贵州喀斯特山区水利工程建设中生态影响分析

朱克勇 冯培松 党安志 李 燕 向 刚

(1.贵州省环境科学研究设计院， 贵阳 550081； 2. 贵州师范大学地理与环境科学学院， 贵阳 550001)

贵州喀斯特山区水利工程建设中生态影响分析

朱克勇1冯培松1党安志1李 燕1向 刚2

(1.贵州省环境科学研究设计院， 贵阳 550081； 2. 贵州师范大学地理与环境科学学院， 贵阳 550001)

以贵州省玉屏县白岩河水利工程为例，根据贵州省喀斯特生态环境特征，结合水利工程的特点，按照HJ/T 2.1—2011环境影响评价技术导则-总纲、HJ/T 19—2011环境影响评价技术导则-生态影响、HJ/T 88—2003环境影响评价技术导则-水利水电工程等的要求，运用景观生态学的评价方法，对贵州喀斯特山区水利工程建设项目中的生态影响进行了客观、科学、合理的分析评价，为建设项目环境影响评价提出客观、科学、可行、有效的生态防治措施提供依据，以保证在项目实施时将对生态环境的影响降到最低。

喀斯特；山区；水利工程；生态影响；景观生态学

0 引言

生态影响是指经济社会活动对生态系统及其生物因子、非生物因子所产生的任何有害的或者有益的作用，影响可划分为直接影响、间接影响、累积影响、可逆影响和不可逆影响[1]。贵州省工程性缺水问题，导致贵州生态治理难度大，人民生活生产用水困难，经济社会发展滞后，是全国实现全面小康社会的难点。故开展水利建设、生态建设与石漠化治理“三位一体建设”[2]是贵州当地生态环境建设、经济建设和推进可持续发展战略的迫切需要。但随着水利工程建设的加快，对水利工程实施的区域和流域的生态环境产生了一定的生态影响；社会各界对水利工程建设所带来的生态环境影响越来越重视[3]。

贵州省地处我国西南部连片喀斯特分部的核心部位，出露面积约11×104km2；占全省面积的61.9%。它不仅是贵州地质生态环境的主体，更是全球罕见的“喀斯特博物馆”，并以其脆弱的环境，多样的类型和鲜明的特色蜚声海内外[4]。贵州喀斯特山区是一种相对独特的地域环境单元，具有环境容量低、生物量小、群落被替代、生态环境系统变异敏感度高、空间转移能力强、成灾能力弱、稳定性差等一系列脆弱性特征[5]。因此，在贵州喀斯特山区开展水利工程建设，将在一定程度上破坏或影响该区域和流域的生态环境，且喀斯特山区的生态环境一旦破坏很难恢复。故研究喀斯特山区水利工程建设过程中的生态影响，对今后该地区水利工程建设项目环境影响评价中生态影响评价和防治措施的提出，具有重要的意义。

1 贵州喀斯特山区水利工程建设生态影响分析

本文以白岩河水利工程为例进行生态影响分析。该工程位于贵州省东部玉屏县境内田坪镇，是一项以供水、灌溉为主，兼顾农村人畜饮水功能的综合性水利工程，包含水源工程、输水工程、灌区工程。该工程建成后，总库容1 361万m3，正常蓄水位为414 m，年供水总量为1 040.34万m3/a，设计总灌溉面积36 100亩，解决灌区内11 797人及3 559头大牲畜、8 897头小牲畜的饮水安全，并下放环境水量657.84万m3/a[5]。

1.1 施工期对生态环境的影响

1.1.1 工程建设的主要影响因子

(1) 工程占地：永久占地使人均耕地减少，植被覆盖率降低，动物栖息地受到破坏，扰动地表，增加水土流失，影响居民的生产、生活方式，在被占土地上生长的陆生生物也将受到不可逆影响，尤其显著的是生物量的永久性减少。施工也会临时性的占用土地，在工程结束后将采取恢复措施，因此临时占地的影响只是在水库施工期间，由于工程施工期短，采取适当的措施后，其施工期的影响较小，完工后可以得到恢复。

(2) 施工活动：在工程大坝及厂房等施工期间，大量人员和车辆、机械的进场和建设活动将给施工区的环境造成一定的影响。其中以土石方的开挖和填埋、岩石爆破、浆砌、混凝土浇灌等工程施工对生物环境的影响最大。由于施工不是长久的，因此除对动植物栖息地的破坏外，其他影响为暂时性的。

(3) 水库蓄水淹没：淹没区内的陆生植物由于生境的改变而死亡，尤其是一些位于库区两岸适宜于土层薄、干旱的环境中生长的喜钙喀斯特灌丛植物消失；同时淹没了动物的栖息地，使栖息地里迁移能力强的动物迁移，迁移能力弱的动物减少。

(4) 移民搬迁：在进行移民安置时和安置后，有关的人类活动，如房屋修建、道路修筑、生产、生活等都将会对安置区环境产生一定的影响，在安置区环境中的植被可能会受到不同程度的破坏或减少其分布面积。因此，生活在该环境中的动物也将会受到不同程度的影响。

(5) 水土流失：工程基础、引水隧洞及边坡开挖、场地平整、料场的开采等施工活动，将破坏原地表植被、土壤结构，降低原地表水土保持功能，加剧水土流失的发生，如不及时采取有效的水土保持措施，将产生新的水土流失，可能阻塞河道，甚至会引发和加剧坍塌、滑坡、泥石流等地质灾害的发生。

1.1.2 对评价区内生物的影响

工程永久占地导致原有地表植被永久性的破坏，植物生物量减少，可能使得部分陆生动物栖息地消失，该类影响属于不可逆转的影响；由于受直接影响的动植物种类在本评价区域内属于常见种类，且工程永久占地面积不大，不会造成动植物物种的消失，也不会对动植物区系组成造成改变；工程临时占地，也会导致原有地表植被的破坏，植物生物量减少，陆生动物栖息地的消失，但是由于工程临时占地区域内的现有植被质量较差，多为旱地植被和灌丛、灌草丛，在工程施工结束后，采取适当的措施栽种经济价值较高的植物种类，不仅可以使原有地表植被、植物生物量和动物栖息环境得到较好的恢复，同时也可提高当地景观质量，因此该影响属于可逆转的影响。对于动物而言，由于工程占地破坏了其栖息地，将迁移到附近类似的生境中生活，会加大这些生境中动物的生存压力，但是工程占地面积不大，受影响的陆生脊椎动物主要为鼠类、蛇类，其种类和数量都有限，因而影响有限。

在施工现场及其它施工活动中，将会对施工区附近的植物、植被造成影响。而工程的施工建设也会可能会干扰当地动物的正常生长和发育，甚至对一些动物在一定程度上起到驱赶的作用。但这种影响会随着施工的结束而消失，当环境条件恢复后，大多数受影响的植物、植被及动物将依据其自身的更新能力逐渐返回原生活地。在施工过程中，应采取妥当的保护措施尽可能限制和减缓不良影响。

施工人员生产和生活污水通过地表径流作用进入水库会造成水体中氮、磷等营养盐及其他污染物含量的增加，对水库水质和水生生物会产生一定程度的影响，由于本评价区域内水生生物种类和数量都很少，加上主要影响时段集中在工程施工期间和施工人员集中生活区，其影响范围小，时间短，随着施工结束对水生生态环境影响将自然消失。

1.2 运行期对生态环境影响预测

1.2.1 水利工程蓄水淹没的影响

(1) 对水生生物及生态环境的影响：对水生生物而言，不利影响与有利影响并存，有利影响大于不利影响。水库建成蓄水后，会淹没原有河道两侧峭壁和在其上生长的植被，使得土壤中溶解的营养物质和被淹没的植物浸泡在库区内死亡分解所产生的有机物质进入库内；同时降水的冲刷等也将携带大量的有机物进入库区水体中，由于水库库容增加，进入库区水体中营养物质在浓度上会低于建库前河流中的营养物质浓度，但是由于生存空间的扩展，浮游植物的生存和繁殖将得到良好的条件，其数量和生物量将增加。评价区河段内，浮游植物种类相对较少，组成上以硅藻门种类最多。浮游植物的总体变化趋势是在种类组成上趋于复杂，在数量上有所增加。由于浮游植物作为初级生产者，它的种类和数量增加会影响到整个生态系统的改变，使得以浮游植物为食的浮游动物数量和种类也增加。水库建成蓄水后，将引起水文条件的改变，水域面积、水深增大，水体的营养物质和饵料(浮游动植物、底栖动物等)逐渐丰富。加强对库周生活、农业污染的控制，水生维管束植物种类和数量将增加，为鱼类觅食、栖息、繁衍创造条件，将使评价区域中鱼类在种类和数量上产生变化。

(2) 对陆生生物存在一定的不利影响：水库蓄水后，由于水位升高，水面扩大后，一些生活于原库区范围内水位之上的陆生植物会消失或向高处转移，增加了淹没线以上生态环境的压力。当水库蓄水后，水位上涨是一个缓慢的过程，分布在淹没区内的陆生脊椎动物，一般在被水淹没前都能主动的往上迁移而逃离淹没区，但对于迁移能力弱或无迁移能力的幼体就可能被淹死。上述致死的动物，只占各动物种群中的极小部分，加之大多数物种在淹没线上均有分布，故不会对动物的种群数量产生较大的影响，不会影响动物区系成分的组成，也不会影响植物区系成分的组成。

1.2.2 蓄水对评价区内生物的影响

白岩河水库正常蓄水位414 m，在水库蓄水初期以及运行期造成坝址下游至沙坪江小河入口之间减水河段约3.6 km，如不下放生态环境用水，将对该河段的生态环境产生一定不利影响，对下游河段的生物造成一定程度的影响。因此，大坝下游减水河段区考虑按坝址处多年平均流量的10%[6]，即0.208 6 m3/s下放生态环境用水。环境水的下放和流量控制由水库管理机构负责，保护好白岩河水利工程下游的生态环境，严禁闭闸断流。

1.2.3 生态完整性预测与评价

(1) 景观生态体系生物量和生产力的变化：由于永久占地、水库淹没等总占地79.11 hm2，其中水域为9.57 hm2。工程的实施将对部分植被分布现状造成一定程度的影响，从而改变评价区域植被现状，进而影响评价区内植被的生物量，使其生物总量相应减少(详见表1、2)，但是却不会影响本区土地的生产力，相反由于水库的形成、局地气候条件的改善、与工程建设配套的生态环境保护措施的实施等，将会使评价区域生态环境质量得到较大改善，土地的生产力将有所提高[7]。

表1 白岩河水利工程建设影响区域生物量损失统计

表2 白岩河水利工程建设影响区域生产量损失统计

从表1、2可知，白岩河水利工程施工建设后，评价区的不同植被类型的生物量会受到一定损失，总损失1 433.24 t，仅占评价区总生物量的1.27%；年损失411.83 t/a，仅占总净生产量的1.09%。其中：灌丛生物量损失量最多，与其总净生产量相比，每年减少的生物量占评价区域总生物量的4.84%；森林植被损失的生物量占总量的0.61%。因此，水利工程的实施对评价区域内生物量和生产力的影响较小，不会对区内生态体系的稳定性和质量产生明显的改变。

景观的生物恢复能力是由高亚稳定性元素能否占主导地位来决定的[8]。白岩河水利工程建成前和建成后，高亚稳定性元素为以柏木、马尾松、香椿、楸树、泡桐为主的森林植被，其在景观功能上仍然起着重要的作用，该元素所占面积和发展动向对该区域景观质量的维护具有决定作用。在白岩河水库修建前后，应加强评价区退耕还林工作和森林植被的培育，改善区域的生态环境质量。

(2) 对景观生态体系稳定状况的影响

该区域陆地生态系统在局部受到蓄水淹没影响后，将过渡到水域生态系统，各系统的生产力水平将通过短期的波动达到新的平衡[9]。而且从评价区域内植被的现状来看高亚稳定性元素所占比例偏低，森林覆盖率较低，但是受工程干扰后的生物恢复能力较强。因此工程建设对自然体系恢复稳定性影响不大，在评价区内自然系统可以承受的范围之内。恢复稳定性的度量通常采取对植被生产量进行度量的方法进行度量。水利工程的建设会使区自然生态体系的植被总生产量减少，年损失量仅占总净生产量的1.09%，是评价区域内景观生态体系完全可以承受的，整个生态体系的生产力不会降低。

对自然生态体系阻抗稳定性的度量，是通过对景观异质性程度的改变程度来度量的。工程的建设将产生52.15 hm2的水域，其中包括有42.66 hm2的土地将变成水域。库区库周因占地部分植被发生改变，损失的生物量为1 433.24 t，占评价区现有生物量的1.27%，是评价区域内景观生态体系可以承受的。损失量较多的为森林植被和灌丛植被。水库蓄水后，各植被类型组成、结构未发生变化，只是在拼块的面积和数量上发生一定程度的改变。但淹没的植被类型都是次生和人工性质的，在库区库周常见，不是特有植被。本工程实施对库区库周土地利用的改变较小，动植物的生活环境基本维持现状，物种的多样性未遭受破坏，且水库的蓄水对水生生物的生存和繁衍较为有利。水库的蓄水将使得库区内栖息与灌丛植被、灌草丛植被中的鸟类、兽类、两栖类、爬行类原有的生存空间压缩，但其分布区将会向库周围扩展，对其物种多样性的影响不大，对整个生态系统的稳定性影响较小。森林植被、灌丛植被和旱地植被在库区库周环境中仍然占有重要的地位。库区库周内植被的异质性改变程度较小，因此工程建设和运行基本不会改变生态系统总体异质性，对区域生态体系的阻抗稳定性影响不大。

水库建成后，森林、灌丛、灌草丛以及水田、旱地拼块优势度值中，森林拼块的优势度仍然最高，表明区域有限的森林植被对维持区域生态环境的稳定具有重要作用。本评价区的各类拼块在工程建设后主要是拼块面积变化较大，而拼块数量(密度)、频率等变化较小。对区内各景观类型的优势度值进行计算，结果见表3。

表3 白岩河水利工程实施后各类拼块的总优势度值

从表3可知，项目实施和运行后，各拼块的优势度值的变幅不大，小于11.99，这是由于水库蓄水导致区域水域面积明显扩大所致。其余均小于2，旱地的变幅为-0.19、水田的变幅为-0.38，反映出该工程将淹没一定数量的耕地。在本评价区，各类拼块的优势度值差异不大，其中森林、灌丛、水田拼块连通程度较好，其余较为破碎。森林植被拼块的优势度Do值居于首位，灌丛居于第3，与蓄水前情况一样，表明该水利工程的实施和运行对评价区自然生态体系质量无显著不良的影响。

2 结语

根据白岩河水利工程建设的生态环境影响分析评价，说明水利工程建设过程中可能对工程所在区域和流域的生态环境产生一定的影响，特别是在贵州喀斯特山区这一点更为突出。所以在对贵州喀斯特山区水利工程建设项目进行环境影响评价时，必须根据喀斯特山区及项目评价区的生态环境特点，并结合水利工程建设项目的特性，进行客观、科学、合理的分析评价，为建设项目环境影响评价提出客观、科学、可行、有效的的生态防治措施提供依据，以保证在项目实施时对生态环境的影响降到最低。

[1] HJ/T 19—2011.环境影响评价技术导则 生态影响[S].2011.9.

[2] 贵州省发展和改革委员会.贵州省水利建设生态建设石漠化治理综合规划(2010-2020年).2010.4.

[3] HJ/T 2.1—2011.环境影响评价技术导则-总纲[S].2012.1.1.

[4] 李宗发.贵州喀斯特地貌分区[J].贵州地质，2011，03(28)：36-39.

[5] 贵州省铜仁地区水利电力勘测设计院.贵州省玉屏侗族自治县白岩河水利工程可行性研究报告.2010.12.

[6] HJ/T 88—2003.环境影响评价技术导则 水利水电工程[S].2003.7.1.

[7] 朱守谦.喀斯特森林生态研究[M].贵阳：贵州科技出版社.1997.6.

[8] 高贵龙，邓自民，熊康宁等.喀斯特的呼唤[M].贵阳：贵州科技出版社.2003.

[9] 苏维词.贵州喀斯特山区生态环境脆弱性及其生态整治[J].中国环境科学，2000，20(6):547-551.

An initial analysis on the ecological impacts during the implementation of hydrological engineering in Guizhou Karst mountainous areas

Zhu Keyong1，Feng Peisong1, Dang Anzhi1, Li Yan1, Xiang Gang2

(1.Guizhou Institute of Environmental Science and Designing，Guiyang，Guizhou 550081, 2. The School of Geographical and Environmental Sciences, Guizhou Normal University, Guiyang 550001)

in this paper, an objective, scientifically sound analysis and evaluation have been done on the ecological impacts during the implementation of a hydrological project in Baishuihe River of Yu Ping County, a typical Karst mountainous area of Guizhou Province, both employing methodologies of landscape ecology and being based on Karst ecological characteristics of Guizhou Province and the specific characteristics of hydrological engineering as well as relevant requirements from the following documents: Technical Guidelines for Environmental Impact Assessment, General Principle (HJ/T 2.1—2011); Technical Guideline for Environmental Impact Assessment Ecological Impact (HJ/T 19—2011); Code for Environmental Impact Assessment of Water Conservancy and Hydropower Project (HJ/T 88—2003). The results of the analysis provide feasible, effective and scientific guide for selecting ecological control measures as a way to minimize ecological impacts during the project.

Karst, mountainous area, hydrological engineering, ecological impacts, landscape ecology

2015-07-06； 2015-07-23修回

朱克勇，男，1974年生，工程师，研究方向：生态环境。E-mail：514185480@qq.com

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