西北地区生态环境建设区域配置及生态环境需水量研究

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西北地区生态环境建设区域配置及生态环境需水量研究

发表日期：2006-02-20 浏览人数：作者：来源：《中国水利》2003-5A刊　评论条

一、西北地区主要的生态环境问题

我国西北地区幅员辽阔，干旱缺水，生态环境极为脆弱。西北地区水资源分布极不均匀、人口压力大、水土资源过度开发利用，生态环境遭到破坏，目前我国西北地区生态环境恶化的趋势还未得到遏制，问题仍很严重。西北地区生态环境的主要危机综合表现为土地荒漠化，即干旱区、半干旱区、干旱亚湿润地区的土地退化。尤其突出地表现在以下几个方面。

１．干旱区内陆河流域挤占生态环境用水，导致下游天然绿洲的衰亡

塔里木河下游来水量减少，大西海子水库以下３００km的河道已断流３０余年，阿拉干以南地下水水位由２０世纪５０年代的３～５ｍ下降至６～１１ｍ，导致下游胡杨林大片死亡，绿色走廊的宽度也由５～１０km收缩到１～２km，并且仍在不断衰败之中，下游胡杨林已经缩减了８６％（与２０世纪５０年代比），现存的植被也已经岌岌可危。伴随塔里木河下游绿色走廊的消失，库木塔格沙漠和塔克拉玛干沙漠多处正趋合拢。类似的情况在黑河、石羊河流域都十分严重。黑河中游地区大规模开荒垦地，使下游水量急剧减少，导致尾闾湖泊消失，西居延海、东居延海水面面积２０世纪５０年代仍十分广阔，分别为２６７km2和３５km2，西居延海于１９６１年干涸，东居延海到１９９２年彻底干涸。水量减少带来的连锁反应是组成生态系统的各种生物衰败，沙化急剧发展，下游三角洲天然生长的乔、灌、草，由三层结构逐渐演化为二层、单层，甚至大片枯死。胡杨林面积由２０世纪５０年代的７５万hm2 下降到９０年代的２．２７万hm2 。民勤绿洲已有３．３万hm2 天然灌木林枯萎、死亡，有２．０万hm2 农田弃耕，部分已变为沙漠。

２．灌溉方式不合理，导致人工绿洲土地盐渍化，水质恶化

新疆地区盐碱化耕地占现有耕地的３１．１％。其中，焉耆盆地耕地地下水位埋深小于２ｍ的面积占总面积的９０％，地下水埋深比２０世纪７０年代普遍上升１ｍ，耕地盐渍化面积占总耕地面积的７６％。河西走廊盐碱化耕地占现有耕地的面积达１４．７％。

３．陡坡开垦、植被破坏，使黄土高原水土流失仍然十分严重

黄土高原多年平均侵蚀产沙１６亿t，其中黄土高原丘陵沟壑区年均土壤侵蚀模数多为５０００～２００００t／km2。虽然近年来由于各种水土保持措施的作用，产沙减少３亿ｔ，但干支流下流河道淤塞更加严重。同时，由于人类活动的影响，２０世纪９０年代，甘肃、青海两省水土流失面积增加２．５万km2。黄河中游水土流失是下游泥沙淤积和洪涝灾害的根本原因。

４．过度放牧导致草地退化沙化严重

由于过度放牧，广大内蒙古草原草地退化面积２０世纪８０年代占草地总面积的３５％，到９０年代这个比例已扩展到６０％，目前大约１１．２万km2的荒漠草原已经沙化。黑河下游沙化土地从１９７５年的２１．５％扩大到１９８６年的３６．８％，目前这里绿洲８０％的土地为沙化土地。

二、生态环境建设的区域配置

生态环境建设的区域配置应当重视原来自然系统的本底状况及其演变规律，全面理解生态环境建设的实质，保护与恢复、改善并重，寓保护、恢复、改善于合理利用之中，在充分分析不同流域或区域生态经济特征的基础上，划分生态环境建设类型区，统筹全局，因地制宜地合理安排生态环境建设，宜荒则荒，宜草则草，宜林则林。

１．干旱内陆区生态环境建设区域配置

对上游山区水源保护区应进行坡耕地退耕退牧还林还草，增加林草植被，提高水源涵养能力，切实保障中下游的下泄水量；中游农牧区应封育保护天然绿洲，开展以农田林网为主的人工绿洲林业生态工程体系建设，调整土地利用结构，压缩农田灌溉面积，限制高耗水粮食作物种植，建立特色果品生产基地，发展节水高效型生态农业，提高水资源利用效率，防治盐碱地；下游天然绿洲区应建立天然绿洲保护区，切实保障上中游的下泄水量，保护绿洲的天然植被，封育草场，限制过度放牧，防治天然绿洲荒漠化。

２．半干旱草原区生态环境建设区域配置

本区生态环境保护、恢复与改善的关键在于协调人口增长、畜牧业发展与草地资源承载力的矛盾，以治理退化草原为重点。对草地资源进行宏观规划和科学管理，加大投入，注意区域农牧业生产的最佳组合和整体效益。牧区繁育出栏、绿洲育肥，制止草场超载，使草场能够得以休养生息，实施奖惩条例，建立人工草地，发展舍饲养殖，保护草地资源，划分禁牧区与轻度放牧区，制止超载放牧。改良草地质量，提高载畜能力；发挥资源优势，开展多种经营，控制人口增长。

３．黄河流域生态环境建设区域配置

黄土高原水土流失的防治必须以小流域为单元，生物与工程措施相结合，综合规划、综合治理、综合开发利用，发挥综合效益；对多沙粗沙区坡度在２５°以上的坡地进行封育和对坡度在１５°～２５°之间的坡地进行退耕还草、灌、林等，增加植被覆盖度，对坡度小于１５°的坡地修梯田、护坡等治坡措施，结合沟道淤地坝等治沟工程，减少水土流失。水土流失综合治理，还应与扶贫相结合。重点治理“两河两川、十大孔兑”地区。同时，应尽快解决渭河下游水质污染、地下水超采与河口淤塞等问题。

三、分区生态环境需水量估算

在西北地区生态环境建设中，生态环境需水估算是一个重要的问题。

１．生态需水与生态耗水

生态需水是指维系生态系统现状、修复和发展其功能而具有特定目标的水需求。例如维系现状生态系统不再退化、恢复某个时期生态系统或者具体建设目标下，生态系统对水（资源）的需求。

生态耗水是生态系统实际消耗的水量，在生活、生产和生态（即所谓的“三生”）用水共享条件下的耗水量。它与区域社会经济有关。它的耗水来源于降水性（西北地区６９００亿m3）的大部分和径流性（地表、地下１６３５亿m3）的一部分平衡计算确定。后者纳入水资源配置中。

在西北内陆区，因为内陆河下游降水非常少，维系的生态植被系统主要消耗地表、地下径流性的水资源，需要估算的生态耗水量也就是生态需水量。但是，在黄河上游地区，情况就比较复杂。一方面，天然植被蒸发对水的需求可以通过自然降水条件来满足。而另一方面，由于水土保持等措施建设林地，减少了输送到河流下游的水资源量，加上要考虑河道输盐冲沙等环境功能等，在黄河上游地区生态环境需水量与生态环境耗水量的具体估算与内陆区不同。

２．生态需水估算

一个流域的生态环境需水估算与流域水循环以及“水—生态”相互作用规律有关。河流系统生态环境需水量主要应包括：①河流系统中天然和人工植被需水量，包括水源涵养林、水土保持措施及绿洲天然植被的需水量；②维持水（湿）生生物栖息地所需的水量；③维持河口地区生态平衡所需的水量；④维持河流系统水沙平衡的输沙水量；⑤维持河流系统水盐平衡的水量；⑥保持河流系统一定的稀释净化能力的水量；⑦保持水体调节气候、美化景观等功能而需损耗的蒸发量；⑧维持合理的地下水位所必需的入渗补给水量等。在实际的生态环境需水估算中，有河道内和河道外之分。这里河道外的生态需水估算主要指维系一定植被系统的需水，河道内的需水主要指维系河流系统生态环境功能的基本流量、河道冲沙水量以及河流尾闾湖泊（湿地）的蒸发需水。生态需水量需要利用区域调查、遥感信息和水文学方法相结合的途径，进行综合分析确定。

估算西北地区生态环境需水的基本思路与方法：首先，进行自然生态系统分区。在此基础上利用现状２０００年遥感ＴＭ信息（３０ｍ×３０ｍ分辨率），分析出我国西部１∶１０万土地利用图；进一步调查收集西部地区每个省份得到的地区县市林地草地面积；进行综合分析后确定不同植被类型的面积。其次，依据在西部收集的植被耗水实验参数，开展不同地区植物蒸发计算，分析它与本地降水的差值，推求不同生态植被单元的生态需水量。然后，将不同生态植被单元与水资源三级分区图叠加，分析流域河道内、外生态环境需水，进一步求得流域生态环境需水量，其中对计算的结果主要采用流域水资源平衡关系核算与调整。最后，对流域和区域结果汇总，确定贺兰山以西的内陆干旱区、贺兰山以东阴山以北的半干旱草原区、贺兰山以东阴山以南的黄河流域这三个大的分区的生态需水量。这里得出的生态需水量是估算值，仅考虑了“三生共享”中需要的径流性水资源（地表水和地下水），未包括对降水性资源的需求。估算表明西北内陆区与黄河流域西北片生态需水占水资源总量５０％左右。在黄河流域区的生态环境需水中河道外用水量较少，其生态环境需水量主要用于河道内维持基流、河道冲沙等功能需水。半干旱草原区天然降水形成的土壤水和地下水，是维持草原天然植被的水源。因此当地植被生长所需水量仅靠降雨来维持。

四、几点认识与建议

１．挤占生态环境用水是西北干旱半干旱地区生态环境退化的主要原因

水是西北干旱区的生态环境状况的决定因素，随着人口增长与经济发展，生态用水将被人类生活与生产挤占，使原来靠水而生存的天然植被因失水或少水而退化。因此，生态环境保护和建设规划必须充分考虑水资源的因素，合理配置生态环境需水。

２．划分西北地区生态水利问题主要类型，确立“三生”用水共享观念

西北地区生态系统与水的联系可分为：河流、湖泊、流域自身的生态水利平衡及它们之间的联系，河流上、下游生态水利联系，河流左、右岸生态水利联系，河流河道内与河道外生态水利联系，流域地表水与地下水相互作用的生态水利联系。应根据“三生”用水共享观念，协调生态系统与水的关系。

３．尊重自然规律的生态分区及其因地制宜的生态环境建设配置

核心是因地制宜，应宜荒则荒，宜草则草，宜林则林。不可采用“人进沙退”的思想去征服大面积的沙漠，也不可在年降水稀少的地区发展乔木林，人工绿洲的草林的比重宜调整为５０％，实现农牧林相结合。

４．生态环境需水量的合理配置是实现人与自然和谐共处的重要原则

西北地区总体可以分为贺兰山以西、贺兰山以东—阴山以北以及贺兰山以东—阴山以南黄河流域三大区域。总的看来，西北内陆河流域生态需水量应占水资源总量的５０％左右，黄河流域部分考虑输沙水量也占水资源总量的５０％左右。在水资源的合理配置中要协调水与生态的关系，提供必要的生态需水是恢复植被的重要举措之一。

５．全面理解生态环境建设的实质，保护与改善并重，以保护为主

把建设与治理相结合，进行自然资源合理利用，保护生态环境。在生态建设中，重视自然封育，充分利用生态系统的天然恢复能力，使生态系统尽可能恢复到天然状态。自然封育既能避免外来林草不适应干旱缺水的问题，又能解决人工林生物多样性低的问题，同时又是最经济合理的恢复植被的有效措施。实践中应解决封育补偿经费的问题。

６．以小流域为单元，水土保持综合治理、开发与扶贫相结合

综合治理就是坚持非工程生物措施与工程措施相结合，治坡与治沟相结合，近期见效的措施与长远见效的措施相结合。对于干旱缺水，生态环境条件非常恶劣，农村饮水极其困难的地区，应进行生态移民。

７．加强宜林区域与天然次生林保育与经营，退耕还林的政策应实事求是

要解决封禁的补偿和年年造林不见林的问题，考虑还林补助期过后不致返耕的问题。制定还牧还草的补偿政策。实行退耕还草和退牧育草，建立干旱区草原自然保护区；以县、旗为单位因地制宜地进行目标管理是十分有效的。

８．必须加强生态环境建设各部门之间的协调与统一实施

西部大开发的重点之一是生态环境建设，各地区各行业积极行动，有多个部门的项目同时实施，建议加强部门间的协调。要协调好这些方面，地方领导是关键。

９．科学规划西北地区主要流域的生态环境建设，突出重点

塔里木河流域的主要生态环境问题是下游河道断流、地下水位下降，胡杨林和梭梭林等植被成片衰亡。焉耆盆地灌区土地盐渍化严重。通过上游山区水库置换平原水库，控制塔里木河上中游的农业灌溉水量，保证向下游的下泄水量，并通过河水漫溢，恢复下游的合理地下水位，恢复胡杨、梭梭、柽柳以及其他灌草植被，保证下游绿色走廊的生态安全。焉耆盆地要控制地下水位，加强灌区排水渠道建设。

艾比湖的主要生态环境问题是湖盆干涸时节带来的风沙问题，应保证一定的入湖水量，维持一定的水面。

石羊河下游民勤绿洲主要问题是河道断流、地下水位下降、青土湖干涸、梭梭林死亡等。应控制武威市农业灌溉的发展规模和耗水量，保证一定的下泄水量，提升下游绿洲的地下水位，使天然植被得到部分恢复。同时结合城市化向武威进行生态移民，解决当地群众的生活困难。

黑河主要生态环境问题是下游断流、尾闾湖泊东居延海和西居延海相继干涸、额济纳绿洲大量萎缩，胡杨林等植被大量死亡、衰败。应控制中游张掖市农业灌溉的发展规模和耗水量，保证一定的下泄水量，使天然植被逐步得到恢复，同时应考虑恢复东居延海的生态需水。

疏勒河流域主要问题是党河下游地下水超采。应停止向疏勒河流域大量移民，通过节水和提高水资源的经济产出率，发展经济。控制农田灌溉规模，停止地下水超采。

柴达木盆地主要生态环境问题是天然植被的人为破坏和土地撂荒后的沙化。应以保护天然荒漠植被为主，解决当地群众的燃料来源，遏制对植被的人为破坏，控制荒地的盲目开垦。同时，大力开展灌区节约用水，控制地下水位，防治土壤盐渍化。

青海湖近年来水位出现明显下降。应控制流域用水，保证入湖生态水量，维持湖水位的稳定。

黄土高原的主要生态问题是严重的水土流失，重点是两川、两河、十大孔兑、砒砂岩区等地区。通过退耕封育、生物和工程水土保持措施减少水土流失，水资源配置要考虑各种水土保持的生态耗水将减少一部分入河水量。

关中盆地的主要问题是渭河下游的淤积抬高和水质污染以及防止地下水超采的问题。应通过节水和调整经济结构，减少上中游用水，保证下游的冲沙水量，严格控制污染，同时应采取措施降低渭河的侵蚀基准面。

宁南山区的主要生态问题是严重的水土流失和贫困问题，应向扬黄供水区进行生态移民，减轻人口对宁南生态环境的压力和带来的破坏。移民后的退耕坡地以自然封育为主，逐步恢复宁南山区的生态环境。

１０．必须认识西北地区生态环境保护与生态环境建设的艰巨性与长期性

坚持统筹规划，突出重点、量力而行，不要随意加大治理任务，不随意要求提前“大见成效”，注意提高建设质量，坚持长期连续治理。

参考文献：