各种农田作物与其环境因素的组合构成了农田生态系统。该系统为人类提供了大量资源,是一种经过人类大量加工的非自然状态的生态系统,也是最简单且最容易遭受伤害的生态系统。苏北地区是重要的粮棉油料产区,在淮河以南及淮河下游地区以小麦、水稻为主,但农田水利设施不配套,又年久老化失修,因为缺水导致农作物产量不高。南水北调东线工程实施后,通过用水置换,将会增加农业灌溉用水,为苏北地区提供充足水源,大大改善农业生态系统,增强抗御干旱灾害的能力,有利于调整种植结构,提高苏北地区农业产量;调水可减少污灌,改污水灌溉为清洁水灌溉,防止土壤中有毒物质的积累和作物的污染,提高农作物的质量和产量。因此,调水对促进苏北农业稳产、高产、健康发展,保障21世纪粮食安全,促进农业经济腾飞有着重要意义。图2-12为江苏淮北地区农田。
二、森林生态效益
作为陆地上生态系统的主体,森林对调节气候、净化空气、滋养水源、繁育动植物、维护生态具有重要作用,因此作为人类居住环境的屏障越来越受到重视。
南水北调工程一方面提供充足的水源,使得森林生态系统可以得到有效的恢复和发展,另一方面森林植被的有关特征又在不同程度上影响着水文循环和水质。森林生态效益主要体现在:有效地涵养水源,遏制水土流失,减轻对江河湖泊的淤积;有效阻滞粉尘;释放氧气,固定二氧化碳,减轻温室效应;维持和丰富物种多样性。此外,水分在经过森林生态系统内的传输和转化过程之后,通过不同作用层的过滤、吸附、交换、吸收、降解等作用,水质会明显改善。
根据测算,南水北调东线工程可以在受水区增加的森林面积为:第一、第二期工程32272.73~42500.00公顷;第三期工程69318.18~94375.75公顷。图2-13为淮北地区防护林。
三、城市生态效益
城市绿地生态是受人类活动干预程度最深的生态系统之一,由于城市人口、经济和社会活动密集,城市土地的建筑覆盖比率极高,城市绿地生态系统可在小地域范围内的气候调节、空气净化方面做出显着贡献。南水北调东线工程调水后,可将沿线城市原有河湖洼地建成水域景观和湿地系统,建设亲水广场、平台、栈桥,使人、水、景与建筑群落融为一体,让南江甘露滋润北国都城。南水北调工程的水源水质好,增加供水区城市生活用水,改善卫生条件,有利于城市环境治理和绿化美化,促进城市化建103设。城市自然水体所需水量也将得到有效恢复,维持足够的城市绿地,能够有效涵养水源、保持土壤、固氮释氧、净化空气等,直接改善了城市生态系统用水,促进沿线城市走生态型、现代化发展的道路。
四、湿地生态环境效益
湿地是地球上具有多功能的独特生态系统,是自然界最富生物多样性的生态景观和人类最重要的生存环境。湿地不仅拥有丰富的生物资源,而且具有巨大的环境调节功能和环境效益。特别是在调节气候、涵养水源、调蓄洪水、减灾防灾、净化环境、保护生物多样性等方面具有重要的作用和生态功能价值。湿地生态系统的多重生态环境效益可以为人类提供一系列的生态系统服务,是发展经济的巨大后备资源,被称为“地球之肾”。
南水北调东线工程江苏境内有洪泽湖、骆马湖和南四湖等湿地生态系统。这些蓄水湖泊一经调水后,湖泊水位上升,湖泊面积扩大,换水频繁,可有效改善水生态环境;由于湖泊输水水量稳定,可以补充当地的生态用水,大部分湿地可得到正常补给,避免了因枯水季节而导致部分湖底裸露致使部分水生动植物大量死亡的现象,同时也有利于遏制水土流失,改善并不断恢复地表植被,降低大气降尘量,保护湿地生态系统。
(第四节)热点透视
自然环境具有高度空间变异性的特点。在人类活动影响下,某一环境要素发生变化,往往导致其他环境因素以至整个环境系统的变化。水利工程是对环境中最活跃的因素水的调节和控制,在取得工程效益的同时,也会出现种种环境问题。分析东线调水环境变化趋势,回答社会热点,具有重要意义。
一、调水对引水口以下长江河道及长江口的影响
影响长江口盐水入侵的因素比较复杂,其主要因素是上游径流的大小与口外潮汐的强弱。根据吴淞站实测含氯度和相应大通站流量成果分析,上游径流与吴淞含氯度基本呈反比关系,即径流量越小则河口水域含氯度越大。含氯度过程与潮位过程常常呈现出同步变化的规律,口外潮汐强度越大,则盐水入侵的影响范围越大。根据现有实测资料分析,枯水年的枯水期,盐水入侵对河口淡水水资源影响较大。南水北调东线工程建设后,减少了入海径流量,在现状水文、河道条件下,枯水年份的枯水期,盐水入侵范围扩大,在同一地点,含氯度将略有增加,盐水入侵对河口区工农业生产及人民生活将有一定程度的影响。根据初步分析,工程建成运行后盐水入侵增加的长度小于潮流界上移的幅度,即小于3千米。
南京水利科学研究所、华东师范大学等单位2002年完成的《南水北调对河口海岸影响的预估》,主要研究成果是:据1950~2000年资料统计,长江大通站多年平均流量为28700立方米/秒,多年平均径流量9050亿立方米,大通站最大年径流量13600亿立方米,最小年径流量6750亿立方米;最大月平均流量84200立方米/秒,最小月平均流量7220立方米/秒,最小日平均流量4620立方米/秒。南水北调东线第一、二、三期工程比现状增调的水量分别为长江大通站多年平均径流量的0.43%、0.62%和1.02%,增加的引水能力分别为大通站最小月平均流量的1.39%、2.77%和5.54%,只占大通站以下抽引江水能力的3.33%、6.67%和13.33%,而且引水高峰也常不同步,由此可见,东线工程增加的引水量对长江入海水量不会有大的影响。尤其是第一期和第二期工程增加的引水能力,无论是占长江枯水流量的比重,还是占大通站以下现状引水能力的比重都非常小,对长江口盐水入侵影响很小;第三期工程占长江枯水流量的比重和大通站以下引水能力的比重较大,在枯水期将会加重长江口地区的海水上溯,当长江大通站流量出现小于10000立方米/秒时,可能会对长江口盐水入侵产生一定的影响,可采取“避让”措施解决,减少抽江流量或暂停抽引江水。
二、调水对北方灌区土壤次生盐碱化的影响