要从淡水河道上游回游到海湾产卵,当其回游路线被大坝截断后,这种虾的产量就迅速跌落。

大坝降低了下游的河口海湾生态系统的生产力

河口海湾之所以可能成为产量很高的渔场,其重要原因之一就是,河流带来了大量的营养盐;而一旦在河流的上游修建了大坝,截流蓄水,也就大大地减少了经过河道、从上游输送来的营养盐,导致海湾生态系统中的初级生物生产力下降,并经过食物链进而使得高级动物(即渔业捕捞的对象)的产量也下降。

埃及的阿斯旺大坝建造之前,尼罗河每年携带一亿多吨的泥沙、沉积在一万平方公里的尼罗河盆地里。大坝建造之后,每年拦截下三百五十亿立方米的河水,导致尼罗河盆地泥土的沉积量和营养盐的来源剧减,这又导致浮游植物产量严重下降。浮游植物产量下降的结果是浮游动物、底栖动物和水生动物产量随之剧减。例如,大坝建成前,当地重要的水产小沙丁鱼的年产量可达一万五千吨;大坝建成后的当年,这种鱼的产量就下降到四千六百吨;而建坝后的第二年,其年产量进一步萎缩,只剩下五百五十四吨。结果,为了弥补大坝造成的尼罗河口水流营养盐不足,埃及每年不得不花费一亿美元施用人工肥料,希望借此提高河口生态系统的生产力。

前苏联曾经在顿河、伏尔加河、第聂伯河及其他河流上建造了一系列的水坝和水库,主要目的是农业灌溉、发电和深水航运。结果,河水流量的剧减对黑海、亚速海、里海和咸海的生态系统造成了严重后果,使得绝大多数(百分之八十至九十)经济价值高的鱼类(如鲑鱼、鲟鱼、鲐鱼、鲱鱼和鲈鱼等)濒于灭绝。

例如,在里海流域,水库的蓄水和用水对伏尔加河口和里海的生态系统产生了极大影响。因建坝修库,伏尔加河年平均流量减少百分之十二,春季时平均流量比过去下降了百分之三十七。淡水流量的减少导致里海的盐度升高,而盐度升高使得许多只能在低盐度区繁殖和摄食的半回游性鱼类的栖息区面积,从两万六千平方公里降至六千平方公里;同时,盐度升高和营养盐下降亦导致了浮游植物群落结构的重大改变;淡水流量的减少还影响了河口海湾系统的水流循环和混合,常常导致水底层出现低氧层,严重威胁到底栖动物的生存;此外,春季本来是鱼类回游和产卵的季节,在这个季节里,淡水流量大大减少,一方面使底栖动物(经济鱼类的重要食物)的产量下降了一半以上,另一方面阻碍了鱼类的回游和产卵。在没有水坝和水库的年代,许多鱼类会从里海沿着伏尔加河向上游回游一千至两千五百公里、到河流的支流产卵摄食,而水坝和水库的建设使得里海的经济渔业几乎消失殆尽。

海水入侵的后果

江河流量的减少必然导致更多的海水进入海湾河口,引起河口及河流下游河水的盐度增加、咸水区域扩大。盐度升高会导致生物群落改变,如淡水生物和低盐度种类的分布和密度缩小。海水比例升高和咸水范围的扩大还会改变河口海湾的水流循环和混合,对整个生态系统的理化和生物因子都会产生影响。

过多海水进入海湾将导致沿岸地区盐硷化程度加重、盐硷化范围扩大。印度恒河上的Farakka Barrage水库建成后,海水入侵内河的距离从原来的二百七十公里增加到四百三十公里,沿河农业区遭受严重损失。建于泰国境内湄公河上的Srinagarind大坝也导致海水侵入下游河口,土地盐硷化造成了大片椰子林和荔枝园报废。河口海湾盐硷化还威胁着附近地区的淡水供应,比如,在上海地区,近年来海水入侵已经对这个大城市及其附近地区的用水造成很大的不利影响。

大坝截流后河口海湾土地的流失

大坝会拦截河水携带的大批泥沙,既导致库区淤积,又造成下游土地的流失。例如,尼罗河与地中海的交汇处有一东西走向的海流,不断把河口的泥沙向东推移。阿斯旺大坝建成后,大大减少了河口泥沙的来源,而河口过去沉积的泥沙又不断地被海流带入地中海。结果导致了河口土地流失、河口不断向内陆退却,这对沿海城镇的经济活动造成严重威胁。与此非常相似的情况也发生在加纳,该过于1961年在沃尔特河(Volta River)下游建造的Akosombo大坝,使得海岸线不断遭受几内亚海流的侵蚀,许多过去的沿海城镇已葬身海底。

当代中国研究
MCS 1997 Issue 3

By editor