黃俊忠，鄧露修，趙 定，鮮駿仁

(1.四川雪寶頂國家級自然保護(hù)區(qū)管理局，四川平武 622550;2.四川農(nóng)業(yè)大學(xué)，四川溫江 611130)

水壩工程環(huán)境影響的論證、預(yù)測和評價(jià)越來越受到人們高度關(guān)注，這種關(guān)注經(jīng)歷了點(diǎn)-線-面-體的發(fā)展演化［1～5］，即對水利工程建設(shè)與環(huán)境影響相互關(guān)系的思維空間的認(rèn)識轉(zhuǎn)變，是從點(diǎn)上工程到河段、河流梯級開發(fā)，再到庫區(qū)生態(tài)與環(huán)境研究，最后是流域、自然—社會—經(jīng)濟(jì)的復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行研究。評價(jià)方法也在注重當(dāng)前發(fā)展評價(jià)的基礎(chǔ)上結(jié)合長遠(yuǎn)預(yù)測，從單純發(fā)展評價(jià)到對策、實(shí)施、反饋和再對策的完整過程體系評價(jià)。

中國西南山地作為全球34個生物多樣性熱點(diǎn)地區(qū)之一，孕育了該地區(qū)獨(dú)特的生物、景觀和文化的多樣性。已有研究顯示，水壩正逐漸成為威脅中國西南山地?zé)狳c(diǎn)地區(qū)的生物多樣性的重要因素［6］。與在江河干流修筑大型水壩所引起的危害和反對意見相比，小型水壩由于只抬高河面水位，不截流，不形成大型水庫，對環(huán)境和社會的危害較小而受到世界水壩委員會的肯定和支持。但實(shí)際上剛好相反，在近50年中，由于水壩工程的建設(shè)對兩棲類動物繁殖生境和卵的影響，全球1/3的兩棲動物種群出現(xiàn)顯著衰退，其中在我國的為39.88%(Lind et al.，1996)。其中，小水壩在生態(tài)系統(tǒng)特別脆弱和敏感的地區(qū)，很大程度改變和破壞了原來的流域環(huán)境和質(zhì)量，這種改變對兩棲爬行類和小型獸類動物是非常敏感的。

四川雪寶頂國家級自然保護(hù)區(qū)是以大熊貓(Ailuropoda melanoleuca)等珍稀野生動植物為保護(hù)重點(diǎn)的“基因庫”，在“中國生物多樣性保護(hù)綜述”中列為“A”級，為具有全球意義的保護(hù)區(qū)［7］，同時(shí)也是長江中上游重要水源涵養(yǎng)地的自然保護(hù)區(qū)。本研究以雪寶頂保護(hù)區(qū)泗耳河流域小水壩建設(shè)為研究案例，以區(qū)內(nèi)小型脊椎動物為對象，力求摸清泗耳河流域水壩截流之前小型脊椎動物的分布現(xiàn)狀，分析小型水壩建設(shè)施工對該區(qū)域小型脊椎動物分布影響原因，為水壩施工建設(shè)管理及實(shí)施生態(tài)恢復(fù)提供科學(xué)依據(jù)，以及為水壩建成使用后對流域管理提供可比性基礎(chǔ)資料，探討同類地區(qū)小流域開發(fā)及環(huán)境影響評估手段和方法。

1 研究地點(diǎn)和方法

1.1 研究地點(diǎn)

四川雪寶頂國家級自然保護(hù)區(qū)(北緯31°59'31″～33°2'41″，東經(jīng) 103°50'31″～104°58'13″)位于四川盆地西北部，青藏高原向四川盆地過渡的東緣地帶，長江的二級支流涪江的上游地區(qū)，最高海拔雪寶頂5 400 m，最低海拔1 600 m。因海拔相對高差懸殊，區(qū)域內(nèi)形成了亞熱帶、暖溫帶、溫帶、寒溫帶、亞寒帶和寒帶的立體氣候。保護(hù)區(qū)處于中國西南山地生物多樣性地區(qū)，大熊貓集中分布區(qū)岷山山系的腹心地帶，是以保護(hù)大熊貓、牛羚(Budorcas taxicolor)、川金絲猴(Rhinopithecus roxellarae)、珙桐(Davidia involucrata Baill)等珍稀野生動植物及森林生態(tài)系統(tǒng)的野生生物類型保護(hù)區(qū)，面積636.15 km2。由于所處的特殊地理位置，雪寶頂保護(hù)區(qū)成為了岷山山系地質(zhì)、地貌、氣候、水文、生物多樣性等的典型代表區(qū)，具有高度的重要性、特殊性和保護(hù)價(jià)值［7］。

保護(hù)區(qū)內(nèi)主要有虎牙河、土城河和泗耳河，均匯入涪江。本研究即在保護(hù)區(qū)內(nèi)的泗耳河流域開展(如圖1)。泗耳河為嘉陵江涪江支流澗江(即通口河)左岸支流白草河的北源，發(fā)源于松潘縣伐子嶺東麓，溝長50 km，流域面積約800 km2，河床落差1 170 m，平均比降31‰。泗耳河在保護(hù)區(qū)段長37.6 km，年平均流量624 m3·s-1，年總徑流量1.97億m3。泗耳河電站是由四川星辰水電投資有限公司開發(fā)建設(shè)的梯級電站，設(shè)計(jì)總裝機(jī)容量8萬kW，分為一、二、三級電站。本研究區(qū)域位于二級電站施工區(qū)。二級電站裝機(jī)容量3.6萬kW，采取筑壩引水方式取水，于2003年開工，因5·12地震影響，正在進(jìn)行壩體區(qū)施工。二級電站壩址位于泗耳河干流雪寶頂保護(hù)區(qū)段三道溝處，斷面處多年平均流量為6.37 m3·s-1，截流后將在上游形成長0.5 km的庫區(qū)淹沒區(qū)，下游形成長8 km的減水河段，全部在保護(hù)區(qū)內(nèi)，從壩址處下泄流量設(shè)計(jì)不低于1.16 m3·s-1，以保障減水河段綜合用水需要。

圖1 研究區(qū)域圖

1.2 研究方法

本研究采用一種簡便實(shí)用的小型陸棲脊椎動物監(jiān)測方法—圍欄陷阱法［8］，對泗耳河小水壩施工區(qū)域及上、下游區(qū)域進(jìn)行調(diào)查。野外調(diào)查中共設(shè)置“一字型”圍欄陷阱19個，距離河道不超過10 m，每個陷阱單獨(dú)編號，偶數(shù)號位于河道西岸，奇數(shù)號位于河道東岸，在同段河道成對比組設(shè)置(見圖2)。根據(jù)水壩施工可能的影響范圍，1#～6#陷阱位于水壩施工區(qū)上游;7#～12#陷阱位于電站施工區(qū);13#～19#陷阱位于電站施工區(qū)下游(參見表1)。

圖2 圍欄陷阱位點(diǎn)圖

表1 圍欄-陷阱的位置及小生境記錄

圍欄材料采用PVC彩條布，長6 m、高0.5 m，兩端用木樁固定，兩側(cè)各設(shè)1個掉落桶。掉落桶采用口徑36 cm、底徑25 cm、深45 cm的光滑塑料桶，桶內(nèi)加入5 cm～10 cm深的水和少量碎瓦片，并放入少量石塊。設(shè)置陷阱時(shí)，記錄各組圍欄陷阱的小地名、GPS位點(diǎn)、海拔、植被類型和主要影響因子。圍欄陷阱調(diào)查于4月～6月開展，每月的4號～24號各進(jìn)行一輪為期20 d的調(diào)查，即4號打開陷阱開始，間隔1 d檢查陷阱并收集數(shù)據(jù)1次，24號檢查后關(guān)閉陷阱，次月4號打開陷阱繼續(xù)調(diào)查。每次檢查記錄的內(nèi)容包括:監(jiān)測點(diǎn)位置、監(jiān)測日期、捕獲的物種、性別、頭體長(cm)、體重(g)、數(shù)量等數(shù)據(jù)，填寫“圍欄-陷阱法調(diào)查表”。對活體鑒別測量記錄后，做剪腳趾標(biāo)記放生;對已死亡和暫不能識別的動物，采用10%的福爾馬林溶液制成浸制標(biāo)本進(jìn)行鑒別。

1.3 數(shù)據(jù)整理與分析

以單個掉落桶開放1 d作為1個陷阱日。以某一物種總捕獲數(shù)是否超過全部捕獲數(shù)的5%作為判別優(yōu)勢種和稀有種的標(biāo)準(zhǔn)［9～12］。群落內(nèi)物種相對數(shù)量分布模式可視為對該群落的一個概述(Ludwig and Reynolds，1988暫無)，其方法是將物種依照相對數(shù)量由高到低排序，然后依序數(shù)相對數(shù)量的比值作圖。

用Excel 2003進(jìn)行數(shù)據(jù)整理及圖表制作，數(shù)據(jù)采用Mean±SD表示，其中Mean為算術(shù)平均值，SD為標(biāo)準(zhǔn)差。SPSS Statistics 17.0軟件中的單因素方差分析(包括LSD檢驗(yàn)和方差齊性檢驗(yàn))檢驗(yàn)不同位置(即在建水壩施工區(qū)、上游及下游)的小型脊椎動物的捕獲數(shù)、物種數(shù)是否存在差異。顯著性檢驗(yàn)，P＜0.05為差異顯著。

2 研究結(jié)果

2.1 物種組成與多度

此次調(diào)查期間，每個陷阱開放60陷阱日，19個圍欄陷阱共計(jì)調(diào)查1140陷阱日。捕獲小型脊椎動物分屬3綱5目9科16種，共計(jì)117只(圖 3，表2)，包括6種兩棲類、兩種爬行類、8種哺乳類。從數(shù)量上看，哺乳類數(shù)量較多，有63只，占53.8%;其次是兩棲類29只，占24.8%;爬行類25只，占21.4%。

圖3 泗耳河流域小型脊椎動物組成

表2 泗耳河流域小型脊椎動物組成

2.2 群落結(jié)構(gòu)

研究區(qū)域內(nèi)小型脊椎動物群落內(nèi)屬于優(yōu)勢種的動物有5種(圖4):小鼩鼱、銅蜓蜥、褐家鼠、華西蟾蜍和中華蟾蜍，其余13種都是稀有種。3種優(yōu)勢種的總捕獲數(shù)85只，占全部捕獲數(shù)的72.6%，最多的是小鼩鼱34只(占29.1%)、其次是銅蜓蜥24只(20.5%)、褐家鼠12只(10.3%)相對較少。除此之外的華西蟾蜍9只(占7.7%)和中華蟾蜍6只(占5.1%)

圖4 泗耳河流域小型脊椎動物物種多度圖

群落內(nèi)物種相對數(shù)量分布模式可視為對該群落的一個概述(Ludwig and Reynolds，1988)。其方法是將物種依照相對數(shù)量由高到低排序，然后依序數(shù)相對數(shù)量的比值作圖(圖5)。以14種動物的捕獲數(shù)分析，群落中的不同物種數(shù)量服從負(fù)指數(shù)分布，即個體數(shù)特別多的物種非常少，而多數(shù)物種的個體數(shù)非常少。

圖5 泗耳河流域小型脊椎動物的分布模式

2.3 空間分布

2.3.1 空間數(shù)量分布

比較水壩壩體施工區(qū)、上游、下游圍欄陷阱捕獲的的小型脊椎動物物種數(shù)、捕獲數(shù)，結(jié)果顯示(圖6):水壩上游共捕獲12種39只，水壩壩體施工區(qū)共捕獲7種26只，水壩下游共捕獲9種56只，壩體施工區(qū)捕獲的種數(shù)和個體數(shù)最少。

圖6 泗耳河流域小型脊椎動物空間分布格局

2.3.2 空間密度分布

以每百陷阱日的捕獲率作為相對密度，水壩上游每百陷阱日的捕獲率達(dá)10.3%;水壩壩體施工區(qū)每百陷阱日的捕獲率達(dá)6.8%;水壩下游每百陷阱日的捕獲率達(dá)14.7%。由此可見，水壩壩體施工區(qū)的小型脊椎動物捕獲率最小。

2.3.3 捕獲總數(shù)分布

單因素方差分析結(jié)果顯示(表3)，P壩體-上游=0.185＞0.05，P上游-下游=0.303 ＞0.05，即水壩施工區(qū)與上游的捕獲數(shù)不存在顯著差異，上游和下游的捕獲數(shù)也不存在顯著差異。P壩體-下游=0.027＜0.05，即泗耳河流域的水壩施工區(qū)與下游的捕獲數(shù)存在顯著差異。

表3 總捕獲數(shù)與水壩施工關(guān)系

2.3.4 捕獲種數(shù)分布

單因素方差分析結(jié)果顯示(表4)，P壩體-下游=0.113＞0.05，P上游-下游=0.352 ＞0.05，即水壩壩體施工區(qū)與下游的捕獲物種數(shù)不存在顯著差異，上游和下游的捕獲數(shù)也不存在顯著差異。P壩體-上游=0.018＜0.05，即泗耳河流域水壩壩體施工區(qū)與上游的捕獲物種數(shù)存在顯著差異。

表4 總捕獲物種種數(shù)與水壩施工關(guān)系

3 討論和建議

3.1 小型脊椎動物作為研究對象的確定

根據(jù)相關(guān)的研究和實(shí)踐［9，13，14］表明，小型脊椎動物作為穩(wěn)定、靈敏、高效衡量生態(tài)環(huán)境變化的指針物種，即兩棲類、爬行類和小型哺乳類具有諸多的優(yōu)越性。這是因?yàn)?第一，小型脊椎動物與昆蟲類動物和大型脊椎動物相比，在生態(tài)環(huán)境發(fā)生變化時(shí)沒有過度的敏感和迅速反應(yīng)，也不需要有較長的時(shí)滯;第二，小型脊椎動物種群數(shù)量較大，常常集群棲息活動，遷徙能力有限，活動區(qū)域較狹窄且相對固定，有明顯的特征，便于觀察、撲捉和定量統(tǒng)計(jì)。

3.2 調(diào)查數(shù)據(jù)不完善的原因分析

調(diào)查過程中，可能造成數(shù)據(jù)丟失和不充分的原因，一是設(shè)置圍欄陷阱的水平和經(jīng)驗(yàn);二是存在掉落桶丟失和圍欄損壞的現(xiàn)象;三是野生動物識別專業(yè)水平問題。

3.3 泗耳河小型脊椎動物分布影響分析

3.3.1 主要影響因子

電站壩體施工區(qū)上游和下游，保護(hù)區(qū)內(nèi)的主要影響是放牧，保護(hù)區(qū)外的主要影響是農(nóng)耕和放牧;電站施工區(qū)內(nèi)主要是工程施工和放牧。由于泗耳村交通落后，邊遠(yuǎn)偏僻，人口少，傳統(tǒng)的放牧和農(nóng)耕方式長期存在，且數(shù)量較少，因此在保護(hù)區(qū)內(nèi)及整個泗耳河流域，放牧和農(nóng)耕不作為主要的干擾因子，而將短時(shí)間內(nèi)對環(huán)境造成急劇改變的電站施工作為主要影響因子。

3.3.2 電站施工對環(huán)境的直觀影響

一是改變河流季節(jié)性流量和流向;二是破壞水體質(zhì)量;三是改變和破壞河道兩側(cè)土壤和地表植被系統(tǒng);四是夜間施工的光照和噪音;五是粉塵油污、建筑垃圾、生活垃圾污染的影響。

3.3.3 生態(tài)作用影響

本次研究是以生態(tài)作用為出發(fā)點(diǎn)，對具有密切關(guān)系的占據(jù)相似生態(tài)位的小型脊椎動物群落進(jìn)行調(diào)查。結(jié)論和結(jié)果顯示，水壩壩體與下游的捕獲數(shù)存在顯著差異，水壩壩體與上游的捕獲物種數(shù)存在顯著差異，其他的均不存在顯著差異，即水壩的建設(shè)還是對本流域的小型脊椎動物構(gòu)成了顯著的負(fù)面影響，導(dǎo)致了由水壩為分界線的上、下游的物種的種類及數(shù)量的減少。從而分析這種影響主要是施工建設(shè)期間，通過短期的、劇烈的環(huán)境破壞引起的，這與客觀的狀況還是基本一致的。

3.4 泗耳河小水壩建設(shè)管理建議

小型水壩同樣能對流域的動物群落生態(tài)系統(tǒng)造成負(fù)面的影響，而且長期來看，這種負(fù)面影響大小現(xiàn)在還無法估量，故建議:

(1)建設(shè)工程環(huán)境影響評價(jià)審批部門提高對生物資源影響的評價(jià)要求;

(2)施工企業(yè)制定完善的生態(tài)施工管理制度，包括施工工序過程中的生態(tài)處理、員工的教育管理、施工區(qū)的宣傳等，并納入企業(yè)考核;

(3)施工企業(yè)建立生態(tài)監(jiān)理員制度，邀請資源管理部門，如自然保護(hù)區(qū)工作人員作為生態(tài)監(jiān)理員，參與生態(tài)施工管理制度和生態(tài)恢復(fù)措施的制定，并全程指導(dǎo)和監(jiān)督制度措施的執(zhí)行，將生態(tài)監(jiān)理放到與工程質(zhì)量監(jiān)理同樣重要的地位;

(4)資源管理部門應(yīng)建立長期的跟蹤監(jiān)測機(jī)制，以準(zhǔn)確評估小型水壩的利弊，為未來的流域工程建設(shè)提供參考資料，從而實(shí)現(xiàn)自然保護(hù)區(qū)的有效保護(hù)和科學(xué)合理開發(fā)資源的共贏。

［1］王丘玲.水壩對環(huán)境影響的經(jīng)濟(jì)分析方法［J］.環(huán)境科學(xué)研究，1993，6(6):38～43.

［2］Copeman V A，Meng Mphil.The Impact of Micro-Hydropower on the aquatic emvironment［J］.CIWEN，1997，(11):431～436.

［3］趙惠君，張樂.關(guān)注大壩對河流環(huán)境的影響［J］.山西水利科技，2002，(1):92～96.

［4］陳國階.三峽庫區(qū)生態(tài)與環(huán)境問題［J］.科技導(dǎo)報(bào)，1997，(2):49～52.

［5］于連生，王菊，孫達(dá).自然資源評價(jià)論及其應(yīng)用［M］.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2004.

［6］李成，顧海軍，戴強(qiáng)，等.草坡河流域小水電開發(fā)對無尾兩棲動物的影響［J］.長江流域資源與環(huán)境，2008，17(Z1):117～121.

［7］符建榮，劉少英，王新.四川雪寶頂自然保護(hù)區(qū)的鳥類資源［J］.四川林業(yè)科技，2007，28(4):42～47.

［8］古曉東，梁春平，戴強(qiáng)，等.一種簡便實(shí)用的小型陸棲脊椎動物監(jiān)測方法——圍欄陷阱法［J］.2009，28(2):273～275.

［9］武曉東，施大釗，劉勇，等.庫布其沙漠及其毗鄰地區(qū)鼠類群落結(jié)構(gòu)分析［J］.獸類學(xué)報(bào)，1994，14(1):43～50.

［10］姜運(yùn)良，盧浩泉，李玉春.魯西、南平原農(nóng)作區(qū)小型獸類群落組成幾季節(jié)變化［J］.獸類學(xué)報(bào)，1994，14(4):299～305.

［11］鮑毅新，丁平，諸葛陽，等.舟山島東部地區(qū)小型獸類的群落組成與動態(tài)分析［J］.獸類學(xué)報(bào)，1995，15(3):222～228.

［12］王淯，王小明，胡錦矗，等.唐家河自然保護(hù)區(qū)小型獸類群落結(jié)構(gòu)［J］.獸類學(xué)報(bào)，2003，23(1):39～44.

［13］鄭渝池，劉志君，李成，等.四川泗耳自然保護(hù)區(qū)及鄰近地區(qū)兩棲爬行動物初步調(diào)查［J］.四川動物，2003，22(3):165～167.

［14］孫治宇，劉洋，冉江洪，等.四川雪寶頂自然保護(hù)區(qū)的獸類［J］.四川動物，2006，25(1):96～98.