输水隧道建设对生态敏感区生物多样性影响评价——以引江补汉输水隧道穿越湖北五道峡国家级自然保护区为例①

马茹悦，刘苗苗，李怀祥，汪正祥

(湖北大学 资源环境学院，湖北 武汉 430062)

我国水利工程多为综合南北水资源而建设，常需修建长距离的输水隧道。输水隧道是一种常见的水利工程建筑，其输水建筑以隧洞形式出现。因受到建设成本、施工风险、工期等因素影响，输水隧道在穿越生态敏感区时难以避让[1]。引江补汉工程作为南水北调中线工程的后续水源工程，从长江三峡水库引水入汉江，需建设隧道长达194 km，穿越湖北省五道峡国家级自然保护区等多个生态敏感区[2-3]。输水隧道建设项目必然会影响生态敏感区的生物多样性，因此进行输水隧道建设对生态敏感区生物多样性影响评价极为必要[4-5]。目前一些建设项目在涉及生态敏感区时虽然做了影响评价分析，但其多数为生态敏感区的结构、功能及保护对象的定性分析[6]。近年来部分交通类建设项目开始采用定性与定量相结合的方法评价交通设施建设对生态敏感区生物多样性的影响[7-9]，但关于输水隧道建设对生态敏感区生物多样性影响的定量评价研究并不多见。

本研究以对引江补汉输水隧道建设工程的实地调查结果为基础，结合相关部门及群众的意见，采用生物多样性影响指数(BI)评价输水隧道建设对湖北五道峡国家级自然保护区生物多样性的影响。

1 研究区域与研究方法

1.1 研究区域概况

湖北五道峡国家级自然保护区位于鄂西北保康县境内，地处大巴山东延余脉荆山山脉主脉。保护区地理位置为31°37′48″～31°45′23″N，111°05′52″～111°27′56″E，总面积20 860 hm2，属于森林生态系统类型自然保护区[10]。五道峡自然保护区动植物资源丰富，共有维管束植物2 060种，其中国家重点保护野生植物24种；共有脊椎动物333种，其中国家重点保护野生脊椎动物48种。五道峡自然保护区保存有大巴山脉与荆山山脉丰富的动植物资源，有目前所发现的最大种群数量的小勾儿茶种群(Berchemiellawilsonii)，其中1株胸径28 cm，高度18 m，为目前所发现小勾儿茶中的最大乔木。五道峡自然保护区还具有较丰富的紫斑牡丹(Paeoniasuffruticosavar.papaveracea)资源，自然保护区内紫斑牡丹种群数量更是我国之最，同时该自然保护区还是我国保康报春(Primulaneurocalyx)、保康腊梅(Chimonanthuspraecox)模式标本的产地。

1.2 评价方法

1.2.1 构建评价指标体系

根据生物多样性的遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性3个层次[11]，参照LY/T 2242-2014《自然保护区建设项目生物多样性影响评价技术规范》[12]，构建输水隧道建设对生态敏感区生物多样性影响评价指标体系。评价指标由一级指标和二级指标构成，包括一级指标 6 个、二级指标 26 个，具体如表 1所示。

表1 生态敏感区生物多样性影响评价指标体系及权重Tab.1 Index system and weight of biodiversity impact assessment in ecologically sensitive areas

1.2.2确定各评价指标权重及分值

由承担生物多样性影响评价任务的评价组专家成员对输水隧道地表边界分别向自然保护区两侧延伸1 000 m所形成的带状区域进行实地查勘、调研，针对生态敏感区的主要保护对象及生态现状，结合输水隧道工程主要建设内容和工程特性，确定指标体系的权重值。依照输水隧道建设对环境影响的识别，根据各二级指标特性、受影响后的变化幅度以及不利影响发生的可能性等[13]，将输水隧道对各二级指标的影响程度分为3个等级，并分别对其赋值为50分、70分和90分，评价标准及依据如表2所示。

表2 生物多样性影响程度识别及评价标准Tab.2 Identification and evaluation criteria of biodiversity impact degree

1.2.3计算生物多样性影响指数(BI)

各一级指标的分值(Si)计算公式为：

(1)

式中：Nj表示二级指标的分值；Wj表示二级指标的权重值。

生物多样性影响指数(BI)计算公式为：

(2)

式中：Wi表示二级指标的权重值。

1.2.4综合评价

对照生物多样性影响程度分级表，中低度影响BI<60，中高度影响BI<80，严重影响BI≥80，评价输水隧道建设对生态敏感区生物多样性的影响程度。

2 结果与分析

2.1 引江补汉输水隧道建设工程对景观/生态系统的影响评价

引江补汉输水隧道建设工程评价区域生态系统类型包括森林生态系统、农业生态系统、村落生态系统和溪流生态系统，其中森林生态系统面积最大，为478 hm2，占评价区域面积的72.8%。该工程对景观/生态系统的影响评分见表3。

表3 建设工程对景观/生态系统的影响评分Tab.3 Impact score of construction project on landscape/ecosystem

引江补汉输水隧道在穿越五道峡自然保护区段时全程深埋，建设工程在自然保护区地表不设出入口、施工便道、施工斜井及弃渣场，未永久占地，只有30 m2地质勘探用地，勘探结束后进行了地表恢复。项目建设运营后，评价区域内的土地利用类型、景观类型面积、景观斑块数量无变化，景观生态系统的质量未发生改变，对景观的美学价值也无影响。该项目引水隧道区域主要是岩溶地质，隧道施工较易引起地下水循环变化，从而发生土壤侵蚀、水土流失，也易引起岩溶突水、突泥、地面塌陷等次生地质灾害。针对工程特点拟实施项目制定了一系列水土保持措施、地质灾害应急措施，以及评价区域监测方案。这些应对措施的实施可使潜在发生土壤侵蚀以及地质灾害的可能性大幅减小。引水隧道施工可能会影响地下水循环及资源分布，还可能形成地面沉降影响到植被根系发育，从而影响自然植被覆盖。但由于隧道埋深大，对生态系统的影响轻微可控。

2.2 引江补汉输水隧道建设工程对生物群落的影响评价

引江补汉输水隧道建设工程评价区域的生物群落主要包括次生林与人工林为主的森林生物群落、灌丛生物群落、农田生物群落、溪流生物群落等。该工程对生物群落的影响评分见表4。

表4 建设工程对生物群落的影响评分Tab.4 Impact score of construction project on biological community

根据现场调查，评价区域内自然分布的植物群落有马尾松林(Pinusmassoniana)、野核桃林(Juglanscathayensis)、茅栗林(Castaneaseguinii)、化香树林(Platycaryastrobilacea)、枫杨林(Pterocaryastenopterac)、槲栎林(Quercusaliena)、盐肤木灌丛(Rhuschinensis)等，这些植被群落类型在自然保护区内分布广泛且常见。评价区域内只有1种国家II级重点保护植物，为野大豆(Glycinesoja)，零星散生，无群落分布；有1种国家II级重点保护野生动物，为斑头鸺鹠(Glaucidiumcuculoides)，偶见种，无种群分布。拟建项目不占用自然保护区地表土地，对植物群落只是一种潜在的、短期的或轻微的影响。在勘探或隧道施工中，产生一定噪音或震动，对两栖类、爬行类和兽类中的地下、半地下生活型的动物种类有轻微影响，如中华蟾蜍(Bufogargarizans)、王锦蛇(Elaphecarinata)、乌梢蛇(Zaocysdhumnades)、草兔(Lepuscapensis)、黄鼬(Mustelasibirica)、猪獾(Arctonyxcollaris)、小家鼠(Musmusculus)等，导致一部分动物的栖息地丧失。部分动物在项目施工期会迁移，使生物群落结构发生部分改变。但项目工程完工后，动物栖息地的连通性将恢复，部分动物种群将适应新的栖息地环境，使动物种群结构达到新的平衡。因此，从受影响的面积、植被类型及动物种类来看，隧道工程建设对自然保护区生物群落结构完整性的影响较小。

2.3 引江补汉输水隧道建设工程对种群/物种的影响评价

引江补汉输水隧道建设工程穿越五道峡自然保护区，由于工程不占用地表面积，且引水隧道深埋，对地表扰动极少，对植物种群/物种影响极小，具体评分见表5。

表5 建设工程对种群/物种的影响评分Tab.5 Impact score of construction project on population/species

工程施工与运营部分对动物产生一定影响。对两栖、爬行类的影响主要是输水隧道对地下水循环有潜在的不良影响，使沟谷生境、泉流发生变化，另外工程施工引起的地面震动也会影响两栖、爬行动物，部分两栖类、爬行类动物可能迁移寻找新的适宜生境。而鸟类感官较为灵敏，活动、觅食范围较广，适应能力和规避危险能力较强，受到工程施工产生的噪声影响后，一般会主动向周边适宜生境迁移，但一旦评价区域施工活动结束，引水隧道开始运营，周边环境趋于稳定，这些鸟类就会回迁。因此工程对重点保护鸟类影响相对较小。评价区域内由于有部分居民定居点及G59、G241国道，存在长期高强度人类活动，因此不是重点保护鸟类、兽类的主要觅食区域，仅迁徙过程中经过评价区域并短暂停留；或偶在评价区域觅食，保护动物数量较少，因此工程建设对鸟类、兽类的食物网、食物链结构影响较小。引水隧道深埋地下，不会在地表形成动物新的阻隔，因此本项目对动植物物种的迁移、散布和繁衍的影响较小。

2.4 引江补汉输水隧道建设工程对主要保护对象的影响评价

湖北五道峡自然保护区的主要保护对象为北亚热带常绿落叶阔叶混交林生态系统、国家重点保护野生动植物种群及栖息地、不同地带典型的自然景观。引江补汉输水隧道建设工程评价区域位于自然保护区的实验区，项目工程不占用地表面积，且评价范围内涉及湖北五道峡自然保护区自然林类型简单，在自然保护区分布较普遍，具体评分见表6。

表6 建设工程对主要保护对象的影响评分Tab.6 Impact score of construction project on main protected objects

评价区域内无典型原生的北亚热带常绿落叶阔叶混交林存在，无中国特有植物物种存在，零星散生1种国家II级重点保护植物野大豆(Glycinesoja)。野大豆在自然保护区内分布范围广、数量多，但隧道建设工程不占用地表，不影响野大豆在自然保护区的分布面积。评价区域内有一些中国特有种动物分布，其中，两栖类有3种，即绿臭蛙(Odorranamargaratae)、花臭蛙(O.schmackeri)、隆肛蛙(Ranaquadrana)；爬行类有1种，即石龙子(Eumeceschinensis)；鸟类有1种，即灰胸竹鸡(Bambusicolathoracica)；兽类有3种，即岩松鼠(Sciurotamiasdavidianus)、复齿鼯鼠(Trogopterusxanthipes)、小麂(Muntiacusreevesi)。评价区域内有1种国家II级重点保护野生动物斑头鸺鹠(Glaucidiumcuculoides)，偶尔出现在评价区域内山坡林地，工程评价区域不是其主要的觅食区域，仅迁徙过程中经过并短暂停留或偶在评价区域觅食。斑头鸺鹠活动灵敏，觅食范围较广，周边还存在大量相似生境。因此，工程对主要保护对象数量和生境面积影响较小。

2.5 引江补汉输水隧道建设工程对生物安全的影响评价

引江补汉输水隧道建设工程主要是深埋式引水隧道，在保护区地表不设置施工便道、斜井、弃渣场等。该建设工程对生物安全的影响评分见表7。

表7 建设工程对生物安全的影响评分Tab.7 Impact score of construction project on biological safety

施工工程未破坏地表植被，只要加强人员和施工管理，病虫害发生的可能性就较小，外来物种或有害生物的侵袭风险也较小。评价区域内植物均为五道峡自然保护区内较常见的种类，不属于国家保护的珍稀植物种类或珍稀遗传资源，而且评价区域内原有人为干扰强度大，野生动物种群及数量较少，辅射适应能力较强，所以只要加强管理，就不会造成遗传资源的流失。建设工程施工主要在地下，不存在发生火灾、化学品泄露等情况，可能突发的事件主要有地面塌陷、隧道突水、有毒气体产生等，特别需注意的是由于工程区域岩溶地貌复杂，应制定地质灾害发生的应急处置预案，落实各项预防措施。

2.6 引江补汉输水隧道建设工程对社会因素的影响评价

引江补汉输水隧道建设工程作为国家重点工程，政府相关职能部门和保护区管理部门为该项目的实施创造了良好的社会环境。具体评分见表8。

表8 建设工程对社会因素的影响评分Tab.8 Impact score of construction project on social factors

从对公众实地访问的调查数据统计结果来看，当地群众对项目建设持支持态度。针对工程建设可能发生的危害，项目建设单位与五道峡自然保护区管理部门签定了相应补偿协议书，促进生态系统的修复以及保护区监测管理水平的提高。引江补汉工程营运后长江水将惠及沿线居民，有利于改善水资源利用环境，改善居民的生活条件，也有利于周边地区投资环境的改善，带动社会经济的发展。项目勘探及建设施工期间有极少的空气污染、水污染、噪音污染及可能引起地质灾害的情况发生，对当地群众的生产生活造成短期危害。但这种影响只是暂时的，施工完成以及工程恢复措施实施后，这些影响将会逐渐减弱并消失。项目营运期，可能会有地面沉降、地下水、泉水干涸等情况发生，需要进行长期监测并评估危害状况。但总体上因为引水隧道埋深大，工程建设对当地群众生产生活环境的危害程度较小。

2.7 综合评价结果

通过对以上6个指标的影响分析，可以计算出引江补汉输水隧道工程建设对湖北五道峡国家级自然保护区生物多样性影响指数如表9所示。

表9 生物多样性影响指数计算Tab.9 Calculation of biodiversity impact index

引江补汉输水隧道工程建设对五道峡自然保护区生物多样性影响指数为51.32，参照生物多样性影响程度分级标准，其生物多样性影响指数小于60。因此，引江补汉输水隧道工程建设对湖北五道峡国家级自然保护区生物多样性影响程度为中低度影响。

3 结论

1)引江补汉输水隧道建设工程对自然保护区、风景名胜区、森林公园、重要湿地等生态敏感区的生物多样性影响评价指标体系由景观/生态系统、生物群落、种群/物种、主要保护对象、生物安全、社会因素6个一级指标和 26个二级指标组成。

2)引江补汉输水隧道工程建设对湖北五道峡国家级自然保护区生物多样性影响指数BI为51.32，属于中低度影响。

3)通过计算生物多样性影响指数，采用定量与定性相结合的方法来评价输水隧道建设对生态敏感区生物多样性的影响，符合建设项目环境影响评价技术导则的要求，与众人熟知的环境污染影响评价思路一致。但指标权重赋值和评分具有主观性，所以需要建立生物多样性影响评价的专家库，在评价时由一定数量专家库内的专家进行综合评分，以保证评价的公正性和客观性。