三峡库区水生态环境风险与对策
三峡工程建成后，防洪、发电、航运等综合效益全面发挥，社会效益、生态效益巨大。三峡工程是治理长江和开发利用长江水资源的关键性骨干工程，在共抓长江大保护中发挥骨干主力作用，三峡库区水生态系统的稳定和长期可持续发展对统筹山水林田湖草沙、推动地区发展具有重要作用。三峡后续工作规划自2011年实施以来，各项工作有序推进，成效不断显现，三峡库区污染防治能力大幅度提升，水环境质量稳中向好，消落带植被恢复、湿地多样性保护规划任务基本完成。但三峡库区属于山地丘陵峡谷地带，资源环境生态承载力有限，三峡后续工作规划实施中山水林田湖草沙系统治理统筹不足，面源污染防治、生态屏障区及重要支流水土保持、森林生态系统稳定、陆生生物多样性保护等完成情况与规划任务差距较大，入库污染负荷压力仍然较大，库周生态系统结构不完善，消落带生态调节功能弱，生态环境承载力与经济发展的矛盾突出，水生态空间管控体系还未全面建立，三峡库区水生态系统质量稳定性和可持续性仍面临较大风险和隐患。因此，研究三峡库区生态环境风险与对策，对维持三峡库区水生态环境稳定可持续发展具有重要意义。
1、库区水生态环境概况
水资源
三峡水库总库容393亿m3，正常蓄水位175m，根据《三峡工程公报2020》，库区地表水资源量为549.40亿m3，地下水资源量为104.73亿m3，水资源总量为549.40亿m3。
水环境
三峡库区干流长663km，干流整体水质较好；入库支流众多，水质存在明显差异。根据1998—2019年重庆寸滩、涪陵清溪场、万州沱口、奉节十里铺、碚石（官渡口）、宜昌太平溪等6个断面的逐月水质监测数据，三峡库区干流主要控制断面水质均为Ⅱ～Ⅲ类。入库支流全年水质达标率为100%的有20条，水质以Ⅱ～Ⅲ类为主；碧溪河、龙溪河、桃花溪、御临河、璧南河和临江河等6条入库支流部分月份水质较差，主要超标物为总磷。
水生态
1988—1989年三峡水库运行前，干支流共有鱼类148种，2005—2008年试运行期间，干支流共调查到鱼类117种，2019年（正式运行期间）干支流共采集到鱼类149种，鱼类群落结构从喜流水性种类为主向喜静、缓流生境种类为主转变。
监测体系
1996年，原国务院三峡工程建设委员会组建了跨地区、跨部门、跨学科的长江三峡工程生态与环境监测系统，该系统在三峡库区干支流及长江中下游至河口干流等重要水域设置监测断面，开展水文、水质、水生态等方面的监测，1999—2017年连续19年编制《长江三峡工程生态与环境监测公报》向国内外公开发布。2019年，水利部为进一步加强指导，监督三峡工程运行安全和三峡水库蓄退水安全工作等，构建了三峡工程运行安全综合监测系统，主要包含三峡库区水环境监测、三峡工程运行安全监测、三峡库区安全监测、三峡库区经济社会监测、三峡工程安全综合管理等9个子系统和31个监测站。2019年和2020年分别发布《三峡工程公报》，主要包括三峡工程运行调度、防洪、发电、航运、水资源、输沙、水土保持等方面的监测数据。
生态与环境保护成效
2011年6月，国务院批准实施《三峡后续工作规划》；2014年12月，国务院批复同意《三峡后续工作规划优化完善意见》，作为规划的调整和补充，与规划一并实施；2020年，水利部长江水利委员会对《三峡后续工作规划》进行了修编，该规划是三峡库区现行的总体规划，规划实施围绕保护三峡水库水质、维护库区生态环境可持续的目标，通过污染防治与水质保护、消落带生态环境保护、生态屏障区建设、库区水生态修复与生物多样性保护推进三峡库区生态环境保护工作。
截至2020年年底，三峡库区水生态环境保护项目已完工909个，开工率达到98%，竣工验收率74%。目前，库区干流水质为优，支流水质总体良好，主要断面入库水质总体保持Ⅱ～Ⅲ类标准；消落带植被恢复、湿地多样性保护规划任务基本完成，但145～170m范围内受消落带治理技术不成熟的制约，生态修复技术仍无法大规模推广；库区生态屏障区森林覆盖率达到70%以上，但重要支流水土流失治理进度滞后。
2、库区风险源识别与分析
库区部分支流水质不稳定，支流回水区水华风险较大
据统计，水库蓄水至2021年，三峡库区共发生水华201起，涉及26条支流，主要发生在回水区、河口、库湾等水流条件较差的水域，蓝藻、绿藻、硅藻、甲藻、隐藻水华都有出现。库区近几年水华发生次数减少，但香溪河、大宁河、小江等支流历年水华发生频率高，部分支流水华发生风险仍较大。目前，长江干流库区段水质总体维持在Ⅱ～Ⅲ类水平，支流回水区水体总体为中营养状态，富营养化趋势得到初步遏制。库区支流富营养化问题仍未明显改善，部分河段还存在水质超标问题，且重点支流水华类型存在由河流型水华（硅藻、甲藻等）向湖泊型水华（蓝藻、绿藻等）演变的趋势，支流水华仍威胁水库生态安全和水质安全。
入库污染负荷大，引发水质不稳定风险
依据《重庆统计年鉴》《恩施州统计年鉴》《宜昌市统计年鉴》，2010—2020年，三峡库区第一产业增幅约169%，农业产值增量约占农林牧渔总产值增量的60%。2020年三峡库区38个区县（除重庆市开州区、梁平区、武隆区、渝中区外）农用化肥施用量（折纯）达到65.70万t，农药使用量1.2万t，平均化肥使用强度达319.14kg/hm2，我国目前没有统一的化肥使用强度限值，但已超过发达国家设置的225kg/hm2安全上限。目前，三峡库区流域仍以农业为主，传统农业占比较大且人多地少。在耕地面积严重不足、土质本底状况欠佳等客观条件下，第一产业尤其是农业的发展更多借助于肥料、农药等大量生产资料的投入，这些化肥随降雨径流直接入库，久而久之会对库区内生态环境、土壤底质、农作物、入库水体水质等造成污染和损害，影响三峡库区水质的稳定性和持续性。此外，农村污水收集率不高，且未全覆盖，入库排污口整治推进缓慢，点源入库污染负荷未得到明显改善；库区内部分流域周边多为山地、农田和荒坡，土壤抗侵蚀能力差，暴雨时泥沙携带污染物大量入库，对库区水质造成一定威胁。
消落带生态系统不稳定风险
三峡水库消落带属于“自然—经济—社会”复合系统，受水库周期性调度影响最大，是三峡流域生态系统中物质物理、化学迁移转化非常活跃的区域，也是生物基因信息传递的纽带，在水位频繁波动的影响下，其生物群落的结构和多样性表现出显著不稳定性。三峡水库消落带是一个高度脆弱的生态系统，主要原因是其自然环境的特殊性、水库水位的反季节频繁涨落影响以及周边人为活动的干扰作用。2011—2019年，三峡后续工作批复消落带保护补助资金共82.25亿元，开展了众多消落带保护修复工程。175m以上消落带修复与城市景观、居民休闲广场相结合，美化了消落带景观，发挥了重要的人文景观生态服务功能；170～175m消落带人工修复的乔灌木植被经过每年短暂的水淹，植物存活状况依然良好，发挥了较好的护岸、缓冲、水质净化、提供生物栖息地、立体生态景观美化等多种生态服务功能，技术取得较好的效果。但三峡库区干流长663km，消落带区域特征非常明显，自然恢复生物种类少，群落结构简单，以草本植物为主，生态调节功能弱，尚无多时空尺度消落带生态结构与功能协同治理的技术指导，对三峡库区消落带生态系统稳定性造成一定威胁。
生态系统结构不稳定风险
三峡水库蓄水后，部分物种生存空间被占据或生境发生改变，直接淹没高等珍稀陆生植物数百种。由于三峡大坝拦蓄，坝上坝下的水文特性、河流流态、河道河势、水文泥沙等条件的改变，鱼类等重要水生生物的栖息地、产卵场和索饵环境发生巨大变化，特别是洄游产卵的鱼类，库区生物多样性受到威胁。
三峡库区山地较多，旱地农业用地主要为丘陵和坡地。在三峡库区的山地、坡地发展种植业，除了要给当地带来良好的经济效益，还要承担水土保持、水源涵养等生态功能。但三峡库区坡地开发强度较大，部分地区种植品种单一，对单一物种难以预料又具有重大危害的虫害暴发、物种入侵或是全球气候变化风险，未来产业结构失衡或生态系统结构功能崩塌可能出现，进而对库区水生态系统产生威胁，此类风险因后果严重应当给予足够重视。
三峡库区的支流流域中，依然存在着生物多样性下降的风险。三峡库区各支流小水电站数量多，退出难度大、进展慢，生态流量泄放不到位时有发生，鱼类及依赖水系活动和生活的动植物在空间上被分隔，对支流生态廊道的畅通性造成较大影响，依赖水源流动进行物种传播扩散的繁殖行为受到威胁，对物种遗传多样性和生态系统多样性造成极大挑战。
农村供水保障率和饮水安全风险
库区流域内部分农村饮水安全工程数量多、分布广，但是供水覆盖率和供水效率难以保证。部分供水泵站海拔高、成本高，住户因饮水单价过高放弃使用自来水；农村居民居住分散，集中供水难以全面覆盖；山地种植作物灌溉困难，极端干旱气候下种植业有大面积减产风险；高山旅游避暑胜地、康养山庄等绿色旅游产业蓬勃发展，旅游产业用水需求不断增加，亟须一批骨干性水源工程支撑；部分工程运行已久，输配水管网老旧，难以满足乡村振兴各项产业的发展要求，库区农村供水安全保障存在一定风险。除此之外，部分乡镇集中供水工程和农村分散式供水工程的水处理工艺落后，净化和消毒设施不达标，大量农村居民饮用水受到生活污水和农业面源污染威胁，部分水源地水质不达标，难以满足饮用需求。
水域岸线不稳定风险
当前，三峡干流和部分支流消落带生态修复成效显著，库周岸线整体相对稳定。但库区逐渐显现出一些亟须解决的新情况、新问题：一是出现新的岸线不稳定区域，需要开展治理。由于三峡水库多年周期性涨落，一些新的库岸险段逐渐显露，对险段周围公路、桥梁的安全与稳定等造成威胁。二是岸线利用不科学，未能与库容保护、生态环境保护和安全防护等问题有机结合，硬质护岸未能体现生态和景观特征。三是部分主河道及支流的生态空间均未划定，流域河道生态管理粗放，存在侵占河道河床、在河滩地种植果树（蔬菜）等现象，岸线安全稳定存在一定风险。
资源承载力不均衡风险
近年，三峡库区内城镇建设用地面积逐年增加，城市扩张速度和强度发生变化。库区整体生态承载力处于中等水平且呈稳步上升状态，但受到地区气候、地形、水源等方面限制，库区流域资源环境承载能力展现出明显的区域差异性，在空间上表现为西少东多、库尾少库首多的特点。除此之外，其他各项自然资源的承载力也不尽相同，产业发展和经济发展受各种资源承载力的制约，发展进程中要充分考虑地区的各项资源承载力，一旦突破生态系统承载力的上限，将会对地区生态环境产生巨大影响。
极端气候条件下水生态系统不稳定风险
三峡库区属于典型的高山峡谷生态系统，受人为活动影响，其生态系统较为脆弱，生态系统多样性与稳定性不高，抗干扰能力差，极易发生生态系统退化。得益于三峡工程的蓄水调节能力，库区及长江下游的防洪防汛得到保障，同时在极端干旱的情景下，三峡工程发挥着战略性水源地的作用。河岸的陆地生态系统是水生态系统的重要载体，承担着涵养水源和稳定岸坡的巨大作用。在未来的气候变化中，极端气候条件可能会对陆地植被系统造成较大影响，尤其是农业种植单一和生态较为脆弱地区，“气候—植被—土壤—水体”将多方位、多视角地影响水生态系统，三峡库区气候演变趋势、植被覆盖动态变化、土壤侵蚀风险时空分布特征及森林植被生态效益都会对水生态系统稳定产生影响。
航运风险
2019年度三峡库区客船生活污水产生量约为179.5万t，其中客船产生127.7万t，非客船产生51.8万t。客船是库区生活污水的主要来源，尽管近年船舶生活污水量呈下降趋势，但是总量仍然较大，其产生的水环境风险仍需关注，且目前三峡库区注册船舶生活污水处理装置安装率为77.3%，仍有提升空间。
随着货运量的持续增长，危险化学品运量也呈现增长势头。三峡库区因特殊的水源战略地位，一旦发生水上危险品泄漏事故，将严重威胁三峡库区的生态与环境和沿江人民的饮水安全。因此，在三峡库区客货运经济效益不断提高的同时，必须高度重视危险品运输的潜在风险，提高船舶突发污染事故的应对能力。
3、水生态环境风险防范对策
建立三峡库区农业污染源控制机制
要建立控制库区面源污染扩大化的有效机制，大力推动有机肥替代化肥，切实加大有机肥料生产规模和补贴力度，加强生物科技、仪器装置等技术和设备研发与应用推广，鼓励库区内农业生产科学施用有机肥料。全面推进施用生物农药，逐步建立生物农药统一配送物流网络，开展村镇农业物资统一物流配送站及网点建设，构建完善的生物农药标准化配送体系。积极推广使用防控病害、虫害的生物农药、物理仪器设备。不断加大三峡库区农业面源污染综合治理覆盖度，大力推进化肥农药减量增效，减少化肥农药的使用量，提高生物农药的市场份额。
完善水生态监测站网体系
为了保障三峡库区水生态的稳定与可持续发展，需建立完善的监测体系，以流域生态系统整体性和完整性为出发点，构建统一的水生态系统环境监测站网体系。为全面、系统地监测三峡库区的生态环境质量，应建立干支流完善的监测体系。在三峡库区的上、中、下游段选择具有代表性的监测站点，并在32条支流的主要控制断面建立监测站点，构建监测站网体系，开展水环境、水生态、水资源、植被等方面的监测。在库区重要的种质资源保护区内对稀有、特有、重要水生动植物设置专项监测，在三峡库区消落带建立消落带监测体系。
确保重点河流生境贯通性
三峡库区小水电站数量多、分布广，将河流分成了数量众多的生境斑块，对物种迁移繁衍和生物多样性维持带来巨大挑战。库区流域保护与发展过程中，应在满足发展需求的前提下最大限度地保持生态系统的原真性，减少对自然的干扰，降低小水电开发对环境的影响，尤其是对河流原真生境的干扰，保障确有必要水利工程的生态流量，完善小水电站生态流量在线监控平台，强化水利工程生态流量泄放监管。鼓励小水电退出激励机制，保证每个小流域存在一条流量充沛、生物物种多样、流动顺畅的河流。畅通河流生态廊道，逐步恢复水生生境的连通性，形成畅通的物质与能量交换通道，以保护生物多样性，提高流域多种生态系统结构和功能的稳固性。
强化消落带利用与管理
三峡库区蓄水20年间，消落带水位反复涨落，库岸再造活动逐渐减弱，天然状态下，消落带逐步构建起结构简单、抗干扰能力弱的季节性湿地生态系统。按照消落带生态系统结构特征，针对当前存在的生态环境问题与管理需求，开展消落带保护与利用分区。在城镇段，采取消落带景观文化与生态系统功能修复工作，在非城镇段，采取以自然恢复为主、人工修复为辅的模式，使生态系统正常发育，达到稳定状态。
生态屏障区种植业生态网格建设
当前，库区种植业因其生产模式特点地上植被单一，长期种植对土壤功能结构、生物多样性等产生重大影响。如柑橘种植区行间土壤裸露，地表无水土保持功能措施，水土流失风险较大。面临水土流失、生物多样性丧失以及种植单一等带来的风险，需要探索经济效益高、生态风险小的种植模式，间作套作等种植模式是较好的解决办法。建议对单位面积的柑橘、茶园等进行生态条带建设，生态条带连接进而组成生态网格。生态条带主要由当地优势群落组成，移栽乔木、林下灌木草本群落采用自然恢复模式，以此解决地表裸露面积大、物种单一、土壤退化的问题，同时对农业面源污染起到一定控制作用。
农业区陆域缓冲区建设
目前对于库区农业化肥、农药等面源污染源，多采取减量增效、控制使用的方式，但农业污染经源头减量后仍有部分污染物随地表径流进入三峡库区。陆域缓冲区结合污染物的地表迁移路径，因地制宜选用过程拦截技术，可对污染物进行拦截、吸附、转化和降解，进一步降低入库污染量。源头、过程等多方面的污染源控制管理是减少面源污染的有效手段，能够有效缓解库区水质恶化、水环境污染等问题。对于库区生态屏障区内农业种植较多的地区，在农业生产地带和库区岸线之间设置生态沟渠，以减少农业生态系统向库区水体迁移输送大量营养物质；也可在沿岸种植综合植物缓冲带，对汇流进行拦截，大量降低入水体污染物。
