博斯腾湖水位变动对湿地生态环境的影响

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万洪秀等： 博斯腾湖水位变动对湿地生态环境的影响
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为耕作灌溉影响下， 形成了绿洲黄土、 绿洲潮土等耕作土壤。 在滨湖四周焉耆盆地绿洲上， 形 成了一定规模的种植业、 畜牧业、 林果业、 旅游业和芦苇业以及以当地原料为主的各种加工 业和产业。 各项产业的发展， 都有各自的生产条件， 但都与博斯腾湖的水位紧密相连， 需要一 个相对稳定的水位条件。 林地资源的影响 "#!#$ 对湖滨土地资源、 由于水位大幅度升降， 湖水位达到 %#&’( 的变差， 使湖滨高程在 $ )%&#*( 以上范围约 % ! 的土地无法有效利用。多年来， 由于博斯腾湖水位变幅较大， 当地土地资源、 林 $"#""+$) ,( 地资源的优势没有得到很好的发挥。 "#!#! 对水生生物资源的影响 水生生物包括浮游生物、底栖动物、 鱼类和水生植物四大类。 博斯腾湖水位的 大幅变动， 对湖泊的渔业潜力、 水生植物 生长、 草上自然产卵鱼类和其它以底栖动 物和水草为生的水生生物的繁殖和生长 影响很大。水位高低变幅过大， 特别是下 降过快不利于草上自然产卵鱼类的繁殖 和苗种生长。 图 % 利用相关分析和回归分 析， 对博斯腾湖的渔产潜力和水位高程进 行分析， 可以看出， 两者关系非常密切， 水 位在一定范围内升高， 渔产潜力也相应增 图 % 博斯腾湖不同水位高程时的渔产潜力 F理论值 G 大， 呈强正相关关系。水生生物是湖泊中 345#% 34B,4C5 ?;7=>H< ?78<C849: 7@ A7B8<C D9E< 98 =4@@<;<C8 I98<; 水、 底质和光的最大利用者， 其质和量的 （8,<7;<84H J9:>< ） :<J<:B 变化都直接引起鱼类饵料基础的变动。 特 可有效吸收水体营养物， 为水生 别是沉水植物， 多生活在没有芦苇的水深 $-*( 的浅水区， —水位迅速上涨 经济动物提供生活、 繁殖、 索饵育肥、 逃避敌害的场所。 水位的不稳定变化—— 淹没大量水草； 持续下降导致浅水和沼生种类减少， 不利于水生植物生长， 从而直接影响鱼 产量与经济水产动物产量。 水位大幅度上升和下降也直接影响浮游动物、 底栖动物等水生生 物的生存和发展。 "#!#" 对芦苇湿地资源的影响 芦苇为湿地植物， 能保护湿地并降解污染物， 利用不同生态型芦苇， 可以改善、 保护、 恢 复与重建生态环境 .*/。 芦苇一般生长在浅水水域， 有一个适宜的水深范围， 水分缺乏和水深过 大都不利于生长， 湖泊水位大幅度升降， 会直接影响到芦苇的生长和产量。 水位下降， 生长芦 苇的条带变成滩地， 丧失灌水条件， 芦苇衰退， 底质也发生变化， 新生芦苇的生长条件就变 劣； 水位升高， 在一定程度上影响芦苇生长， 甚至在某些地区淹没芦苇，致使芦苇死亡， 芦苇面积缩小、 长势衰退， 芦苇湿地的生态 质量大为降低， 芦苇生物量相应减少。根据 现 有 的 统 计 资 料 ， 图 * 表 示 出 $01$ —!))) 年博斯腾湖芦苇的总产量， 该资料中芦苇区 主要包括西南小湖区、 大湖西岸区、 黄水沟 区。可以看出，博斯腾湖芦苇总产量从 $01$—$011 年 间 持 续 下 降 ， $011—!))) 年 不断增长，与博斯腾湖 $01$—!))) 年水位 图 * 博斯腾湖 $01$2!))) 年的芦苇总产量 变化的趋势图是一致的， 由此可见， 水位的 345#* 6789: ;<<= 7>8?>8 7@ A7B8<C D9E< @;7( $01$ 87 !)))
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博斯腾湖水位变化分析
博斯腾湖水位变化情况 根据博斯腾湖水位历史资料， 博斯腾湖大湖 $,-- —!%%! 年平均水位在 $ %&.(， 最高水 最低水位为 $ %&&".)(。当水位在 $ %&,"),( 时， 水面面积为 $ )%,"$’(!， 库 位为 $ %&,"),(， 当水位在 $ %&&".)( 时， 水面面积为 *-&"&’(!， 库容为 -%"&!#$%*()， 最高 容为 $%$"!-#$%*()； 水位与最低水位升降为 &"/.(， 最大水面面积与最小水面面积的差值为 &-&"/’(!， 最大库容 与最小库容的差值是 -%"*)#$%*() 0$1。 有实测资料以来博斯腾湖面积和 水位变化大概经历了 ! 个主要阶段 （ 图 !） ， !% 世 纪 -% 年 代 中 期 到 $,*/ 年， 湖水位呈现波浪式下降， 并达到海 拔 $ %&-"%%( 的 最 低 水 位 ， 它 比 $,-. 年 前 期 最 高 水 位 下 降 了 )")&( ， 平均每 年下降 $%"&&2( 。 随着湖水位的下降， 水 湖泊储水量 域面积相应缩小了 )%.’(!， 减少 )-#$%*()。 从 $,*/ 年起， 博斯腾湖 水位持续上升， 而且上升的速度很快， 图 ! 博斯腾湖 $,--E!%%! 年水位变化趋势 博 斯 腾 湖 水 位 从 海 拔 $ %&-( 上 升 到 345"! F7;@: 97=G4A5 27;A54A5 :@8A? => G;:8@ H8I8H => C=9:8A 仅 用 了 $- 年 的 时 间 。 海 拔 $ %&*",( ， D;’8 >@=( $,-- := !%%! !"! 博斯腾湖水位变化原因分析 湖泊水位变化与出入湖泊的径流量、湖面降水及蒸发、地下水补给运动等要素密切相 关， 而出入湖的径流量又主要受天然径流量及入湖前径流和出湖径流利用量的影响， 湖面降 水、 蒸发及地下水内渗和外渗在一定条件下是相对比较稳定的0$1。 博斯腾湖湖泊水位的变化与主要补给河流—— —开都河径流量的变化有直接关系，其它
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博斯腾湖水位变化对湿地生态环境的影响
对湿地水质$%&的影响
博斯腾湖水位大幅变动对湖水化 学因子的含量、 有机质浓度、 湖泊富营 养化等有较大影响。 从近些年博斯腾湖 水位与水质变化关系可以看到， 博斯腾 湖水位的高低与矿化度存在着明显的 湖水水位低时矿化度 负 比 关 系 2 图 13 ， 则高，如 ".,& 年博湖水位达到最低水 湖水矿化度则达到最高 位 " ()/%((+ ， 而湖水水位高时矿化度则低， "%,&4 5 6 ； 湖水矿化度 如 !((! 年水位 " (),%.(+， 为 "%"&4 5 6。影响湖泊水质的因素有湖 图 1 多年博斯腾湖水位与水质的关系 泊来水、 湖泊出流、 湖泊水位以及蒸发 ;<4%1 =>?@A<BCD:<E F>AG>>C G@A>H ?>I>? @CJ KL@?<AM BN OBDA>C 等气象条件，这里先不考虑其它因素， 6@*> BI>H M>@HD 单从湖泊水位来研究，应用相关性分 （! 表 析， 可以得出博斯腾湖水位与水质变化存在如下关系： !781%),, /"9" (/!%"， # !7(%00" . 示水位， ， 两者呈负相关关系。 " 表示水质） !"’ 对湿地各类资源的影响 博斯腾湖流域的焉耆盆地属于中生代断陷盆地， 由于盆地山体高低、 干湿程度、 河流搬 迁能力等诸因素， 使湖的四周形成大大小小的三角洲。 博斯腾湖是新疆芦苇主要产区和渔业 基地， 其湿地类型可分为潜育沼泽、 泥炭地、 湖泊， 具有维持生物多样性、 调蓄洪水、 防止自然 灾害、 降解污染等不可替代的功能。根据水源、 地理位置条件， 该湖湿地可分为三大区： 黄水 盆地发 沟区、 大湖西岸区及西南小湖区， 总面积约 1%/),’"():+! #"$。在特定自然条件影响下， 育有棕漠土、 龟裂土、 平原林土、 草甸土、 沼泽土及盐土等土壤类型。 在现代三角洲下部， 在人
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资源Biblioteka 学报!"#$%& ’"$% ()*$+%,,-
-//0 年 1 月
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博斯腾湖水位变动对湿地生态环境的影响
万洪秀 !"# 孙占东 !" $"# 王 润 !
（.: 中国科学院 南京地理与湖泊研究所， 南京 -.///; ；-: 中国科学院 研究生院， 北京 .///64 ）
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河、 黄水沟、 清水河、 乌拉斯台等河为主要入湖河流， 而常年性河流只有开都河。开都河流域 & ! * ) 面积 !"!#$% ’( ， 入湖水量多年平均为 )&"!#$% ( ， 占入湖水量的 *)"&+ ， 是惟一能常年补 给博斯腾湖的河流。
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博斯腾湖水系示意图
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收稿日期： 修订日期： -//23/43-/ ； -//23..3/5 。 基金项目： 国家自然科学基金资助项目 （6/15./-- ） 。 第一作者简介： 万洪秀 7.4553 89 女 9 江苏人 9 助理研究员 9 主要研究方向为地理信息系统与湿地生态研究。
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万洪秀等： 博斯腾湖水位变动对湿地生态环境的影响
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研究区概况
博斯腾湖位于新疆巴音郭愣蒙古族自治州，地处 6.C20D?6-C.6D% ， 是 ;0C6/D?;5C20D* ， A.B 我国最大的内陆淡水湖泊 7 图 .8 。 境内水域辽阔， 东西长达 22=< ， 南北平均宽约 -/=< 。 水位 ; 1 时， 水面面积为 ， 容积为 ， 平均水深 ， 最大水深 。 湖盆 . /6;:2< . -./:2=< 4/@./ < 5:2< .0< 呈深碟状 9 中间底平 9 靠近湖岸水深急剧变浅。 博斯腾湖水系的入湖河沟有 ./ 多条 9 其中开都
博斯腾湖地处我国西北干旱区， 水域面积辽阔， 水位变化在海拔 . /66:2?. /64< 左右， 既是开都河的尾闾湖， 又是孔雀河的源头。它不仅是巴音郭愣蒙古族自治州各族人民生活、 对该地区抗旱、 防洪都有 生产的主要水源， 而且是开都河3孔雀河之间的天然径流调节水库， 重要作用， 同时提供丰富的水生动植物资源， 改善焉耆盆地生态与环境， 是该地区生态环境 的重要保障。 但是， 自 -/ 世纪 2/ 年代中期以来， 由于博斯腾湖水位变动较大， 引起了一系列 博斯腾湖水位持续下降， 平均每年下降 /:-<， 生态环境问题。在 .45.—.4;5 年的 .0 年中， 水面面积减少 ..:;=<-， 库容减少 .:40@./;<1； 在 .4;5—-//- 年的 .2 年中， 博斯腾湖水位持 续上升， 平 均 每 年 上 升 /:1-<， 水 面 面 积 增 加 1/:1=<-， 库 容 增 加 1:14@./;<1 A.B。 资 料 显 示 ， .4;0—-//- 年 博 斯 腾 湖 经 历 了 有 史 以 来 的 最 高 水 位 和 最 低 水 位 ， .4;5 年 达 到 最 低 水 位 ， 年后水位开始持续上涨， 年平均水位已超过 世纪 年代中期水平，达到实测 .4;5 -//-/ 2/ 资料以来历史最高水位。水位过高或过低都会带来生态与环境的破坏， 当水位过高时， 湖水 面积增大， 引起周围土壤排水困难， 形成盐碱化， 超过控制水位还会造成洪水灾害； 水位过 低， 则影响湖泊生态系统， 影响渔业和向孔雀河的输水量。博斯腾湖水位大幅变动与湿地的 水资源、 土地资源、 渔业资源、 芦苇资源、 旅游等资源的综合、 合理开发利用关系紧密， 应该正 确认识和运用自然规律， 采取科学的决策， 解决好博斯腾湖水位大幅变动带来的挑战。
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影响因素包括人类活动用水、 生态用水和博斯腾湖出流等方面的内容， 生态用水包括湖面蒸 发、 地下水补给情况等对湖面水位有影响， 但影响远比人类活动用水和博斯腾湖出流等因素 要小#!$。 博斯腾湖水位的变化首先与流域内河川径流量的变化有直接关系，博斯腾湖流域集水 有开都河、 黄水沟、 清水河和曲惠沟等大小河流， 其 中 开 都 河 以 其 !%!’ 面积约 !%&’"()*+!， ) ! "( *+ 的流域面积占据各河川径流量之首。开都河流域集水区主要依靠降雨径流和冰川融 是博斯腾湖最主要的补给水 水径流补给， 开都河径流占博斯腾湖入湖总径流量的 ,(- 以上， 源。根据水文资料及相关资料统计，开都河 "./0 —".0/ 年 "( 年平均年径流量为 1)%.0’ 农业引取水量为 .%))’"(,+1； 农业引取水 "(,+1， ".00—".&/ 年平均年径流量为 1)%"&’"(,+1， , 1 , 1 量为 "/%(’"( + ； ".&0—".,/ 年平均年径流量为 1(%/&’"( + ，农业引取水量为 "0%!’"(,+1； 农业引取水量为 "(%,’"(,+1； ".,0—"../ 年平均年径流量为 1!%!’"(,+1， "..0—!((( 年平均 , 1 , 1 #1$ 年径流量为 )!%1,’"( + ， 农业引取水量为 "(%/1’"( + 。由此可见， 开都河 "./0—".0/ 年 — 年 也 属 平 水 年 ， 但 是 农业引取水量较高； 间属平水年，农业引取水量较小； ".00 ".&/ 而农业用水引取水量却达到了 ".&0—".,/ 年间开都河多年平均年径流量达到历史最低点， — 年多年平均径流量开始回升，农业引取水量较趋于平稳； 历史的高点； ".,0 "../ "..0— 而农业用水引取水量却有减少。从以上 !((( 年开都河多年平均径流量达到历史的最高点， 分析可以得出， 博斯腾湖水位变动主要原因是开都河径流量的变化引起的， 博斯腾湖流域农 业用水及出流量对博斯腾湖水位的变动也有一定的影响。
摘要：根据 .422 — -//- 年博斯腾湖水位历史观测记录统计资料， 对博斯腾湖水位变动情况进行了 分析。有实测资料以来， 博斯腾湖水位和面积变动大概有 - 个主要阶段： 博斯腾湖 .45. — .4;5 年， 水位持续下降， 平 均 每 年 下 降 /:-< ， 水 面 面 积 减 少 ..:;=<-； 博斯腾湖水位持续上 .4;5 — -//- 年 ， 水面面积增加 1/:1=<-。分析表明， 博斯腾湖水位变动主要原因是开都河 升， 平均每年上升 /:1-< ， 径流量的变化引起的， 博斯腾湖流域农业用水及出流量对博斯腾湖水位的变动也有一定的影响。 利 用相关分析方法， 深入探讨了博斯腾湖水位变动对湿地生态环境的影响， 结果表明： 博斯腾湖水位 的大幅度变动， 对湿地水质、 湿地各项资源及湿地功能的充分发挥和利用带来严重的负面影响。针 对博斯腾湖水位变动对湿地生态环境的影响， 提出了可持续发展管理的对策。 关 键 词：博斯腾湖；水位变动；相关分析；湿地；生态环境 文献标识码：& 文章编号：.///31/15 （-//0 ） /-3/-0/3/5 中图分类号： >41.:5