閻王鼻子水庫生態(tài)安全評估

何軍　劉嵐昕　王留鎖　董殿波

（遼寧省生態(tài)環(huán)境保護(hù)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(qū)域的社會、經(jīng)濟、環(huán)境統(tǒng)計數(shù)據(jù)，結(jié)合國內(nèi)外生態(tài)安全評估研究理論，運用“驅(qū)動力-壓力-狀態(tài)-影響-響應(yīng)”（DPSIR）模型構(gòu)建閻王鼻子水庫生態(tài)安全評估指標(biāo)體系（4個維度、12大項和25小項），評估閻王鼻子水庫的生態(tài)安全指數(shù)。結(jié)果表明，2017—2019年該水庫生態(tài)安全指數(shù)（ESI）逐年提升，生態(tài)服務(wù)功能達(dá)到優(yōu)秀水平，水庫的生態(tài)安全處于良好狀態(tài)。未來需要進(jìn)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(tài)環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施，有效防止生態(tài)環(huán)境退化；制訂水庫環(huán)境保護(hù)與管理模式，全面保障水庫生態(tài)安全，推動遼寧朝陽閻王鼻子水庫健康、穩(wěn)定、持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞閻王鼻子水庫；DPSIR模型；生態(tài)安全

中圖分類號X824文獻(xiàn)標(biāo)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(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)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(tài)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(diào)控的一種重要水體，集生產(chǎn)、生活、運輸?shù)裙δ苡谝惑w，在人們生產(chǎn)和日常生活中占有舉足輕重的作用。伴隨著人類生產(chǎn)和生活對水庫的干擾日益增加，水庫的生態(tài)系統(tǒng)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(jīng)出現(xiàn)富營養(yǎng)化狀況，給流域水生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重影響。因此，水庫生態(tài)安全問題不容忽視。水庫生態(tài)安全評估是環(huán)境問題溯源、制定有效保護(hù)方案的主要手段，對水庫生態(tài)風(fēng)險具有預(yù)警作用。

生態(tài)安全是統(tǒng)籌經(jīng)濟、社會發(fā)展、生態(tài)環(huán)境保護(hù)三者協(xié)調(diào)發(fā)展的重要前提［1-4］。最初的生態(tài)安全表現(xiàn)為生態(tài)系統(tǒng)應(yīng)對“外部干擾”所展示的功能狀況［5］。隨著生態(tài)安全意識的提高以及工作內(nèi)涵的拓展，流域生態(tài)安全的概念在生態(tài)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)運而生［6］。江河湖泊作為水-陸-海物質(zhì)循環(huán)和營養(yǎng)傳遞的重要傳輸通道，給人類的生產(chǎn)和生活帶來了“高額”生態(tài)服務(wù)。近些年，經(jīng)濟和社會發(fā)展給水環(huán)境質(zhì)量帶來了巨大的壓力，水質(zhì)惡化、生態(tài)流量降低、棲息地消亡和生物多樣性破壞等水生態(tài)環(huán)境問題日益惡化，使水生態(tài)安全狀況受到威脅［7-9］。然而，關(guān)于水生態(tài)安全評估的研究報道很少。構(gòu)建科學(xué)的水庫水生態(tài)安全評估指標(biāo)體系，對于系統(tǒng)揭露水庫存在的生態(tài)環(huán)境危機具有重要指導(dǎo)作用。當(dāng)前國內(nèi)的水庫水生態(tài)安全評估對評價概念、體系、方法方面進(jìn)行了探討，還沒有較為成熟應(yīng)用的理論基礎(chǔ)。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(qū)動力-壓力-狀態(tài)-影響-響應(yīng)”模型）大多集中應(yīng)用于丹江口、魯班、于橋水庫等安全評估［13-15］，關(guān)于東北老工業(yè)基地（遼寧地區(qū)）的應(yīng)用則鮮見報道。閻王鼻子水庫地處遼寧省朝陽市龍城區(qū)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(nóng)業(yè)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(qū)域生態(tài)環(huán)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(fù)荷過大、消落帶功能喪失等生態(tài)環(huán)境問題給閻王鼻子水庫帶來了一系列的環(huán)境威脅。因此，有必要構(gòu)建適合閻王鼻子水庫的生態(tài)安全評價指標(biāo)體系，評估“十三五”期間閻王鼻子水庫的生態(tài)安全狀況，以期為閻王鼻子水庫的可持續(xù)發(fā)展作出重要貢獻(xiàn)，為遼寧地區(qū)水庫的流域生態(tài)文明建設(shè)提供技術(shù)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(qū)內(nèi)，位于朝陽市龍城區(qū)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(shè)計、“千年一遇”洪水校核，并將流域內(nèi)的防洪標(biāo)準(zhǔn)提高到“50年一遇”。閻王鼻子水庫為東北老工業(yè)基地遼寧省朝陽市城區(qū)提供工業(yè)用水和居民生活飲用水。同時，水庫及其周邊景色優(yōu)美、交通便利，具有日常休閑和生態(tài)旅游服務(wù)的功能。

2概念模型

生態(tài)安全評估主要是以水庫的水生態(tài)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(tài)安全評估。選取5類指標(biāo)全面地展示水庫生態(tài)安全所處的等級，更有效地揭露經(jīng)濟、社會發(fā)展“驅(qū)動力”給水庫生態(tài)安全帶來的“壓力”，給水庫生態(tài)安全評價開辟了良好的研究途徑。筆者從水庫層面構(gòu)建符合流域特色的水庫生態(tài)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(biāo)設(shè)計與選擇

生態(tài)安全評估從經(jīng)濟與社會發(fā)展、水生態(tài)健康、服務(wù)功能和管理調(diào)控層面進(jìn)行考慮，以水庫區(qū)域內(nèi)主要污染物的變化為研究對象，選用能夠量化的指標(biāo)開展優(yōu)選。

3.1社會與經(jīng)濟指標(biāo)經(jīng)濟與社會發(fā)展指標(biāo)考慮驅(qū)動力和壓力層面。驅(qū)動力指標(biāo)選取水庫區(qū)域經(jīng)濟系統(tǒng)的相關(guān)指標(biāo)，主要考慮人口、經(jīng)濟和社會方面；壓力指標(biāo)則是社會發(fā)展給水庫帶來的環(huán)境效應(yīng)，突出反映流域污染負(fù)荷指數(shù)。

3.2水生態(tài)健康指標(biāo)生態(tài)健康指標(biāo)可以從水質(zhì)與水生態(tài)層面來反映。水質(zhì)指標(biāo)涵蓋了反映水體的環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測指標(biāo)，比如高錳酸鹽指數(shù)、總氮指數(shù)、總磷指數(shù)、透明度、葉綠素a指數(shù)等。水生態(tài)指標(biāo)涵蓋了群落層次的浮游植物多樣性指數(shù)、浮游動物多樣性指數(shù)、底棲生物多樣性指數(shù)。

3.3生態(tài)服務(wù)功能指標(biāo)水庫的生態(tài)服務(wù)功能集中表現(xiàn)在水環(huán)境質(zhì)量、水生態(tài)和景觀服務(wù)等層面。利用這一思路，影響指標(biāo)包括水庫的飲用水服務(wù)功能、生物棲息地服務(wù)功能、人文景觀服務(wù)功能等。

3.4調(diào)控管理指標(biāo)調(diào)控管理指標(biāo)則是人們的“反饋”方式對社會經(jīng)濟發(fā)展的調(diào)控以及對水庫水質(zhì)水生態(tài)的改善作用。響應(yīng)指標(biāo)的設(shè)計和選取應(yīng)從政策入手，考慮經(jīng)濟和環(huán)境2個維度，即資金投入和污染治理。

4評估方法

4.1標(biāo)準(zhǔn)等級的選取各項指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)等級的確定是水庫生態(tài)安全評估過程中的重要環(huán)節(jié)，通過全面對標(biāo)分析確定選取指標(biāo)在標(biāo)準(zhǔn)中的等級。優(yōu)選的標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)遵循“有據(jù)可查”的原則，按照國家和國際標(biāo)準(zhǔn)、結(jié)合文獻(xiàn)資料記載的流域現(xiàn)狀和應(yīng)用理論進(jìn)行指標(biāo)定量，采取國內(nèi)外類比法對評價指標(biāo)逐一開展分級劃分［17］。

4.2數(shù)據(jù)的預(yù)處理和標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)

4.3權(quán)重的計算權(quán)重的計算利用層次分析法

4.4生態(tài)安全分級標(biāo)準(zhǔn)評估數(shù)值僅僅展示最終的評估結(jié)果，無法反映生態(tài)系統(tǒng)的安全水平。為了使評估數(shù)值能夠真實反映生態(tài)系統(tǒng)的安全狀態(tài)，對數(shù)值限值進(jìn)行了等級劃分。該研究借鑒全國重點湖泊水庫生態(tài)安全評估的方法［23］，具體見表16。

4.5評估過程及結(jié)果分析

4.5.1B層評估。

4.5.2生態(tài)安全指數(shù)（ESI）計算。

4.5.3生態(tài)安全指數(shù)分析。通過生態(tài)安全評估結(jié)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(tài)安全劃分標(biāo)準(zhǔn)可知，閻王鼻子水庫處于良好水平，水庫的生態(tài)服務(wù)功能處于優(yōu)秀水平，生態(tài)環(huán)境損毀程度可控，通過一系列的舉措完全能夠?qū)崿F(xiàn)自我修復(fù)，生態(tài)威脅不大。

從表17可以看出，2019年閻王鼻子水庫生態(tài)安全指數(shù)為79.39，與2017—2018年相比水庫生態(tài)安全性得到了穩(wěn)步提高，這主要是因為朝陽市、區(qū)縣政府對閻王鼻子水庫的生態(tài)環(huán)境保護(hù)密切關(guān)注，采取了污染防治、發(fā)展綠色經(jīng)濟、保障環(huán)保資金、加強環(huán)境管理、水源地規(guī)范化建設(shè)等一系列舉措。

5結(jié)論

當(dāng)前，隨著水源地生態(tài)文明建設(shè)工作的深入，閻王鼻子水庫所在地區(qū)配套了完整的廢棄物治理設(shè)備，水庫周邊的點源污染通過水源地規(guī)范化建設(shè)得到了有效控制。然而，該水庫周邊多為農(nóng)村地區(qū)，一些環(huán)境治理設(shè)施不能保障運行，農(nóng)民環(huán)境意識淡薄，將給水庫生態(tài)環(huán)境安全帶來極大的隱患。如何更好地保護(hù)水庫水質(zhì)，成為閻王鼻子水庫生態(tài)安全的關(guān)鍵。國內(nèi)諸多水庫的生態(tài)安全保護(hù)為閻王鼻子水庫生態(tài)安全保護(hù)提供了寶貴的經(jīng)驗，筆者基于以上經(jīng)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(tài)環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施，保障環(huán)境治理設(shè)施的正常運行，減少污水排放和垃圾排放，防止生態(tài)環(huán)境退化；③推動區(qū)域畜禽糞便還田工作，實現(xiàn)畜禽糞便減量化；④建立市、區(qū)、縣三方合作，共筑生態(tài)安全防線，全面保障水庫生態(tài)安全；⑤成立專門的流域生態(tài)保護(hù)部門，配套水庫保護(hù)法律和法規(guī)，制訂水庫環(huán)境保護(hù)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(wěn)定、持續(xù)發(fā)展。

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