泰安市河湖管理保护服务中心 殷庆范

一、引言

泰安境内大汶河河段长179.24km，流域面积6457.2km2，占泰安全市总面积的83.2%，是泰安市的母亲河[1]。为改善泰安市水资源短缺问题及实现区域调洪补枯目的，大汶河梯级拦蓄水利工程相继建成并投入使用[2]。拦蓄工程发挥社会、经济效益的同时，也改变了大汶河水动力及水文循环特征，使水体纳污能力降低，造成了河流物质输移和能量转化过程的失衡，破坏了河流生态系统的平衡，进而影响大汶河发挥生态系统服务功能的价值。

所谓生态系统服务功能定义为人类从生态系统获取的利益，包括提供产品（如食物和水源）、调洪灌溉、维持自然营养物质循环、涵养河岸带陆地景观及提供文化娱乐服务等[3]。对河流进行生态系统服务功能评价能够反映河流的综合价值，为精准诊断河流问题提供必要的技术支撑。如Gren等[4]对欧洲多瑙河流域生态系统服务功能进行评价,揭示其流域内森林、草地和湿地不同生态服务的价值；基于条件评估法，Loomis等[5]对恢复美国普拉特河流域的废水处理和水质净化的经济价值进行研究；接玉梅等[6]对2010年大汶河生态服务功能进行估值，发现其估值达到581727.06万元，相当于2010年泰安市国内生产总值的2.91%。更为重要的是，随着我国对河流水利资源的高强度的开发利用，坝闸工程建设对河流生态系统服务功能的影响逐渐吸引一些学者的关注。如肖建红[7]运用了供给—需求等经济学理论及经济价值评估方法开展了水坝对河流生态系统服务功能的影响与评价研究，并初步评估了三峡工程对河流生态系统服务功能价值的影响；王洪梅[8]借鉴MA等评估方法理论对水电开发的河流生态系统服务功能及人类福利的影响开展了研究。

因此，对河流生态系统生态服务功能进行评价对了解河流生态、构建良性流域发展模型具有重要指导意义。而大汶河作为泰安的母亲河，对泰安的经济、社会和人文发展起到积极的推动作用。分析梯级工程对大汶河的生态系统服务功能的影响能够识别拦蓄工程对大汶河生态系统的演变规律，进而为高质量的大汶河治理工作提供指导。本文基于野外现场调查和历史与现状资料收集，从梯级拦蓄工程对河流生态系统影响因素出发，评估梯级拦蓄工程对大汶河生态服务体系功能价值，进而提出相应的可持续发展对策。

二、梯级拦蓄工程对大汶河生态系统影响的单因素分析

梯级拦蓄工程建设对大汶河的河流形态与植被分布、水文水动力条件、水质状况和水生动物群落丰富度均造成显著的影响，而这些因素是构成大汶河生态系统的控制性要素。根据现场调研发现，梯级拦蓄工程明显改变大汶河的河宽和水深的空间分布，库区内河宽且深，而库下游却面临断流的风险，使生态基流的分配具有极强的空间不均衡性。特别地，河流水资源的空间不均分布的特点也影响着河岸带植被的分布。例如，下游戴村坝和琵琶山库区内因水深较浅，有较为发达的湿地发育，为野生动物提供良好的栖息地；而汶口2号、颜谢、泉林、颜张和唐庄近坝前库区内，因水深较大，植物分布少，仅在滨水岸边有零星苦草等水生植物分布。此外，由于梯级拦蓄工程的蓄水作用阻断了天然的河流的动力学联系，使河流的动力条件发生剧烈的变化。据此，天然河流的生态基流难以保证，造成此类地区物种退化的不利状况，使大汶河的生态价值降低。

水质状况作为衡量水体健康程度一个重要指标，针对大汶河干流16个断面的4次调查结果分析表明，基于TN、TP、NH3-N指标，可知大汶河上游唐庄、颜张以及下游戴村坝断面水质相对较好，泉林和汶口2号水质相对较差，尤其是泉林断面。对比唐庄、颜张、泉林、颜谢以及汶口2号坝上和坝下，水质因子值差别不明显。从唐庄至下游老湖镇王台桥断面，3个水质因子有变化规律相似性特征，但TN和NH3-N水质因子变化规律更趋一致。TP自泉林往下游至戴村坝，有更为明显的好转特征，但老湖镇王台桥断面TP低于戴村坝，这应主要是受此河段入河污染的影响。因此，基于以上特征，河段内梯级拦蓄工程应对水质改善起到一定作用，尤其是TP，但从河段内泉林、汶口2号和老湖镇王台桥断面水质相对较差的特征看，河段内水质状况应受污染排入的影响更大。

另外，基于四个季度的现场调研，发现从上游至下游空间分布看，物种数均偏少，因摇蚊幼虫类物种数相对较多而比夏季物种数略大。坝上、坝下以及与河道内断面的底栖动物密度、生物量和物种数分布并无明显的一致性差别性特征，软体动物总体上在下游流动性较好的河道或水草丰盛的断面分布较多。摇蚊幼虫类相对在汶口2号坝以上断面拦蓄性影响较大，断面密度分布较大。

三、梯级拦蓄工程对大汶河生态系统综合影响分析

梯级拦蓄工程破坏河流连续性，导致不同断面的生境差异较大，从而对各断面浮游植物、底栖动物和着生生物群落结构均有较大差异。

硅藻是大汶河流域重要的生物类别，其生存状况能够反映河道生境条件。通过评估和比较了各个季节大汶河各断面着生硅藻生物完整性状况，并基于此比较不同断面所受的干扰影响状况。研究结果表明，总体上堽城断面相比于其余断面，生物完整性指数更好，下游琵琶山、鄣城等断面也较好；相比之下，汶口2号、汶口1号、颜谢、颜张和唐庄几个坝址位置生物完整性指数受到干扰影响偏大，并且坝上断面受干扰影响总体大于坝下断面。评估与分析结果总体应能体现各季节各断面生物完整性状况，但由于各个断面生境存在较大差异，如水质、流动性、水生植物、底质以及其他干扰因素，各断面影响因素差异较大，因断流的影响，实际上各断面自上游至下游生境并不连续，这也在一定程度上影响了着生硅藻完整性评估与比较的确定性，如在秋季与春季，泉林坝上断面硅藻生物完整性指数大于坝下断面，这应与在这两个季节拦蓄工程对坝上水体硅藻生长有更大的促进作用影响（如泉林库区内水体营养程度高）有关。

四、梯级拦蓄工程对大汶河生态服务体系功能评价

河流生态服务功能指标主要包括供给功能、调节功能、文化功能和支持功能。对这四种指标进行计算，从正面影响和负面影响两方面评估拦蓄工程对大汶河生态系统服务功能的影响。其中，大汶河流域15个梯级拦蓄工程运行，生态系统服务功能正、负面影响价值分别为7.4755亿元/年和0.1504亿元/年，经济净价值为7.3251亿元/年。各项服务功能的价值量排序为：调蓄洪水>气候调节>旅游>供水>提供生境>维持生物多样性>提供美学景观>土壤保持>水产品生产。其中梯级拦蓄工程的正面影响中，调蓄洪水、气候调节、供水、旅游和提供生境是主要功能，分别占43.47%、23.71%、14.15%、13.90%和1.97%。

拦蓄工程对流域人类福祉因素的社会影响也是流域生态服务功能的重要一环，其包括对城乡发展结构的影响、对公共基础设施的影响、对地区人民生活水平的影响、对地区文化教育的影响和对农业生产的影响。对以上5个方面的影响评估结果进行整理，从正面影响和负面影响以及影响强度等方面整理拦蓄工程对流域人类福祉因素的社会影响。总体而言，根据同步的统计数据资料，梯级拦蓄工程建设对于周边地区城镇化进程、社会基础设施条件、周边地区人民生活水平的提高、地区文化教育事业的发展以及农业生产均带来了积极的影响，这些影响均在不同时间尺度内对周边地区人们的社会福祉产生了积极作用。但随着人们生活水平改善的同时，也可能产生一些新的社会问题，如贫富差距拉大的问题，应结合合适的社会保障制度和措施以调节这种不利影响。

五、对策建议

通过对梯级工程对大汶河生态系统服务功能影响分析，识别出大汶河生态系统存在污染源控制不彻底、库区富营养化风险、生态系统偏于单一的问题，应该从流域整体的角度出发制定流域管理、流域治理的总体方案，实现泰安与大汶河之间的发展与生态和谐。基于梯级工程对大汶河生态系统服务功能影响的结果，本文提出以下几点建议。

（1）规划层面上明确泰山-泰安-大汶河的山-城-水的关系，解决山水隔离，城不依水的问题。

（2）进一步挖掘大汶河的文化、历史价值，与大汶河固有的生态服务价值结合，建立大汶河历史、文化保护带、生态观光区。

（3）从现在略微单调的坝-坝系统，河-堤系统，通过多样的河道类型、河床类型、河滩类型，河堤类型、构建丰富多彩的流域生境条件。

（4）从长远出发，着眼于长远目标，制定大汶河全流域的治理规划，分阶段、分步骤地解决流域内存在的涵养、污染以及水质问题。

（5）纵向优化坝-堰-滩床系统，优化拦蓄工程运行与规划，上游可考虑维持以坝蓄水的调蓄态势，中游构建以低堰动水（如低堰型滚水坝的形式）动水调节，下游以自然河流为主，营造更多的流动河段。

六、结语

梯级水利工程的兴建在发挥防洪、引水及灌溉等效益的同时，拦蓄工程也造成大汶河流域生态朝着碎片化方向发展，导致流域上不同断面之间的生境差异变大，流域生态系统单一。通过研究梯级水利工程对大汶河生态系统服务功能影响，明晰了梯级水库影响下的水生植物种类和分布、库区及河道水位流量关系、水体水质状况及水生动物、浮游生物的种群信息。基于此，重新对大汶河生态服务功能进行评价，确定其经济、社会价值，为科学治理、规划大汶河生态文明建设提供策略。