京津冀一体化,水资源保护也应一体化

京津冀协同发展,是通过实现京津冀优势互补、促进环渤海经济区发展、带动北方腹地发展的需要,是一个重大国家战略。从生态保护角度来讲,京津冀地区形成了一个从山到平原再到海洋的一个紧密相连生态系统:从河北山地来源的水,经北京或直接经天津入海(见图1)。京津冀协同发展,同时为实施生态系统保护的整体规划,实现连通性,避免行政分割导致的生态系统的破碎化等将发挥十分重要的意义。本报告围绕水资源保护,提出了三个主要建议:

1.制定优先保护规划,宏观调控水资源利用和保护;

2.积极实施海绵城市战略;

3.利用乡土植物保护水资源,建议以多样化当地物种覆盖率作为生态恢复绩效的最重要指标,首先在京津冀地区建立大量的乡土苗圃基地。

各项措施同时并进,切实恢复京津冀地区水生态系统,为经济可持续协调发展提供长期动力。


水将京津冀联系成为一体

京津冀都位于海河,海河是中国华北地区的最大水系,中国七大河流之一。海河流域,东临渤海,西倚太行,南界黄河,北接蒙古高原,包括海河、滦河和徒骇马颊河3大水系、7大河系、10条骨干河流。其中,海河水系是主要水系,由北部的蓟运河、潮白河、北运河、永定河和南部的大清河、子牙河、漳卫河组成;滦河水系包括滦河及冀东沿海诸河;徒骇马颊河水系位于流域最南部,为单独入海的平原河道。

图1:京津冀地区卫星影像图

这些河流发源于山区,从山区冲下来的大量泥沙,逐渐在山前形成若干个冲积洪积扇。其中黄河的沉积作用最大,长期的沉积使各河冲积洪积扇不断加大,以后连在一起,形成了河北平原。各河顺地势流向最低的天津附近入海,另加之大量人工水利工程的施工,将多个水系连接成为整体,于是扇状的海河水系的雏形逐渐形成。

京津冀地区存在的水生态问题

  地下水超采

由于人口众多,水资源利用不合理,水资源保护工作严重不足,导致京津冀地区水资源的严重短缺,也让超采地下水愈演愈烈。而超采地下水带来的地面沉降,则日益成为京津冀可持续发展的最大路障。

 

目前,由于过量开采地下水,河北平原的第一含水层淡水资源多已干枯,第二含水层也大多已经干涸,除了咸水地区,目前已形成23个地下水降落漏斗。而且,京津冀地区的大面积沉降基本已连成片,连成一个特大的地下水降落区。这将导致地表产生地裂,危及各种建筑物安全,也影响土地的平整与农田灌溉;而沉降中心将导致暴雨集中汇聚,形成洪涝区而不能通畅排泄雨洪,危及农作物生长以及城市交通瘫痪;地面沉降导致海水入侵,造成沿海地带的海水淹没……

 

更重要的是,根据中国工程院院士、中国地质科学院水文地质环境地质研究所研究员卢耀如的研究,地面沉降密切影响到正常的地下水的水动力条件,使地下水漏斗、沉降中心地带,相对水的循环活动不积极,成为地下水的运动末端的化学成分聚集变化带,导致地下水质恶化,严重影响了京津冀的可持续发展。

图2:华北平原地面沉降灾害现象分布图(来源于网络)

 区域水资源协调不顺京津冀其实处于同一个水循环系统,在这个系统内,水资源的供给量是固定的。但由于政治经济等因素,水资源的配置明显向京津地区倾斜。来自外部的水量在京津两市的可利用水资源量中占有相当大的比例,其入境水量绝大部分来自河北,在水资源方面对河北有极高的依存度。京津正是凭借政治地位和经济上的优势来获得河北的部分水资源,三地之间为争夺水资源而出现的矛盾屡见不鲜,即使是京津两个地位特殊的城市。在京津冀都缺水的情况下,这一地区随着人口增长,刚性用水需求呈增加趋势,由水资源引发的三地之间的利益冲突日趋严重。

海岸带变化

渤海湾沿岸河流含沙量大,滩涂广阔,淤积严重。黄河大量泥沙的入海和扩散,是渤海湾泥沙主要来源。滦河入海泥沙的向西南运移,虽为数不多,但仍不容忽视,使渤海湾水下不断淤浅,滩面扩增。然而,随着城市化进程的加速。围海造田的扩张、沿海滩涂的迅速消失都非常明显。

图3:渤海湾沿岸开发图

注:自左至右,从上至下,分别是1975、1992、2000、2015的遥感影像。可以清晰的看出海岸线的变化巨大。海岸带天然滩涂湿地的消失,会在很大程度上影响渤海湾水文地质结构。影响泥沙的天然沉降,循环,继而影响整个渤海湾的生态系统平衡。

京津冀水资源保护一体化建议

制定优先保护规划,宏观调控水资源利用和保护

海河各支流由山地流向平原,由于坡度骤减,流缓沙沉。河床越淤越高,不得不依靠大堤束水,久而久之,河床即高出两岸地面,形成“半地上河”或“地上河”。河道泄洪能力日益减小,两河之间形成河间洼地,每遇洪水,易决口泛滥,沥水往往积于洼地,无处可排,成为河北省洪、涝、碱极易发生的地区。这个问题的产生,与上游植被破坏,水土流失严重有着紧密联系。

图4:京津冀应当围绕水文建立生态保护体系

注:上游水源林保护区域(位于山区)、饮用水库群保护区域(位于山脚)、河流系统保护区域(所有河流及其周边区域200-500米范围)、入海口滩涂沿海保护区域。实现京津冀地区水文流域生态体系的完整性,滋养京津冀整个区域。

 

另一方面,上游截水导致下游水资源缺乏,整个流域水资源分配不合理,下游水资源缺乏是导致区域生态状况退化的重要原因。

人类开发利用海岸带资源过程中往往只顾经济效益和局部利益,在上游修水库,在海岸挖沙采礁,在海边搞开发等,导致海岸带泥沙供应和海洋动力状况失衡,是海岸侵蚀加剧的重要原因。

改变这些需要在区域水平上开展整体规划,京津冀地区生态系统的保护,不仅需要考虑各自小区域内的保护管理,还需要追本溯源,从源头抓起,同时注重洼地的储水,涵养地下水的能力,最后到入海口泥滩的保护。

增加上游地区森林覆盖率,减少北部河流泥沙量;

确定优先保护区域,保护重要的水源区域;

通过保护河流及其周边区域,建立水流的连通性,实现流域系统的完整性,恢复水文和生态;

恢复沿海湿地,增强海岸带抗风险能力(图4)。

根据整个华北地区的地形变化,我们能够大致确定一些重要的水源地/集水区,如图4编号所示,1区白洋淀上游水库群,2区官厅水库区,3区密云水库区,4区潘家口水库区,这些地区在很大程度上影响了京津冀的水资源发展趋势,是京津冀人民最重要的饮用水存储区,是优先保护的区域。

实施海绵城市战略

海绵城市是指城市能够像海绵一样,在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”,下雨时吸水、蓄水、渗水、净水,需要时将蓄存的水“释放”并加以利用。海绵城市建设应遵循生态优先等原则,将自然途径与人工措施相结合,在确保城市排水防涝安全的前提下,最大限度地实现雨水在城市区域的积存、渗透和净化,促进雨水资源的利用和生态环境保护。

建设海绵城市,首先要扭转观念,摒弃传统城市建设模式,在今后城市建设中强调优先利用植草沟、雨水花园、下沉式绿地等“绿色”措施来组织排水,以“慢排缓释”和“源头分散”控制为主要规划设计理念,统筹自然降水、地表水和地下水的系统性,协调给水、排水等水循环利用各环节,并考虑其复杂性和长期性。

建设海绵城市,关键在于不断提高“海绵体”的规模和质量。原有的“海绵体”要有效保护。过去,城市建设追求用地一马平川,往往会填湖平壑。根据《海绵城市建设技术指南》,各地应最大限度地保护原有的河湖、湿地、坑塘、沟渠等“海绵体”不受开发活动的影响;受到破坏的“海绵体”也应通过综合运用物理、生物和生态等手段逐步修复,并维持一定比例的生态空间。有条件的还应新建一定规模的“海绵体”。根据《海绵城市建设技术指南》,海绵城市建设要以城市建筑、小区、道路、绿地与广场等建设为载体。比如让城市屋顶“绿”起来,“绿色”屋顶在滞留雨水的同时还起到节能减排、缓解热岛效应的功效。道路、广场可以采用透水铺装,特别是城市中的绿地应充分“沉下去”。

总结来说,海绵城市。就是恢复天然湿地生态系统,并且合理利用生态系统服务于城市建设。

用乡土植物保护水资源
整个京津冀区域,除了偏远山区之外,自然生态系统已经极其稀少,不仅森林覆盖率低(图5),同时大量人工种植的植被普遍单一化,或者大量种植外来物种,森林质量非常低。

图5:京津冀地区植被和周边国家植被情况比较

长期以来,绩效生态恢复成就的办法主要就是绿化率(植被覆盖率),所以种树的人追求的是容易活、生长快的树种,城市的公园还追求好看,都爱种几种树种,例如北京就是松树、杨树、柳树、槐树,甚至外来植物,例如火炬树。因此人工种植的大量植被,不仅不能帮助水资源的保护,反而不利于水的涵养,而且需要大量浇灌,不仅不能增加地下水,反而消耗水;不能吸引多种动物,只招惹严重虫害;城市河道如果不经常清理,必定臭气熏天,其实和河道内及周边植被系统不健康有着非常重要的关系。

当地物种最适合当地生态环境条件,能够与当地的其它植物共生,为当地动物提供食物和栖息环境,而且不需要人类过多的照顾(特别是浇水和杀虫)而能自然地演替和更新。京津冀地区的植被是连续的整体,需要实施统一的恢复和发展当地物种的战略,首先必须要改变目前的以森林覆盖率为主要生态恢复成就的绩效办法。建议将森林覆盖率分解为单一物种覆盖率、外来物种覆盖率以及多样化当地物种覆盖率,以多样化当地物种覆盖率作为生态恢复绩效的最重要指标。

要提高多样化当地物种覆盖率,增加适合当地自然条件的植被,首先需要改变目前苗圃只提供少数物种的幼苗,和大量外来物种的树苗的状况,京津冀地区亟待建立大量的乡土苗圃基地,采取积极激励措施鼓励苗圃基地经常到野外采集当地植物种子或者幼苗,进行当地物种的繁育研究和生产,为城市绿化提供丰富多彩的当地植物幼苗和种子。

 

关于我们

全球保护地友好体系由中国科学院动物研究所解焱博士2013年发起,2016年得到世界自然保护大会批准建立。其目标是研究和推广对保护地友好生产方式,为保护地友好产品增值搭建平台,在帮助社区增收的同时,反哺保护,有效减少自然保护地及其周边保护与发展的矛盾,并在当地实现持续的保护闭环,有效保护生物多样性。