中國網/中國成長門戶網訊 綠洲是干旱區的主要領土空間,是干旱區農業成長的焦點地帶。綠洲化是干旱區的主要地輿經過歷程之一,是干旱區農業開闢與水資本應用的主要區域。在干旱區由包養網于水資本的限制,總體上自然綠洲與人工綠洲存在彼此消長的關系——在無限水資本前提下,人工綠洲範圍的擴大必定招致自然綠洲用水量的缺掉。掉往自然綠洲的防護,人工綠洲穩固性與可連續成長才能也會遭到影響。是以,在干旱戔戔域標準上,以流域為單位,以水資本為束縛前提,斟酌天氣變更及綠洲穩固性、承載力、抗御攪擾的才能,斷定自然綠洲和人工綠洲比例,界定綠洲農業過度範圍,成為綠洲甚至干旱區可連續成長亟待處理的急切題目。
河西走廊既是我國東聯西出的主要通道,也是區域成長的主要載體;既是我國東南主要的生態樊籬,又是東南地域典範澆灌農業區。顛末70多年的扶植,河西走廊在社會提高、路況前提、生態扶植和農業成長等方面獲得了很是明顯的成績,但水資本越來越成為制約區域可連續成長的因子。1990年之前河西走廊綠洲保持絕對穩固的狀況,1990—2000年開端敏捷擴大,2010年以來增幅仍很顯明。河西走廊綠洲地盤面積急速擴大加年夜了區域水土資本的婚配錯位,農業生孩子用水嚴重擠占了生態用水比例,增添了在天氣變更佈景下生態周遭的狀況的不斷定性,對區域經濟社會的可連續成長組成潛伏要挾。干旱區水土資本開闢應用一直是區域經濟成長和生態扶植之間博弈的要害,完成生態扶植與農業可連續成長均衡,是諸如河西走廊等水資本很是無限區域亟待處理的嚴重計謀題目。是以,以河西走廊為例,在剖析水土資本開闢應用近況的基本上,深刻剖析生態周遭的狀況變更和農業成長的彼此關系,提出均衡一個區域無限水資本供應下的生態扶植與農業可連續成長的思緒、準繩和方式,為干旱地域生態文明扶植和經濟社會可連續成長供給參考。
河西走廊綠洲成長與應用近況
河西走廊概略
河西走廊位于我國東南內陸干旱區,東起古浪峽口,西至甘新接壤處,長1000余公里,擁有石羊河、黑河和疏勒河等三年夜內陸河道域,跨越青海、甘肅和內蒙古3個省份,總面積達27.6×104km2。河西走廊景不雅鑲嵌生態類型多樣、地形地貌包含南部的祁連山褶皺和阿爾金山斷塊、北部的阿拉善臺塊和北山(馬鬃山)斷塊帶、中部的坳陷等3個地輿單位。此中,祁連山年降水量為200—800mm,是河西走廊地域內陸河的起源地,祁連山北麓每年均勻向走廊平原區保送70.1×108m3地表水資本;走廊北山是龍首山、合黎山與馬鬃山的統稱,系持久剝蝕的中低山和殘山,海拔低于2500m,年夜部門地域年降水缺乏150mm,不易構成地表徑流;南北兩山之間海拔1000—2600m的走廊是綠洲重要分布區(圖1)。區內年夜黃山和黑山把走廊平原分紅石羊河、黑河和疏勒河3個彼此自力的流域。
河西走廊水土資本狀態
河西走廊平原區年降水量低于150mm,區域降水對水資本的進獻很小。地表水重要起源起源于祁連山脈的石羊河、黑河和疏勒河。近20年來各流域出山徑流量浮現增添趨向(圖2)。依據《甘肅省水資本公報》和《甘肅省第三次水資本查詢拜訪》結果,石羊河、黑河和疏勒河道域近20年均勻水資本量分辨為16.53×108m3、25.17×108m3和24.13×108m3,全域均勻地表水和地下水資本共66.28×108m3。2019年,區域內助均水資本量約為1270m3,明顯低于人均1700m3的國際警惕線和2100m3的全國均勻程度。
經由過程對6期遠感數據的解譯發明,河西走廊綠洲面積由1975年的1.48×104km2增添到2019年的2.14×104km2,浮現擴大趨向。此中,1990年前絕對穩固,1990—2000年敏捷擴大,2010年以來增幅明顯(圖3)。從地盤應用類型來看,耕地是河西走廊綠洲範圍擴大的重要進獻者,從19包養75年的0.99×104km2增添到2019年的1.46×104km2,增添47.4%,進獻綠洲面積擴大的70.7%;其次為草地和扶植用地,分辨進獻18.6%和6.7%。
河西走廊綠洲水資本應用狀態
近20年河西走廊水資本應用特征是,生孩子用水總量戰爭均用水量降落,但地下水用量仍較年夜。2019年,石羊河、黑河、疏勒河道域總用水量分辨為21.55×108 m3、34.6×108 m3、12.8×108 m3,較1999年削減了18.57%、0.23%、15.85%。石羊河、黑河、疏勒河等流域水資本應用效力也獲得晉陞,每公頃農田澆灌用水量分辨從1999年的10725m3、9435m3、15180m3,降落至2019年的7440m3、6435m3、8880m3。可是,石羊河地下水開采量由1999年的12.71×108m3降落到2019年的7.05×108m3,疏勒河道域由1999年的3.36×108m3降落到3.14×108m3,降落幅度分辨為44.52%、6.56%;黑河道域地下水應用量呈現增加趨向,由1999年的5.45×108m3進步至2019年的9.67×108m3,增添幅度為77.49%(圖4)。總體上,受政策性干涉與行業設置裝備擺設束縛,河西走廊綠洲水資本缺乏狀態有所緩解,但在持久累積缺水題目和綠洲面積擴展配合驅動下,仍需開采地下水資本補充地表來水的缺乏,構造性缺水還是制約區域成長的重要原因。
河西走廊綠洲可連續成長存在的題目
綠洲範圍擴大跨越了水資本的承載力
綠洲範圍擴大是干旱區的重要題目,綠洲擴大較快地域既是干旱區人類運動最為頻仍、人地關系最為敏感的區域,也是水資本與水周遭的狀況題目最為凸起的區域,已對區域農業成長和生態扶植的可連續性構成挑釁與要挾。河西走廊綠洲範圍擴大重要是耕空中積增添所致,耕空中積從1975年的0.99×104 km2增添到2019年的1.46×104km2,增添了47.4%,進獻了綠洲面積變更的70.7%;此中,石羊河道域表示得尤為顯明,較高的生齒密度加之生齒多少數字的連續增添,招致流域內耕地疾速增加。假如依照多年均勻水資本總量為69.9×108m3,多年均勻農業用水占比83.34%,單元面積農田用水定額6000—6750m3/hm2匡算,則全部河西走廊澆灌農田面積應為0.82×104—0.92×104 km2,水資本承載耕空中積超越0.54×104—0.64×104 km2(表1)。是以,水資本總量無限情形下,綠洲範圍擴大增添了區域農業生孩子用水和生涯用水,加劇區域水資本壓力的同時擠壓了生態用水,障礙河西走廊綠洲社會經濟和生態的可連續成長。
氮肥過量施用增添綠洲地下水淨化風險
河西走廊傳統綠洲農業具有單季農作物高產、化肥施用量和澆灌量較高的特色,盡管正在出力轉變傳統的“高產高水肥”的方法,但氮肥的過量施用招致淺層地下水硝酸鹽含量增添的題目仍然存在。據統計,河西走廊綠洲單季作物氮肥施用量跨越450kg/hm2,甚至于部門區域為進步制種玉米收益到達600kg/hm2。綠洲泥土進滲率絕對較高,招致氮肥不難隨水分下滲;研討表白,在老綠洲泥土東西的品質較好的區域氮肥喪失率約為40%,在沙質泥土區域氮肥喪失率可達61%,這加劇了河西走廊綠洲地下水氮淨化風險。2015年張掖盆地淺層地下水硝酸鹽濃度的均勻值為49.46mg/L,為2004年的2.33倍;硝酸鹽濃度最年夜值達283.32mg/L,為2004年最年夜值的1.88倍,跨越了GB/T 14848—2017《地下水東西的品質尺度》中Ⅲ類水(實用于集中式生涯飲用水水源及工農業用水)限量值(20mg/L)。2008年區域地下水硝態氮濃度超標率為32%,2018年已增添至40%,相較超越8%。是以,“過量氮肥投進保持農業高產”的農田水肥生孩子方法,形成了河西走廊部門地域硝態氮淋掉和地下水硝態氮超標,增添了區域地下水硝態氮的淨化風險。
今朝防護林系統不克不及知足變更周遭的狀況下的綠洲農業生孩子
河西走廊防護林是干旱區農田生態體系的主要樊籬,在改良區域吝嗇候、加重和防御各類農業災難、包管農業生孩子連續穩固等方面施展側重要感化。跟著干旱區生態扶植任務不竭深化、區域蒔植業構造調劑和農業生孩子運營形式改變,農田防護林的效能和感化產生了必定變更。今朝的防護林系統已不克不及很好知足新情勢下干旱區經濟、社會和生態成長需求。特殊是跟著河西走廊部門綠洲作物構造從以小麥為主調劑為以玉米為主,對小麥生孩子影響嚴重的干熱風已不是農業生孩子的主要景象災難題目;現有50m擺佈寬度的防護林網設置招致林帶四周玉米增產,晦氣于機械化操縱和區域農業古代化成長等毛病浮現。重要表現在:①由于林木樹種單一、穩固性不高,招致防護林系統逐步退步;②現有林網規格偏小,勒迫作物發展并制約區域農業古代化成長;③干旱區地下水位降落及農業節水技巧普及,使防護林水分補給遭到限制;④綠洲面積不竭擴大,原有防護林系統需進一個步驟延展。是以,在河西走廊綠洲疾速擴大佈景下,原有的防護林系統扶植和水資本設置裝備擺設需求進一個步驟優化,以順應新的綠洲格式,維護區域的生態平安和綠洲穩固。
持久地下水采補不服衡要挾區域生態平安
自從河西走廊內流河道域綜合管理工程實行以來,地下水的開采量顯明降落,但依然不克不及恢復采補均衡。1999—2019年,河西走廊綠洲降水量和出山徑流量顯明增添,地下水超采景象獲得必定遏制,但地下水位累積深度絕對較低,超采面積較年夜,地下水超采和采補不服衡題目仍然比擬嚴重。數據顯示,河西走廊綠洲降水量和年徑流量處于增加趨向,武威、金昌、張掖、酒包養網比擬泉和嘉峪關等河西走廊5市降水量從1999年的64.15×108m3、11.15×108m3、95.25×108m3、160.69×108m3、1.14×108m3增加至2019年87.88×108m3、19.24×108m3、134.89×108m3、254.41×108m3、2.63×108m3;昌馬河(昌馬堡站)、黑河(鶯落峽站)、雜木河(雜木寺)年徑流量從1999年的12.85×108m3、16.22×108m3、1.678×108m3增加至2019年16.91×108m3、20.64×108m3、2.91×108m3。但從河西走廊用水量來看,2019年,武威、金昌、張掖、酒泉和嘉峪關等河西走廊5市用水總量分辨為15.00×108m3、6.51×108m3、20.65×108m3、24.78×108m3和2.33×108m3,總量到達69.27×108m3。此中,地表水供應量分辨為10.26×108m3、4.17×108m3、15.6×108m3、18.15×108m3和1.2×108m3,總量為49.38×108m3;地下水供應量分辨為4.74×108m3、2.34×108m3、5.05×108m3、6.64×108m3和1.13×108m3,地下水供應總量為19.89×108m3。地下水連續開采和彌補不實時招致地下水采補不服衡。2019年,河西走廊地下水開闢應用水平較高且超采嚴重的區域重要分布在酒泉、張掖、武威3市,超采區面積1.33×104km2,占甘肅省超采區面積的81%;金昌昌寧盆地超采區水位降落,降幅為1.94m,武威市平易近勤縣、古浪縣年夜靖盆地超采區降幅為1.16—1.19m,酒泉超采區降幅為1.17—2.33m。地表水資本能知足地域生孩子生涯需求,以及地下水采補不服衡仍然是河西走廊地域水資本應用面對的重要題目。久而久之,區域地下水漏斗將連續構成,不只影響著依靠淺層地下水的自然植被的穩固,並且對區域的生態平安組成要挾。
河西走廊綠洲成長提出
河西走廊綠洲水土資本婚配的準繩與戰略。①水土資本均衡準繩。以水定綠洲範圍,將區域地下水變更作為評價綠洲可連續性的參考目標。以近20年流域均勻水資本量、最洪流資本量、最小水資本量為基本,以40%、60%、70%、80%水資本開闢應用率為情形,將干旱區內流河道域多年均勻水資本作為束縛前提,在水資本應用率不跨越70%的情形下,斷定流域標準上人工綠洲的範圍和農業成長,并將區域地下水位的靜態穩固作為判別干旱區流域標準綠洲可連續的參考目標。②生態和生孩子用水的界定準繩。針對內陸河道水土資本婚配特征、地下水變更紀律、社會經濟狀態和生物天氣前提,基于“山川林田湖草沙”性命配合體理念,展開保持山、水、林、田、湖、草、沙等分歧要素生態辦事效能晉陞的生態和生孩子用水的界定核算,并斷定保證綠洲生態體系穩固和可連續成長的生態和生孩子用水量。③綠洲扶植與生態維護準繩。綠洲扶植以生態用水為束縛前提,斷定綠洲人工彌補澆灌植被的範圍,以及應用局地降水再分派特征斷定雨養自然植被的撫養和補植強度。依據以上準繩,70%水資本開闢應用率情形下,河西走廊綠洲範圍應堅持在1.50×104km2,有用澆灌耕地下限為0.64×104 km2。
根據綠洲區位特色,公道設置裝備擺設水土資本,既要晉陞新墾綠洲農田的地力,更要維護老綠洲耕地。將綠洲由外向外劃分為焦點、邊沿和防護3個效能區,構建“高值農業+輪迴農業+生態農業”的綠洲農業體系。焦點區應以蒔植高效、高產值經濟作物的“高值農業”為主體;新墾綠洲農田以奉行“糧-飼”蒔植構造,聯合必定範圍養殖業的“輪迴農業”為主體。同時,削減老綠洲的非耕地化,將扶植用地和其他空間上可替換的用地設定在綠洲邊沿新墾區;將節水高效且對地盤生孩子力請求不高的舉措措施農業布局在綠洲邊沿。
了了流域水系效能定位,聯合流域標準生態周遭的狀況和社會辦事效能需求,公道分派上、中、下流用水形式和總量,將綠洲水資本的20%—30%作為生態用水。參考河西走廊石羊河、黑河和疏勒河等流域汗青天然屬性,依據天然維護區、生物棲息、農業生孩子、產業生孩子、生態周遭的狀況保護等重點效能區劃分,斟酌分歧流域階段的空間關系、周邊開闢強度和用地效能,剖析流域內水系的社會辦事效能需求,各流域下游地域以堅持水源修養才能為主,水資本應用量不跨越10%;中游地域以完成區域社會經濟辦事效能為主,保持生態體系穩固為輔,水資本應用量把持在30%—40%;下流地域以保證生態體系穩固和區域生態平安為主,生孩子生涯用水為輔,水資本應用量把持在20%—30%;剩余20%—40%的水資本量作為靈活用水量。綠洲標準上生態用水應當包管在20%—30%,用水區域重點布局在流域中下流地域。在綠洲生態用水總量束縛下,優化綠洲體系林田湖草沙系統用水分派,將河西走廊每公頃綠洲用水量保持在6000—9000m3,以此斷定綠洲防護系統的範圍、構造和空間設置裝備擺設,完成無限水資本前提綠洲穩固和農業可連續的目的。
加大力度荒涼植被原真性維護,盡量削減對荒涼植被的攪擾,恰當樹立低耗水的荒涼河岸植被帶和環戈壁邊沿的雨養防沙系統,盡量在不轉變局地水輪迴情形下展開干旱區生態扶植。以加大力度荒涼植被原真性維護,削減對荒涼植被攪擾為重要手腕;不外分誇大人工植被扶植範圍,綜合斟酌國防、經濟、生態扶植等嚴重計謀需求,迷信公道斷定干旱區人工植被扶植的區域、范圍和範圍。綠洲核心荒涼區以耐旱的“雨養植被”為主,削減選用速生的柳樹、楊樹、松樹等高耗水樹種。闊別綠洲的荒涼區以維護自然荒涼植被為主,削減人工干涉。在環巴丹吉林包養網比擬戈壁邊沿,斟酌重點生態效能維護、荒涼植被維護與恢復、人工綠洲生態扶植、線狀路況基本舉措措施和片狀工礦綜合管理、新動力基地扶植生態維護等,在維護原有荒涼植被的基本上,扶植以鄉土植物為主、當場取材設置沙障維護的雨養人工固沙植被,完美自然植被和人工植被相聯合的環巴丹吉林戈壁邊沿防沙系統。
加大力度河西走廊生態扶植和農業成長的持久監測和按期評價,提出基于持久監測數據的順應性治理對策,不竭晉陞干旱區綠洲可連續成長的才能。在干旱區生態扶植公道性論證的基本上,對其可行性和預期效益停止深刻剖析預估后制訂持久計劃,并對計劃實行的後果停止持久監測和短期后評價,依據監測數據和后評價獲得的熟悉制訂治理對策,履行順應性治理。同時,樹立迷信的生態扶植綜合評價系統,評價扶植後果(短期)、管護成效(中期)和生態效益(持久)。不竭深化對生態扶植能否合適迷信紀律、管護能否公道、生態體系安康穩固狀況若何等熟悉,立異景不雅優化實際,集成生態辦事晉陞技巧與形式,提出保持區域生態體系穩固的順應性治理戰略,進步干旱區生態扶植和生態體系治理程度。
(作者:趙文智、任珩、杜軍、楊榮、楊淇越、劉鵠,中國迷信院東南生態周遭的狀況資本研討院中國生態體系研討收集臨澤內流河道域研討站;《中國迷信院院刊》供稿)