塔里木盆地生态环境退化机理及其防治措施

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2.2.2 盲目开荒和人为不合理耕地 随着人口的急剧增长,对耕地的压力越来越大,许多开荒者盲目随意开荒造田,有些在
既无水源保证,又无林带防护的条件下垦荒,导致丢弃耕地,不但破坏了沙地植被,松动地 表,更使得林退沙进,风沙活动加剧[25]。在土地耕地方面,时弃时耕,灌溉方法不合理。 整个流域缺乏整体规划,上游排、下游灌和水库渠道、田间灌溉渗漏及农业技术措施不当引 起土壤次生盐碱化,还有无计划撩荒,赤地休闲地等不合理耕作制度,使土壤长期裸露,在 蒸发强烈情况下,加速土壤盐分的表聚和盐土的形成。
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撩荒,河流两岸植被衰败,草场退化,沙漠化加剧,同时上游开荒造田,排水洗盐,使塔里 木河回流水比例增高,百度文库水矿化度不断升高,加上长期连作,大水漫灌的用水方式使地下水 位不断升高,使土壤次生盐渍化。据估算[9],塔里木河流域如不加强水资源管理和采取节水 措施,按河水断流后土地沙漠化的发展速率平均 0.25%计算,约需 100—150 年沙雅以下就 要全部沙漠化,其后果严重。同时据报道[24],近百年来,南疆塔里木盆地形成的沙漠化土 地中,由于风力作用使沙丘入侵形成的面积仅占 15.1%,而由于不合理使用水资源造成沙漠 化面积约占 40.05%,由于农垦后不注意环境保护造成的土地损失约占 44.85%。
时段
表 1 进入塔里木河水量与各区段耗用水量变化[5]
Tab. 1 The change of Tarim Basin river water amount and its every sector water consumption
阿 拉 尔 水 量 中游上段
中游下段
下游
(108m3)
水量
耗水比
水量 耗水比 水量 耗水比
2.1.2 土壤和母质因素 塔里木盆地在古生代、中生代大规模海进时期沉积形成的岩层中含有较高盐分,随天山
山系等山地形成后,山区的风化壳及其析出的大量盐类经水流携带进盆地以洪积、冲积物形 式构成土壤母质[23],由于封闭的地貌水文条件、土壤盐分无法外泄,且气候干旱,地表蒸 发强烈,土壤及矿化地下水(特别是表潜水)的可溶盐借助毛管作用力源源上升聚于表层, 造就土壤普遍积盐,形成盐漠或盐碱地。此外第四纪松散残积物、洪积物和风积物,这些混 合物都含有沙质物质,且风沙土广为分布,进而成为沙漠化的物质基础,同时也为水土流失 提供了有利条件。
1. 塔里木盆地生态环境退化的现状:
近年来,地处大陆内部的塔里木盆地在人口迅速增长和不合理的开发利用下,本已极为 脆弱的生态环境面临日趋恶化的趋势[1--6],主要表现为土地沙漠化、土地盐碱化、植被退化、 水资源紧缺和河流缩短等。
1.1 土地沙漠化
沙漠是指分化在干旱荒漠区的大面积风成沙丘覆盖的沙质荒漠,也包括了沙漠化土地和 半干旱地区的沙地;而沙漠化是指干旱半干旱地区在人类历史时期内,由于人为因素和自然 条件的影响,使原非沙漠的地区形成类似沙漠环境的过程,沙漠化所影响的范围称之为沙漠 化土地[7]。在 1959—1983 年的 25 年期间,塔里木河流域土地沙漠化面积占总面积的比率从 66.23%上升到 81.83%,上升了 15.6%,其中严重沙漠化土地上升了 9%,中度及轻度分别上 升了 2.91%和 3.7%。从地域上看,上游沙漠化土地比中游低,下游沙漠化土地扩展与蔓延 的速度超过了上游及中游,下游沙漠化土地已从 63.52%上升到 85.57%[8],截止到 20 世纪末, 塔里木河流域的沙漠面积达 2.38*106hm2,占地区荒漠化土地面积的 89.8%[3,9]。土地沙化的 后果是侵吞绿洲,位于下风向的绿洲风沙、浮尘天气增多。
新疆的塔里木盆地为巍峨的天山和昆仑山系所包围,面积大约 53 万 km2,其内的塔里 木河自西向东长 1321km,流域覆盖了新疆南部地区。由于盆地深居亚欧内陆,远离海洋, 导致盆地边缘年降水量 100—400mm 左右,而盆地的内部则只有 20—80mm,甚至更少。在 干旱的环境下,盆地内沙漠、戈壁广布,集中在水、土、光、热条件配合较好的冲积扇扇缘 地带与河谷地带的绿洲则被荒漠、戈壁间隔。绿洲在地貌上具有封闭性,在地域上具有分散 性,在生态上具有脆弱性。然而近年来,由于人类活动的加剧,通过水资源的不合理开发利 用,发展灌溉农业,扩大人工绿洲,致使一些河流相续断流,自然生态环境日趋恶化。因此 认识区域生态环境的退化现状、成因及其防治措施是十分必要的。
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塔里木盆地生态环境退化机理及其防治措施1
胡宏祥 1,2,洪天求 1,周俊 2
1 合肥工业大学资源与环境工程学院,合肥(230009) 2 安徽农业大学资源与环境学院,合肥(230036)
E-mail:hongxianghu1971@yahoo.com.cn
1.2 土地盐碱化
盐碱化属于荒漠化之列,它是危害生态环境的一个重要方面[10--12]。从一定意义上讲, 盐碱化对绿洲所产生的危害更严重,范围更广泛,表现在沙漠化影响范围仅限于人工绿洲内 的绿洲与荒漠交界处以及绿洲内局部地区,其空间分布表现出线性为主,点线结合特征,而
1本课题得到国家教育部科学技术研究重点项目(批准号:00072)的资助。
1.5 水质和土壤污染严重
随着工农业废弃污水排放和农药、化肥的使用不断增加,大量水资源和土壤遭受污染。 广大平原,河流和地下水受农田施用化肥,农药的残留物、家畜和家禽的排泄物以及水土流 失的影响,水质逐步恶化。而我国最大的内陆河塔里木河,在 1958 年前,从上游至下游矿 化度均未超过 1000mg/l,为典型的淡水河流,而后由于上游每年有 7.04 亿 m3 农灌排水泄入, 带入盐分达 730 万吨,使该河全年只有 8 月份河水矿化度小于 1000mg/l,其它月份,如 5
6.69
14.9
1980—1989 年
44.76
18.17
40.6
22.67 50.6
3.92
8.7
1990—1996 年
40.70
19.0
47.6
18.46 45.4
2.84
6.9
1956—1996 年
45.89
16.40
35.7
22.5
49.1
6.89
15.2
1.4 植被资源受破坏
塔里木盆地的地带性植被为荒漠灌木。旱生、沙生和盐生荒漠植被为其基本植被群落, 植被的发育距河道越近,植物种类越丰富,生长也越好,距河道越远,植物种类越单纯,生 长也越差。但由于水量短缺和过量砍伐、放牧等原因,林、灌、草等天然植被日益衰败,到 1983 年,胡杨面积仅为 29.80 万 hm2,减少了 10.18 万 hm2,且郁闭度小于 0.3 的疏林要占 74.2%[17]。同时红柳、白棘等灌木资源的面积也在不断减少,长期以来,由于片面强调牲畜 头数,忽视草场建设,导致草场超载放牧,对天然草场面积减少有直接影响,并且荒漠草场 草质低劣,适口性差,满足不了牲畜的需要,草场不能生息修养,草场生态受到较大影响。 盲目垦荒,垦后弃耕,不仅破坏了天然草场和灌木林,而且地表松动,破坏了地表保护层。 据有关部门测定,每挖 1kg 甘草,就破坏 3—5m2 草场,天然植被大面积破坏,覆盖率下降, 势必导致草场土壤沙化、盐碱化的加剧[1,2,6]。
摘 要:塔里木盆地是中国最大的内陆盆地,近年来其生态环境退化已成为不可忽视的重要 问题。本文在认识其生态环境现状的基础上,分析了自然因素以及叠加在其上的人类不合理 经济活动对环境退化的作用机理,指出环境退化主要是在干旱大背景下人类活动的结果;为 防治区域环境的退化,应实施生态教育、加大执法力度、植树种草、合理利用水土资源以及 积极开发太阳能和风能等。 关键词:塔里木盆地,生态环境,退化机理,防治措施
(108m3) (%)
(108m3)(%)
(108m3)(%)
1957—1959 年
49.35
13.35
27.3
22.37 45.3
13.53 27.4
1960—1969 年
51.62
14.77
28.6
25.47 49.3
11.38 22.1
1970—1979 年
44.98
16.15
35.9
22.14 49.2
2.2.3 植被的人为破坏 人类活动对环境的破坏还表现在对植被的毁坏上,20 世纪 60 年代以来,塔里木河流域
为发展地方经济,进行大规模水土开发,大量砍伐植被,毁林、毁草开荒造田,使胡杨林遭 到严重破坏。流域胡杨林 1958 年尚有 4.6*105hm2,到 1978 年锐减到 1.75*105hm2,减少了 62%。整个流域分布大小几十片绿洲,但本区煤炭资源短缺,太阳能和风能尚未广泛利用, 广大农村牧区仍以砍伐天然植被为燃料来源,伐木作柴,掘草为薪,燃秸取火现象非常普遍。 广泛分布于沙漠边缘的柽柳、胡杨等的庞大根系和枝干起着防风固沙,屏蔽绿洲作用,经挖 掘和砍伐,自然条件下难以恢复,50 年代,塔里木盆地固沙之王,天然红柳林近 533 万 hm2, 由于大量采伐目前仅剩不足 333 万 hm2,200 万 hm2 被人为砍伐掉,促使沙漠复活,导致严 重的荒漠化。在胡杨林中建牧场就也不乏其数,使原来茂密的胡杨林经过乱砍滥伐、任意樵 采、过度放牧后,如今变得林木稀疏,植被衰亡。塔里木河胡杨林本是世界上现存面积最大 的地区, 50 年代初其分布面积为 53 万 hm2,目前减少为 35 万 hm2。此外,在塔里木河两 岸胡杨林和草地中几乎到处可见滥挖甘草留下的土坑。在开挖强度大的地方 10m2 范围有 20—40 个 0.3—0.5m 深的土坑,松土暴露地面,林木根系被挖断,导致林木衰败枯死,草场 破坏,加剧了土地荒漠化[3]。
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月为 1000—3000mg/l,4 月为 3000—5000mg/l,有两个月矿化度大于 5000mg/l。年径流量中 淡水仅占 35%,其余为咸水或微咸水。同时随着土壤面积的增加,城镇规模的扩大,工农 业及乡镇企业的发展,大量废渣、污水排入农区,造成局部耕地土壤污染,此外,随着农药、 化肥等化学物质施用量的增加,特别是棉花基地建设中塑膜使用量的不断增加,造成环境的 严重污染[1,2,18,19]。
2. 生态环境退化的成因分析
塔里木盆地生态环境退化是自然因素和人为因素共同作用的结果,具体表现在:
2.1 自然因素
2.1.1 地形和气候因素 塔里木盆地远离海洋,特定的地理位置、特定的封闭地形造就了特殊的气候环境:气候
干旱,降水稀少且分布不均,风多风大,沙源丰富,沙尘暴频繁都是促使土地沙漠化发生和 发展的自然动力。据统计,很多地方年降水量<50mm,年蒸发量>2800mm,年均风速 8.2m/s, 土地或土壤长期干旱,极易风蚀沙化,大部分地方大部分时间风沙常见,在时间分配上,春 夏季风速较大[3,20]。同时根据古地理研究资料[21],塔里木盆地的干旱在新生代早第三纪已初 步形成,自第四纪以来以干旱为主。气候的转干必然导致河流水量的减少,河水流程缩短。 使塔里木河水系瓦解,下游来水量减少,甚至断流,绿洲范围趋于萎缩,沙漠化进程加剧[22]。
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盐碱化的危害不仅遍及整个人工绿洲,连天然绿洲亦有其深刻影响的痕迹,它的空间分布呈 面状构型。据报道[3],喀什葛尔河流域耕地盐碱化面积占 69.1%,荒地全部盐碱化,阿克苏 河流域灌区盐渍化土地 12.2 万 hm2,由于盐渍化而弃耕的土地近 9.3 万 hm2,下游更为普遍 更为严重。
土资源的不合理利用是造成区内生态环境退化的主要原因。地下水的下降可造成沙漠化,灌 区地下水位的升高可形成盐碱化。区内水资源的形成[22]主要为山区降水和冰雪融水,但是 从 20 世纪开始,随着科学技术的提高与工农业生产的发展,本区人口急剧增长,耕地面积 也大幅度增加,对水资源和环境的压力也越来越大。在塔里木河水量不断减少的情况下,上 游凭借良好的社会基础、水利设施和地理优势,大规模开荒造田,大量截取水资源,而中游 地区也设法围堰、堵坝等抢夺水源,使下游地下水位下降,供水减少或无水可用,大片良田
1.3 水资源短缺加剧,河流缩短,湖泊萎缩
由于气候变暖,植被破坏以及水资源不合理利用,西部高寒地带性冰川明显退缩,水资 源量大幅度减少[13],区内河流水量减少,甚至下游断流,湖泊萎缩。对于塔里木河流域中 上游,由于过渡引水,导致河流越往下游水量减少得越多[14],越往下游水量减少得越快, 见(表 1);地下水位埋深也由 60 年代的 2m,降至目前的 16m 以下,下游 270km 河流断流, 著名的罗布湖等相继干枯[15,16]。因此径流减少,湖盆退缩、干涸也是其环境恶化的一个方 面。
2.1.3 植被因素 塔里木盆地植物种类贫乏,植被稀疏,生长矮小,覆盖度低,植物群落结构简单,植物
类型主要为荒漠河岸林,盐生草甸、沼泽等,另外还有 50%以上的土地为光裸沙丘和龟裂 地[3]。
2.2 人为因素
2.2.1 水资源的不合理利用 水是干旱区最宝贵的资源,绿洲的形成和演变完全依赖水的数量和质量的变化。对于水
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