中国面临的环境挑战：前途未明的三峡大坝

作者：理查德·斯通 （Richard Stone）来源：英文《科学》杂志

（发自中国宜昌）长江，这条亚洲最长的河流，长期以来它浑浊的河水为两岸成百上千万的人民提供了丰富的鱼类，其中包括当地人尤其钟爱的鲤科鱼类。但是如今长江上的捕鱼量还不到５年前的一半。随着世界上最大的三峡大坝的完工，长江上的渔业前景更不容乐观。

长江里有四种主要的鲤科鱼类：胖头鱼，青鱼，草鱼与白鲢，当夏季丰沛的雨水造成江水上涨时，它们就开始产卵。“它们需要这种水位的变化作为刺激，” 位于武汉的中国科学院水生生物研究所的生态学家刘焕章（Liu Huanzhang）说。但是从2003年开始蓄水的三峡水库形成了一座660公里长的蜿蜒曲折的大湖，微妙地改变了大坝下游水位的季节性变化。水生生物研究所最近的调查发现，大坝下游的鲤科鱼类卵及幼鱼数量锐减。“这是一个非常糟糕的信号。”刘说。

鲤科鱼类不是长江中惟一受到威胁的物种。水生生物研究所曾发现，渔民捕捉一切能捕捉的带鳍和鳃的东西，包括那些最小的小鱼，用来作为养殖鲶鱼或桂鱼的饵料。在产卵期，中央政府每年在长江禁渔3个月，但是因为长江的大量河段都面临渔业资源枯竭的危险，中国的资深生态学家之一、水生生物研究所的曹文宣（Cao Wenxuan），上个月公开呼吁在整个长江实行10年的禁渔。

工业污水、未经处理的生活污水、繁忙的水上交通等其他不利因素也都影响着长江中的生命，而因为今年年底将实现满负荷运行的三峡大坝极大地改变了长江中游的生态系统，将使挽救长江生物多样性的努力变得更加复杂。

三峡大坝是几项正在改造中国环境的巨型工程之一，这些工程包括最近完工的横贯西藏高原的世界上海拔最高的铁路，从长江及其他南方的河流调运亿万方水到中国北方的计划（《科学》，2006年8月25日，第1034页）其中投资达250亿美元的三峡工程引发的关于经济效益与环境影响之间如何权衡的争议堪称最大。

为三峡工程辩护的主要理由是控制洪水。通过调节水流，大坝设计能阻止发生大约10年一遇的水灾。上个世纪最严重的一次长江水灾发生于1931年，据官方统计，那次水灾造成14.5万人死亡、2800万人流离失所（非官方的估计则认为死亡人数达300万或更多）。另外，三峡大坝的水电站预期能每年发电847 亿千瓦时，相当于燃烧5000万煤所能产生的电能。因为抬升了上游的水位、消除了危险的浅滩，三峡工程也因此有利于航运。因为这些及其他一些理由，国务院三峡工程建设委员会（CTGPC）称颂三峡大坝对环境大有裨益，按照CTGPC副主任李永安（Li Yong’an）的说法，“该工程带来的生态影响利大于弊。”

但是在许多批评者眼中，三峡大坝是个可怕的大麻烦。在加重鱼类的生存困境的同时，大坝使这一生物多样性热点地区的生境碎片化，并且侵蚀着长江三角洲中有人居住的岛屿。三峡大坝内聚积的393亿方水，其重量作用于地震断层，使得坡体更加不稳定，增加滑坡易发地区的灾害风险。不断增高的水位已经迫使上百万人迁移，淹没了他们全部的家园，去年秋天官方又披露，在库区生活的1600万人口中可能还将有400万人将来被迫迁走。

在中国，有关大坝黑暗面的公共辩论是被压制的，但是对于科学家而言，三峡工程引发的种种效应倒是大有可为的研究对象。中国政府已批准一项雄心勃勃的研究计划以对长江及三峡库区进行监控，涉及的地区范围达5.8万平方公里，比瑞士的国土面积还要大。“我们正在研究地形的变化，”吴炳方（Wu Bingfang）说，他们的研究小组正在北京的中科院遥感应用研究所利用卫星图像跟踪研究三峡大坝如何影响周边环境。他们也打算估算那些在库区被淹没的植被在腐烂过程中将释放出多少甲烷及其他温室气体。

“现在大坝已成事实，我希望我们能管理好它，”国务院顾问及中国可持续发展战略项目的首席科学家牛文元（Niu Wenyuan）说。在三峡工程建设委员会运作的一个网站上（www.tgenviron.org）贴出了大量有关长江脆弱的生态条件的数据，人们期望利用这些数据来指导未来为期12年的一项监测及补救项目。

“所有人都应该从这项工程实践中学到一些教训，”陈济权（Chen Jiquan）说。作为俄亥俄州托莱多大学的风景生态学家，2000年陈曾经带领来自保护生物学协会的12人代表团到中国评估三峡工程。他们向中国的许多机构及联合国都提出了建议，但是没有得到任何回应。“这很可悲，”陈说。

中国科学家认为他们对外界的看法是保持开放的，并坚定地直面这一庞大工程遗留的复杂问题。“研究者想要说出真相，”吴（Wu Bingfang）说。

渐渐衰弱的动脉

1930年代，工程师们就把横跨湖北与四川的得天独厚的三峡地区视为令所有其他地方相形见绌的理想的建坝地点，提出了驯服长江周期性洪水的初步设想，但是直到1980年代初期，当中国对能源的需求更加急切时，这一计划才开始被人更多地讨论。“他们认为三峡大坝将解决很多问题，”陈说。当时的中国总理李鹏，作为一位训练有素的水利工程师，大力推动三峡工程的上马。1984年，中国科学院开始进行环境影响评价，经过8年的评估，权衡利弊之后他们对工程表示了赞成。2003年，工程建设开始，许多科学家为此感到沮丧。“我觉得其中存在严重的问题，我的意见是再等20年或30年。”牛说。

2006年5月，约26000名工人建成了横亘于长江中的一道长城：185米高、2.3公里长的混凝土屏障。此前3年水库就已开始蓄水，水位从原来的62米上升到现在的156米。在12月之前，所有26台水电涡轮机中的最后5台可望安装完毕。

船只若要到达上游，就需要通过大坝北端像阶梯一般叠加的五级船闸，这些船闸能将船只提升100多米。而对于洄游鱼类，则没有任何机会（通过大坝）。“关于是否建造一条鱼类通道曾经有过激烈的争论，”刘说。他说，最后，当局放弃了这一设想，因为洄游鱼类无法通过下游仅仅38公里处的横跨长江的葛洲坝大坝，对于长江中的主要洄游物种——中华鲟（Acipenser sinensis），建造一条足够大的供它们使用的通道也是不可能的。

但是，研究显示，中华鲟可能依然能在长江中继续生存下去。这一古老物种生命中的许多时间呆在海洋中，但需要溯江而上洄游产卵。它们原来的产卵区域位于三峡上游数百公里，自从1981年葛洲坝大坝建成以来它们就再也不能到达原来的产卵区了，但人们观察到中华鲟改在葛洲坝下游产卵，在中国也已经禁捕中华鲟。

刘说，虽然过去20年来，人们往长江中放入了大量实验室孵化的鱼苗，但是在长江三角洲地带被捕捉到的年轻鲟鱼多数是野生的，这说明中华鲟的野生种群适应得相当好。在过去3年中，位于荆州的长江水产研究所往三峡水库中投入鲟鱼以观察这种鱼能否只在淡水中活好。该研究所的危起伟（Wei Qiwei）说，初步的结果令人气馁，因为当河流变缓、泥沙开始沉积，水库中的生态系统正在发生变化，“水库中的湖水现在不适合海底鱼类生存，”他说。中科院水生生物研究所及其他研究者指出，环境的剧变也威胁到其他40种当地的鱼类，“那些不能适应水库环境的物种将渐渐消失。”刘说。

长江水文条件的微妙变化已产生一些无法预料的后果。“这些变化从几方面威胁着鲤科鱼类的生存。”位于布莱克斯堡的弗吉尼亚工学院与州立大学的水产研究人员布里恩·莫菲说。在四月和五月，三峡大坝的控制者将水库中的水放出去以便为夏天的季风雨潮汛留下空间。莫菲说，这种适度的水流的增加会刺激成年鲤科鱼类离开漫滩上的湖水，在它们储存了足够的能量及卵成熟之前，就开始匆忙产卵。当这些卵在长江中遭遇温度较低的水流，卵的成熟又会进一步受到阻碍，孵化率会减少，鱼苗的发育也会受妨碍。莫菲说，在秋天，大坝的运作将减少江中的流水，因此刺激鲤科鱼类比正常情况下更早地回到漫滩，又会减少它们储存积累能量的机会。在大坝下游350公里的监利江段的取样监测显示，江流中的鱼卵和鱼苗数量从1997年大约25亿个陡降至2005年的1亿50万个，莫菲与中科院水生生物研究所的谢松光（Xie Songguang）及其他研究者2007年7月在《水产》中发表了相关报告。

这些鲤科鱼类不太可能适应新的体制环境。“要完成这样的适应看起来似乎要经过许多代才可能发生，但现在产卵量减少的严峻现实使得仅有很少的鱼能通过这种筛选。”莫菲说。

对于某些数量减少的物种，很难把大坝的影响与其他不利因素的影响完全分开。“我怀疑有没有足够的新旧对比的数据以确认哪些物种受到的影响最大，在物种数量减少的原因中也很难将污染因素与过度捕捞因素与大坝的影响截然分开。”香港大学的水生生态学家大卫·杜德键认为。

一个典型案例是中国白鲟（Psephurus gladius），这是一种可长达7米的怪物。科学家已经多年未发现它们的踪影（《科学》，2007年6月22日，1684页），表明这种鲟鱼消亡的命运早在三峡大坝拦截长江之前已被注定。渔民报告说偶尔会在大坝上游看到白鲟，因此魏说他没有放弃最后的希望，只要能抓到白鲟的个体，通过人工饲养就还有可能延续这一物种的生存。

长江中最醒目的两个受害物种都是哺乳动物：淡水海豚，或称白暨豚（Lipotes vexillifer），以及无鳍的江豚，或称江猪（Neophocaena phocaenoides asiaorientalis）。2006年沿长江1700公里江段进行的一次调查未能发现任何白暨豚，显示这种鲸类的个体数量减少至数十只以下，已功能性灭绝（《科学》，2006年11月22日，1860页）国务院三峡工程建设委员会（CTGPC）曾经宣称白暨豚能够被拯救，并在长江的支流新罗指定了一片保护区，专家说，悲哀的是三峡工程建设委员会的计划太迟了，纯属画饼充饥。

江猪仍有被拯救的希望。虽然2006年的调查只记录了不到300次的目击，显示江猪的数量最多可能只剩1800只，水生生物研究所的王丁（Wang Ding）与他的同事们正在帮助这一物种延续生存，2005年世界上第一只在人工圈养条件下繁殖的江猪在水生生物研究所降生。王的研究小组同时在离三峡 250公里以东、长江的一处U形拐弯江段——天鹅洲保护区养育着一小群江猪。但是大坝长远的负面影响也可能延伸到达那儿。因为从大坝中释放下来的江水中往往泥沙更少，下游的水流会啃蚀江岸、冲刷河底，王的研究小组正在监测这种水流的侵蚀会不会使得靠近天鹅洲的长江江底变得更深，这一江段连接在长江与保护区之间，两者之间的水流交换对江猪具有重要意义。

要给长江中的水生生物们继续生存下去的机会，当局就必须在减少长江的污染方面取得重大进展。2000年秋天，在从武汉向位于三峡库区西部的900万人口的城市重庆航行的途中，陈的代表团观察到许多工厂和小企业“直接向江中排放大量污水”，陈说，“我们不知道他们是不是在开玩笑，”事情并不好笑：那天晚上，陈与同事们看到长江边上堆着如山般的垃圾，“我希望他们不要继续往江边倒垃圾了。”他说。

从2002年开始限制污染、加强执法以后，也许人们不再这么做了。从那以后，国务院三峡工程建设委员会投入近50亿美元用于建设污水处理厂及垃圾处置中心。此外，国家环保部去年2月宣布将在未来3年内投入33亿美元建设460个项目来改善长江水质。尽管如此，2006年排入长江的城市污水与工业污水（这是我们能够得到的最近一年的数据）近300亿吨，相当于每公里江段被排入450万吨污水。专家们争论长江水质到底是在变好还是变坏，“人们总是在争吵，对于数据看法不一。”一位中科院的科学家说。

三峡大坝使得长江及其附近的支流水流变缓，因此降低了河流本身降解与冲洗污染物的能力。

扭曲的环境

在宜昌上游起伏的群山中，两位研究生从一栋农舍附近挖出埋在地里的地震检波器，查看记录的数据。5月中旬，在350公里以西7.9级的汶川破坏性大地震发生几天之后，由得克萨斯理工大学（位于Lubbock）的地球物理学家周华为（Zhou Hua-wei）与中国地质大学（武汉）的徐义贤（Xu Yixian）带领的一个研究团队，在三峡大坝附近安装了由60个地震检波器组成的监测网络。他们通过记录扫过这一地区的数千次余震，来勘查这一带地质结构的细节及三峡水库造成的压力。

大坝的位置被谨慎地选择，位于一片称为“黄岭核心”的硬的构造上，在这片隆起的花岗岩基础的周围是大片不稳定的石灰岩。“这种构造被称为脆弱地震带，”周说，“但我不那么确信。”一个未知的关键因素是围绕在黄岭核心边缘的两块断层的深层结构：其中一个断层在西边20公里处，另一个位于东边不到60公里处。他说，我们不清楚压力是否会在两个断层之间传播，在表面以下的深处（大坝的底下）这两个断层是否相连。周华为期望今年年末能得到初步的研究结果。

虽然发生那种能将三峡大坝摧垮的强地震的风险极小，但三峡水库囤积的水的确已经不可否认地让周围环境产生了巨大改变。目前，632平方公里的陆地已被淹没，到今年年底，工程师们计划将水库水位从156米提高到最大库容的175米，那时还将有大概400平方公里的地区被淹没。

因此立即带来的危害是滑坡。据官方新华社的报道，去年秋天在武汉召开的一个论坛上，三峡工程地质灾害预防与控制办公室负责人黄学斌说，滑坡滚落水库制造出拍岸的巨浪，“频繁的地质灾害”威胁生命。

位于成都的中科院山地灾害与环境研究所的地球物理学家乔建平曾经研究三峡地区的滑坡问题，他说：“我们担心当水库水位达到175米之后将发生什么。”水库中上升的水面浸泡着土壤因此使坡体变得脆弱。大多数滑坡是由大雨引发的，乔的研究团队正在开发一种综合利用滑坡风险地图与降水数据来提前数天预报滑坡的办法。他期待着能在2、3年内得到一套可行的方案。与此同时，政府已投入20亿美元以加固库区的滑坡地带，采用的办法是往地里打进钢柱及建造混凝土护墙。“ 这一工程扩大了沿江可供人居住的区域。”乔说。

这一点非常重要，考虑到政府过去10年来已将120万人迁移到库区新建的城镇（另外还有20万人被迁移到更远的地方）。去年秋天，一位重庆官员告诉新华社未来10到15年内可能还将有400万人必须迁移。

中国的新闻媒体发表了开始新生活的移民的特写故事。为了得到关于移民如何适应新环境的更系统的观察，中科院遥感应用研究所雇佣一家民意调查公司地平线研究顾问集团，来访问移民。“我们想了解不同代的移民如果对环境的快速变化作出反应，”吴说。政府已经拿出220亿美元用于移民重新安置及库区未来12年内的扶贫。

人类并不是唯一的为避免伤害而被迫迁移的生物。科学家已经开始一项拯救只在三峡地区长江沿岸发现有的两种常绿植物的行动。当水库的水位升至156米，一种灌木疏花水柏枝（Myricaria laxiflora）及蕨类荷叶铁线蕨（Adiantum reniforme var. sinense）的许多栖息地将因此失去。国务院三峡工程建设委员会资助以中科院北京植物研究所谢忠强为首的研究团队，在水位上升之前将1万多种植物移栽到了4个保护中心。

一个刚刚开始展开的故事是，当水库里上升的水面淹过峡谷、将数十座山峰变成岛屿之后，库区的生态系统将如何应对栖息地的破碎（《科学》，2003年5月 23日，第1239页）。谢与他的同事们正在研究在几个这样的岛屿上生物群落如何发生变化。他们预计会看到生物多样性的迅速减少。“这样的变化可以检验岛屿生物地理学的理论，”谢说，好的一面是，政府在库区建立了几个新的自然保护区。

一个大变数是当大坝之内的泥沙沉积增加而下游的泥沙沉积减少时将发生什么。在20世纪 的下半叶，长江在它的三角洲堆积了约4000万吨的沉积物，形成了地球上最大的冲积岛。1400年前，崇明岛还只是一片沙洲，现在它的面积达1000平方公里，人口达65万。

1979年，当局为了固土开始在潮汐涨落的海滨泥滩上种植互花米草（Spartina alterniflora），这是一种原产于美国西南部盐沼中的草。但是陈及其同事在6月的《植物生态学》期刊中发表报告指出，这一外来物种快速扩散，现在以至于威胁到长江三角洲的生态多样性。陈认为，大坝下游沉积物的减少将侵蚀冲积岛，与此同时，三峡水库蓄水及其他一些可能的南水北调工程都将减少长江中的水流，使得更多的海水入侵三角洲，因此将加剧米草的扩散。

最大的恐惧还是担心大坝破裂。“大坝如果出现故障，将导致史上最可怕的灾难之一。”周说。约有7500万人直接生活在三峡大坝的下游地区。引发灾难的一种可能是超过这一地区承受范围的强地震，虽然不太可能发生。另一种潜在的危险来自巨大的洪峰，当连续的暴雨发生或长江上游某些地区的冰峰突然大量融化时。“ 当任何这种大难发生，”陈说，“我担心中国或者其他任何一个国家都无力应对。”

从现在开始几十年后，一种更可能发生的景象是，长江与三峡库区将达到一种新的生态平衡，而这座巨大的大坝将成为纪念周围地区深刻巨变的一座纪念碑。

(《三峡探索》编辑注：原文发表于英文《科学》杂志（Science）1 August 2008: Vol. 321. no. 5889, pp. 628-632：CHINA'S ENVIRONMENTAL CHALLENGES: Three Gorges Dam: Into the Unknown；由探索国际（Probe International）高级访问学者刘县书先生翻译。)