河西走廊荒漠區及水源涵養區水保和人工植被建設芻議

許春娟，賈生海，白有帥，曹睿，王新海，楊耀峰，趙婷婷，黨博琪

(甘肅農業大學水利水電工程學院，甘肅 蘭州 730070)

河西走廊作為重要的農業區、商品糧和經濟作物產地，西北至全國重要的生態屏障[1]，生態系統的穩定具有重要意義。河西走廊地處我國西北內陸干旱半干旱區，人工植被建設對區域生態系統穩定和風沙危害的防治具有重要作用。河西地區地勢平坦、降雨稀少，因有石羊河、黑河、疏勒河3大水系，灌溉農業發達[2]。近年來隨著生態建設工程的不斷實施，河西地區人工植被建設規模不斷擴大并向綠洲外圍的荒漠區推進，但由于荒漠區水資源稀缺，大規模的人工植被建設特別是造林后，生態系統的穩定性和后續管理等問題亟需關注解決。

1 河西走廊荒漠區植被建設現狀

河西走廊不僅是西部生態安全屏障建設的樞紐，也是絲綢之路經濟帶的生態敏感區[3]，重要的地理位置和生態系統的脆弱性，其生態系統的穩定一直備受關注。王琪等[4]對河西走廊沙漠戈壁光伏產業太陽能利用率進行研究，得出沙漠戈壁光伏產業相比荒漠植物可以有效改善區域氣候，其在環境生態研究中具有一定價值。李傳華等[5]對河西地區2002—2018年的NPP(凈初級生產力)進行了估算，得出升溫和增濕都可以使NPP增加，在西北地區氣候的不斷暖濕化下，河西走廊的植被會不斷改善。謝宏杰[3]提出河西地區荒漠化和土地沙化問題十分嚴峻，急需關注和解決，將河西走廊打造為國家防沙治沙綜合示范區是必要舉措。河西走廊荒漠區生態巨變的2大主要因素是人類生產生活方式和氣候、水文的變化相互交錯[6]，水資源的短缺、荒漠化的加劇使得生態環境尤其脆弱，人工植被建設、防沙治沙等行動顯得尤為重要。河西地區在1978年啟動了“三北防護林工程”，以建設農田防護林、防風固沙林、水土保持林和牧場防護林為主，生態環境得到了較大改善，但因其特殊的地理位置、嚴重的風沙、水資源緊缺等條件影響，生態環境的治理需要持續加強[6]。河西走廊大面積荒漠化土地中天然草原所占比例較大，荒漠草原總面積占甘肅省草原總面積的28.78%[7]，在長期的自然環境下形成的荒漠草地植物群落和荒漠草原生態系統是河西走廊最主要的生態保障[8]。

河西走廊占據重要地理位置、氣候獨特，南與祁連山國家森林公園相接，北被沙漠環繞[5]，是西北重要的生態屏障，廣泛分布有山地、荒漠、戈壁、綠洲，生態環境極其脆弱[2]。河西走廊位于北部祁連山脈和南部馬鬃山、龍首山和合黎山系之間，內流區包括疏勒河、黑河和石羊河3個流域[9]，總面積30.9萬km2，除南部山區降水量在300mm以上外，其它大部分地區降水量小于200mm，在下游尾閭地帶甚至不足50mm[10]。主要植被為林地、草地、耕地、荒漠，荒漠是河西走廊主要的土地類型，面積達22.7萬km2，占區域總面積的73%，綠洲僅占6%左右。其中以礫石覆蓋的荒漠戈壁分布面積較廣，大部分遠離綠洲及河流，植被類型以靠降水維持的灌木、半灌木、多年生草本等為主，沙漠化面積約占荒漠總面積的5%左右。干旱區人工植被建設以造林為主，近年來河西地區造林面積呈逐年增加趨勢，武威、金昌、張掖和酒泉等市2010年造林面積分別為18.8萬、5.5萬、14.1萬、8.2萬畝，2018年達51萬、8.6萬、51.3萬、16.5萬畝，每年造林面積分別增加了2.7、1.6、3.6、2倍。隨植被建設規模擴大，綠洲內部及周邊適宜造林區域逐漸縮小，綠洲外圍的荒漠區逐漸成為造林重點區域，并有向遠離綠洲、人煙稀少、水資源嚴重匱乏的外圍區域擴展趨勢。一些地方為打造貫穿荒漠戈壁的“綠色通道”，公鐵路沿線實施的綠化工程也逐步向荒漠戈壁深處延伸。一些荒漠區的造林弱化了成本投入評估，較多追求規模面積，忽略了對荒漠區造林的合理性和實際生態效益的考量。

2 祁連山水源涵養區植被建設現狀

祁連山融雪是河西走廊農業發展的主要灌溉水源[11]，其生態系統的穩定對于保證河西走廊地區農作物的生長和其戰略地位具有重要意義。河西綠洲長廊通過祁連山的滋養，阻斷了庫木塔格、巴丹吉林、騰格里等沙漠的東移南侵，是中國西部重要的冰川和水源涵養生態功能區[12]。祁連山水源涵養區，是黑河、石羊河、疏勒河、大通河、黨河、哈勒騰河等諸多河流的源頭區，行政區主要涉及甘肅省的張掖、酒泉、武威等地市。該區生態系統類型主要有針葉林、灌叢及高山草甸和高山草原等，具有重要水源涵養功能。祁連山水源涵養區水土保持問題主要集中在淺山區，該區域水土流失主要以水力侵蝕為主，地形特殊，農田、草場交錯分布，氣候干旱，人類活動多，水土流失嚴重，山洪、泥石流時有發生。

早期由于祁連山林地陡峭，缺乏勞動力且交通不利，造林資金缺乏，無法實現人工造林，主要以封山育林措施增加森林面積，2002年前后林區面積約60.7萬hm2，在森林覆蓋率21.3%時約有20萬hm2的灌木林地破壞非常嚴重，通過封山育林措施森林資源面積擴大了22.7萬hm2[13]。自祁連山國家級自然保護區建立，保護區不斷加強祁連山生態環境的保護，森林面積也實現了大幅增加，但由于森林資源缺乏、林牧矛盾突出等問題，灌木林、草原等出現嚴重退化，其生態環境的建設需繼續加強和不斷努力[14]。

3 植被建設存在的問題

3.1 祁連山水源涵養區植被建設存在的問題

(1)對植被建設的重視度不夠，沒有意識到林區植被建設對于維持祁連山水源涵養區生態環境穩定的重要性，當地村民長期過度放牧已成為習慣和經濟收入的主要來源。

(2)沒有制定專門的政策，傳統觀念較深，只有利用，沒有保護和建設，林業管理者專業知識不夠，與科學技術的結合極少。

(3)缺乏科學規劃，對不同時期不同階段的植被建設和保護沒有科學規劃和分類管理，植被種類單一，管理和建設方法單一，沒有將植被的保護、恢復和重建結合起來。

3.2 河西走廊荒漠區植被建設存在的問題

(1)荒漠戈壁大規模造林增加綠洲水資源消耗

干旱區降水稀少、蒸發強烈，地表水和地下水僅占全國的3.5%和5.5%，水資源十分緊缺，在荒漠區大規模造林會增加綠洲水資源的消耗。據全省水資源公報，2010年河西走廊的內陸河黑河和石羊河流域林果灌溉面積為63.88萬、25.73萬畝，2019年為124.27萬、48.06萬畝，分別增加99%、87%；2010年林果灌溉用水量為1.95、0.24億m3，2019為2.81、1.01億m3，分別增加45%、321%。在水資源向遠離綠洲及河流的荒漠區進行輸送灌溉時，也會通過較強的蒸發、滲漏等過程大量損耗，降低水資源的利用效率。對水資源約束型的地域，過度擠占和損耗水資源將影響綠洲經濟社會各個方面。

(2)荒漠戈壁造林影響生態系統穩定性

荒漠戈壁降水量多在150mm以下，植物主要依靠降水維持，其天然植被分布格局是水分、土壤等條件長期影響的結果，對干旱區氣候等環境因子變化具有一定適應性。人工造林后原有植被格局發生變化，水分、養分等資源承載力不足，生態系統的穩定性需要人為干預才能維持，否則將迅速退化，加速荒漠化進程。礫石覆蓋的荒漠戈壁區地表結構相對穩定，造林過程中對地表土壤的擾動疏松使之易受風蝕作用影響。在遠離綠洲的荒漠區開展造林活動，不能對綠洲形成有效防護，不能達到美化人居環境的目的，局部造林也不能對大區域氣候起到調節作用。

(3)荒漠戈壁造林投入和維護成本較高

一是荒漠戈壁土層較薄、礫石含量很高，為確保成活需要客土改壤，工程量很大；二是在降水量稀少、遠離灌溉水源的荒漠區域，解決灌溉問題需進行水渠、管道等建設，或進行遠距離運輸灌溉；三是為保障造林成果，后期管護要跟上，需要持續的人力經費支持；四是造林對防止荒漠區公鐵路沿線的風沙侵害作用不明顯。干旱區著名的“包蘭鐵路”、“塔中公路”等穿越沙漠的公鐵路，受風沙侵害嚴重，需要開展大規模防風固沙工程，但荒漠戈壁區流動沙源較少，地表以礫石覆蓋為主，公鐵路沿線受到風沙侵害威脅很小，通過造林防護安全意義不大；五是破壞了“大漠長河”的荒漠戈壁景觀風光。許多南方游客到北方來參觀考察或駕車旅游，是為了體驗氣勢恢宏的大漠戈壁景觀。如果說綠樹成蔭的江南是一種柔美，則“大漠長河”的荒漠戈壁是一種壯美，不同地域有不同特色，應盡量保持大漠戈壁的“壯美”。

4 未來發展建議

4.1 祁連山水源涵養區發展建議

(1)探索開展祁連山淺山區水土流失綜合治理。圍繞淺山區侵蝕溝道，通過漿砌石谷坊群治理措施，結合鄉土樹草種植，達到水土流失與山洪災害共治的效果。

(2)加強水源涵養地保護與建設。持續推進退耕還林(草)、退牧還草、牧民搬遷、草地圍欄封育、土地荒漠化治理等水土保持工程。

(3)加強祁連山區水土流失監測。依托衛星遙感、地理信息系統和全球定位系統技術，準確預報水土狀況、植被狀況等相關數據，為科學有效地保護水源涵養區提供數據支撐。

(4)出臺祁連山水土保持條例。通過宣傳和引導，樹立尊重自然、順應自然、保護自然的理念，明確祁連山生態保護責任，搭建不同區域與部門協同配合機制，共同推進祁連山大保護，協同推進祁連山大治理。

4.2 河西走廊荒漠區發展建議

(1)要有明確目標和科學規劃

荒漠區的植被建設不應單純以突出造林規模、擴大造林面積為主要目的，應綜合考慮國防、經濟、生態建設等重大戰略需求，在經過充分論證的基礎上制定統籌兼顧的長期規劃，科學合理確定干旱區造林的區域、范圍和規模。

(2)要注重合理空間布局

干旱區植樹造林的重點區域應是人類居住區域(城區、村鎮周邊)、綠洲防護體系、風沙侵襲危害嚴重及具有重大國防、經濟及生態建設意義的區域。綠洲外圍荒漠戈壁區的造林應以耐旱的“雨養植被”為主，而不是速生的柳樹、楊樹、松樹等高耗水樹種。對遠離綠洲、人煙稀少的荒漠戈壁應以自然植被生長為主，盡量減少人工干預。

(3)要堅持“以水定植被”原則

水資源是干旱區經濟、社會和生態發展的命脈，而干旱區荒漠戈壁的面積非常廣闊。若不堅持“以水定植被”的生態建設原則，將有限水資源投入到廣闊地域的生態建設中，不僅生態系統難以為繼、有違科學規律，也會制約干旱區經濟社會的可持續發展。

(4)要加強已造林管理維護、后續跟蹤監測和效益評估工作

加強造林后的管理維護，鞏固前期造林成果，開展造林成活率、后期植被狀況的跟蹤監測，科學合理評價各地區造林實際成效。對造林后的生態效益進行評估，為干旱區今后植被建設提供參考依據。

5 結語

河西走廊荒漠區及水源涵養區的水土保持和植被建設工作一直備受關注，且取得了一定成效，但鑒于河西地區特殊的氣候條件、自然地理位置等，其水土保持和植被建設工作還需進一步加強，在制定和實行管理方針政策的同時注重植被自然生長規律和過程管理。從根源上預防保護、加強過程跟蹤管理，將預防保護、過程監測和強制管理有機結合起來。