閻王鼻子水庫生態安全評估

何軍　劉嵐昕　王留鎖　董殿波

（遼寧省生態環境保護科技中心，遼寧沈陽 110161）

摘要以遼寧朝陽閻王鼻子水庫為研究對象，搜集2017—2019年水庫及其所在區域的社會、經濟、環境統計數據，結合國內外生態安全評估研究理論，運用“驅動力-壓力-狀態-影響-響應”（DPSIR）模型構建閻王鼻子水庫生態安全評估指標體系（4個維度、12大項和25小項），評估閻王鼻子水庫的生態安全指數。結果表明，2017—2019年該水庫生態安全指數（ESI）逐年提升，生態服務功能達到優秀水平，水庫的生態安全處于良好狀態。未來需要進一步增強水庫的“山-水-林-田-湖-草”一體化功能，配套水庫周邊的生態環境基礎設施，有效防止生態環境退化；制訂水庫環境保護與管理模式，全面保障水庫生態安全，推動遼寧朝陽閻王鼻子水庫健康、穩定、持續發展。

關鍵詞閻王鼻子水庫；DPSIR模型；生態安全

中圖分類號X824文獻標識碼A

文章編號0517-6611（2023）11-0166-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.11.040開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Assessment of Ecological Security for Yanwangbizi Reservoir

HE Jun，LIU Lan-xin，WANG Liu-suo et al（Liaoning Eco-environmental Protection Science and Technology Center，Shenyang，Liaoning 110161）

AbstractYanwangbizi Reservoir was selected as the research object，which was located in Chaoyang，Liaoning Province.The statistical data of this reservoir including the society，economy and environment from 2017 to 2019 were collected.Referring to the theories of ecological security assessment at home and abroad，we applied the “driving force-pressure-state-impact-risk” model （DPSIR） and created index system （4 dimensions，12 major items and 25 minor items） for assessment on the ecological safety index （ESI） of Yanwangbizi Reservoir.The results showed that ESI of this reservoir increased during 2017-2019.The ecological service function of this reservoir reached the high level.The ecological security of this reservoir was in a good state.In the future，the integrated functions of mountains-rivers-forests-farmlands-lakes-grasslands of this reservoir should be further improved.The ecological environment infrastructure around this reservoir were constructed，in order to effectively prevent the degradation of the ecological environment.We should formulate the environmental protection and management mode of this reservoir，guarantee the ecological safety of this reservoir，promote the healthy，stable and sustainable development of Yanwangbizi Reservoir in Chaoyang，Liaoning Province.

Key wordsYanwangbizi Reservoir;DPSIR model;Ecological security

基金項目遼寧省自然基金項目（2022-MS-100）；國家“十三五”科技重大水專項（2018ZX07601-002）。

作者簡介何軍（1965—），男，遼寧沈陽人，教授級高級工程師，從事水生態方面的研究。

收稿日期2022-06-13；修回日期2022-07-13水庫是人類對水資源調控的一種重要水體，集生產、生活、運輸等功能于一體，在人們生產和日常生活中占有舉足輕重的作用。伴隨著人類生產和生活對水庫的干擾日益增加，水庫的生態系統遭到了一定程度的破壞，全國一些水庫（如三峽水庫、大伙房水庫等）曾經出現富營養化狀況，給流域水生態環境造成了嚴重影響。因此，水庫生態安全問題不容忽視。水庫生態安全評估是環境問題溯源、制定有效保護方案的主要手段，對水庫生態風險具有預警作用。

生態安全是統籌經濟、社會發展、生態環境保護三者協調發展的重要前提［1-4］。最初的生態安全表現為生態系統應對“外部干擾”所展示的功能狀況［5］。隨著生態安全意識的提高以及工作內涵的拓展，流域生態安全的概念在生態學領域應運而生［6］。江河湖泊作為水-陸-海物質循環和營養傳遞的重要傳輸通道，給人類的生產和生活帶來了“高額”生態服務。近些年，經濟和社會發展給水環境質量帶來了巨大的壓力，水質惡化、生態流量降低、棲息地消亡和生物多樣性破壞等水生態環境問題日益惡化，使水生態安全狀況受到威脅［7-9］。然而，關于水生態安全評估的研究報道很少。構建科學的水庫水生態安全評估指標體系，對于系統揭露水庫存在的生態環境危機具有重要指導作用。當前國內的水庫水生態安全評估對評價概念、體系、方法方面進行了探討，還沒有較為成熟應用的理論基礎。尤其是評價方法選取上，不同水庫采用的方法也不盡相同［10-12］。其中，DPSIR（“驅動力-壓力-狀態-影響-響應”模型）大多集中應用于丹江口、魯班、于橋水庫等安全評估［13-15］，關于東北老工業基地（遼寧地區）的應用則鮮見報道。閻王鼻子水庫地處遼寧省朝陽市龍城區與朝陽縣交界處，是大凌河流域朝陽段上游僅有的一座水利樞紐工程，主要用于防洪和飲用水，同時兼顧農業用水、水電和觀光的國家大型（Ⅱ）型控制性水利工程。該水庫作為遼寧省大凌河流域重要的控制性水利工程，在保障區域生態環境和居民日常取水需求方面占有舉足輕重的地位。然而，氮磷負荷過大、消落帶功能喪失等生態環境問題給閻王鼻子水庫帶來了一系列的環境威脅。因此，有必要構建適合閻王鼻子水庫的生態安全評價指標體系，評估“十三五”期間閻王鼻子水庫的生態安全狀況，以期為閻王鼻子水庫的可持續發展作出重要貢獻，為遼寧地區水庫的流域生態文明建設提供技術支撐。

1閻王鼻子水庫概況

閻王鼻子水庫處于遼寧省朝陽市轄區內，位于朝陽市龍城區與朝陽縣交界處，因其所處地勢險要而得名。該水庫控制流域面積9.482 km2，是按照“百年一遇”洪水設計、“千年一遇”洪水校核，并將流域內的防洪標準提高到“50年一遇”。閻王鼻子水庫為東北老工業基地遼寧省朝陽市城區提供工業用水和居民生活飲用水。同時，水庫及其周邊景色優美、交通便利，具有日常休閑和生態旅游服務的功能。

2概念模型

生態安全評估主要是以水庫的水生態健康情況為中心，綜合考慮水域和陸域的情況，采用DPSIR 模型開展水庫生態安全評估。選取5類指標全面地展示水庫生態安全所處的等級，更有效地揭露經濟、社會發展“驅動力”給水庫生態安全帶來的“壓力”，給水庫生態安全評價開辟了良好的研究途徑。筆者從水庫層面構建符合流域特色的水庫生態安全評估模型圖（圖1）［16］。

圖1水庫DPSIR模型

Fig.1DPSIR model of this reservoir 3評估指標設計與選擇

生態安全評估從經濟與社會發展、水生態健康、服務功能和管理調控層面進行考慮，以水庫區域內主要污染物的變化為研究對象，選用能夠量化的指標開展優選。

3.1社會與經濟指標經濟與社會發展指標考慮驅動力和壓力層面。驅動力指標選取水庫區域經濟系統的相關指標，主要考慮人口、經濟和社會方面；壓力指標則是社會發展給水庫帶來的環境效應，突出反映流域污染負荷指數。

3.2水生態健康指標生態健康指標可以從水質與水生態層面來反映。水質指標涵蓋了反映水體的環境質量監測指標，比如高錳酸鹽指數、總氮指數、總磷指數、透明度、葉綠素a指數等。水生態指標涵蓋了群落層次的浮游植物多樣性指數、浮游動物多樣性指數、底棲生物多樣性指數。

3.3生態服務功能指標水庫的生態服務功能集中表現在水環境質量、水生態和景觀服務等層面。利用這一思路，影響指標包括水庫的飲用水服務功能、生物棲息地服務功能、人文景觀服務功能等。

3.4調控管理指標調控管理指標則是人們的“反饋”方式對社會經濟發展的調控以及對水庫水質水生態的改善作用。響應指標的設計和選取應從政策入手，考慮經濟和環境2個維度，即資金投入和污染治理。

4評估方法

4.1標準等級的選取各項指標標準等級的確定是水庫生態安全評估過程中的重要環節，通過全面對標分析確定選取指標在標準中的等級。優選的標準值應遵循“有據可查”的原則，按照國家和國際標準、結合文獻資料記載的流域現狀和應用理論進行指標定量，采取國內外類比法對評價指標逐一開展分級劃分［17］。

4.2數據的預處理和標準化數據

4.3權重的計算權重的計算利用層次分析法

4.4生態安全分級標準評估數值僅僅展示最終的評估結果，無法反映生態系統的安全水平。為了使評估數值能夠真實反映生態系統的安全狀態，對數值限值進行了等級劃分。該研究借鑒全國重點湖泊水庫生態安全評估的方法［23］，具體見表16。

4.5評估過程及結果分析

4.5.1B層評估。

4.5.2生態安全指數（ESI）計算。

4.5.3生態安全指數分析。通過生態安全評估結果（表17）可以看出2017—2019年閻王鼻子水庫ESI值逐步提升，對比生態安全劃分標準可知，閻王鼻子水庫處于良好水平，水庫的生態服務功能處于優秀水平，生態環境損毀程度可控，通過一系列的舉措完全能夠實現自我修復，生態威脅不大。

從表17可以看出，2019年閻王鼻子水庫生態安全指數為79.39，與2017—2018年相比水庫生態安全性得到了穩步提高，這主要是因為朝陽市、區縣政府對閻王鼻子水庫的生態環境保護密切關注，采取了污染防治、發展綠色經濟、保障環保資金、加強環境管理、水源地規范化建設等一系列舉措。

5結論

當前，隨著水源地生態文明建設工作的深入，閻王鼻子水庫所在地區配套了完整的廢棄物治理設備，水庫周邊的點源污染通過水源地規范化建設得到了有效控制。然而，該水庫周邊多為農村地區，一些環境治理設施不能保障運行，農民環境意識淡薄，將給水庫生態環境安全帶來極大的隱患。如何更好地保護水庫水質，成為閻王鼻子水庫生態安全的關鍵。國內諸多水庫的生態安全保護為閻王鼻子水庫生態安全保護提供了寶貴的經驗，筆者基于以上經驗提出以下建議：①增強水庫的“山-水-林-田-湖-草”一體化功能；②配套水庫周邊的生態環境基礎設施，保障環境治理設施的正常運行，減少污水排放和垃圾排放，防止生態環境退化；③推動區域畜禽糞便還田工作，實現畜禽糞便減量化；④建立市、區、縣三方合作，共筑生態安全防線，全面保障水庫生態安全；⑤成立專門的流域生態保護部門，配套水庫保護法律和法規，制訂水庫環境保護與管理模式；⑥提高公眾參與度，共同推動遼寧朝陽閻王鼻子水庫健康、穩定、持續發展。

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