生態水源

Ⅰ 具有凈化水源、蓄洪抗旱作用的生態系統是（）A．森林生態系統B．濕地生態系統C．荒漠生態系統D．草原

濕地生態系統是在多水和過濕條件下形成的生態系統．沼澤是典型的濕地生態系統，以沼澤植物占優勢，動物的種類也很多．濕地具有凈化水源、蓄洪抗旱的作用．它兼有水域和陸地生態系統的特點，具有極其特殊的生態功能，是地球上最重要的生命支持系統．濕地在抵禦洪水、調節徑流、控制污染、調節氣候、美化環境等方面起到重要作用，它既是陸地上的天然蓄水庫，又是眾多野生動植物資源，特別是珍稀水禽的繁殖和越冬地，它可以給人類提供水和食物．濕地與人類息息相關，是人類擁有的寶貴資源，因此濕地被稱為「生命的搖籃」、「地球之腎」和「鳥類的樂園」．
故選：B．

Ⅱ 水源區生態環境敏感性與生態功能評價

4.2.1 評價目的

生態環境敏感性評價是針對區域可能發生的生態環境問題，結合區域的現有自然環境特徵和人為干擾程度，確定敏感性評價指標，評價生態環境對人類活動干擾的敏感程度，即發生生態失衡與生態環境問題的可能性大小。通過對影響區域生態環境敏感性主要環境指標的綜合分析，確定生態環境敏感性級別，評價生態環境敏感性的地理空間分布。

生態功能評價是對典型生態系統服務功能的能力和價值評估。結合區域的現有生態環境和人為干擾程度，確定重要性評價指標，對區域生態環境的重要性作出評價。通過對影響區域生態系統功能主要環境指標的綜合分析，明確生態系統功能重要性級別，評價生態功能重要性的地理空間分布。

在生態環境敏感性與生態功能評價基礎上，進行生態功能區的劃分，分析各功能區存在的主要問題，提出相應的生態環境保護措施，實現自然生態系統良性循環，維護區域生態環境安全，實現社會經濟可持續發展提供科學依據。

4.2.2 評價內容

分析影響區域生態環境敏感性的主要指標，對研究區土壤侵蝕敏感性和生物多樣性敏感性進行評價。分析影響區域生態系統功能的主要指標，對生物多樣性、水源涵養、土壤保持、營養物質循環進行生態功能重要性評價。

4.2.3 評價方法

確定評價指標和分級依據，採用定性與定量相結合的方法進行評價，評價單元選擇到鄉級。根據評價結果，將生態環境的敏感性程度分為極敏感、高度敏感、中度敏感、輕度敏感、不敏感 5 個級別; 將生態環境的重要性程度分為極重要、中等重要、較重要、不重要 4 個級別。

4.2.4 生態環境敏感性評價

4.2.4.1 土壤侵蝕敏感性評價

以降水侵蝕力 (採用徑流深值)、土壤質地、地形起伏度和植被等因素為土壤侵蝕敏感性的評價指標，分級依據見表 4.3。

表 4.3 土壤侵蝕敏感性影響分級

土壤侵蝕敏感性評價結果見表 4.4，結果表明，水源區屬於土壤侵蝕中度敏感區，符合研究區實際情況。

4.2.4.2 生物多樣性及生境敏感性評價

根據評價地區國家與省級保護物種的級別來評價生境敏感性，分級標准見表 4.5。

表4.4 水源區生態環境基礎資料及生態環境敏感性評價綜合

續表

注:數據來源於南陽市環保局，032，南陽市生態功能區劃報告。

表 4.5 生物多樣性及生境敏感性分級

生物多樣性及生境敏感性綜合評價結果見表4.6。由表可以看出，水源區生物多樣性及生境敏感性的區域分布:極敏感區面積1782.38km²，占水源區土地總面積的28%，主要分布在西峽縣;高度敏感區面積2491.39km²，占水源區土地總面積的39.2%，主要分布在西峽縣和淅川縣;中度敏感區面積1506.13km²，占水源區土地總面積的23.7%，主要分布在淅川縣和內鄉縣;輕度敏感區面積582.04km²，占水源區土地總面積的9.1%，內鄉縣、淅川縣和鄧州市均有分布。

表4.6 水源區生物多樣性及生境敏感性評價

4.2.5 生態功能評價

4.2.5.1 生物多樣性維持功能重要性評價

依據評價區域生物多樣性敏感程度，確定評價區域生物多樣性保護的重要性級別。

生物多樣性維持功能重要性評價結果見表4.7，綜合評價結果見表4.8。水源區生物多樣性極重要區面積4273.77km²，占總面積的67.2%，主要分布在西峽縣涉及的全部鄉(鎮)和淅川縣西部的部分鄉(鎮);中等重要區域面積1506.13km²，占總面積的23.7%，主要分布淅川縣的中部地區;較重要區面積582.04km²，占總面積的9.1%，淅川、內鄉、鄧州均有分布。西峽縣山區面積達到80%，森林覆蓋率達到70%以上，區內有老界嶺自然保護區，動(植)物物種豐富，生物多樣性整體表現為極重要。

表4.7 水源區生態功能重要性評價

表4.8 水源區生物多樣性重要性評價

4.2.5.2 水源涵養重要性評價

根據評價地區在對區域城市流域所處的地理位置及對整個流域水資源的貢獻來評價區域生態系統水源涵養的重要性。水源涵養功能重要性評價結果見表4.7，綜合評價結果見表4.9。

表4.9 水源區水源涵養功能評價

由表4.9可以看出，水源區生態系統水源涵養功能重要性分布情況:水源涵養極重要區域面積2371.2km²，占總面積的37.3%，主要分布在淅川縣，西峽縣也有分布;中等重要區域面積3485.46km²，占總面積的54.8%，主要分布在西峽，內鄉，淅川也有分布;不重要區域面積505.28km²，占總面積的7.9%，西峽、淅川和鄧州均有分布。

淅川縣既是丹江口庫區所在地，也是南水北調中線工程渠首所在地。因此，是極重要的水源涵養功能區，水源涵養功能極重要區域面積占該縣土地總面積的77.3%。

4.2.5.3 土壤保持重要性評價

土壤保持重要性的評價是在考慮區域土壤侵蝕敏感性的基礎上，分析其可能對下遊河流和水資源造成的危害程度，評價結果分為極重要、中等重要、較重要和不重要4項。

土壤保持重要性評價結果見表4.7，綜合評價結果見表4.10。

表4.10 水源區土壤保持功能評價

由表4.10可以看出，土壤保持功能極重要區域面積1967.87km²，占總面積的30.9%，只在淅川縣分布;土壤保持功能中等重要區域面積1514.15km²，占總面積的23.8%，主要分布西峽，內鄉和淅川也有分布;土壤保持功能較重要區域面積2862.31km²，占研究區土地總面積的45.3%，研究區各縣(市)均有分布，主要分布在西峽;該研究區不存在土壤保持功能不重要區。

4.2.5.4 營養物質循環功能重要性評價

營養物質保持的重要性主要是根據評價地區氮、磷流失可能造成的富營養化後果與嚴重程度，確定評價區域營養物質保持重要性級別，即以評價區域相對河流的位置及所影響目標的重要性程度為評價指標，將評價結果分為極重要、中等重要、較重要、不重要4項。

營養物質循環功能重要性評價結果見表4.7，綜合評價結果見表4.11。由表4.11可以看出，南陽市營養物質循環功能重要性分布情況:極重要區域面積1260.62km²，占總面積的19.8%，只在淅川縣有分布;中等重要區域面積2731.78km²，占總面積的42.9%，主要分布在西峽和淅川;較重要區域面積2369.54km²，占總面積的37.3%，各縣(市)均有分布，主要分布在西峽。

表4.11 水源區營養物質循環功能評價

4.2.6 生態功能分區研究

分區以生物多樣性、水源涵養、土壤保持、營養物質循環、礦產資源開發等生態功能為指標，以鄉域為最小區劃單元進行分區。分區結果見表4.12和圖4.7。

圖4.7 生態功能評價圖

分區以《全國生態環境保護綱要》為依據，對嚴重退化的特殊生態功能區實施搶救性保護，對重點資源開發生態功能區實施強制性保護，對良好的生態功能區實施示範性保護。在此基礎上，對水源涵養區、江河源頭區、飲用水源區、水文調蓄區和水土保持區等作為特殊生態功能區標識出來。資源開發性生態破壞是當前生態破壞的突出問題，尤其是對礦產資源開發區、生態旅遊資源開發區、森林草地資源開發區和土地資源開發區等重點資源開發區也明確標識出來，加強監管並實施強制性保護;在經濟與生態環境協調發展的地區，以及自然保護區、風景名勝區、森林公園、物種特別豐富區及生態示範區等標識成生態良好功能區，實施示範性保護。

表4.12 水源區生態功能分區與生態環境保護內容

Ⅲ 水源區生態環境建設保障措施

6.2.1 建立健全水源區生態環境法制和體制管理

(1)將水源區生態環境保護納入法制軌道: 水源區的生態環境和水資源、水質保護涉及面廣，工作量大，應在國家已頒布的各類各種水源保護、水土保護、環境保護法律法制的基礎上，組織有關部門起草制定 《南水北調中線工程水源區生態保護和水污染紡織管理條例》，將此項工作納入法制軌道，使保護水源區環境質量和水質量的規定有章可循，依法行事。

(2)強化生態環境保護政府負責制: 根據 《環境保護法》要求，水源區各級政府應當實行好環境保護目標責任制，把轄區內生態環境質量的改善情況作為考核政府主要領導人業績的主要內容，做到責任到位，投入到位，措施到位。對環境目標完成好的地方政府，應給予表彰和獎勵; 對不能完成環境保護目標的地方政府，追究主要領導人的行政責任。

(3)加強生態環境建設的各政府職能部門的合作與協調: 生態環境建設不單純是環境保護部門的職責，需要多個部門的合作與協調。水源區各級地方政府各有關部門應根據各自的職責把生態建設和環境保護納入自身工作中。各職能管理部門應按照各自分工，加強自然資源開發的規劃和管理，加強行業指導，確保生態環境建設質量。

6.2.2 建立水源區生態環境建設的經濟保障機制

(1)在水源區生態建設和污染防治項目資金上給予支持: 丹江口水庫及其匯水區域的環境保護工作，應堅持 「預防為主，防治結合和綜合治理」的方針，國家應從保護源頭水質的角度出發，將治污資金向源頭傾斜，以促進匯水區域內的環境、經濟和社會的協調發展。

(2)建立水源區生態補償機制和有償用水價格體系: 從國家整體利益和水源區、用水地的各自利益出發，運用市場經濟手段，協調南水北調中線工程水源區和用水地之間的經濟利益關系，建立生態補償機制。南水北調中線工程將引起水源區移民、土地淹沒和部分企業停產、搬遷，並限制匯水區域內工農業生產的發展。加之早期建設渠首工程導致植被毀損、水土流失及污染等問題嚴重。水土保持、廢物資源化和環境綜合治理等任務十分繁重，且投資數額大。建立生態補償和有償用水價格體系，是從根本上改善水源區生態環境的有效途徑，也是確保優質水進京、津、冀、豫等受益地區的關鍵。

(3)建立封禁區群眾生產生活補貼機制: 對於封禁區 (包括退耕還林還草區)要建立健全吃糧補助、生活補貼、飲用水源、燃料來源、生產門路等有關問題的解決途徑和補償機制。繼續堅持退耕還林還草對農民的糧食補貼和種苗補貼政策，幫助群眾解決飲水問題，保證飲水安全; 幫助群眾因地制宜地開展農副業生產，有計劃地安排外出打工等，使農民生產有收益，生活有保障。把群眾的生產生活問題解決了，群眾才會自覺地維護封禁措施落實，參與水土保持建設，鞏固生態治理與恢復成果。

6.2.3 加大對水源區城鎮基礎建設投入

在水源區工業污染源達標排放後，生活污水的負荷所佔比重將越來越大，西峽、淅川兩縣處在南水北調中線工程源頭丹江口水庫主要支流老灌河和丹江上游，需要從根本上解決城鎮生產生活的污染問題。

6.2.4 加強水源區水質和生態環境監測手段

為了准確地掌握庫區及其主要支流水質變化動態和生態環境變化情況，應強化水源水質和生態環境監測手段，將源頭及其主要支流水質監測點納入國家水環境、水質監控網點管理之中。在南水北調中線工程源頭丹江口水庫及主要匯水河流建設水質監控點，將其納入國家水環境、水質監控網點; 在水源區 4 縣 (市)設立生態環境監測站，為中線工程的開工建設和建成後的調水提供及時准確的水質和生態環境監測數據。

6.2.5 加強環境保護生態建設宣傳與公眾參與

加大對環境宣傳教育的投入，提高宣傳教育手段現代化水平，充分發揮新聞媒介的輿論監督和導向作用，定期向社會公布環境、生態質量和環境污染信息，加強環境保護基本國策和可持續發展戰略的宣傳，鞏固和擴大中小學環境教育的成果，使公眾確立保護水源地水質的重大意義，具有自覺地保護水源地水質的行為。鼓勵公眾參與生態環境保護事務、完善建設項目和重大決策環境影響評價公眾參與機制和程序，使廣大群眾具有知情權、參與權和否決建議權，在全社會形成自覺保護生態環境的良好氛圍。

Ⅳ 具有凈化水源、蓄洪抗旱作用的生態系統是（） A．草原生態系統 B．森林生態系統 C．淡水生態

Ⅳ 水源區生態環境質量評價

4.3.1 生態環境評價的標准

在進行生態環境評價時，需要有適當的判別基準。生態環境是一個由相互作用、相互制約的眾多因素構成的復雜系統，包括內在本質 (生態結構)的變化和外在表徵 (環境功能)的變化，由量變到質變的發展變化規律。因而評價的標准體系不僅復雜，而且因地而異。目前我國缺少生態環境標准，其主要原因就是缺少生態環境基準方面的研究。生態環境評價的標准主要依據:

(1)國家、行業和地方規定的標准: 國家已發布的環境質量標准如農田灌溉水質標准、保護農作物大氣污染物最高允許濃度、農葯安全使用標准、糧食衛生標准等。行業標准指行業發布的環境評價規范、規定、設計要求等。地方政府頒布的標准和規劃區目標、河流水系保護要求、特別區域的保護要求 (如綠化率要求、水土流失防治要求)等，均是可選擇的評價標准。

(2)背景和本底標准: 以研究區域生態環境的背景值和本底值作為評價標准，如區域植被覆蓋率、區域水土流失本底值、生物生產量、生物多樣性等。

(3)類比標准: 以未受人類嚴重干擾的相似生態環境或以相似自然條件下的原生自然生態系統作為類比標准; 以類似條件的生態因子和功能作為類比標准，如類似生境的生物多樣性、植被覆蓋率、蓄水功能、防風固沙能力等。類比標准須根據評價內容和要求科學地選取。

(4)科學研究已判定的生態效應。通過當地或相似條件下科學研究已判定的保障生態安全的綠化率要求、污染物在生物體內的最高允許量、特別敏感生物的環境質量要求等，均可作為評價的標准或參考標准應用。

本書的評價標准主要根據 《河南省生態環境綜合評價》專題研究成果和參考其他有關研究者的成果制定。

4.3.2 生態環境評價的主要方法介紹

在生態環境評價工作中，評價方法是生態環境評價必不可少的手段。國內外目前應用的生態環境評價方法，主要有如下幾種:

(1)類比分析法: 是一種常用的定性和半定量的方法，一般有生態環境整體類比、生態因子類比和生態環境問題類比等。類比分析常用於生態環境影響評價。該方法根據已有的開發建設活動對生態環境的影響，來分析或預測進行的開發建設活動可能產生的生態環境影響。選擇好類比對象，是進行類比分析或預測評價的基礎，也是該方法成敗的關鍵。

(2)列表清單法: 是利特爾等人於 1971 年提出的一種定性的分析方法，是將擬實施的開發建設活動的影響與可能受影響的各種生態環境因子分別列在同一張表格的行與列內，逐點進行分析並以正負符號、數字、其他符號表示影響的性質與強度等，由此分析開發建設活動的生態環境影響。

(3)生態圖法: 即圖形疊置法，是把兩個以上的生態環境信息疊合在一張圖上，構成復合圖，用以表示生態環境變化的方向和程度，該方法直觀、形象、簡單明了，不能做精確的定量評價。生態圖法主要用於區域環境影響評價，或用於具有區域性影響的特大型建設項目評價中，以及用於土地利用規劃和農業開發規劃中。

(4)生態系統綜合評價法: 生態系統是由多因子 (生物因子和非生物因子)組成的多層次的復雜體系和開放系統，採用定性與定量相結合的方法認識和評價這樣的復雜系統，是目前最常見的評價方法，此方法的具體應用是層次分析法 (AHP 法)，它是一種對復雜現象的決策思維過程進行系統化、模型化、數量化的方法，又稱多層次權重分析決策法。層次分析法的應用研究很多，姚建 (1998)將層次分析法運用於各種生態環境質量評價中。

(5)指數與綜合指數評價法: 在環境影響評價中，指數法是規定採用的評價方法。指數與綜合指數法適用於對生態環境質量評價中的單因素評價及多因素綜合評價，方法相對比較簡單，突出了生態環境質量評價的綜合性、層次性、客觀性和可比性，是目前較為常用的評價方法之一。但用此方法前必須建立合適的指標體系及評價標准，選取的指標一定要具有可比性。通過評價可將區域生態環境質量進行分級，以便對不同區域、不同時期的生態環境質量進行縱向和橫向比較。該方法在實際應用中的缺點是難以賦權與准確定量。

(6)模糊評價法: 在生態環境評價過程中往往存在一些不確定因素，導致評價結果的不確定性，使得評價結果失真，但採用模糊集合理論可提高評價結果的可靠性，所以生態環境評價中又引入了模糊評價方法。該方法的關鍵是求模糊評判矩陣，其最大特點是用隸屬度來刻劃生態環境質量分級的界線，可用於生態環境質量的分級，劃分生態環境質量的優劣，突出生態環境質量較差的區域，並用為重點區域予以治理。常採用的模糊評價法有模糊綜合評價法、模糊聚類評價法等。徐福留 (2001)、姚建 (1998)將模糊聚類和層次分析相結合，分別用於城市環境質量和流域生態環境質量評價。

(7)人工神經網路評價法: 人工神經網路由大量簡單的神經元廣泛聯接而成，依託計算機獲得高超的計算能力，並通過模擬人腦思維方式的復雜網路系統，利用已經積累的各種知識取得類似於人的識別和聯想能力。因此，利用人工神經網路對已知環境樣本進行學習，獲得先驗知識，學會對新樣本的識別和評價。李祚泳等 (1999)、湯麗妮等(2003)開展了人工神經網路 B-P 模型在生態環境評價中的應用。B-P 網路模型應用於環境質量評價，不需要對各評價指標權值大小做出人為規定，在學習過程中會自適應調整，評價結果具有客觀性。另外，B-P 網路可以根據不同需要選取隨意多個評價參數建立生態環境質量評價模型，此方法具有很強的適應性。

(8)景觀生態學方法: 景觀格局及其變化是自然的和人為的多種因素相互作用所產生的一定區域生態環境體系的綜合反映，景觀嵌塊的類型、形狀、大小、數量和空間組合即是各種干擾因素相互作用的結果，又影響著該區域的生態過程和邊緣效應。因此，對某區域景觀空間格局的研究，是揭示該區域生態狀況及空間變異特徵的有效手段。將研究流域不同生態結構劃分為景觀單元斑塊 (patch)，通過定量分析景觀空間格局與景觀異質性特徵指數，從宏觀角度給出區域生態環境狀況。該方法通過兩個方面評價生態環境狀況:一是空間結構分析; 二是功能與穩定性分析。這種評價方法可體現生態系統結構與功能匹配一致的基本原理。

(9)其他方法:

1)多因子數量分析法: 生態環境在一定時間、一定范圍所發生的變化，是由各生態因子的變化和狀態所決定的，因此，可通過測定各生態因子的變化趨勢，進行生態因子相關性分析和主分量分析，進而進行生態環境變化的趨勢分析。

2)回歸分析法: 是研究兩個及兩個以上變數之間相互關系的一種統計分析方法。回歸分析的變數中有一個是因變數，其餘是自變數，通過監測或觀測數據來尋找自變數和因變數之間的統計關系。

3)系統分析方法: 對於多目標的動態性問題，可採用系統分析法進行評價。

4.3.3 生態環境評價的指標體系

生態環境質量評價是根據選定的指標體系和質量標准，運用恰當的方法評價某區域生態環境質量的優劣及其影響作用關系。如果依據的是系統現狀的生態系統信息，為生態環境質量現狀評價; 如果應用了生態環境變化的預測信息進行評價，則為生態環境質量的預測評價; 如果目標是評價生態系統質量變化與工程對象的作用影響關系，可以稱其為生態環境影響評價。生態環境質量綜合評價是一項系統性的研究工作，涉及自然及人文等學科的許多領域，其中生態學、環境科學及資源科學的理論與方法對指導生態環境質量評價具有重要意義。

生態環境惡化的速度和程度，決定於人為活動的干擾強度和生態環境本身脆弱性的大小，而生態環境質量受到諸多環境因素的影響，生態環境的脆弱性是由多種因素相互作用或疊加形成的。在不同的時空尺度上，相同成因所引起的生態脆弱程度是有一定差別的。生態環境評價指標體系選取得合適與否，直接影響到評價結果的准確性和可靠性。在構建某一具體區域的生態環境評價指標體系時，要選取最能反映當地生態環境質量及變化狀況的環境因子。

4.3.3.1 選取評價指標的原則

(1)科學性原則: 評價指標的選取應建立在科學准確的基礎上，選取能反映評價地區生態環境質量本質特徵以及生態環境質量變化狀況的指標。同時，為了便於與相鄰地區之間的比較，所選取的指標應盡可能統一並量化。

(2)綜合性原則: 要全面衡量所考慮的諸多環境因子，指標體系應盡可能全面地反映生態環境各方面的狀況進行綜合分析和評價。

(3)主導性原則: 制約生態環境質量的因素很多，利用單一因子根本不可能對生態環境質量及變化狀況作出科學評價，但若一一概全既不可能又不現實。因此，應選擇具有代表性的，能直接反映區域生態環境質量主要特徵的主導性指標。例如: 黃土高原地區生態環境質量評價的諸因素中，水土流失是主要制約因素，指標的選取應考慮與水土流失有關的降水量、降雨強度、土壤質地、植被狀況、侵蝕模數和耕作方式等指標。

(4)可操作性原則: 指標的選擇應盡可能考慮數據的易獲性和可採集性。一些指標雖能很好地反映生態環境質量的現狀及變化情況，但在生態環境質量評價過程中是根本無法獲取的。

因此，在選取指標時應當遵循簡潔、方便、有效、實用的原則，即通過相關學科理論的概括，獲取對生態環境質量影響較大且易獲取的觀測資料，並有利於生產及管理等部門掌握和操作，使理論與實踐緊密結合。

4.3.3.2 評價指標體系的建立

在借鑒國內外相關學者在生態環境質量評價指標體系建立的基礎上，結合研究區實際情況，依據上述選取評價指標的原則，通過對研究區自然環境和人為因素的全面系統的分析研究，對生態環境質量評價的制約性因素或主導性因子的辨識，從中選取最能代表和反映該區域生態環境質量本質特性的具體指標，最終制定了水源區的生態環境綜合評價指標體系。結合當地的自然、社會、經濟來考慮所評價區域生態環境存在的問題，以及影響生態環境質量的各個要素，並在工作中不斷調整與完善已制定的指標體系。此次研究選取了與生態環境質量關系密切的氣象、水資源、地形地貌、植被、土壤、人口與土地、災害和環境污染 8 項一級指標、23 項二級指標 (表 4.13)。

4.3.4 基於層次分析法的生態環境評價

水源區地形復雜，地勢自西北向東南傾斜。北有伏牛山主脈老界嶺為屏障，最高海拔處2212.5m，東南地勢下降，海拔最低處120m，伏牛山主脈老界嶺由西向東穿越水源地北部邊界。水源區屬於農業種植區，經濟發展相對落後，人均耕地0.07hm²，低於南陽市人均耕地0.09hm²和河南省平均水平，人地矛盾非常突出。目前區內由於森林植被稀少，質量差，蓄水、固土能力低下，加之不合理的耕作方式，導致生態環境惡化，水土流失十分嚴重，土壤污染造成耕地肥力下降、濕地及生物多樣性銳減、地表水質量及地下水水位下降等生態環境問題。該區域作為南水北調中線水源區，其生態地位備受重視，對該區的生態環境現狀作出綜合評價，對水源區進行生態環境預警研究，可為水源區生態環境保護提出對策和建議，為確保南水北調中線的水質安全提供科學指導依據。此次研究採用層次分析法進行水源區生態環境綜合評價。

表4.13 南水北調水源區生態環境綜合評價指標體系

4.3.4.1 層次分析法

層次分析法 (AHP 法)是美國著名的運籌學專家匹茲堡大學教授 T.L.Saaty 於 20 世紀 70 年代提出的，其基本思想是根據問題的性質和要求達到的總目標，把問題層次化，建立起一個有序的遞階系統，然後對系統中各相關問題進行兩兩比較評判。通過這種比較評判結果的綜合計算處理，把系統分析歸結為最低層相對於最高層的相對重要性權數的確定或相對優劣次序的排序問題。層次分析法在國內外相關研究中已普遍應用於復雜系統的分析與決策。技術手段比較成熟，從而保證了研究方法的合理有效性。

利用層次分析法進行水源區生態環境綜合評價，首先要建立生態環境因子的層次分析模型。其基本原理是: 將評價系統的有關方案的各種要素分解成若干層次，並以同一層次的各種要素按照上一層要素為准則，進行兩兩判斷比較並計算出各要素的權重，根據綜合權重按最大權重原則確定最優方案。層次分析法大體分為 5 個步驟，即: ①建立層次結構模型; ②構造判斷矩陣; ③層次單排序及其一致性檢驗; ④層次總排序; ⑤層次總排序的一致性檢驗。對上述步驟的具體說明將在下面的生態環境評價中進行解釋。

4.3.4.2 生態環境評價層次結構模型的建立

結合研究區實際生態環境現狀，此次選取了對該區生態環境影響較明顯的因子 (表4.13)，將水源區生態環境指標體系分為 3 層 (圖 4.8)。

4.3.4.3 構造判斷矩陣

作任何系統分析都要有一定的信息，而層次分析的信息主要是人們對於每一層次中各因素相對重要性作出判斷，這些判斷通過引入合適的標度進行定量化，就形成了判斷矩陣。判斷矩陣表示上一層次的某一因素與本層次有關因素之間相對重要性的比較。在水源區生態環境綜合評價中，A 為目標層，表示解決問題的目的，即層次要達到的總目標。B為中間層，表示採取某種方案來實現預定總目標所涉及的中間環節，為最高層涉及的主要基本要素，設B={B₁，B₂，B₃，B₄，B₅，B₆，B₇，B₈}，其中B₁為氣候條件，B₂為水資源條件，B₃為地形地貌條件，B₄為植被條件，B₅為土壤狀況，B₆為人口與土地，B₇為災害，B₈為環境污染;C為最低層，表示實現評價的具體指標因子，C={C₁，C₂，C₃，C₄，C₅，C₆，C₇，C₈，C₉，C₁₀，C₁₁，C₁₂，C₁₃，C₁₄，C₁₅，C₁₆，C₁₇，C₁₈，C₁₉，C₂₀，C₂₁，C₂₂，C₂₃}。

圖4.8 生態環境綜合評價層次分析模型

根據構建的層次分析模型，分別構造出A-B、B-C的判斷矩陣如表4.14所示。判斷矩陣中各元素{C_ij}表示在對上層因素B_k有聯系的因素中，第i因素與第j因素相比較，對於B_k因素相對的重要程度。為了使判斷定量化，一般都引用T.L.Saaty提

出的1～9標度方法，B_ij和C_ij的取值按提出的1～9標度進行(表4.15)。研究區生態環境評價的判斷矩陣的數值是在表4.15的基礎上，根據數據資料、研究者對實際情況的了解、咨詢專家意見，採用德爾斐法兩兩比較打分給出的。

表4.14 A-B-C判斷矩陣

表4.15 判斷矩陣取值及其含義

A.層次單排序及一致性檢驗

根據某層次的某些因素對上一層某因素的判斷矩陣，計算出該判斷矩陣的最大特徵值及特徵向量，即可計算出某層次因素相對於上一層中某一因素的相對重要性數值，這些排序計算稱為層次單排序。判斷矩陣最大特徵值及其對應的特徵向量可用方根法求出，計算步驟如下:

1)計算判斷矩陣A每一行元素的乘積M_i

河南省土地資源生態安全理論、方法與實踐

2)計算M_i的n次方根W_i

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3)對向量W=(W₁，W₂，…，W_n)^T正規化，即

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則W=(W₁，W₂，…，W_n)^T即為所求的特徵向量。

4)計算判斷矩陣的最大特徵根λ_max

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式中:(AW)_i表示向量AW的i個元素。

由於客觀事物的復雜性或對事物認識的片面性，要判定根據所構造的判斷矩陣求出的特徵向量(權值)是否合理，需要對判斷矩陣進行一致性和隨機性檢驗，公式為:

CR=CI/RI

CI為判斷矩陣一致性指標，由下式計算得出:

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式中:λ_max為最大特徵根;n為判斷矩陣階數。

對於不同的判斷矩陣，其CI值不同，一般來說階數n越大，CI值就越大，為了度量不同階判斷矩陣是否具有滿意的一致性，還需引入判斷矩陣的平均隨機一致性指標RI值。RI值是用隨機的方法分別對n為1～9階各構造500個樣本矩陣，計算其一致性指標CI值，然後平均即得RI。RI值可根據表4.16選取。

表4.16 層次分析法的平均隨機一致性指標值

對於1，2階判斷矩陣，判斷矩陣總是具有完全一致性。當階數大於2時，判斷矩陣的一致性指標CI與同階平均隨機一致性指標RI之比，即隨機一致性比率CR小於0.10時，認為判斷矩陣具有滿意的一致性，說明權數分配是合理的;否則，需要調整判斷矩陣，直到取得滿意的一致性為止。

根據上面的計算方法和檢驗方法對所構建的A-B、B₁-C、B₂-C、B₃-C、B₄-C、B₅-C、B₆-C、B₇-C、B₈-C數值判斷矩陣進行各層次單排序計算及一致性檢驗，結果如表4.17至表4.25所示。

B.層次總排序及一致性檢驗

層次總排序是利用同一層次中所有層次單排序的結果，以及上層次所有元素的權重，來計算針對總目標而言本層次所有因素權重值的過程。即各項指標相對於總目標層的權重=各指標相對於基準層的權重×基準層相對於目標層的權重。

表4.17 A-B數值判斷矩陣(各基本要素相對於生態環境的相對重要性排序權重值)

λ_max=8.392，RI=1.41，CI=0.056，CR=CI/RI=0.04<0.1，滿足一致性。

表4.18 B₁-C數值判斷矩陣(各評價指標相對於氣象因素的相對重要性排序權重值)

λ_max=3.004，RI=0.58，CI=0.0018，CR=CI/RI=0.003<0.1，滿足一致性。

表4.19 B₂-C數值判斷矩陣(各評價指標相對於水資源因素的相對重要性排序權重值)

λ_max=3.000，RI=0.58，CI=0.000，CR=CI/RI=0.000<0.1，滿足一致性。

表4.20 B₃-C數值判斷矩陣(各評價指標相對於地貌因素的相對重要性排序權重值)

λ_max=2，為二階矩陣，滿足絕對一致性。

表4.21 B₄-C數值判斷矩陣(各評價指標相對於植被因素的相對重要性排序權重值)

λ_max=2，為二階矩陣，滿足絕對一致性。

表4.22 B₅-C數值判斷矩陣(各評價指標相對於土壤因素的相對重要性排序權重值)

λ_max=2，為二階矩陣，滿足絕對一致性。

表4.23 B₆-C數值判斷矩陣(各評價指標相對於人口與土地因素的相對重要性排序權重值)

λ_max=3.018，RI=0.58，CI=0.009，CR=CI/RI=0.016<0.1，滿足一致性。

表4.24 B₇-C數值判斷矩陣(各評價指標相對於災害因素的相對重要性排序權重值)

λ_max=5.004，RI=1.12，CI=0.001，CR=CI/RI=0.001<0.1，滿足一致性。

表4.25 B₈-C數值判斷矩陣(各評價指標相對於環境污染因素的相對重要性排序權重值)

λ_max=3.065，RI=0.58，CI=0.032，CR=CI/RI=0.056<0.1，滿足一致性。

層次總排序一致性比率為: ，當CR<0.10時，認為層次總排序結果具有滿意的一致性，否則需要重新調整判斷矩陣的元素取值。

根據上述方法，對研究區生態環境評價的各級評價要素相對重要性進行總排序和一致性檢(表4.26，圖4.9)。

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表4.26 生態環境評價各因子相對重要性總排序

圖4.9 生態環境評價各因子相對重要性柱狀圖

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CR=CI/RI=0.0034/0.5362=0.006<0.1，滿足一致性。

4.3.5 生態環境質量評價結果分析

4.3.5.1 生態因子取值標准

為了評價研究區生態環境質量情況，需要對生態環境各影響因子進行評估分級，給出各環境影響因素的評分值，再分別乘其權重值加權求和取得總分值，按總分值來確定生態環境的等級。

評價指標確定以後，收集各指標的現狀數據，這些具有不同計量單位的數據無法直接用來進行評價。因為各數據之間的量綱不統一，所以沒有可比性。即使對於同一個參數，盡管可以根據實測數值的大小來判斷它們對環境影響的程度，但也因缺少一個可作比較的環境標准而無法較確切地反映其對環境的影響。為此，必須對參評因子進行量化處理，用標准化方法來解決參數間不可比性的難題。量化處理的方法多種多樣，比較簡明實用的做法是將其量化分級，從低到高分若干級，以反映環境狀況從劣到優的變化，只有這樣，才能最終進行比較。分級賦值可採用:

A.極差標准化方法

生態因子的標准化量化公式為:賦值=(X_i-X_min)/(X_max-X_min)×10，式中，X_i為實測值;X_max為實測最大值;X_min為實測最小值。

如果某因子的量化分級值的環境質量的概念含義與上式的表徵相反(如土壤侵蝕量為越大環境質量越差)，則該參評因子的標准化量化公式為:

賦值=10-(X_i-X_min)/(X_max-X_min)×10，式中，X_i為實測值，X_max為實測最大值，X_min為實測最小值。

B.專家分級法標准化方法

該方法主要是採用專家意見，按照專家經驗對指標因子直接賦值分級。

本書採用專家分級法標准化進行賦值。將收集到的這些不同量綱的指標原始數據進行歸一化處理，以消除原始數據量綱不同所造成的影響。結合研究區實際情況並參考一系列生態環境評價方面的等級標准，給出各具體評價因子的評價標准，各指標基本採用1～10取值。各生態因子取值標准見表4.27。

4.3.5.2 水源區生態質量綜合評價結果

對水源區生態環境質量進行定量評價，需要給出表徵生態環境質量狀況的具體標准，通過參考和學習相關學者專家對生態環境評價的等級標准，採用1～10分的分值對生態環境質量進行分級:具體劃分為Ⅰ—Ⅴ5個等級，並給出了每個等級的分值范圍，各等級的指標特性見表4.28。

調查和收集研究區統計資料取得各指標的實際值，按照各生態因子的取值標准得到其分值後，採用綜合指數模型計算出其總分值。具體是通過 公式算出其最終得分值(表4.29)。其中P_i為各生態因子的分值;W_i為各生態因子的權重。分值越大表明其生態環境就越好，分值愈少其生態環境就愈差。

表4.27 生態因子取值標准

表4.28 生態環境質量綜合判別指標特性

表4.29 水源區各生態因子的綜合評分

續表

由此，可計算出該區各生態因子的最終評分值為 5.2085 分，結果表明，水源區生態環境質量處於一般的狀況。目前該區的生態環境已經受到一定程度的破壞，生態系統結構有變化，但尚可維持基本功能，受干擾後易惡化，生態問題顯現。對水源區生態環境綜合研究表明，人類活動是導致該區生態環境惡化的主要原因，南水北調中線工程的實施，將導致該區耕地的大量淹沒和大量的移民需要安置，人地矛盾更加尖銳，人口的自然增長造成人口密度的持續增加，近期內該區的生態環境仍然表現為繼續惡化的趨勢; 該區還表現為農葯化肥施用量過大，面源污染嚴重; 水土流失還沒有得到有效的控制，流失面積繼續擴大; 水源區礦種類型多，且多數是中小型礦，儲量較大的大理石和釩礦開采方式為露天開采，壓佔了土地、堵塞了河道、破壞了地貌景觀，導致了地質災害的不斷發生。如果繼續對資源無限制地開發利用，生態環境的相對平衡將被打破，生態環境承載力將會大大降低。

為確保丹江口水源區長期穩定達到南水北調中線工程水源地水質的要求，為實現水源區 「可持續發展能力不斷增強，生態環境得到改善，資源利用效率顯著提高，人與自然和諧相處，推動整個社會走上生產發展，生活富裕，生態良好的文明發展道路」，需要加強該區的生態環境建設，做好退耕還林還草的建設; 增加和改善森林植被，增強森林的保水蓄水功能; 減少土壤侵蝕，營建以水源涵養林、水土保持林為重點的多林種、多功能的防護林體系，從根本上治理水土流失，改善水源地的生態環境; 合理使用農葯、化肥，發展有機農業和生態農業; 遏止人為活動造成的水土流失，重點治理丹江口庫區周邊以及淺山丘陵區和水土流失較重區域，搞好小流域治理。治理整頓礦業秩序，減少地質災害的發生，控制和逐步改良該區的生態環境狀況。

Ⅵ 水源區的主要生態環境問題

3.2.1 水源區水環境狀況

丹江口水庫在河南省境內主要匯水支流為老灌河和丹江。老灌河在南陽境內河流長146.4km，流域面積2523km²，屬山區型河道，具有洪水猛、變幅大、縱坡陡、沙石多的特點。丹江發源於山西省商縣秦嶺蘭關，自北向南經陝西省商南縣進入河南省淅川縣，至湖北省均縣丹江口匯入漢江，幹流全長390km，至豫鄂交界處集水面積14714km²，在河南省境內幹流長117.4km，在河南省境內流域面積5592km²。

根據南陽市地表水環境功能區劃結果，丹江淅川縣段劃為Ⅱ類水質;老灌河西峽縣城以上劃為Ⅲ類水質，西峽縣城以下至擋子嶺劃為Ⅳ類水質(擋子嶺斷面為西峽老灌河出境水控制斷面，接納了西峽縣工業廢水和縣城生活污水);淅川縣城以下至張營劃為Ⅲ類水質(張營斷面為淅川縣老灌河入丹江口水庫控制端面，主要接納了淅川縣工業廢水和縣城生活污水);丹江口水庫庫區河南省區域內地表水功能區劃為Ⅱ類水質(表3.8)。

表3.8 南水北調中線工程取水源頭匯水區域控制斷面水質情況

根據南陽環境部門在南水北調中線工程丹江口水庫匯水區域的丹江布設的監測斷面和老灌河布設的監測斷面進行的水質監測結果，不同斷面水質狀況如下:

(1)丹江界牌斷面，豐水期超過Ⅱ類水質;枯水期和年均值水質均符合Ⅱ類水質標准，符合功能區劃水質類別，影響因素主要是豐水期有機物和氨氮。

(2)丹江史家灣斷面，豐水期超過Ⅱ類水質;枯水期水質為Ⅱ類;年均值超過Ⅱ類水質;總氮超標。

(3)老灌河擋子嶺斷面，豐水期水質滿足Ⅳ類水質標准;枯水期超過Ⅳ類水質標准;年均值符合Ⅳ類水質標准。

(4)老灌河張營斷面，豐水期超過Ⅲ類水質標准，其中COD(化學需氧量)稍超標，氨氮超標1.73倍，總氮超標1.79倍;枯水期超過Ⅲ類水質標准，其中COD超標2.97倍，COD_Mn(高錳酸鉀法測COD)超標2.02倍;年均值超過Ⅲ類水質標准，COD超標2.25倍，COD_Mn超標1.08倍。西峽縣擋子嶺斷面以點源有機型污染為主，淅川張營斷面，豐水期以面源氨氮污染為主，枯水期以點源有機型污染為主。

(5)南水北調中線工程渠首取水口處陶岔，豐水期、枯水期和年均值超過Ⅱ類水質標准，超標因子為總氮和總磷，主要由面源污染引起。

3.2.2 水源區環境污染形勢嚴峻

水源區環境污染，包括點源污染和面源污染。工業污染是點源污染的主要原因，農業生產中大量使用農葯、化肥和農膜是面源污染的主導因素。

南水北調中線工程要求丹江口水庫庫區水質要達到國家地表水Ⅱ類水質的要求，規定丹江口水庫水源地水質總磷不能超過0.02mg/L，總氮不能超過0.04mg/L，氨態氮不能超過0.5mg/L。丹江口水庫庫區水樣檢測結果，庫區水質大多數指標滿足Ⅱ類水質要求，其中總磷濃度為0.02～0.05mg/L，總氮濃度為1.46～1.60mg/L，總磷、總氮明顯超標。對超標成分的分析，主要是由於污水、農葯、化肥、人畜糞便及生活垃圾污染形成的面源污染引起。

3.2.2.1 工業污染

水源區工業污染的狀況不容忽視。一是工業產業結構不盡合理，重污染的造紙、化工、制葯、釀造行業在工業生產總值中所佔比重還比較大，工業廢水是造成地表水體污染的主要因素。二是水源區所有城鎮沒有生活污水處理廠和垃圾處理廠。隨著城市化進程的加快和城鎮框架的拉大，生活污水和生活垃圾污染將會日趨嚴重。三是地處源頭地區的山區縣地方財政困難，對城鎮建設投入不足，縣城和主要城鎮沒有統一的排水體系，工業廢水、生活污水與雨水沒有實行清污分流，混合排入地表水體，廢水直接排入河道，造成老灌河乃至丹江口水庫水體的污染。根據南陽市環保局監測結果，水源區西峽、淅川、內鄉3縣2003年的廢水污染物排放情況表3.9。

表3.9 水源區水污染物排放情況(2003年)

注:據南陽市農業局，2004，南水北調水源區面源污染情況調查報告。

3.2.2.2 農業生產中大量使用農葯和化肥

南陽境內庫區流域屬農業主產區，種植業佔主導地位。據測算，丹江口水庫水源地4縣36個鄉鎮111.4萬畝耕地年化肥投入量為4.35×10⁴t(折純)，用量最大的是氮磷化肥。按全國平均水平30%～40%的化肥利用率推算，年土壤固定、空氣揮發和滲入地下水、匯入地表徑流的流失量達(2.61～3.045)×10⁴t;水源地年農葯施用量275t，品種多為殺蟲劑、殺菌劑、除草劑等，對環境造成危害的是含磷、砷、汞類高毒高殘留農葯。農葯除40%被農作物及害蟲吸收分解外，一部分揮發入空氣，大部分殘留在土壤地表滲透到地下水或隨雨水沖刷匯入地表徑流流入庫區，造成污染。據調查推算，化肥、農葯對庫區總磷超標的貢獻率超過75%。水源地庫區年農膜覆蓋21.32萬畝，農膜使用量704t，按平均殘留率5.88%計算，每年殘留地膜41.39t。殘留在農田中的農膜難以分解，影響耕作，少部分分解物釋放出有害物質也污染土壤和地下水。

3.2.2.3 畜禽糞便及生活垃圾量逐年增大

隨著農業生產結構的調整，畜牧養殖業發展迅速，畜牧養殖業造成的面源污染問題也越來越突出。據調查統計，丹江口水庫匯水區現有規模養殖場超過200個，畜禽散養情況普遍，年畜禽糞便排放量超過826×10⁴t，糞便簡單處理率僅為59.5%，糞便排放隨意性強，氮、磷、COD等大量富營養物質直接或間接排入庫區，造成環境和水體水質的直接污染。丹江口水庫匯水流域內生活污水和垃圾長期直接排放，污染地表水和地下水。

3.2.3 水源區生態環境脆弱

丹江口水庫水源區地處我國南北過渡帶、東西結合部，是一個相對獨立的自然地理單元。目前區內森林植被稀少、質量差，蓄水、固土能力低下。加之不合理的耕作方式，導致生態環境惡化，水土流失十分嚴重。資料表明:1979～1999年的20年間，丹江口水庫的淤積總量為89715.5×10⁴m³，年平均淤積高達4485.775×10⁴m³。按此淤積速度，將會大大縮短丹江口水庫的使用壽命。降水與徑流時空分布嚴重不均，水旱災害頻發。雨季洪水頻發，石沙俱下，冬春乾旱缺水，溝溪斷流，人畜飲水困難，不少地方山區人民往往為吃水要跑幾十千米的路程，嚴重製約了水源區經濟的發展。水旱災害的發生頻率由20世紀50年代的每年0.42次增長到目前的每年0.83次。據南陽市水利部門對淅川縣荊紫關、寺灣、大石橋、滔河4個鄉的調查，近幾年因洪水災害，減少良田500多平方千米;西峽縣自1954年以來，因洪水災害減少耕地0.7×10⁴km²，並以每年3.6%的速度增加。

庫區大量土地被淹沒，淹沒良田2萬多平方千米，7.4萬移民外遷，10萬多移民和反遷移民被後靠安置搬遷到丘陵、低山薄地上。水源區大部分山丘區人口稠密，耕地資源匱乏，其中西峽縣人均耕地不足0.047km²，遠低於全省和南陽市平均水平。耕地後備資源不足，未利用土地中可開墾的土地資源很少，人地矛盾十分突出。隨著丹江口水庫大壩的加高，淹沒地區面積將擴大到1050km²，這一矛盾將會進一步加劇。由於土壤瘠薄，農業產業結構單一和生態環境比較脆弱，當地人民目前尚未擺脫貧困落後的局面。人均年佔有糧食僅340kg，為了生存，農民被迫開荒種地，導致森林資源銳減，加劇了生態環境惡化，使山區農業陷入了「越窮越墾，越墾越窮」的惡性循環中。

丹江口水庫庫區周邊地區以淺山丘陵地為主，溝壑縱橫，地形破碎復雜，坡度陡，植被多為中幼、中齡林和低效林，植被覆蓋率低，防護能力差，自然調節能力低下，枝葉截留及根系固土保水能力減退，生態環境較為脆弱。

3.2.3.1 水源區土壤性能差

水源地土壤以黃褐土、黃粘土或紅粘土為主，質地黏重，易干縮裂縫，通透性差，表土層疏鬆淺薄，既不耐旱，又不耐澇，並易受侵蝕，淺山丘陵區的石灰岩、片岩等抗侵蝕能力差，風化嚴重，對降雨沖擊的抵抗力較弱，極易形成水土流失。

表3.10 水源區林業用地情況 單位：hm²

表3.11 水源區域森林面積及蓄積量

表3.12 水源區林地分類情況

3.2.3.2 水源區氣候與水資源影響

丹江口水庫匯水區域內，氣候屬亞熱帶季風型大陸性氣候，降雨量年際間變化大，受季風影響，降水年內分配不均，汛期降雨量佔全年降雨量的 58% ～ 62%。暴雨集中，強度大，歷時短，入滲有限，容易沖刷侵蝕地表。丹江口水庫南陽境內支流，均屬山區型河道，坡度大，地下水資源量甚微，水資源總量以地表徑流為主，是水土流失的主要動力。水土流失使沙塵及附著在土壤上的農葯化肥殘留量得以匯入地表徑流，流入庫區，造成庫區懸浮物和氮、磷超標，對庫區水質影響較大。

3.2.3.3 水源區森林資源問題突出

一是森林資源分布不均。人們把森林作為一種自然資源對待，對森林的再生性、多功能性和更新周期長認識不足，急功近利，取之於林多，用之於林少，致使有限的森林資源分布極不合理，大部分分布在深山區的河流源頭，生長量偏小，生態系統呈現結構與功能退化狀態，防護效益差。而地處淺山、丘陵平原的下游地區，人口密度大，墾殖指數高，森林資源少，又多是人工幼林，不少地方地表裸露嚴重，是水土流失重災區。二是生態效益低。林分質量不高，低產、低效防護林所佔比重大，生產力水平低。三是林種結構和林齡結構不合理。林種結構不合理，從防護林整體上看，防護林比例仍偏小; 從林齡結構上看，幼中齡偏多，其面積、蓄積分別占整個林分的 95.8% 和 89.4%; 而近成熟-過熟林面積與蓄積分別占整個林分的 4.2%和 10.6%。水源區森林資源情況見表 3.10 至表 3.12。

3.2.4 水源區水土流失嚴重

3.2.4.1 水源區水土流失現狀

表 3.13 給出了水源區土壤侵蝕的不同類別及相關數據。大量的水土流失不但造成水庫淤積，而且使水質質量變差，富營養化程度提高。

表 3.13 水源區土壤侵蝕的類別及相關數據

根據2000年全國第三次水土流失遙感調查資料，丹江口庫區及上游流域南陽境內水土流失面積3369.01km²，年平均土壤侵蝕量約990×10⁴t。水土流失程度大致以淺山丘陵區的中、強度流失逐漸向中山區的輕、微度流失變化，大部分發生在丹江口水庫環庫區周邊的淺山丘陵區和人口集中、植被差、養殖和農業種植區以及交通便利、開發建設項目比較集中的區域。平均土壤侵蝕模數為2938t/km²·a，溝壑密度為2.61km/km²。強度水土流失面積為446.87km²，占水土流失面積的7%，主要分布在西峽312國道沿線、淅川環丹江口庫區等植被覆蓋率較低的荒山荒坡和坡耕地上，以面蝕、溝蝕為主要形式;中度水土流失面積為1369.7km²，占水土流失面積的21.5%，主要分布在西峽縣南部山區，老灌河、淇河等沿河兩岸的狹窄地區和淅川、內鄉、鄧州的環丹江口水庫淺山丘陵區，該區人口密度較大，植被覆蓋率較低(<30%)，耕地多為坡耕地，流失形式以面蝕為主，兼有溝蝕，局部有滑坡、泥石流等重力侵蝕;微度、輕度水土流失區總面積為4545.37km²，其中輕度水土流失面積1552.44km²，微度流失區面積2992.93km²，主要分布在西峽中山區和淅川西北山區、丹南山區，海拔較高，山體完整，居民少，森林茂密，交通閉塞，植被覆蓋率較高，大部分為水平梯田、水田及建築區，水域也包括在內，流失形式以面蝕為主，兼有溝蝕(表3.14，圖3.3)。

表3.14 南陽市丹江口水庫及上游流域水土流失強度分級面積及流失量

注:據南陽市水利局，2003，南陽市丹江口庫區及上游水土保持規劃。

3.2.5 水源區礦山地質環境問題

水源區礦產資源的特點是礦種類型較多，礦點多，分布較集中，但大中型礦床較少，多數為小型和礦點，絕大部分為小規模的民采。開采方式多為露天開采，產生大量尾礦棄渣。目前開采較活躍的金屬礦種為釩礦、鐵礦、金礦、輝銻礦等;非金屬礦種有大理岩、石灰岩、石墨、白雲岩等。石灰石礦、大理岩礦和釩礦等，開采極盛，常形成礦山集中分布的群采區。因此，研究區礦山環境地質問題突出。

3.2.5.1 礦山開采引起的礦山環境地質問題

(1)引起土地資源的毀損:采礦佔用和破壞土地。經調查，中型礦區佔用和破壞土地面積一般為2～9hm²，小型礦區佔用和破壞土地面積一般為1～6hm²。例如:在淅川縣城—西廟崗一帶為山間谷地，是大理岩石材加工聚集地，沿G312兩側分布加工廠幾十家。佔地寬20～50m，斷續延伸近20km。棄渣改變、破壞土地現象較為嚴重。

圖3.3 研究區水土流失分布

(2)引起地貌景觀的毀損:露天采礦破壞地貌景觀非常嚴重，毀壞了植被和生態環境。在交通干線兩側的可視范圍內可以看到采礦留下的痕跡，而且還有持續增加的趨勢。大型礦區植被破壞面積為15hm²，中型礦區植被破壞面積一般為1.5～4.5hm²，小型礦區植被破壞面積一般為0.5～2.0hm²。水源區因采礦引起的地貌景觀毀壞主要分布在以下地帶:①淅川縣城—毛堂—西簧一帶，為釩礦采礦密集地，分布采礦點幾十家，采坑沿礦脈分布，寬6～10m，深5～8m，斷續延伸近50km，總面積約100hm²，開礦棄渣就地堆積於山坡，隨處可見，對山體植被及土地破壞較為嚴重，並為水土流失提供了基本條件;②淅川縣蒿坪—大石橋一帶，為大理岩礦采礦密集地，分布采礦點幾十家，采坑沿礦脈分布，寬6～10m，深5～30m，斷續延伸近40km，總面積約80hm²，開礦棄渣就地堆積於山坡，對山體植被及土地破壞較為嚴重，並對丹江風景區有一定影響，也為水土流失提供了基本條件。

(3)地質災害頻繁發生:石灰岩、大理岩、釩礦等礦山在開采過程中，經常發生邊坡失穩、滑坡、崩塌等現象。井下開採的金礦、鐵礦易發生礦坑塌陷現象。礦山排出大量礦渣及尾礦的堆放，除了佔用大量土地、嚴重污染水土資源及大氣外，還經常發生塌方、滑坡、泥石流。尤其是一些鄉鎮集體和個人采礦場，在河床、公路兩側開山采礦，亂采濫挖，亂堆亂放，對河道暢通有一定程度的影響，也為泥石流的形成提供了固體物源。

3.2.5.2 水源區土污染分析

為了解釩礦對土壤的影響，在釩礦采礦分布較密集的毛堂—西簧一帶布設了兩條土質取樣剖面。根據分析結果得出:遠離采礦點釩含量有明顯的遞減趨勢。

3.2.5.3 水源區水環境質量分析

(1)地下水環境質量分析:地下水水環境分析主要通過地下水質量評價和地下水污染評價來實現。

1)地下水質量評價:此次評價選擇pH值、總硬度、溶解性總固體、硫酸鹽、氯化物、鐵(Fe)、錳(Mn)、銅(Cu)、鋅(Zn)、揮發酚類、陰離子合成洗滌劑、高錳酸鹽指數、硝酸鹽、亞硝酸鹽、氨氮(NH₄)、氟化物(F^－)、汞(Hg)、砷(As)、鈹(Be)、隔(Cd)、六價鉻(Cr⁶⁺)、鉛(Pb)、碘(I)等24項組分作為評價指標。以水質分析資料為基礎，依據單項組分，按《中華人民共和國地下水質量標准》所列分類指標確定該組分的質量類別，為單因子評價方法。根據各單項組分所屬質量類別，依表3.15的規定分別確定單項組分評價分值F_i。

表3.15 各類別單項組分評價分值

按式(3.1)和式(3.2)計算綜合評價分值F。

河南省土地資源生態安全理論、方法與實踐

式中:F為各單項組分評價分值F_i的平均值;F_max為單項組分評價分值F_i中的最大值;n為項數。

根據計算的F值，按表3.16劃分地下水質量級別。

表3.16 地下水質量級別判定

2)地下水污染評價:選取地下水質量評價中的24項組分作為評價指標。以《中華人民共和國地下水質量標准》(GB/4848-93)中Ⅱ類水標准限值作為背景值，採用組分綜合法和污染指數法分別對無機污染進行評價。

單項指標的污染指數(I)按式(3.3)進行計算。

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式中:I為某項污染物的污染指數;C_i為某項污染物的實測含量;C₀為某項污染物的背景值或對照值，此次取Ⅱ類水標準的上、下限值。

C_i值在區間內，令I=1，如果I值大於區間值的最大值或小於區間值的最小值，分別用C_i值除以區間值的最大值或最小值。

多項指標的綜合污染指數(PI)按式(3.4)和(3.5)進行計算。

河南省土地資源生態安全理論、方法與實踐

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式中:PI為單個樣品多項組分的綜合污染指數; 為各單項組分污染指數I的平均值;I_max為各單項組分污染指數I的最大值;n為項數。

根據計算的PI值，按表3.17劃分污染級別。

表3.17 地下水污染級別分類

最後計算出F值最大為7.19，最小為2.15。質量級別為「良好」和「較差」兩個級別，綜合評價結果與單項組分評價結果一致，即Ⅲ類水屬「良好」級別，Ⅳ、Ⅴ類屬「較差」級別 。

(2)水源區地表水環境質量評價:根據國家標准中基本項目標准限值中的24項指標，選擇pH值、溶解氧、高錳酸鹽指數、化學需氧量(COD_cr)、生物需氧量(BOD₅)、總磷(以P計)、總氮(以N計)、銅(Cu)、鋅(Zn)、氟化物(以F^－計)、砷(As)、汞(Hg)、鎘(Cd)、六價鉻(Cr⁶⁺)、鉛(Pb)、氰化物、揮發酚類等17項組分作為評價指標。根據分析結果，對水源區水環境質量的評價表明:地下水組分中溶解性總固體、總硬度、硫酸鹽(S0^2－₄)、硝酸鹽(NO^3－、以氮計)、陰離子合成洗滌劑、六價鉻(Cr⁶⁺)等6項含量差異較大，在礦山及人口密集區附近含量較高，其分布面積較小;地下水質量較好的區域居多。地表水部分河段質量較差，入丹江口水庫的丹江入口處為Ⅱ類水，淇河入口處為Ⅴ類水，老灌河入口處為Ⅳ類水;南水北調中線取水口(淅川陶岔)地表水樣為Ⅱ類水，滿足生活飲用水標准。現狀條件下，采礦活動引起地下水和地表水質量的變化對丹江口水庫水質的影響程度盡管不太明顯，但對地下水和地表水質量已經造成不同程度的污染，應引起高度重視 。