高效输水管道工程建设对沿线陆生生态的影响及保护对策措施探讨.pdf

高效输水管道工程在国家 产业结构调整指导目录（2019年修订版）中为水利项目的鼓励类，其特点是影响范围窄，集中在管道两侧一定范围内，但整体影响范围长，可能涉及的地貌类型和生态系统类型多样，工程建设以陆生生态影响为主，除因伴行道路和管沟开挖等产生的施工期环境影响外，运行期还会因输水或水工建筑物运行产生持续影响。1项目简况及区域生态环境背景状况调查某高效输水管道工程自西北向东南纵穿哈密市的三塘湖-淖毛湖盆地，工程全长约287 km，沿线设置6座泵站、3座调蓄水库、众多阀井和防洪建筑物，是发挥其头部水库调节供水效益的配套工程。三塘湖-淖毛湖呈戈壁荒漠景观，按地貌形态和成因工程沿线可分为洼地、山前斜倾平原-细粒土砾区、山前斜倾平原-砂砾石区、剥蚀准平原、低山丘陵等多种地貌类型。区域属大陆性北温带气候，极端干旱、四季分明、冷暖悬殊，多年平均气温810.5，多年平均降水仅1834 mm。工程沿线仅分布有季节性冲洪沟，无农灌或饮用等功能。工程沿线植被类型包括温带矮半乔木荒漠，温带半灌木、矮半灌木荒漠，温带禾草、杂类草盐生草甸等，植被群系以梭梭砾漠和琵琶柴荒漠为主，分别占线路总长的80%和14.7%（表1），群落稀疏，地表多裸露，整体植被覆盖度仅4.13%，植物多样性十分贫乏，以旱生和超旱生种类为主，仅有植物7科21属23种，其中梭收稿日期：2023-05-24作者简介：许玉（1980-），女，天津人，硕士，高级工程师，主要从事水利水电工程与规划环境影响评价工作。E-mail：通讯作者：李莼（1973-），女，江苏泰州人，博士，主要从事生态环境保护研究工作。E-mail：高效输水管道工程建设对沿线陆生生态的影响及保护对策措施探讨许玉1，李莼2,3,4,5*（1.新疆博衍水利水电环境科技有限公司，新疆乌鲁木齐830000；2.新疆环境保护科学研究院，新疆乌鲁木齐830011；3.新疆环境污染监控与风险预警重点实验室，新疆乌鲁木齐830011；4.新疆清洁生产工程技术研究中心，新疆乌鲁木齐830011；5.国家环境保护准噶尔荒漠绿洲交错区科学观测研究站，新疆乌鲁木齐830011）摘要：高效输水管道工程是水利工程中具有代表性的线性工程类型，尤其在新疆的水资源高效配置和利用、拓展经济社会发展空间中发挥着巨大作用。以往对公路、铁路等线性工程的生态影响讨论较多，高效输水管道工程型式以地埋管道为主，沿线设置水工建筑物，以水为输送介质，所产生的陆生生态影响具有其独特性。以新疆某高效输水管道为例，从区域环境本底状况调查入手，分析了管道建设和运行产生的陆生生态影响，拟定了保护对策措施的基本轮廓，旨在交流和探讨高效输水管道工程在前期环境可行性论证的要点，为今后同类工程建设论证提供新的视角。关键词：高效输水管道工程；植被类型；景观结构；陆生生态关键词：塔什库尔干县；细菌多样性；系统发育分析；胞外酶中图分类号：X820.3文献标识码：A文章编号：1008-2301（2023）02-0046-05许玉，李莼.高效输水管道工程建设对沿线陆生生态的影响及保护对策措施探讨 J.新疆环境保护，2023，45（01）：46-50.第 45 卷 第2期2023 年6 月新疆环境保护Environmental Protection of XinjiangVol.45No.2Jun.2023第2期表1工程沿线植被类型统计表Table 1Statistics of vegetation types along the route of water pipeline project植被类型温带矮半乔木荒漠温带禾草、杂类草盐生草甸植被群系梭梭砾漠Haloxylon ammodendron gravelly desert琵琶柴荒漠Reaumuria soongorica desert芦苇盐生草甸Phragmites communis holophytic meadow工程区段K14+000K171+000K171+000K186+000K187+200K238+500K239+500K245+000合计总长K245+000终点K0+000K14+000K186+000K187+200K238+500K239+500合计总长长度（km）1561551.35.5227.842.2141.2116.2种名鹅喉羚Gazellasubgutturosa赤狐Vulpes vulpes猞猁Felis lynx艾鼬Mustea eversmanni保护级别国家级自治区I级国家级自治区级工程沿线分布状况在工程沿线均有活动，历史和本次调查多记录为单只鹅喉羚的觅食活动，未见集群活动。沿线分布数量较少，工程K228+600K232+450线路以北约0.34 km的三角形宽浅洼地区植被条件相对较好，曾记录到赤狐活动。主要分布在工程起点段以北的北塔山山前荒漠，偶尔活动至本工程沿线。表2工程沿线哺乳类保护动物分布状况Table 2Distribution of protected mammals along the route of water pipeline project工程沿线野生动物种类和数量均较少。爬行动物以适宜极度干旱的荒漠戈壁环境生存的种类居多，如荒漠沙蜥、快步麻蜥等；小型啮齿目动物种类相对丰富、分布广；鸟类种类稀少，保护鸟类以猛禽居多，如苍鹰、猎隼等，啮齿类动物为其提供了丰富的食源；工程沿线区调查记录哺乳类保护动物多为单只个体活动（表2），未记录有集群活动，工程沿线非保护动物集中分布区，非其季节性迁徙通道和越冬或繁殖聚集区，工程建设占地区为其活动觅食区。三塘湖-淖毛湖盆地内出露的泉眼为野生动物提供了饮水水源，工程占地范围内无泉眼出露。梭和膜果麻黄为自治区I级保护植物。工程沿线分布有国家II级和地方III级公益林，均属防风固沙林，多垂直于工程线路走向、在线路南北向发育的宽浅冲沟内呈窄条带状散布，非连续分布，植被覆盖度略高。工程沿线土壤类型以石膏灰棕漠土和钙质石质土为主，分别占工程线路总长的70%和21%，土壤pH值介于8.379.06之间，基本属轻度碱化，总盐含量介于0.5549.90 mg/g，差异较大，局部区域属于极重度盐化土壤。总体上，戈壁属于工程沿线优势景观，荒漠化明显，生态系统的调节能力弱，生态环境脆弱，生物多样性低。2 工程建设对陆生生态的影响分析2.1对土地利用格局和景观异质性的影响工程建成后，调蓄水库、各泵站、伴行道路等将使建设用地增加594 hm2，主要由戈壁、稀疏灌丛、温性荒漠草原和裸土转化而来，分别占建设用地增加面积的 72.4%、11.9%、10.5%和 4.3%；交通用地增加172 hm2，主要由戈壁、裸土、温性荒漠草原、稀疏灌丛许玉，等：高效输水管道工程建设对沿线陆生生态的影响及保护对策措施探讨47新疆环境保护第 45卷转化而来，分别占交通用地增加面积的 67.7%、13.0%、8.6%和8.5%；常年水面增加的297 hm2是由戈壁、裸土和稀疏灌丛转化而来，分别占常年水面增加面积的98.3%、1.1%和0.6%。景观结构包括斑块、廊道和基质，基质决定着调查区景观各方面的属性，并起主导作用，景观指数只能从大体上判断优势度分布，利用景观密度（Rd）、频率（Rf）和景观比例（Lp）计算景观优势度指数（Do）可以具体定量化的对景观优势度进行评价，其计算表达式如下：Rd=斑块i的数目斑块总数100%（1）Rf=斑块i出现的样方数总样方数100%（2）Lp=斑块i的面积样地总面积100%（3）Do=Rd+Rf2+Lp2100%（4）在评价区内生成1 km1 km的网格样方进行优势度计算，结果显示：工程建设后建设用地景观密度（Rd）显著增加，戈壁的景观密度（Rd）也有所增加，说明部分戈壁地块在工程建设后被分割，评价区内斑块增多，破碎程度有所增加。工程建设后景观优势度（Do）从大到小的顺序为：戈壁建设用地交通用地温性荒漠草原稀疏灌丛裸土常年水面荒漠灌丛旱地温性典型草原温性草甸草原落叶阔叶林落叶阔叶灌丛稀疏林，戈壁依旧是评价区最优势的景观，温性荒漠草原依旧属于植被中景观优势度最高的景观，建设用地优势度上升十分显著，与公路、铁路等线性工程不同，由于管道输水沿途设置调蓄水库或调节池等水工建筑物，相较现状工程建成后增加了常年水面景观。2.2对陆生植物的影响工程建设将造成占地区植被的一次性破坏，进而造成生物量损失。与公路和铁路工程不同，输水管道建设期临时占地数量相对较大，而随着管沟回填可恢复原地貌和植被，永久占地仅为沿途水工建筑物及路面较窄的伴行检修道路，相较公路和铁路永久占地造成的植被损失量较少。为获取工程沿线区域地表植被生物量信息，选取部分典型样方，将样方内植物地面以上所有部分齐地面剪下，不分物种装袋标记，称量鲜重后，实验室内65烘干称量干重，得到该样方单位面积的生物量，以估算工程建设造成的植被生物量损失。工程永久和临时占地将分别造成约907 t和3 298 t的生物量损失，评价区植被生物量由852.4 kg/hm2减少至852.1 kg/hm2，植被和生物量损失小。工程建设将造成梭梭和膜果麻黄等保护植物损失。梭梭属于矮半乔木，根系异常强大，锚定作用很强，具有良好的防风固沙作用，在新疆南北疆沙漠、戈壁、荒漠均有分布，工程80%的线路处于梭梭砾漠区，工程建设将造成其资源量的损失，但不会造成该物种在区域内的消失。采用无人机调查、典型样方、植株冠幅测量、沿线植被覆盖度等手段，估算工程建设将损失梭梭植株约50 000株。膜果麻黄群落仅在线路K228+600K228+700段的梭梭砾漠中有小片嵌入，膜果麻黄属新疆广布种，在全疆荒漠石质戈壁、沙地、沙质、砾质和石质干旱低山坡等区域均有大量分布，估算工程建设将损失膜果麻黄约3 000丛。工程占用公益林共300 hm2，不会对整体公益林防风固沙功能发挥产生大范围影响，但工程占地区植被破坏后可能引发局部区域的土地沙化。按照公益林管理要求，工程在施工布置时应以避让为先，尽可能减少占用，其次应实行占补平衡，保障公益林功能的恢复和发挥。2.3对陆生动物的影响在此重点讨论工程施工和运行对具有保护级别的哺乳类野生动物的影响。总体上管道输水工程施工活动对哺乳类野生动物的影响与公路、铁路等工程施工期影响不存在显著差异，均表现为对栖息地的临时占用、施工活动的惊扰等，对野生动物存在驱赶作用，或改变其局部活动路线和范围，不会造成种群数量减少。线性工程运行期对野生动物的影响主要表现为阻隔影响。而管道工程铺设完毕后，大部分管沟回填至与地表基本齐平，须关注深挖管道段、弃渣型式、伴行检修道路可能对野生动物的影响。本工程仅在汉水泉至条湖段有总长约10 km的管道断续经过低山48第2期丘陵和小山包地带，管沟开挖深度大于7 m，回填至管顶以上4 m，未完全回填至原地面线，但管沟两侧与周边地形顺接，对野生动物阻隔影响不明显。工程共设55处永久弃渣场，堆高平均5 m，全部顺管道沿线零星呈成块状布置，不会对野生动物产生明显阻隔。根据以往道路生态学研究成果，在道路两侧没有防护栏阻挡的情况下，野生动物横穿交通道路主要受车流因素的动态变化影响，本工程伴行检修道路长287.22 km，砂砾石路面，处于安全考虑禁止社会车流随意驶入，车流量很小，工程沿线并非野生动物季节性迁徙通道，故其阻隔影响较小。与公路铁路工程相比，管道输水工程的特点是须根据供水和检修等需要，沿线设置众多调蓄水库、调压水池、阀井等水工建筑物。根据已建水库工程管理经验，本工程沿线三座调蓄水库蓄水后可能会对野生动物形成较大吸引，成为其饮水水源，但调蓄水库围坝而建，面板湿滑，可能存在动物为饮水跌落水库溺亡。2.4对土壤环境的影响管道工程以水为输送介质，因此须关注管道材质、管沟挖深、渗漏特性、沿线地下水位等可能影响周边地下水位而引起的土壤盐渍化问题。本工程采用防渗管材输水，三座调蓄水库采用全库盘防渗，渗漏系数很低，基本不会对区域地下水位产生影响，不会引发严重的盐渍化或对沿线植被水源条件产生影响。管线 K0+000K4+650、K170+700K171+300段管沟，以及1#5#泵站基础施工开挖中会有一定的地下涌水，须避免基坑排水随意排放，出现局部盐渍化问题。3工程陆生生态保护对策措施工程陆生生态保护措施须围绕“避让、减缓、恢复”三个方面拟定，并符合“改善环境质量和保障生态安全”的目标要求。与公路和铁路等线性工程相比，高效管道输水工程施工临时占地相对较大，工程建成后的地表永久建筑物仅为点状分布的水工建筑物，故可恢复植被的区域较多，以水为输送介质的特点也为区域的植被恢复和野生动物保护创造了一定条件。3.1陆生植物保护措施1）避让：从优化施工组织设计出发，减少占地和扰动造成的植被损失，减少对梭梭和膜果麻黄群落的破坏，将规划的料场和弃渣场全部调出公益林区之外。2）补偿：施工结束后可在管沟回填区、渣料场等临时占地区种植梭梭和膜果麻黄，并加强抚育，补偿因工程建设损失的梭梭和膜果麻黄保护植物物种资源。梭梭采用植苗方式种植，选择1年生壮苗，秋季或春季的4月底5月初栽植，植苗后和夏季68月人工灌水12次，以提高成活率。膜果麻黄一般春季4月恢复生长，枝条伸长，6月开花、7月结实、9月果实成熟。其果实呈浆果状，外有肉质苞片，肉质苞片由绿色变为红色后果实即成熟，成熟后果实易脱落，春季萌发。根据膜果麻黄的生物学特性，9月上旬采集其果实，处理分离出种子备用，宜在 1011 月降雪前播种，播种量以每亩1.52 kg为宜，春季到来时地温达20、气温达15左右，10天左右可逐渐萌发。3）恢复：以公益林原生优势种为主要植被恢复种类，在料渣场、施工设施、管沟沟顶等临时占地区恢复植被，按照管理要求做到“占一补一”，促进恢复植被防风固沙功能。3.2陆生动物保护措施减少施工期晨昏时段高噪声机械和爆破施工，降低对野生动物的干扰。加强对总长约10 km的深挖管道段沿线野生动物的巡视和监测，若发现有野生动物跌落管沟或受损伤，应采取放缓边坡或设置围栏等措施，减少事件发生。沿线弃渣场应放缓边坡，降低对活动能力较强大型野生动物的攀爬难度。为避免野生动物寻觅水源，饮水跌入水库溺亡，在工程沿线调蓄水库四周设置防护围栏。此外，可利用水库水源，在三座调蓄水库周围修建专用动物饮水池。考虑地处干旱荒漠，蒸发量大，水面面积不宜过大，深度以保障动物饮水安全为先，池底及池坡防渗处理，池壁采用卵石贴面，防止动物滑落。3.3土壤环境保护措施对于存在地下涌水的工程段，施工过程中需要采用涌水收集措施，可通过涌水矿化度检测确定其利用途径，避免随意排放，防止局部土壤盐渍化，进而影响许玉，等：高效输水管道工程建设对沿线陆生生态的影响及保护对策措施探讨49新疆环境保护第 45卷植被生长。4结语为实现“水到即用”的目标，新疆水利工作加快推进，高效输水工程是实现新疆拓展发展空间，提高水资源利用效率和水平的重要手段。高效输水工程具有与公路、铁路工程相似的线性工程特点，但又与之存在显著差异，体现在临时开挖管沟后期全部回填，工程输送介质为水，由此管道输水和沿线配套水工建筑物运行产生的陆生生态影响具有其独特性。今后新疆将迎来更多的高效输水工程建设，在其前期设计论证过程中，应在充分调查区域生态环境特征的基础上，结合工程总体布局和环境影响源，预测对区域陆生生态的影响，拟定具有针对性、经济可行、可操作的保护对策措施，并纳入施工图设计和招标体系中，确保措施落实，指导高效输水工程科学的环境管理和决策。参考文献：1 刘金珍.跨流域调水工程对陆生生态的影响评价研究以南水北调工程为例C.北京：中国环境科学学会论文集.2009:706-710.2 陆海明，邹鹰，丰华丽.国内外典型引调水工程生态环境影响分析及启示J.水利规划与设计，2018（12）:88-92.3 殷宝法，淮虎银，张镱锂等.青藏铁路、公路对野生动物活动的影响J.生态学报，2006，26（12）:3917-3923.4 杨劲松，谢文萍，朱伟等.生态影响类建设项目的土壤环境影响评价以农林水利水电类项目为例J.环境影响评价，2019，41（5）:1-7.Discussion on the Impact of High-efficiency Water Pipeline Project onTerrestrial Ecology along the Route and Protection MeasuresXu Yu1，Li Chun2，3，4，5*（1.Xinjiang Boyan Water Conservancy and Hydropower Environment Technology Co.，Ltd.，Urumqi Xinjiang830000，China；2.Xinjiang Academy of Environmental Protection Science，Urumqi Xinjiang 830011，China；3.Xinjiang Key Laboratory for Environmental Pollution Monitoring and Risk Warning，UrumqiXinjiang 830011，China；4.Xinjiang Engineering Technology Research Center for Cleaner Production，Urumqi Xinjiang 830011，China；5.Junggar Desert-oasis Ecotone Station for Scientific Observation andResearch of National Environmental Protection，Urumqi Xinjiang 830011，China）Abstract：High-efficiency water pipeline project was a representative linear engineering type in water conservancyproject，which played a huge role in the efficient allocation and utilization of water resources and the expansionof economic and social development space in Xinjiang.In the past，the ecological impact of linear projects suchas highways and railways had been discussed a lot，and the type of high-efficiency water transmission pipelineproject was mainly buried pipelines，with hydraulic buildings set along the lines and water as the transportationmedium，and the terrestrial ecological impact had its unique characteristics.Taking an efficient water pipelinein Xinjiang as an example，the terrestrial ecological impact caused by the construction and operation of thepipeline from the investigation of regional environmental background was analyzed，and the basic outline ofprotection measures was drawn up.Aiming at exchanging and discussing the key points of the environmentalfeasibility demonstration of the efficient water pipeline project in the early stage，a new perspective for theconstruction demonstration of similar projects in the future was provided.Keywords：efficient water transmission pipeline project，vegetation types，landscape structure，land ecology50