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如何处理好西北干旱区大型内流盆地生态环境与生态建设的关系?

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荒原逃避 | 17-02-19 7 0
我国西部大开发是促进我国西部经济发展的一项重大决策。中央一再强调,我国西部大开发首先要加强生态建设和生态环境的保护。 这一英明决策具有非常重要的深远意义,即我国西部大开发与社会 经济的可持续发展,必须执行与资源、环境、人口相协调的方针,否则就会走向反面,不仅将严重破坏天然资源,还会导致生态环 境的严重恶化。我国我国西部地区范围十分辽阔,不同地区的生态环境与生态系统也互不相同。(1)西北大型内流盆地生态特征。西北大型内流盆地主要包括甘肃河西走廊、新腿准噶尔盆地、塔里木盆地,以及青海的 柴达木盆地,其总面积......

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我国西部大开发是促进我国西部经济发展的一项重大决策。中央一再强调,我国西部大开发首先要加强生态建设和生态环境的保护。 这一英明决策具有非常重要的深远意义,即我国西部大开发与社会 经济的可持续发展,必须执行与资源、环境、人口相协调的方针,否则就会走向反面,不仅将严重破坏天然资源,还会导致生态环 境的严重恶化。我国我国西部地区范围十分辽阔,不同地区的生态环境与生态系统也互不相同。(1)西北大型内流盆地生态特征。西北大型内流盆地主要包括甘肃河西走廊、新腿准噶尔盆地、塔里木盆地,以及青海的 柴达木盆地,其总面积约250万平方公里,相当于全国陆地面积 的1/4。全区气候极端干燥,降水极少,日照和蒸发作用都极强烈,日夜温差极大,风力很强而且持久。全区除绿洲地带外,以 荒漠景观居首要地位,生态环境十分脆弱。由于自然条件与人类活动的影响,荒漠化现象日趋严重,不仅已严重威胁当地人民 的生活,而且直接或间接影响到我国北方广大地区。上述内流盆地所有河流以内流水系为主,所以称为内流盆 地。河流由山区进人盆地,最终流入封闭的终端湖,成为最后归 宿。如黑河终端为著名的居延海,塔里木河、孔雀河原来的终端为罗布泊。盆地内每条河流自上游至下游往往流经若干小盆 地,由河流串联成为盆地系统,把全流域组合成一个统一水系统。每个盆地其生态特征具有明显的水平分带规律,例如自山 区平原可划分为:①边缘髙山森林草地带;②山前戈壁荒漠带;④绿洲带;④天然草场及灌木林带;⑥盐土荒漠或沙漠带。不论 上游盆地或下游盆地,均具有相同的规律性。我国我国西部的内流盆地,虽然与一般典型干旱沙漠地区具有 相同的生态环境,但其主要区别是盆地四周都围绕着海拔4000 ~6000米左右的高山峻岭,如著名的祁连山、天山、昆仑山等, 这是其他干旱地区无法比拟的。广阔的重重髙山,降水丰富,冰雪遍布,成为内流盆地许多河流的发源地。上述髙山广泛分布着两类对人类至关重要的天然水库,一 个是雪线(海拔4000米左右)以上由冰川、积雪所构成的白色 固体水库;另一个是雪线以下,海拔2500米以上,由森林、草原 带所构成的绿色水库。两者相映成辉,构成西北地区特有的雄 伟壮丽景观。据粗略统计,该地区冰川覆盖面积达3万平方公 里左右,年均冰川融水径流量约200亿立方米。其中塔里木盆 地就占有140亿立方米,约为河川总径流量的40%。髙山降水 随髙度增加而增加,一般海拔每升高100米,年降水量相应增加 10~20毫米,年均降水可达200~400毫米,最高可达600毫米 左右。山区降水与冰雪融水相汇合,形成强大的地表径流,汇聚到盆地,成为滋润广大绿洲的宝贵水源。雪线下的高山草地与 森林带,对水资源起到了重要的涵养调蓄作用,形成绿色水库,使丰沛的山区径流能基本保持稳定。全球性气候暖化,已对白 色水库造成威胁,人类活动对森林草地的破坏,也造成严重的水土流失。如何保护好高山带的白色水库与绿色水库已是当务之 急。(2)水资源得天独厚。如上所述,西北广大内流盆地,尽管呈现典型的荒漠景观,气候极端干燥,年降水仅20 ~ 100毫米, 不能形成径流,但盆地四周的广大山区,提供了十分丰富的水源,形成我国干旱区特有的水资源优势。据概略统计,上述盆地 的总水资源约为900亿立方米,其中河西走廊为82亿立方米, 准噶尔盆地为308亿立方米,塔里木盆地为438亿立方米,柴达木盆地为49亿立方米。以上总水资源世,接近两条黄河的年均 径流。特别是由于地广人稀,主要耕地及居民点都集中在仅占总面积5% ~10%的绿洲地区,因此人均占有水ii高于 国内其它地区。例如塔里木盆地人均水重为6049立方米/年, 准噶尔盆地为3449立方米/年,河西走廊为1590立方米/年,柴达木盆地可达33164立方米/年。相比之下,华北地区人均水世不足1000立方米/年,海河流域仅300~400立方米/年,相差悬 殊。内流盆地的水资源,普遍具备以下特点:①每条河流自山 区流人的径流量,基本相当或接近全流域的总水资源;②由于冰 雪资源与森林带的调节作用,河川多年年均径流世相对比较稳定;③地表水、地下水相互重复转化,形成一个不可分割的统一 体;④每条河流自上游至下游,要流经2 ~3个分割的小盆地,由 河流串联构成一个统一的水文系统和水资源系统;⑤每条河流 对全流域的生态环境与生态系统起主要制约作用。当前存在的主要问题,总体上不是水资源的供需矛盾,而 是水资源的严重浪费及大水漫灌使土地大面积盐溃化。由于缺 乏统一规划与科学管理,地表水、地下水不能联合开发综合利用;上、下游水资源得不到合理分配,造成上游大量消耗,下游河 流断流、湖泊干涸,地下水位剧烈下降,水质恶化,植被枯萎死亡,大片绿洲沦为荒漠。生态环境急剧恶化,已面临亟待抢救的 危急关头。(3) 地上水库与开发利用地下水库。自20世纪50年代以来,西北干旱地区为了充分开发利用来自山区充沛地表径流,陆 续在河流出山口修建了大世水库,不少地区地表水的开发程度已达到总水资源的70%以上。虽然水库建设对促进农业生产 发挥了显著的经济效益,但往往由于不理解干旱地区生态环境与水资源的特点,而忽略了其不利的一面,甚至不惜牺牲生态效 益换取经济效益。干旱区内流盆地水资源的主要特点之一,是地表水、地下水 相互转化。在天然状态下山区河流进人盆地后,80%以上的地 表径流在流经山前戈壁带时就全部渗人地下,转化成地下水;又在戈壁带前缘溢出地表,汇聚成泉集河流人绿洲,成为绿洲耕地 的主要灌溉水源。戈壁带实质上是由巨厚卵石层所构成的一个占有巨大空间的地下水库,具备良好的储水条件与调节功能。与地上水库对比,主要具有以下优势:①地下水位埋藏深,由数 百米逐渐降至数十米,不存在蒸发损失问题;②由于西北地质特 有的强烈升降运动,山前凹陷带由巨厚卵石层构成簸箕状深槽,地下库容巨大;③卵石层渗透性强,孔隙率大,沉积物单纯,具备 良好的储水条件;④地下水力坡度大、流速快,具有极强的传输 能力,有利于垂向渗人与侧向流动;⑤具有良好的多年调节功能,溢出带的泉流量,不受气候影响,能常年保持稳定。地上水库修建以后,实际上替代了原来地下水库的储水功 能,其主要后果是:①干旱区年蒸发率达1000 ~3000毫米,造成 水面巨大蒸发损失,配套修建的髙衬砌渠道,远距离输水至绿洲地区,沿途再度遭受蒸发损失;②修建水库或渠道,均需耗费巨 大投资,以及相应的维修费用,而利用地下天然水库,既无蒸发损失,又不需要高额投资,③地上水库调节功能不强,不能保证 春旱供水需要;大部分水库淤积严重,库容日趋萎缩;④修库后戈壁带地下水补给急剧减少,溢出带泉流相应衰减,甚至枯 竭,原有的泉灌系统受到严重破坏;⑤山前带是地震强烈活动带,修建水库要冒很大风险。20世纪60年代前,绿洲耕地以泉灌为主,下游盆地以河灌 为主;大量水库修建以后,泉流逐年衰减,原泉灌或河灌系统逐渐被渠灌或井灌系统所替代。由于地下水的补给来源不同程 度已被上游水库所拦截,井灌系统成为无米之炊,如石羊河流 域,超采现象十分严重,地下水位急剧下降。同时为追求扩大耕地而建设新绿洲,水库内很大的一部分水被引到山前戈壁带或 下游盐土带,大力开垦荒地。由于荒地土壤贫瘠,需消耗2 ~3 倍的灌溉用水,特别是戈壁带土层薄,地下水位深,灌溉用水大 部分渗漏损失,不能重复利用。盐土带开垦以后,由于大小漫灌 和缺乏排水措施,地下水位大幅度抬升,造成大面积土壤盐溃化,尤以新趣最为突出,盐溃化土地占耕地面积35%以上,弃耕 土地超过1000万亩(1亩=666. 6平方米)以上,几乎相当于历年荒地开垦的总面积。(4) 水资源的天然平衡受到严重破坏。如前所述,每条河 流自山区流入的径流量,基本代表全流域的总水资源。河流上 下游盆地由河流串联组成一个相互联系而又统一的水资源系 统。全流域的总水资源与各盆地消耗水童的总和基本保持平衡。通过长期的历史演变,各盆地之间水资源的分配,也逐渐形 成一个比较稳定的天然平衡状态。自大童修建水库以后,由于缺乏统一规划与科学管理,上游 地区为开拓新绿洲不断扩大灌溉面积,水资源的消耗日趋增 长,而下游地区的来水量则相应减少,已成为西北干旱地区的普遍现象。因而上、下游之间水资源分配的矛盾、水资源开发与保 护生态环境之间的矛盾都日益激化。例如石羊河下游民勤盆地,20世纪50年代的来水量为5. 47亿立方米/年,90年代末已 下降到1亿立方米/年左右。黑河流域下游的额济纳旗盆地,50 年代来水量不小于8亿立方米/年,自80年代以来,逐渐下降到 2亿立方米/年以下。塔里木河干流上游年径流量为50亿立方 米,由于任意截流引水,至中游已下降到10亿立方米,下游卡拉水文站50年代年径流量 13.5亿立方米,1997年已降至1.94亿 立方米,以致下游300公里的“绿色长廊”因河流断流大部分已 沦为一片沙漠。水是维持荒漠绿洲生态系统的决定因素,水资源的重新分 配,不仅打破了水资源系统的天然平衡,同时也严重破坏了全流 域的生态平衡,导致生态环境严重恶化。下游地区来水盘的急剧减少,造成河流流程缩短,湖泊萎缩或干涸,地下水位持续下 降,水质恶化,绿洲被沙漠侵占的范围日益扩大,部分耕地撂荒,外围草场、灌木林等大片植被退化或死亡,最终形成土地大面积 荒漠化。自然界许多自然现象的演变,往往需要几百年或上千年才 能看出它的变化,可是人类的各种活动往往只需几十年或上百 年,就能对生态环境造成严重影响。例如黑河下游的终端湖,历史上著名的居延海,1940年的水上面积尚有120平方公里,但 20世纪80年代就完全消失,沦为沙漠。孔雀河的终端湖罗布泊,1940年水上面积尚达1900平方公里,20世纪60年代缩小为530平方公里,80年代全部消失。以上巨大变化,仅经历不 到100年的时间。河流断流与湖泊消亡,促进气候更趋向干旱化,地下水位 持续下降与水质恶化,加快大片植被的死亡。我国西北干旱地 区十分珍贵的胡杨林,在全球已所剩无几。此类林木当地下水位低于5米,矿化度超过5克/升以上时,就开始枯萎;当水位下 降至10米以下,矿化度升髙至10克/升以上时就全部死亡。黑河下游约近600万亩(1亩=666. 6平方米)的乔、灌木次生林,在近 几十年内全部枯萎死亡。塔里木河1958年尚有780万亩(1亩 = 666. 6平方米 )胡杨林,到1995年仅余213万亩(1亩= 666.6平方米)。下游地区地下水位由2 ~3米下降到12米,矿化度上升至5 ~10克/升,50年代尚有81万亩(1亩=666_6平方米)胡 杨林,到1995年仅余11万亩(1亩=666. 6平方米)。如果亲自到现 场看一看,那茫茫一片光秃秃的枯木,满目凄凉,令人触目惊心。如此巨大的变化,只是半个世纪内发生的事。大片土地的沙漠 化,造成强烈的沙尘暴天气,其发生频率及强度一年胜过一年,造成重大经济损失,不仅直接威胁河西走廊及宁夏河套等地区, 而且也影响到华北地区。(5) 还草、还林,首先要还水。干旱地区生态建设离不开水 资源,水资源是生态建设的前提和基础。生态环境建设,必须与水资源利用综合考虑,统筹规划。在水资源分配上,不仅要考虑 上、下游水资源的合理配置,还要考虑农业用水、城市和工业用水,以及生态用水之间的合理配置。为了保护和改善生态环境,特别是防止下游地区生态环境 继续恶化,实行还草、还林、还地,必须首先要还水,重新调整上、 下游之间水资源的比例关系,逐步压缩上游地区的耗水,逐步 扩大下游地区的流人量,达到一个比较合理的新的平衡关系。 压缩耗水主要有两个途径,一个是防止浪费,提髙水的利用效 率,实行髙效节水农业。另一途径是对新建立的人工绿洲,凡耗水量大而经济效益低的耕地,以及盐溃化严重而又缺乏治理措 施的耕地,坚决实行弃耕。把以上这两部分水还给下游被撂荒的老绿洲,或还给被掠夺水源、改用井灌而又严重超采的老绿 洲,如石羊河流域的武威地区。对于生态环境已遭严重破坏的地区,如石羊河下游的民勤 盆地、黑河下游的额济纳旗盆地,以及塔里木河下游300公里的 “绿色长廊”,要进行生态建设。实现还草、还林、还地是一项非常艰难的生态工程,需要10年、20年,甚至半个世纪的漫长时间才能看到效果,而且需要地学(特别是水文地质学)、生态学、农学、水利学等各方面专家,进行联合攻关,才有可能完成这项 长期而又复杂的系统工程。为了保护和改善生态环境,进行水 资源的合理分配,首先要考虑生态用水的需要,特别是大力保证为维护绿洲外围的草地、灌木林、沙枣林,以及胡杨林等植被的 用水需要,并积极抢救正在枯萎或已死亡的灌木林或胡杨林。例如为了抢救正在枯萎的胡杨林,必须保证引人足够的水堡,能 满足使地下水位由5米以下抬升到3 ~5米,矿化度由5克/升以上淡化到5克/升以下。要恢复正常的生态环境,必须首先恢 复合理的水环境,两者相辅相成。因此研究地下水与地表植被 之间的生态关系,至为重要。如果缺乏必要的水资源条件和必要的生态环境,那么盲目的种草、植树,都必然要遭到失败。为了保护生态环境,还必须合理开发利用水资源,把地表 水、地下水作为一个整体,统一规划,联合调度,综合开发,合理 利用。长期以来,片面以开发地表水为主,而忽视地下水在干旱地区所具优势,以致原来的泉灌系统受到不必要的破坏。今后 应适当限制修建地上水库或采取拦河坝的形式,以扩大地下水的补给来源,同时拦截部分地表水,解决春旱期间的农业用水。充分利用戈壁带天然地下水库的调蓄功能,大力保护泉水资源,根据泉灌、渠灌、井灌、河灌相结合的原则,因地制宜,重新建立 新的灌溉系统。绿洲带以泉灌为主,河灌或井灌为辅,盐土带以 实行井灌、井排为主,渠灌为辅。凡单一的井灌系统又严重超采的地区,应改为井、渠结合,互相调剂,必要时应采取人工补给等 措施,以保证地下水的补给来源。充分利用地表水、地下水相互转化的关系,以提髙水的重复利用率。根据水资源的承载能力,在不影响天然绿洲的前提下,容许在具备开垦条件的地区,适当 发展人工绿洲,但要严格防止片面为发展经济而损害生态效益,或以牺牲下游地区的社会、经济效益作为代价,以满足上游地区发展经济的需要。内流盆地的每条河流,从上游到下游,从山区发源地到终端 湖泊,是一个完整的不可分割的整体。包括统一的水文系统、水 资源系统与生态环境系统,彼此相互制约,相互影响。因此全流域的生态建设,必须与水资源的开发利用综合考虑,统筹规划, 实行全流域的可持续发展。保护西北干旱地区的生态环境,加强生态建设,已是一项刻 不容缓的紧迫任务,但又是一项艰巨、复杂,需要一代人甚至几 代人才能完成的长远任务,非短时间内可见效。对生态环境遭. 受严重破坏的地区,必须采取紧急抢救措施,遏制其继续扩大。 当前应以保护绿洲及其外围的草地或乔、灌木林为重点,实行还 草、还林、还地,但关键是首先要还水,对水资源重新进行优化分配,并在此基础上建立新的生态平衡。地表水、地下水两者互相转化,是不可分割的统一体,必须 统筹规划,综合开发,合理利用。应当看到地下水在干旱地区所 具有的特殊优势,纠正长期以来重地表水、轻地下水的倾向,把地下水放回其应有的地位。充分利用山前巨大的天然地下水 库,其调节功能及实际效益均远远优于地上水库。根据地表水、地下水综合开发的原则,应合理调整现有灌溉系统,实行泉灌、 渠灌、井灌、河灌相结合,按照生态环境水平分带规律,因地制宜,采取各种不同组合。必须严格限制扩大耕地,而以提髙单位产a作为主要目 标。坚决放弃髙耗水、低效益的人工绿洲,建立髙效节水农业,作为重新调整水资源平衡关系的主要措施。水资源的科学规划 与优化分配,如果没有强有力的管理机构恐亦难以实现,特别是跨省、跨地区流域,甚至包括跨国流域。因此如何改进管理体 制,完善有关法规,建立具有权威性、超脱性的管理机构,真正实行科学管理,值得进一步深人研究。西北干旱区的生态建设、生态环境保护、水资源开发的合 理规划与科学管理,都是非常复杂、科学性极强的新课题,需要 组织多学科共同合作,进行综合研究。例如全球变化对干旱区水循环及生态环境影响的研究,干旱区河流水文系统、水资源系 统与农业生态系统相互关系的研究,山前地下水库开发利用的研究,地表水、地下水联合调蓄、统一调度的研究,水资源的优化 分配与供需平衡的研究,流域水资源与灌溉系统合理规划的研究,流域水资源与多目标决策管理模型的研究,干旱区地下水与 植被生态系统的研究,干旱区土地荒漠化、盐碱化治理研究,干旱区地方病与水文地球化学的研究,干旱区高效节水技术的研 究,等等。

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