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1、西北干旱内陆河流域生态安全保障体系建设初步研究以石羊河流域为例理论前沿CHINAWATERRESOURCES西北干旱内陆河流域生态安全保障体系建设初步研究以石羊河流域为例口沈清林1苏中原2李宗礼3冯起3(1.甘肃省水利厅石羊河流域管理局;2.新疆建设兵团水利勘测设计院;3.中国科学院寒区旱区环境与工程研究所)摘要加强区域生态安全保障体系建设,维护国土生态安全已成为国家的战略需求.西北干旱内陆河流域水资源严重短缺,生态系统十分脆弱且强烈依赖于水资源;由于自然环境的变化和人类活动的影响.西北干旱内陆河流域的许多地区已出现严重的生态与环境问题,对生态安全构成了严重的威胁.以甘肃省石羊河流域为例,分析
2、了其生态安全方面存在的问题,提出了生态安全保障体系建设的思路和对策.关键词干旱内陆河流域生态安全保障体系建设石羊河流域一,生态安全问题石羊河流域位于甘肃省河西走廊东部,祁连山北麓.总面积4.16万kmz.是甘肃省河西走廊三大内陆河流域之一.流域水系发源于祁连山.河流补给来源为山区大气降水和高山冰雪融水.产流面积1.1万kmz.多年平均径流量15.75亿m3近几十年来.随着自然环境的改变和人类活动的影响.石羊河流域的生态与环境发生了重大改变.并且由于这些改变和影响的积累与放大.流域内许多地区产生了严重的生态恶化问题.已对流域的生态安全和可持续发展形成威胁主要有以下六个方面1.山区水源涵养功能下降
3、,出山径流变幅加剧近年来.上游祁连山区由于人为的滥伐过牧,开矿采药和毁林毁草种植,植被破坏严重.水源涵养能力不断下降目前有近1500kmz的林草地被垦殖,水源林仅存不足550km2.现有乔木林644km2,灌木林1832km2,山区的植被覆盖率只有40%左右祁连山灌木林线的上移和灌木林的草原化,荒漠化,造成的结果是保水能力减弱,调节功能降低.水土流失面积增大.全流域上游山区的10多座水库均有程度不同的淤积.有效库容减少1/51/8出山径流年内丰枯幅度20世纪80年代以后较五六十年代增大30%.2.水资源严重短缺.供需矛盾十分突出石羊河流域多年平均水资源量16.6亿m,.人均拥有当地水资源量74
4、4m3.仅为全国的1/3.亩均水资源量369m3,仅为全国的1/4.人均,单位面积耕地占有水资源量严重不足,降水与蒸发的巨大差距,生态系统本身的脆弱,人类活动对水资源等紧缺资源的不合理开发利用.是石羊河流域用水紧缺和生态与环境恶化的主要根源.近20年来.流域内人口增加了34%.农田灌溉面积增加了29%.粮食增加了45%.GDP增加了约6倍.而水资源量不但没有增加反而减少了1%.流域的水资源负荷不断上升.2000年水资源开发利用程度达收稿日期:20050928;修回日期:200510_12作者简介:沈清林(1954).男.甘肃省水利厅石羊河流域管理局局长,高级工程师.基金项目:中国科学院”引进杰
5、出人才”课题(2003401)资助.172%.居内陆河流域之首.即便如此,流域仍缺水5.43亿m,.如果考虑地下水超采量则缺水量高达11亿m,左右.这势必导致经济社会用水挤占生态用水.而生态与环境恶化反过来又威胁人类的生存,生产环境.全流域目前土地沙化面积已达2.22万km2.已占流域总面积的53.3%.平均每年沙化的面积达1.5万多hm2.流沙压埋农田3.2万多hm2由于沙化面积和荒漠草原枯死面积的逐年扩大沙漠每年以34m的速度向绿洲推进沙尘暴肆虐.威胁民勤,金昌和武威,甚至影响到整个北方地区3.行业用水结构不合理,水资源利用效率偏低流域用水结构不尽合理.长期徘徊在以农业灌溉为绝对成分的水平
6、2000年国民经济各行业总用水量28-4亿m3.用水比例为工业5.4%.农田灌溉85.7%.石羊河流域农田灌溉用水明显偏高由于武威市各县优势产业为农业.没有高效益的其他优势产业,而农业的单方水效益很低.由此导致流域耗水量大而经济效益不显着.产业结构的不尽合理造成了各行业之间的用水矛盾石羊河流域人均用水量1273m3.远高于甘肃省及全国水平.但单方水GDP却只有3.33元/m,.是全国平均水平的1/5,水资源利用效率偏低4.区域用水不平衡加剧,下游生态严重恶化流域经济和社会发展没有充分考虑流域水资源的整体承载能力及区域的平衡性.总用水和耗水规模偏大.中下游水资源配置不尽合理.多年来.中游灌溉面积
7、持续扩大,大中企业,五小企业迅猛发展,耗水量猛增据统计.中游灌溉面积由新中国成立初期的11万hm/增加到2000年的约18.53万hm,增长了1.7倍.总耗水量由新中国成立初期的5.67亿m增加到2000年的11亿m,.增加近2倍.尤其以农业耗水量增加为甚.中游地区地表水,地下水利用失衡,地下水位逐年下降.原有的泉水灌区基本演变为机井灌区.甚至是深井灌区,直接导致下游泉水溢出量减少.1971年前进入民勤的水量占六河出山水量的30%35%.19712000年30年间.从蔡旗断面进入民勤的水量累计减少了30亿m,.平均每年减少0.83亿m由于下游民勤无自产地表水.入境水量逐年减少.必然导致民勤为了
8、生存和生活大量开采地下水进而造成地下水位急剧下降,生态与环境严重恶化的后果民勤红崖山水库以下绿洲面积1313km.比20世纪50年代减少了289km2民勤县拥有机井1.1万眼.在运行的9400眼机井中.有300眼井深达300m以上.民勤盆地年超采量达4亿m以上.区域性地下水位下降1020m.局部地区地下水位下降40m.绿洲潜水位平均每年降幅为1.44m.30年降深总计42.2m.在绿洲中心形成深大漏斗.地下水持续超采.引起了地下水位的急剧下降.绿洲边缘防护体系大面积衰亡.土地荒漠化严重.同时水质不断CHINAWATERRESOURCES理论前沿恶化.造成农村饮水发生困难,一些地方群众已不得不移
9、居他乡.成为生态移民5.水质污染严重石羊河干流流量小.流程短.河道自净能力弱.环境容量小,纳污量有限:随着经济快速发展和城镇化趋势的加快.流域中游地区城市废污水排放量明显增加.截至2000年.金昌市废水排放量为3364.42万t,较1990年增加46.5%.武威市2000年排入石羊河的生产生活废水达2471.47万t.造成进入下游地表水水质严重污染.随着中游地表水水质恶化.加上城市污水及地表各种污染物的渗漏.下游地下水也受到不同程度的污染.同时.随着农业生产的发展,地膜,化肥,农药用量的增加使土地土质,农作物品质也受到污染.这些加重了下游水资源危机和日趋严重的生态问题6.水资源缺乏统一管理,生
10、态安全缺乏保障水资源缺乏统一调度和监督管理.目前石羊河流域水资源管理仍是以行政区划为单元的管理体制各地因缺乏对全流域水资源的统一规划,合理配置和协调发展的认识.大量无序开发水土资源.中游地区超计划用水严重.且大量开采地下水.灌区工程配套不完善.水资源利用效率很低.2002年石羊河流域管理局成立.统一管理工作逐步展开.但由于管理体制和机制尚未完善.实施水量调度硬件缺乏.认识不一.制度空白.水资源的统一管理和统一调度任重道远二,生态安全保障体系建设按照生态系统保护和重建对象的特殊性及其所处地理环境的复杂性.石羊河流域生态安全体系建设以地域为主要标志.可划分为4个功能区.即祁连山水源涵养功能区,走廊
11、盆地绿洲生态经济功能区,荒漠绿洲过渡带生态缓冲区和沙漠戈壁生态功能区1.祁连山水源涵养功能区天然林保护:结合天然林保护工程.以祁连山国家级自然保护区9个保护站为依托.利用铁丝围栏等措施保护祁连山水源涵养林.按核心区,缓冲区及实验区的不同要求,确定相应的保护等级.采取不同的手段进行保护.退耕还林(草):对祁连山区坡度在25以上的坡耕地实施退耕还林,还草,还荒.有效减少上游地区的耕地:对东大河,西营河,杂木河,金塔河,黄羊河,古浪河等与民勤分水关系密切的6条支流上游作为退耕还林(草)的重点区域.天然草场保护:对天然草场特别是地处浅山草原及荒漠草原亚区的草地要进行围栏封育.减轻放牧强度.恢复天然草被
12、:在皇城区,山丹军马场,黄羊河水库上游等适宜发展牧业的地区.进行人工种草:同时,加强水利基础设施建设.提高水资源利用效率,减少用水量.保障出山径流的稳定.人工造林:在祁连山区的宜林地或林中空地,林缘地以及由于开矿,滑坡等人为和自然因素造成的水土流失区.结合天然林保护工程的要求进行人工造林.以增加植被覆盖.减轻水土流失.提高山区的水源涵养能力.封山育林:对有条件的林地,草地及有可能成林的灌丛地进行封山育林.2.走廊盆地绿洲生态经济功能区绿洲农业亚区:完善农田防护林体系.以维持中游绿洲的稳定;以“生态村”建设为依托.进行村级道路,四旁,沟渠绿化,改善人居环境,达到人与自然的和谐发展.通过灌区改造.
13、发展节水农业.通过灌区配套及节水工程.调整农业内部产业结构,实施常规节水,推广高新节水技术等.减少用水总量.提高用水效率.有计划地减少地下水的开采.逐步恢复地下水位:严格控制耕地面积,进行超定额耕地退耕还林:发展舍饲养理论前沿CHINAWATERRESOURCES殖.减少畜牧业对自然植被的压力:以工业化发展带动城镇化发展.以工业化带动农业,推动第三产业的发展,扩大经济总量.增加就业.实现劳动力的非农化转移以国有林场为主体.保护天然植被和人工植被.特别是对大面积的防风固沙林和农田林网要进行重点保护.以永昌喇叭泉人工沙枣林为主.建立自然保护区.绿洲城市(镇)亚区:以小城镇建设为骨架.按照”小康标准
14、”的人工绿地面积.推动城镇绿化进程.按照治理”三废”的需要.在城市河湖滩地,公园,道路两旁及水分条件较好的地方营造片林和行道树.减少城市外围风沙对城市功能干扰.3.荒漠绿洲过渡带生态缓冲功能区建立完善的农田林网防护体系:以”三北”防护林建设规划为依据.在绿洲外围12km内重点建设防风固沙灌木林带:在水源有限的情况下.适宜发展以杨树,沙枣,柽柳,花棒,柠条为主的乔灌混交林.以灌木为主,形成骨干防护林带.维护下游绿洲的稳定.退耕还林还草:压缩耕地面积.调整产业结构.继续推行常规节水和高新技术节水.有计划地减少机井数量,逐步恢复地下水位.4.沙漠戈壁生态功能区封沙育林育草:在金川绿洲,昌宁绿洲,清河绿洲及民勤绿洲以北,芨芨泉一花儿园一青土湖以南的流动沙地,半固定沙地,固定沙地,戈壁和风蚀劣地上.凡植被综合盖度大于10%的地方.都应划为沙漠与绿洲的缓冲带或过渡带这个区域是封滩育林育草的重点地带.由于降雨量有限.必须在人工干预下(造林,补植,灌水,覆膜及其他工程措施)进行封育.防沙治沙:采取生物与工程措施相结合的方法.在缓冲带或过渡区的再重点风沙El,居民点,交通要道,水利l设施周围采取草方格,黏土沙障等进垫f行工程治沙.誉I荒漠景观的保护:在花
