景觀生態(tài)學(xué)在水利工程生態(tài)影響評(píng)價(jià)中的應(yīng)用

本文通過(guò)敘述景觀生態(tài)學(xué)對(duì)水利工程生態(tài)影響評(píng)價(jià)的作用和應(yīng)用，并以位于金寨縣西淠河主源燕子河上。水庫(kù)庫(kù)容5760萬(wàn)立方米，裝機(jī)25MW。其主要生態(tài)影響是水庫(kù)淹沒兩平方千米的山場(chǎng)的流波水電站工程為例系統(tǒng)闡明了景觀生態(tài)學(xué)對(duì)水利工程的重大作用。

一、景觀生態(tài)學(xué)與生態(tài)影響評(píng)價(jià)

景觀是高于生態(tài)系統(tǒng)的自然系統(tǒng)，載體是一個(gè)空間異質(zhì)性的區(qū)域。景觀在結(jié)構(gòu)與功能、生物多樣性、物種流動(dòng)、養(yǎng)分再分布、能量流動(dòng)、景觀變化、景觀穩(wěn)定性等方面具有較為特殊的規(guī)律。20世紀(jì)末，生態(tài)學(xué)廣泛吸收地理學(xué)、生物學(xué)、信息學(xué)，測(cè)繪學(xué)、應(yīng)用數(shù)學(xué)、系統(tǒng)生態(tài)學(xué)等理論，引入了景觀的概念。景觀生態(tài)學(xué)特別強(qiáng)調(diào)空間異質(zhì)性，層次性結(jié)構(gòu)和尺度在研究生態(tài)學(xué)格局和過(guò)程中的重要性。異質(zhì)性是研究的基本出發(fā)點(diǎn)，也是其方法論的基點(diǎn)和核心。異質(zhì)性是指在一個(gè)區(qū)域里(景觀或生態(tài)系統(tǒng))對(duì)一個(gè)種、或者更高級(jí)的生物組織的存在起決定作用的資源(或某種性狀)在空間或時(shí)間上的變異程度(或強(qiáng)度)。異質(zhì)性是景觀的抗干擾能力的體現(xiàn)。景現(xiàn)有三個(gè)重要元素——拼塊、廊道和模地。拼塊是一個(gè)外觀上與周圍環(huán)境明顯不同的非線性區(qū)域，其大小，形狀、類型、邊緣與相鄰的拼塊有很大的差別。廊道和模地是拼塊的特殊類型，因?yàn)樾螤?、面積、連通程度的特點(diǎn)而具有特殊的作用。廊道是指兩拼塊間狹長(zhǎng)地帶，呈帶狀，是生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)流、能量流和物種流的重要通道，如公路上預(yù)留的生物通道是廊道，河流是水生生物的廊道等。模地是景觀內(nèi)具有背景地域特性的拼塊，在很大程度上對(duì)景觀的性質(zhì)、動(dòng)態(tài)起著主導(dǎo)作用。這就是沙漠、森林、海洋在氣候等特性上為什么如此不同的主要原因之一。模地有三個(gè)特性，即相對(duì)面積大、連通程度高和具有動(dòng)態(tài)控制作用。相對(duì)面積是表現(xiàn)模地的重要參數(shù)。一般來(lái)說(shuō)，一種景觀元素覆蓋了景觀50%以上面積，就可以認(rèn)為它是模地。如在流波電站評(píng)價(jià)范圍內(nèi)，林地相對(duì)面積為80%左右，顯然林地是模地如果各景觀元素的相對(duì)面積均不超過(guò)50%，則要由其它特性來(lái)決定模地。連通性是某些景觀模地判別的重要元素，如樹籬景觀，樹籬網(wǎng)一般只占景觀總面積的10%以下，但由于其包圍了田野，構(gòu)成了單一的連續(xù)地域，高度連通性使其具有隔離其它元素的物理屏障功能、運(yùn)輸特性的廊道功能并包圍其它元素使其形成孤立的生物“島嶼”。動(dòng)態(tài)控制功能可以簡(jiǎn)單理解為模地是景觀的動(dòng)力源泉，控制了景觀的發(fā)展方向，如樹籬網(wǎng)由先鋒種(如櫻桃)及后來(lái)種(如櫟樹)混合構(gòu)成，其種子被風(fēng)吹落到附近的田野中，鳥和動(dòng)物在吃果子的同時(shí)將種子帶到景觀的各個(gè)地域，因此樹籬起了一個(gè)物種源的作用，把景觀引向某種穩(wěn)定狀態(tài)或發(fā)生其它變化。

評(píng)價(jià)流波水電站工程對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響，主要評(píng)價(jià)興建工程前后，景觀的生態(tài)完整性是否受到較大影響。主要指標(biāo)可以概括為生物群落(生物量、物種多樣性、異質(zhì)性程度、珍稀瀕危物種是否銳減或減少)、區(qū)域環(huán)境(綠地減少，連通程度變差)，水和土地(發(fā)生荒漠化或土壤理化性質(zhì)改變)。對(duì)如此多的指標(biāo)進(jìn)行定量或半定量分析計(jì)算是非常復(fù)雜的工作，大部分指標(biāo)需要大量人力物力進(jìn)行專門研究才能確定，而現(xiàn)階段我國(guó)生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)研究方面缺少支持評(píng)價(jià)工作的基本研究成果，評(píng)價(jià)單位完全將這些指標(biāo)定量幾乎是不可能的。

通過(guò)工程前后自然體系生產(chǎn)力和穩(wěn)定性分析，綜合判斷工程對(duì)景觀生態(tài)完整性的影響，是流波水電站工程生態(tài)環(huán)境影響評(píng)價(jià)的主要思路。生產(chǎn)力計(jì)算以世界范圍內(nèi)相同地塊平均凈生產(chǎn)力為依據(jù)。對(duì)計(jì)算結(jié)果的分析，采用奧德姆4級(jí)分類法——將生產(chǎn)力分為最低、較低、較高和最高4個(gè)等級(jí)，各等級(jí)之間的閾值182.5、1095和3650單位，計(jì)算項(xiàng)目前后評(píng)價(jià)范圍內(nèi)自然體系生產(chǎn)力，判斷生產(chǎn)力是否因項(xiàng)目建設(shè)而降低到低一級(jí)別的生態(tài)系統(tǒng)。生態(tài)體系的穩(wěn)定狀況包括兩個(gè)特征，即恢復(fù)和阻抗?；謴?fù)穩(wěn)定性與高亞穩(wěn)定元素(如植被)的數(shù)量和生產(chǎn)能力較為密切，阻抗穩(wěn)定性與景觀異質(zhì)性關(guān)系緊密。流渡水電站工程所在地域內(nèi)景觀穩(wěn)定，陛是通過(guò)對(duì)景觀三個(gè)重要元素一拼塊、廊道和模地的分析計(jì)算，確定模地，并從模地入手進(jìn)行分析。根據(jù)模地的三個(gè)特性，采用傳統(tǒng)生態(tài)學(xué)中計(jì)算植被重要值的方法(優(yōu)勢(shì)度值)來(lái)判別景觀模地，方法是計(jì)算各拼塊的優(yōu)勢(shì)度值，優(yōu)勢(shì)度值最大的拼塊就是模地。

二、流波水電站實(shí)倒

流波電站生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀分析中對(duì)主要生態(tài)因子，如氣候、土壤，植被等進(jìn)行調(diào)查和分析。植被類型調(diào)查是現(xiàn)狀調(diào)查的重點(diǎn)，是評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)。評(píng)價(jià)中采用樣方調(diào)查法獲得評(píng)價(jià)區(qū)植被信息。在現(xiàn)狀調(diào)查和工程分析基礎(chǔ)上分析流波水電站工程前后景觀生態(tài)完整性，主要內(nèi)容包括模地判別、生產(chǎn)力計(jì)算、穩(wěn)定性分析。

模地判別判定模地采用傳統(tǒng)生態(tài)學(xué)中優(yōu)勢(shì)度值判別法。首先對(duì)景觀中各拼塊、樣方數(shù)目及面積進(jìn)行量算，分別計(jì)算出密度、頻率和景觀比例。流波水電站工程評(píng)價(jià)范圍內(nèi)各拼塊優(yōu)勢(shì)度值計(jì)算結(jié)果如表l所列。

評(píng)價(jià)范圍內(nèi)用地類型可大致分為河濰裸地、水域、園地、農(nóng)耕地、疏林灌叢、竹林及落林闊葉林等類型，每種地塊具有不同的生產(chǎn)力，評(píng)價(jià)中采用了世界范圍內(nèi)相同地類平均生產(chǎn)力作為計(jì)算依據(jù)。流波水電站工程評(píng)價(jià)范圍內(nèi)自然體系現(xiàn)狀生產(chǎn)力為1 313 g/m 2·a，工程建成后生產(chǎn)力為1276 g/m 2·a，根據(jù)奧德姆分類，項(xiàng)目前后生產(chǎn)力水平均處于較高水平(1095-3650 g/m 2·a)，流渡電站所在地域自然體系生產(chǎn)力并未因本工程建設(shè)而降低到低一級(jí)別的生態(tài)系統(tǒng)。

流波電站工程評(píng)價(jià)范圍內(nèi)自體系生產(chǎn)力處于較高水平，植被豐富，恢復(fù)穩(wěn)定性較好。評(píng)價(jià)范圍內(nèi)模地為林地，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)具有動(dòng)態(tài)控制功能，區(qū)域內(nèi)多種植被拼塊交錯(cuò)分布，異質(zhì)性較強(qiáng)，因此流波電站所在區(qū)域生態(tài)體系的生態(tài)完整性較好。流波電站建成后，評(píng)價(jià)區(qū)內(nèi)高亞穩(wěn)定元素?cái)?shù)量未受大的破壞，生產(chǎn)力水平仍為較高等級(jí)。工程實(shí)施后對(duì)自然體系恢復(fù)穩(wěn)定性的影響不大。流波電站建成運(yùn)行對(duì)植被的空間分布影響不大，工程占地及淹沒等改變區(qū)域的面積為2.02平方千米，僅占評(píng)價(jià)區(qū)面積的8.4%，其他91.6%面積上的植被未發(fā)生改變，仍維持現(xiàn)狀，也即該區(qū)域起決定性作用的，具有動(dòng)態(tài)控制能力的組分在時(shí)間和空間上均未發(fā)生大的變異，因此項(xiàng)目實(shí)施和運(yùn)行對(duì)區(qū)域自然體系的異質(zhì)化程度影響不大，對(duì)阻抗穩(wěn)定性影響較小。項(xiàng)目實(shí)施后，景觀生態(tài)完整性仍較好。

三、小 結(jié)

通過(guò)分析工程前后生產(chǎn)力和生態(tài)穩(wěn)定性，流波電站工程所在區(qū)域景觀的生態(tài)完整性未因本工程建設(shè)受到較大影響，流波電站工程對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響是自然體系可以承受的。從壘國(guó)范圍內(nèi)非污染項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)價(jià)的發(fā)展趨勢(shì)看，應(yīng)用景觀生態(tài)學(xué)進(jìn)行評(píng)價(jià)代表了非污染項(xiàng)目生態(tài)環(huán)境影響評(píng)價(jià)的方向。因?yàn)闀r(shí)間和資金原因，流波電站工程生態(tài)環(huán)境影響評(píng)價(jià)中部分參數(shù)無(wú)法進(jìn)行野外實(shí)地調(diào)查和實(shí)驗(yàn)，只能借鑒以前的經(jīng)驗(yàn)成果，因此有些具體計(jì)算數(shù)據(jù)只具備一定的參考價(jià)值。