山西万家寨引黄工程生态环境分析

山西万家寨引黄工程生态环境分析

山西省万家寨黄河工程（以下简称黄河工程）是一项重大的流域引水工程，对缓解太原和大同水资源短缺的情况，起到了重要作用。在引黄工程施工期及通水之后,必然会对生态环境产生某些影响。因此,开展引黄工程沿线的生态环境监测和保护是一项迫在眉睫的工作。本文是引黄工程第1期工程生态环境监测与评价工作的一部分,试图对引黄工程第1期工程沿线生态环境和引黄工程对沿线生态环境的预期影响作出科学评价,并提出相应的保护对策以期为引黄工程沿线的生态环境保护工作提供理论基础。1引黄工程概况引黄工程第1期工程由总干线、南干线和连接段3部分组成。总干线从山西偏省关县万家寨水利枢纽至偏关县下土寨,共44.35km;南干线从下土寨经神池、平鲁至宁武县头马营,长102.08;连接段从头马营至太原市尖草坪区呼延水厂,长138.6km;整个工程全长285.03km。按照设计能力向太原市供水6.4亿m3/a。本文所论及的引黄工程沿线是指引黄工程第1期工程沿线左右两侧各1km的范围,即从万家寨水利枢纽到呼延水厂长285.03km,宽2km的区域。按照山西省综合自然区划的结果,引黄工程沿线从万家寨水利枢纽至南干线6#隧洞(神池温岭隧洞)以北属于暖温带半干旱森林草原与干草原灰褐土地带,从南干线6#隧洞以南至太原市尖草坪区呼延水厂属于暖温带半湿润落叶阔叶林地带与森林草原褐土地带。从地貌类型看,南干线6#隧洞以北属于典型的黄土丘陵沟壑地貌,海拔1000～1300m。南干线6#隧洞南出口至头马营7#隧洞,属于低中山山地地貌。头马营7#隧洞以南至太原市尖草坪区呼延水厂大部分属于汾河河谷地貌,主要由河漫滩和一级阶地组成。呼延水厂厂址属于黄土丘陵。2生态环境效应的特点2.1年际间降水变化引黄工程沿线的降水量明显偏低,其中最少的古交仅414.7mm/a,最多的静乐为504.4mm/a,其中7月～8月降水量占60%以上。此外,年际间的降水量变化也较大,最高和最低年份间相差高达40%。由于降水量偏少和分布不均,加之植被覆盖率较低,天然降水大部分变为地表径流,导致水资源短缺,特别是总干线到南干线的6#隧洞以北地区,如偏关县水资源总量为8.43亿m3/a,人均仅8430m3/a。南干线6#隧洞以南地区,在汾河河谷水资源比较丰富,但毗邻的低山丘陵水资源明显匮乏。2.2土壤侵蚀作用引黄工程总干线到南干线6#隧洞以北地区是典型的黄土丘陵地貌,土质疏松,沟壑纵横,是山西水土流失最为严重的区域之一。由于植被覆盖率较低,陡坡(>25°)过度垦植,7月～8月的阵雨和暴雨,持续时间短,瞬时强度大,加剧了对土壤的侵蚀。在冬春季,由于风速较大,对裸露的地表土壤的风蚀作用往往比较强烈,是造成水土流失的另一重要因素。土壤侵蚀模数高达1.0万～1.5万t/(km2·a),相当于流失15t/(km2·a)氮肥,15t/(km2·a)磷肥和20t/(km2·a)钾肥。南干线6#隧洞以南地区,水土流失情况虽然不及以北地区严重,但土壤的侵蚀模数仍达2000～4000t/(km2·a)。2.3阴坡森林在阴坡部分的生长由于生态环境比较恶劣,加之人类生产活动的频繁干扰,导致植被种类组成简单贫乏,植被覆盖率约为20%,森林覆盖率则不到10%。主要特点是:(1)小叶杨(人工)(Populussimonii)林分布广泛,除在沟谷底部的生长较好外,大部分为“小老头树”。(2)柠条锦鸡儿(人工)(Caraganakorshinskill)灌丛分布极为广泛。(3)以针茅(Stipaspp)、蒿类(Artemisiaspp)、百里香(Thymusmongolicus)等为建群种的草原植被占绝对优势,但由于不合理的放牧,大部分处于逆向演替阶段。(4)在局部地区的阴坡,由于光照和水分的原因,植物和植被生长良好,如下土寨附近的油松(人工)林等。南干线6#隧洞以南地区年平均降水量大于480mm,因而植被覆盖率高于南干线6#隧洞以北地区。在汾河河谷宁武段,河漫滩和毗邻的低山,植被覆盖率可达60%,局部地段甚至可达80%左右。但森林覆盖率与南干线6#隧洞以北地区相差无几。这主要是由于人类生产活动的干扰,地带性植被——落叶阔叶林遭到彻底破坏,导致生态环境恶化,目前已不适宜落叶阔叶林的生存和发展,代之以各种落叶阔叶灌丛,如黄刺玫(Rosaxanthina)灌丛、三裂绣线菊(Spiraeatrilobata)灌丛、荆条(Vitexnegundovarheterophylla)灌丛、酸枣(Ziziphusjujuba)灌丛等次生植被。2.4群落组成的植被类型据调查,引黄工程沿线区发现陆栖脊椎动物目、科共种其中爬行动物有种哺乳动物2种,鸟类56种。重要的有丽斑麻蜥(Eremiasargus)、虎斑游蛇(Natrixtigrina)、北京雨燕(Apusapus)、白腰雨燕(APacificus)、家燕(Hirundorustica)、金腰燕(Hdaurica)、黄(Motacillaflava)、白(Malba)、灰(Mcinerea)、树鹨(Anthushodgsoni)、红脚隼(Falcovespertinus)、红隼(Ftinnunculus)、石鸡(Alectorisgraeca)、环颈雉(Phasianuscolchicus)、三道眉草巫鸟(Emberizacioodes)、绿啄木鸟(Picuscanus)、苍鹭(Ardeacinerea)、雀鹰(Accipiternisus)、四声杜鹃(Cuculusmicropterus)、冠鱼狗(Cerylelugubris)、花鼠(Tamiassibiricus)、草兔(Lepuscapensis)等。发现的种子植物共有1008种419属98科,其中裸子植物9种5属3科,被子植物999种414属95科。草本植物中,较大的科有菊科(49∶125(属∶种,下同))、禾本科(45∶107)、豆科(19∶65)、蔷薇科(19∶70)、唇形科(17∶41)等。较大的属有蒿、委陵菜(Potentilla)、蓼(Polygonatum)、黄芪(Astragalus)、棘豆(Oxytropsis)、早熟禾(Poa)、莎草(Cyperus)、针茅等。木本植物中,重要的有油松、小叶杨、刺槐(Robiniapseudoacacia)、旱柳(Salixmatsudana)、青杨(Pcathayana)、榆(Ulmuspumila)、柠条锦鸡儿、虎榛子(Ostryopsisdavidiana)、三裂绣线菊、黄刺玫、荆条、酸枣、百里香等。草本植物中常见的有数种针茅(Stipaspp)、白羊草(Bothrichloaischaemum)、早熟禾(Pannua)和数种蒿(Artemisiaspp)等。由于人类的反复干扰,地带性的植被类型——落叶阔叶林已不复存在,最明显的特征是不仅没有天然森林群落的存在,而且人工林类型、分布范围和面积都极少。植被类型共有15个群系,主要有油松林、小叶杨(人工)林、沙棘(Hippophaerhamnoides)灌丛、荆条灌丛、黄刺玫灌丛、酸枣灌丛、三裂绣线菊灌丛、虎榛子灌丛、柠条锦鸡儿(人工)灌丛、荆条酸刺白羊草灌草丛白羊草草丛百里香草原铁杆蒿草原针茅(Stipaspp)茭蒿草原等。2.5产业链仍以煤炭为主的工业为主,缺乏产业链引黄工程沿线的偏关、平鲁、神池、宁武、静乐、娄烦、古交和尖草坪区的乡镇中,除宁武、古交和尖草坪区尚有若干以煤炭为主的工业企业外,其他县的工业发展水平较低。种植业仍是支柱产业,是农民的主要收入来源。除古交和尖草坪区1997年农民人均收入超过2000元外,其余县中最高的宁武县也仅1125.7元,而最低的静乐县仅为858.9元,尽快摆脱贫困仍是当地政府和群众的当务之急。3该项目对沿线生态环境的预期影响3.1破坏局部植被引黄工程除了少量渡槽外,其余为隧洞和埋涵工程。隧洞的开凿和埋涵的铺设势将对周围的植被产生影响,使局部植被遭到彻底破坏,变为次生裸地。此外,隧洞弃渣的堆放不仅会使针茅、铁杆蒿、茭蒿等植物消失,而且会使原有植被类型不复存在,如针茅群落、百里香群落、柠条锦鸡儿群落、黄刺玫群落和三裂绣线菊群落等。3.2引起水土流失隧洞的开凿势必产生大量的弃渣。如果渣堆坡角过大,弃渣物质较为松散,一遇较大强度的降雨,必然会造成水土流失,产生二次危害。3.3废水污染,危害在施工过程以及施工营地必然会产生大量废水。尽管这些废水比化工、冶金、造纸等企业产生的废水对环境的危害要小,但引黄工程的相当一部分在汾河河谷内,最终将会污染下游汾河水库的水质,危及太原市的工农业和生活用水的质量。施工单位设立的石料厂在加工石料的过程中,飞扬的粉尘洒落在周围的农作物和果树上,将会影响它们的光合作用。3.4破坏局部生态系统随着植被的破坏,动物的栖息地受到不同程度的破坏迫使若干动物进行迁徙使这些动物种群数量下降,如环颈雉、野兔等,进而使局部生态系统发生一定程度的紊乱。4引黄工程的意义引黄工程沿线的生态环境比较脆弱,开展生态环境的保护工作,不仅对于保证引黄工程的顺利进行,而且对于保护汾河水资源,防止水土流失的进一步加剧,使工程建设和环境保护与建设同步进行,促进工程和环境保护协调发展,生态环境与经济发展走上可持续发展的轨道都具有重要意义。建议采取如下措施。4.1土地混交土地会对土壤、植被产生影响在各隧洞出口、泵站站址,由于施工设备放置、维修保养的需要,会占用一些土地(农田、灌丛、草地等),这势必会对植物和植被产生一定的影响。因此,要对施工设备放置和维修场所进行统筹安排,使它们尽可能少占土地。4.2砌高高度的防护墙在科学规划废渣堆放场地的基础上,坡角一定要合理。对堆放高度较大的废渣堆,在坡脚应采用工程措施,砌一定高度的防护墙,防止废渣堆的崩塌和二次危害的发生。在工程措施的基础上,应辅之以人工措施,选择适宜的草本植物、灌木和乔木树种,对废渣堆进行立体绿化,开展生态系统的重建工作,这样不仅有助于加快植物区系和植被重建的进程,而且对避免新的水土流失具有重要作用。4.3施工边治理,降低工程的环境污染根据引黄工程可能产生的污染问题,要提早对施工企业进行环境管理工作,使他们自觉地遵守国家和山西省有关环境保护法律和法规,采取边施工边治理的方针,使工程所产生的环境污染降低到最小程度。事实上,由于施工过程产生的生产和生活废水较为容易处理,只要认真采取科学措施,这些问题并不难解决,如对生活废水可采取氧化塘方法,施工的碱性废水采取加适量无机酸,粉尘只要注意喷水,这些问题即可得到解决4.4健全农田植被,提高水土保持水土流失是引黄工程沿线最严重的生态环境问题。经过多年来的不懈努力,水土流失得到一定的控制,但现状仍不容乐观。南干线6#隧洞以北地区侵蚀模数超过1.0万t/(km2·a)。因此,应积极稳妥地逐步退耕还林还草,特别是对于坡度在25°以上的农田,要坚决退耕还林还草,开展人工造林和种草活动,逐步提高植被的覆盖率,为最终控制水土流失奠定基础。此外,植树造林不仅有利于扩大森林资源,而且有利于动植物生境和栖息地多样化,弥补由于施工对动物栖息地造成的破坏,有利于生物多样性保护和重建工作。由于引黄工程沿线水资源相当缺乏,因此应针对不同地貌、地形,依据植物的不同生态生物学特性和生态位,采取不同的方法进行绿化。在海拔低于1400m的阴坡、半阴坡,应以营造油松林为主;在海拔1400m以上地段,应以营造华北落叶松(Larixprincipis-rupprechtii)林为主。在沟谷,由于水资源相对丰富,应以营造小叶杨林为主。在阳坡应以种植灌木,如柠条锦鸡儿、沙棘为主,并辅之以草本植物,全面实现绿化。4.5草原场质量退化引黄工程沿线,特别是南干线6#隧洞以北地区,草原(场)的质量较差,产量低。由于羊群发展过快,导致过度放牧,使适口性好的草群难以得到休养生息的机会,草原(场)质量退化现象十分严重,表现在土壤荒漠化趋势加剧,有毒有害种类种群数量增加,如狼毒(Stellerachamaejasme)、魁蓟(Cirsiumleo)等。因此,应严格控制放牧强度,使草原(场)得以恢复,这不仅有利于当地畜牧业的发展,而且有利于防止草原(场)荒漠化趋势的蔓延,有利于这些资源的永续利用。4.6调整产业结构引黄工程沿线经济发展水平较差,种植业仍为农民