新疆瑪納斯河流域節(jié)水措施對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響

陳 思

（新疆水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)管理局，烏魯木齊 831100）

1 新疆瑪納斯河流域概況

瑪納斯河位于天山中段，是環(huán)繞準(zhǔn)噶爾盆地內(nèi)陸河中年徑流量最大的河流[1]，流域內(nèi)的行政區(qū)域?yàn)椋菏幼邮小⒉莠敿{斯縣、塔城地區(qū)沙灣縣、克拉瑪依市小拐鄉(xiāng)，以及兵團(tuán)的農(nóng)八師和農(nóng)六師（新湖總場(chǎng)）。瑪納斯河流域?qū)儆趦?nèi)陸河流，流域面積3.35萬(wàn)km2，流域水系主要由6條獨(dú)立的河流組成，分別是瑪納斯河、寧家河、巴音溝河、金溝河、塔西河、大南溝河，上述河流均發(fā)源于天山中段向北流入準(zhǔn)噶爾盆地，其徑流形成主要為冰川融化和降水補(bǔ)給[2]。

2 流域節(jié)水措施的運(yùn)用情況

2.1 瑪納斯河流域內(nèi)灌區(qū)分布情況

流域灌區(qū)主要包括石河子灌區(qū)（沙灣縣烏蘭烏蘇鄉(xiāng)、石河子市、石河子鄉(xiāng)、石河子總場(chǎng)、農(nóng)八師152團(tuán)、143團(tuán)）、下野地灌區(qū)（農(nóng)八師121團(tuán)、122團(tuán)、132團(tuán)、133團(tuán)、134團(tuán)、135團(tuán)、136團(tuán)，克拉瑪依市小柺鄉(xiāng)、柳毛鴻?quán)l(xiāng)、老沙灣鄉(xiāng)，沙灣縣商戶地鄉(xiāng)、四道河子鄉(xiāng)）、莫索灣灌區(qū)（農(nóng)八師147團(tuán)、148團(tuán)、149團(tuán)、150團(tuán)）、瑪納斯灌區(qū)（瑪納斯縣頭工鄉(xiāng)、廣東地鄉(xiāng)、涼州戶鄉(xiāng)、北五岔鄉(xiāng)、蘭州灣鄉(xiāng)、六戶地鄉(xiāng)，農(nóng)六師新湖總場(chǎng)）和金安灌區(qū)（沙灣縣大泉鄉(xiāng)、金溝河鄉(xiāng)、良種鄉(xiāng)、安集海鎮(zhèn)；農(nóng)八師141團(tuán)、142團(tuán)、144團(tuán)）[3]。

2.2 流域內(nèi)節(jié)水措施運(yùn)用現(xiàn)狀

節(jié)水措施的運(yùn)用是發(fā)展高效農(nóng)業(yè)的重要環(huán)節(jié)。流域運(yùn)用節(jié)水措施包括工程措施、農(nóng)學(xué)措施、管理措施。根據(jù)措施種類，將瑪納斯河流域節(jié)水措施體系細(xì)化如圖1。

圖1 流域節(jié)水措施體系構(gòu)成圖

3 節(jié)水措施下瑪河流域生態(tài)系統(tǒng)適應(yīng)性單因子評(píng)價(jià)

本文基于“壓力—狀態(tài)—響應(yīng)（PSR）模型”，建立節(jié)水措施下流域生態(tài)系統(tǒng)適應(yīng)性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，采用單因子評(píng)價(jià)法對(duì)瑪河流域生態(tài)系統(tǒng)適應(yīng)性進(jìn)行分析。單因子評(píng)價(jià)可通過(guò)結(jié)合評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)直接評(píng)價(jià)單因子的質(zhì)量等級(jí)，無(wú)需數(shù)學(xué)方法，優(yōu)點(diǎn)是便于針對(duì)特定問(wèn)題為生態(tài)建設(shè)規(guī)劃提供依據(jù)，具體評(píng)價(jià)流程見圖2。

圖2 節(jié)水措施下瑪納斯河流域生態(tài)系統(tǒng)適應(yīng)性評(píng)價(jià)流程

3.1 評(píng)價(jià)體系及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的建立

根據(jù)層次性、主導(dǎo)性、全面性、人為可調(diào)控性、指示性等原則，初步構(gòu)建指標(biāo)體系框架，針對(duì)瑪納斯河流域節(jié)水措施應(yīng)用情況及生態(tài)系統(tǒng)適應(yīng)性的主要問(wèn)題，最終建立一個(gè)既能反映節(jié)水措施對(duì)流域生態(tài)系統(tǒng)適應(yīng)性，又能查取指標(biāo)準(zhǔn)確值的指標(biāo)體系；再根據(jù)安全性、地域性、可計(jì)量性、合理性、階段性等原則，結(jié)合國(guó)家法律法規(guī)和一些針對(duì)西部干旱區(qū)的研究成果，建立指標(biāo)體系評(píng)價(jià)原則。具體評(píng)價(jià)體系及標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 節(jié)水措施下瑪納斯河流域生態(tài)系統(tǒng)適應(yīng)性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

3.2 單因子評(píng)價(jià)結(jié)果

本次選取2000、2005、2010年作為節(jié)水措施運(yùn)用程度不同年，對(duì)瑪納斯河流域的生態(tài)系統(tǒng)適應(yīng)性進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果見表2。

表2 單因子評(píng)價(jià)結(jié)果匯總表

從表2可看出，近10年來(lái)，流域水資源開發(fā)利用率、人均GDP、渠道防滲率、節(jié)水灌溉耕地面積比、生態(tài)環(huán)境用水率的評(píng)價(jià)指標(biāo)值都不斷增大，其中水資源開發(fā)利用率、人均GDP、渠道防滲率、節(jié)水灌溉耕地面積比指標(biāo)值的增幅較大；人均水資源量、地下水開采潛力系數(shù)、農(nóng)田灌溉畝均用水量、植被覆蓋指數(shù)、土地鹽漬化變化率的評(píng)價(jià)指標(biāo)值不斷減小，其中地下水開采潛力系數(shù)、農(nóng)田灌溉畝均用水量、土地鹽漬化變化率指標(biāo)值減小幅度也較大。

3.3 評(píng)價(jià)結(jié)果分析

根據(jù)2000、2005、2010年各指標(biāo)相互關(guān)系單因子評(píng)價(jià)結(jié)果總體分析可得以下結(jié)論。

（1）狀態(tài)與壓力。從2000年?duì)顟B(tài)層可知，流域經(jīng)濟(jì)發(fā)展緩慢，而各業(yè)的發(fā)展均需要水資源為基礎(chǔ)，流域水資源又有限，在這樣的狀態(tài)下，采用節(jié)水措施這一人為壓力因素，使得流域水資源開發(fā)利用率不斷提高。

（2）壓力與響應(yīng)。節(jié)水措施不斷運(yùn)用下，流域鹽漬化面積變化率不斷減小，說(shuō)明流域鹽漬化程度不斷改善。出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因是在長(zhǎng)期的實(shí)踐中，流域內(nèi)已經(jīng)總結(jié)出一些比較成功的排鹽和防止鹽化的措施，灌區(qū)內(nèi)通過(guò)豎井排灌與明溝排水結(jié)合的方式，可以有效地排鹽。同時(shí)，田間高效節(jié)水措施也是防止灌區(qū)內(nèi)鹽漬化和提高水資源利用率的有效手段。

（3）狀態(tài)與響應(yīng)。流域水資源開發(fā)利用率的增大超過(guò)流域生態(tài)系統(tǒng)能夠承受的情況下，流域綠洲穩(wěn)定性必然降低。

綜上所述，節(jié)水措施這一人為壓力因素，對(duì)流域生態(tài)系統(tǒng)適應(yīng)性存在良性作用，也存在劣性作用，流域水資源開發(fā)利用率的過(guò)度提高是造成流域生態(tài)系統(tǒng)適應(yīng)性降低的重要原因。

4 節(jié)水措施的運(yùn)用對(duì)生態(tài)環(huán)境造成的不利影響及解決措施

4.1 不利影響

（1）近50年來(lái)，隨著流域人口的增長(zhǎng)，農(nóng)業(yè)用地面積逐漸擴(kuò)大，人工綠洲擠占了流域內(nèi)原有天然綠洲面積，同時(shí)節(jié)水措施的大面積應(yīng)用，造成人工生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)趨于單一，生態(tài)系統(tǒng)適應(yīng)性降低。

（2）隨著人工綠洲面積的增大，流域內(nèi)原始植被破壞嚴(yán)重。人為活動(dòng)破壞了區(qū)域自然生態(tài)平衡，農(nóng)業(yè)灌溉方式的不當(dāng)導(dǎo)致土地肥力下降、土壤污染和土壤沙化加劇、土地次生鹽漬化增多等問(wèn)題，土地質(zhì)量總體降低。

（3）近年來(lái)很多平原荒漠區(qū)原生植被大面積的人工墾荒種植代替，隨著節(jié)水措施的大力推廣，各類防滲措施使得部分幸存的天然荒漠植被也因水分補(bǔ)給不足而被破壞，一些區(qū)域還存在著明顯的土地荒漠化傾向。

（4）土壤次生鹽漬化嚴(yán)重。通過(guò)遙感影像對(duì)1989年、2001年及2012年的瑪納斯河流域各類鹽漬化耕地面積進(jìn)行解譯，各時(shí)期鹽漬化耕地的面積有所變化（見表3）。

表3 瑪納斯河流域遙感影像解譯各類鹽漬化耕地面積統(tǒng)計(jì)表

（5）地下水位下降。隨著人口的激增及社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，耕地面積也不斷增大，造成流域內(nèi)地下水的超采，導(dǎo)致了地下水位持續(xù)下降，從而引起荒漠植被死亡、土壤沙化、水土流失等環(huán)境問(wèn)題。

4.1 改善措施

（1）保護(hù)自然生態(tài)系統(tǒng)，提高綠洲穩(wěn)定性。保護(hù)流域內(nèi)天然植被的健康生存，并擇優(yōu)選取環(huán)境適應(yīng)性較強(qiáng)的植物種類進(jìn)行人工種植，使得流域內(nèi)生態(tài)環(huán)境得以修復(fù)；增加平原地區(qū)防風(fēng)植被的種植，增加平原區(qū)植被覆蓋率；聯(lián)合林業(yè)等相關(guān)部門通過(guò)封森保護(hù)、引洪灌溉等方式修復(fù)、更新流域內(nèi)的天然荒漠植被區(qū)；可通過(guò)科學(xué)合理的人工措施，促進(jìn)天然植被群的恢復(fù)，遏制荒漠化的發(fā)展。

（2）控制耕地面積的增長(zhǎng)，嚴(yán)禁地下水超采。在保證自然生態(tài)環(huán)境不受損的基礎(chǔ)上，合理降低流域灌溉畝均用水量，制定科學(xué)的灌溉制度，在推廣節(jié)水措施的同時(shí)，提高生態(tài)用水量，保證生態(tài)系統(tǒng)的健康修復(fù)。

（3）流域相關(guān)政府部門應(yīng)加強(qiáng)地州縣市間的協(xié)調(diào)合作，充分利用各地資源優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)相關(guān)信息的共享，在更大空間范圍內(nèi)進(jìn)行水資源的優(yōu)化配置，以實(shí)現(xiàn)流域的協(xié)調(diào)發(fā)展。

5 結(jié)論

由于瑪納斯河流域位于內(nèi)陸干旱區(qū)，生態(tài)環(huán)境惡劣，在水資源有限的條件下，社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護(hù)的矛盾突出，建立人工綠洲必然會(huì)消耗原始生態(tài)系統(tǒng)的能量。從本質(zhì)上說(shuō)節(jié)水措施的推廣應(yīng)用對(duì)生態(tài)系統(tǒng)本是有益的，但就流域目前的情況來(lái)看，人們無(wú)節(jié)制的擴(kuò)大耕地的程度遠(yuǎn)大于節(jié)水措施的節(jié)水程度，因此導(dǎo)致水資源的缺乏、土地利用不合理等。所以應(yīng)限制耕地開發(fā)，平衡好社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護(hù)之間的關(guān)系。