西南诸河梯级水电工程生态效应耦合计量模型研究

因问题的敏感性和复杂性，涉及国际河流梯级水电工程的生态环境影响综合评估已成为当前研究的热点和难点。本项目基于水电开发驱动下各类型效应时空演变分析，从DPSIR模式及交互作用链的角度探讨河流生态系统响应模式，提出生态响应链理论，揭示了水电工程影响下河流生态系统的响应过程及机理；通过识别不同类、不同质生态效应的共性，剖析物质量与价值量评估法中的不足，耦合能值分析法，量化各类型效应，并通过构建生态效应耦合计量与分析指数，进行生态效应整体评估，研究结果解决了不同种类、不可比较的生态效应量化处理及综合评估问题，为实施水电工程整体生态效应评估奠定了方法学基础；通过筛选关键生态效应评估指数，提出了水电工程生态效应情景分析策略，选择西南典型河流，应用耦合计量模型，进行不同开发策略下高山峡谷地区梯级水电工程的整体生态效应评估与验证。相关研究成果将进一步丰富和完善水电工程生态影响评价理论，服务于流域生态管理。

作为国家能源开发的战略组成，水电在产生巨大正面效益的同时，对流域生态系统健康也产生了一定的胁迫，引发系列生态环境问题，尤其是西南跨界河流因涉及跨境生态安全，大规模水电开发战略已引起下游国家的广泛关注及担忧，如何界定并量化其生态效应成为国内外研究的热点和难点。在此背景下，本研究以生态效应理论研究为核心、以生态效应量化与评估方法为目标，开展西南跨界河流水电工程生态效应耦合计量模型研究，服务于国家与区域需求，既具有紧迫性与典型性，又具有现实性与应用性。.1）生态效应理论方面，本研究从生态效应链与交互作用两个角度（包括概念、内涵与外延等），明确了水电工程建设对生态系统结构与功能影响的一般规律，进一步揭示了水电工程建设与生态系统变化的链生生态效应关系，从机理机制上解决了目前国内外关于生态系统变化的不确定性问题，进一步完善水电工程生态影响理论体系，为生态效应分析提供了新理念。.2）生态效应方法方面，本研究采用DPSIR与EAM种策略（包括结构&过程、指标&指数、情景&模型等），系统分析了水电工程建设下生态系统变化过程，构建生态效应指标&指数体系，归一化各类型及各阶段生态效应，量化了水电工程建设与生态系统变化的链生生态效应关系，从技术方法上解决了不同类、不同质生态效应的定量化评估问题，进一步完善了完善水电工程生态影响方法体系，为生态效应评估提供了新思路。.3）对单级水电而言，水电工程建设与运行将大幅提升区域社会经济产出（以水力发电为主的能值产出提升1431倍）、并在一定程度上增加了流域生态系统环境压力（生态系统负荷增加44.5倍、可持续发展指数降低14.4倍）；水电工程影响主要体现在水生生态系统，但以土地利用类型变化（林地→草地→耕地）为主的陆地生态系统服务功能损失（占总损失的25%）也应适当考虑。.4）与单级水电开发相比，梯级水电开发会随电站数量的增加使得能值收益呈现一定比率的提升（单级水电开发的6.2-6.9倍），而生态负荷比与流域可持续发展随电站数量呈现较高比率的提升（单级水电开发的9.8-10.2倍），表明水电工程建设生态效应存在空间上的累积效应，且负面效益的累积增幅大于正面效益；通过水电开发情景分析，应适当考虑间歇式或过渡式开发，可以一定程度上实现经济发展与环境保护的双赢。.5）通过理论完善与案例应用，本研究成果进一步丰富和发展水电工程生态效应研究理论方法体系，并为西南