图1 三门峡水库库区湿地对洪峰的消减作用

    区域生物多样性变化

    根据有关调查，三门峡水库库区共有鱼类68种，分别隶属于6目11科51属。鲤形目（Cypriniformes）最多计有53种，鲇形目（Siluriformes）7种，鲈形目（Perciformes）5种，鳗形目（Anguilliformes）、鳉形目（Cyprinodontiformes）和合鳃目（Synbranchiformes）各一种。根据陕西省水产研究所近10年对三门峡水库的调查结果，库区鱼类区系已经发生了变化，历史文献上有记载而迄今尚未捕到的计有：日本鳗鲡（Angulla japonica Jemminck et Schlegel）、青鱼（Mylopharyngodon piceus）、鰔鱼（Tribolodon hakonensis）、黄尾鲴（Xenocypris davidi）、斑条刺鳑鲏（A. taenianalis Gunther）、翘嘴红鮊（Erythroculter ilishaeformis）、鳊鱼（Parabramis pekinensis）、红鳍鮊（Culter erythropterus）、吻鮈（Rhimnogdeo typus Bleeker）、粗唇鮠（Leiocassis crassilabris Gunther）、青鳉（Oryzias latipes）、刺鳅（Mastacembelus acuIeatus）共13种。日本鳗鲡属海河洄游鱼类；青鱼属季节洄游鱼类，大坝建成后切断其洄游路线，导致洄游鱼类在库区内绝迹。

    黄河干流汛期水流急含沙多，三门峡建库前河水中未发现有藻类存在，浮游动物在汛期的急流中也极少发现。水库蓄水后，藻类滋生，据1985年库区调查共发现藻类4门29属，其中硅藻占14属，多分布在水库的前部和中部。而在库内的静水水域中，共发现浮游动物48种，其中原生动物占29种，轮虫16种，挠足类2种，枝角类1种。底栖无脊椎动物则都分布在库区岸边小水体浅水区域，共发现23种。

    三门峡黄河保护区内的代表性湿地生态环境，动植物资源比较丰富，是许多珍稀水禽的越冬地和栖息地。经调查，区域内共有鸟类68种，分属14目23科，其中国家重点保护动物9种，一级保护有丹顶鹤、白头鹤、白鹮、大鸨等；二级保护有大天鹅、小天鹅、灰鹤、黄嘴、白鹭、鹊鹞、白尾鹞、纵纹腹小号等；省级重点保护主要有鸿雁、苍鹭、红嘴山鸦等。湿地保护区内分布有高等植物93科619种，其中国家和省重点保护植物14种。区内共有脊椎动物287种。山西库区保护内有高等植物98科357属782种，国家一级重点保护动物9种，二级重点保护动物29种，110种属于中日候鸟保护协定的种类，31种属于中澳候鸟保护协定的种类，昆虫有437种，隶属13目108科；浮游动物4门84种，地栖动物5门68种。陕西区域内分布有脊椎动物5纲37目66科247种，国家一级保护物种有黑鹳、大鸨等，国家二级保护物种有大天鹅、灰鹤、鸳鸯等。上述物种的多样性主要依赖于区域独特的湿地生态系统的物理、化学、水文因素，当区域湿地生态系统发生明显变化时，将直接威胁区域物种多样性和珍稀物种的生存，进而威胁黄河生态系统的生命健康。

    库区水温变化

    三门峡水库蓄水期仅有潼关（进库站）和三门峡（出库站）及坝前史家滩站的表层水温观测资料，以及1987年3月～1988年3月在库区进行水温观测资料。

    建库前1956～1959年的天然河道，三门峡站年平均水温13.8 ℃，年温差25.7 ℃，接近气温年变化。水库蓄水期坝前水位最高达332.58 m（1961年2月9日），坝前水深52 m，1961年3～6月下泄水温较建库前（1956～1959年）降低2.5～4.8 ℃，8～12月较建库前升高1.7～2.9 ℃。1961年水库进出库站水温观测资料对比看出，三门峡站较潼关站升温期3～7月低0.4～6.1℃；降温期8～12月高1.1～2.8 ℃，此差异反映水库具有一定的热能调蓄作用。

    水库滞洪排沙期三门峡水库多年平均下泄水温为13.8 ℃，和建库前的1956～1959年一致，相应月平均水温差值-1.5～0.8 ℃之间，此运用期下泄水温接近建库前河道水温。

    水库蓄清排浑控制运用期（根据1987～1988年的观测资料），汛期（7～10月）库区恢复天然河道特征，水力混合作用强烈，水温趋于均匀，1987年7、8、10三个月，坝前表底层温差0.2～1.5 ℃，9月份垂线水温均为22.5 ℃，表底层无温差。冬季蓄水期（11月至次年2月），水库水温主要受进库水流水温和库周气温影响，坝前水温由10月下旬的14 ℃降到次年2月中旬的0.5 ℃。水库水温结构呈混合型，全断面温差0～0.2 ℃，冬季没有出现逆温层。3～6月虽处于升温期，但因水库调节库容小，且蓄泄频繁，不能形成稳定的水温分层结构。垂直方向平均水温梯度一般在0.1 ℃/m左右，表底层温差在0.4～3 ℃之间。从3月到6月，随着气温的升高，水温梯度具有增大的趋势。

    三门峡水库改为“蓄清排浑”控制运用方式后，属于流动性大的浅水水库，水温结构属混合型，垂直方向上水温梯度很小，库底水温随库表气温变化。水库热能调蓄作用很小，下泄水温对下游防凌及灌溉用水影响微弱。对库区水体的理化性质及水生生物影响也不大。

    库区湿地水环境变化特征

    三门峡建库前，流经库区地段的黄河水水质较好，均属一级。水库蓄水后，水体透明度增加，下游区透明度最大，达到160 cm左右；全年表层溶解氧含量在6.3～12.3 mg/L之间，底层溶解氧变化范围为5.0～7.5 mg/L，水体pH值在7.9～8.3之间；水体中溶解有机质比较丰富，化学需氧量在3.8～ 39.7 mg/L；水体中生物营养盐类比较丰富，除下游区3月份缺磷外，其余各区在整个生物生长季节均有出现，硝酸盐在0.12～0.61 mg/L，磷酸盐0～0.12 mg/L；硅酸盐3.3～7.3 mg/L，上述物质分布在水库下游区的含量比上、中游区及蓄水前河流为低，垂直分布均匀，季节变化明显，一般是春、夏季较低，而秋、冬季较高；同时水体离子总量随水文周期变化，汛期较低，而非汛期和冬季较高。

    龙门至三门峡水资源二级区2000年入河排放废污水总量为12.8亿m3，入河化学需氧量总量为32万t，入河氨氮总量3.5万t。黄河龙门至三门峡区间有机污染严重，主要超标污染物包括高锰酸盐指数、化学需氧量和氨氮。龙门水质类别全年评价为Ⅴ类，龙门至潼关、潼关至三门峡大坝水质类别均为劣Ⅴ类。三门峡水库主要入黄支流渭河、汾河均污染严重，全年、汛期和非汛期水质类别为劣Ⅴ类。三门峡水库2000年取用水量4.5亿m3，三门峡水库供水总量中农业供水占89％，工业供水占6％，城镇生活占4％。三门峡水库供水水质合格率42％，与黄河水资源一级区供水水质合格率（44％）基本接近，远低于全国供水合格率（89％）。三门峡水库生活供水、工业供水和农业供水合格率分别为13%、17%和45%（参见表1）。

    根据1993～2000年潼关和三门峡测站8年水质资料可以发现，三门峡水库出库（三门峡测站）水质浓度比入库（潼关测站）水质浓度总体偏低，并且下降幅度随运行水位的增高而增大，如图2和图3所示。因此，三门峡水库运行水位较高时，由于水库蓄水，水环境容量增大，水质净化作用加强，对库区水质改善有一定的积极作用，对三门峡库区和下游黄河水质安全具有重要意义。

    图2 三门峡水库高锰酸盐指数下降幅度与运行水位关系曲线

    图3 三门峡水库氨氮下降幅度与运行水位关系曲线

    对地下水影响

    黄河水是库区滩地及库周地下水的主要补给来源，地下水源与黄河水位联系密切，进而影响库区湿地水位和水文过程。图4为1994～2003年库周多年平均地下水位年内变率（正表示上升，负表示下降）与多年平均水库蓄水位变率响应关系曲线。

    图4 库区及库周地下水位与水库运行水位年内变率关系曲线

    图4表明水库蓄水水位对库周地下水位的影响十分明显。因此降低水库运行水位，地下水有效补给难度加大，同时对区域湿地生态系统将造成严重影响。

    图5为1994～2003年多年平均地下水位与三门峡水库多年平均水位年内变化曲线。1994～2003年最高月蓄水位为320.9 m，最低月蓄水位302.1 m，变幅18.83 m；库周最高地下水位为319.8  m，最低地下水位300.9 m，变幅18.9 m。

    图5 库区及库周地下水位与水库运行水位年内变化曲线

    为满足当地经济社会的用水需求，库区滩地及库区周边开凿大量机井，每年抽取大量地下水。根据2000年水资源调查，三门峡市区地下水漏斗范围就达200 km2，且呈逐年扩大的趋势，如果水库运用水位降低，将使地下水供需平衡更加恶化，严重威胁区域湿地生态系统安全。

运行水位降低对湿地生态环境影响

    水文条件是湿地生态系统最重要的决定因素，是维持其结构和功能的主要源动力，直接影响湿地景观生态系统的物理化学性质及营养物的输入和输出，而且是最终选择湿地景观生物群落的决定因素之一。同时，湿地生态系统是处于水域生态系统与陆地生态系统的交界面，属于环境脆弱带。水文期是湿地水位的季节性模式，是湿地水文状况的标志，因而水文期的稳定性决定湿地景观生态系统的稳定性。

    运行水位降低对湿地水位影响

    根据测算，库区水域面积、湿地面积与水库水位关系曲线如图6所示。水库蓄水位在320 m时，库区湿地面积为274.7 km2；水位在315 m时，库区湿地面积减少到92.3 km2；水位在310 m时，库区湿地面积减少到38 km2；水位在305 m时，库区湿地面积减少到13.5 km2。随着水库水位的降低，湿地面积将减少，湿地保护区生态系统将遭到严重破坏。水库降低水位运行，直接造成库区湿地面积大幅度减少，部分湿地将丧失原有的生态功能。

    图6 库区水域面积、湿地面积与水库水位关系曲线

    三门峡水库运行水位降低及由此引起库区部分湿地生态需水供给受阻，致使湿地生境状况出现不利变化。三门峡水库运行水位320 m时，山西芮城圣天湖湿地湖区的水资源主要通过水库蓄水进行自然补给，水位降低至318 m以下，湖泊水量补给困难，湖泊水面主要通过人工抽取黄河水维持。河南三门峡库区的灵宝鼎湖湾芦苇湿地，是河南省黄河水道上惟一的万亩芦苇生产区，也是三门峡国家湿地的重要构成部分，有大量天鹅等珍稀物种在此栖息。由于库区水位的降低，基于运行水位320 m的天然补给难以为继，必须通过修建闸门蓄积水库高水位运行时的滞留水。在陕西、河南库区发现，库区地下水资源主要是通过黄河进行补给，在较高的水位运行件下，地下水资源得到充分补充，对部分通过地下水补给的湿地生态系统具有重要作用；低水位运行条件下，地下水资源得不到有效补充，使得地下水位不断降低，严重影响部分区域的湿地生态系统健康。

    运行水位对珍稀物种影响

    三门峡库区越冬候鸟一般是群集活动，对栖息地自然条件和人为活动十分敏感。由于越冬候鸟栖息、觅食和夜宿等生态习性依赖于一定环境，有着相对固定的场所和分布规律。根据研究，越冬候鸟在三门峡库区均有分布，但主要集中在人为活动强度比较小的区域。区域鸟类栖息的生境主要有四种类型。（1）库心开阔水面区包括库区水面及其附属水体。在此区栖息停留的为游禽，如天鹅、雁类、潜鸭类、秋沙鸭及骨顶鸡等。优势种群有大天鹅、斑嘴鸭、青头潜鸭、绿头鸭等，是大天鹅最主要的栖息地。（2）浅水嫩滩沼泽区夏季泄洪后形成的沼泽湿地。夏季泄洪后形成的沼泽湿地，生长有大量芦苇、白茅、伴生有香蒲、曼陀罗、苍耳等，形成沼泽和草甸湿地，区域主要以涉禽和小型游禽为主，包括鹭、鹤、鸥及鹳型鸟类，并且也是小型野鸭的觅食地。（3）老滩杂草农牧区。大堤外常年不被水淹的地带，河滩盐碱地被农民用来大量开垦，种植黄豆、花生、高粱、玉米等农作物，主要分布有百灵、麻雀、鸳鸯等食草籽、鼓舞的鸣禽和地禽等。同时区域鼠类较多，鹰隼类经常到此地区盘旋觅食。（4）黄土塬及崤山山区。大堤内的丘陵山地，生长有灌丛籍稀疏的刺槐、杨、柳、泡桐等人工林，主要分布有鸡形目、隼形目、鸦科及鸠各科等。从以上可以看出，影响区域优势、稀有鸟类的主要影响因素是库心开阔水面区，库区水面增加有助于边缘区域植物生长，为鸟类提供食物。同时，运行水位较高容易形成大面积的滩涂，也是区域珍稀物种的主要活动区域。水位降低后，使得水体水面和退水后的滩涂面积减少，导致珍稀物种栖息地破碎化和活动范围缩小，容易受到人类活动的干扰（开垦滩涂等）。

    库区湿地变化对黄河生态系统影响

    三门峡库区保留了较为完整的湿地生态系统和湿地自然景观资源，但与黄河上、下游湿地生态系统具有显著差异，是黄河河流生态系统中主要组成部分。黄河中游丰富多样的湿地类型，区域内有河流、河岸滩涂、河心沙洲、湖泊、沼泽、草地等丰富复杂的湿地类型，为珍稀物种的生存提供了良好的栖息地环境。区域内保存下来较大面积的植被群落类型，已查明的动植物物种有1 800余种，是生物多样性最为丰富的区域之一,是中国湿地生物多样性的典型区域,对于维护该地区生物多样性和生态安全具有特别重要的意义。同时区域内的部分湿地处于黄河河道经常变化河段，在我国河流中极其少见。由于库区历史上就是人类活动比较频繁的地区之一，由于人口增加和人类活动的影响，生态环境趋向脆弱，湿地面积逐渐缩小。区域湿地的退化和消失，不仅对区域生态环境造成严重影响，同时破坏黄河流域上中下游湿地生态系统的演替规律，对黄河生态系统健康影响深远。

结 论

    （1）三门峡库区水质污染严重，如果区域水污染控制措施不加强，降低水位运行，库区水环境状况有进一步恶化的可能，对库区供水水质安全和下游黄河水质安全有不利影响。

    （2）三门峡库区湿地的形成与三门峡水利枢纽调度运用关系密切。低水位运行时，库区湿地面积大幅度减少，库区湿地保护区生态需水供给受阻，湿地生境状况出现不利变化，部分湿地将丧失原有的生态功能，库区湿地存在盐碱化、沙漠化的可能，同时形成新的自然尘源，加剧库区周边城镇的大气污染程度。

    （3）水库运用水位较低时，滩地大量暴露，农业用地增加，伴随着湿地等自然生态系统减少，人工生态系统增加，库区生态结构趋于单一，生境相对简单，生态系统向着贫乏、单一方向演变，生物多样性将面临威胁。

    （4）黄河是库区滩地及库周地下水的主要补给来源，地下水源与黄河水位联系密切。三门峡水库运行水位降低，将使库区周边地下水位降低，使地下水的供需平衡更趋恶化。（详见《水利发展研究》2005年第9期）