基于廣義水資源的十大孔兌地區植被建設路徑與策略

關鍵詞：廣義水資源；植被承載力；風水復合侵蝕;土壤水庫容；植被建設；十大孔兌地區中圖分類號：P641;S715;S725 文獻標志碼：A doi：10.3969/j.issn.1000-1379.2025.09.006引用格式：，，，等.基于廣義水資源的十大孔兌地區植被建設路徑與策略[J].人民黃河，2025，47（9）：37-42.

Pathways and Strategies for Vegetation Construction in the Top Ten Tributaries Region Based on Generalized Water Resources

MU Xingmin ^1，2 ， SUN Wenyi ^1，2 ， GAO Peng1，2， SONG Xiaoyan （1.Institute of Soil and Water Conservation， CASamp;MWR，Yangling 71210O，China; 2.Collge of Soil and Water Conservation Science and Engineering，NorthwestAamp;F University，Yangling 7121oo，China; 3.College of Water Resourcesand Architectural Engineering，Northwest Aamp;F University，Yangling 71210o，China）

Abstract：TheTopTenTributarisRegionisharacterizedbyfragilecosstemsandseverewatersarcity，hichhavebecocorechaen geffectingeogicalprotendgqualitevelopntinheeloiversineaditioalocptsofatesousnly focusonsurfcewater（.g.iversndlaks）andgroudatertataredectlyessibletoumans，hileoverloingsoilaederived fromprecipitatio，ichonstitutesthepriarywatersouefvegetatioIviewofis，genealiedwatesoucstofraork hadbeenproposdtobeaktroughthliatiosoftaditioalatersoucesootatios，focusigoeateratvegetatiooulddirectlyutilidicopoatislwatetatvgeatioouldfilyutliteateyofatersousBuantifgthdy namicreltioshipbetwnvegetationgrowthandnaturalwatercyle，thedlmmaofwatersortageinaridandsem-aridcosystesould bsolvedTisoreialfraerkeidttsisfgeatingaaityfoucsideasdlt theoretcalframeworkfordyamicbalanceofwaterresoucesbycouplinghydrologicalprocees，olwaterstoragecapacityndetation adaptabilty.Wedproposdanologicalostructionstrategbasedoefingecologicalpatebyate，stablisdaoingte forwaterresogacityndfulatddftaedeatiooatioplasdaeuilaiotoly paths.Basedoegealidatesousteoodsfudametaloretcalakthoghsndprctcaltisfoeaio constructionintToTTbutarisRegionandlsoprovdsimporantsientificupportandparadiggudancefocieigiguality development in the Yellow River Basin under the rigid constraints of water resources.

Keywords：eeraliedwateresous;vgeationcaingcapacitywind-watrompositerosionsoilwaterstoageapacityeati construction； Top Ten Tributaries Region

1 研究背景

黃河流域生態保護和高質量發展重大國家戰略的實施，對干旱半干旱地區生態治理提出了更高更新的要求。近年來，黃河流域生態環境整體持續向好發展[]，但位于黃河“幾字彎”生態脆弱核心地帶的十大孔兌地區，仍然是黃河流域生態保護治理的難點地區。

“孔兌”乃山洪溝之蒙古語，分布在黃河“幾字彎”的上橫部分、大河之南岸內蒙古境內的10條典型的山洪溝被統稱為十大孔兌。該地區形似《西游記》中鐵扇公主的芭蕉扇（見圖1），南北寬約 97.3km 、東西長約180.2km ，總面積約為1.08萬 km² 。各孔兌相對獨立又相互關聯，共同構成了一個獨特而典型的自然地理單元，在不大的面積內涵蓋了諸多研究對象的高梯度變化，是開展水利、生態、水土保持、地理等學科研究的理想場所。

圖1十大孔兌流域水系與地貌分區 Fig.1DistributionofTop TenTributariesand ErosionLandformDivision

地貌上，十大孔兌自上游至入黃口主溝道長度最長僅為 100km 左右，但依次流經丘陵溝壑區、庫布齊風沙區及平原區3個主要侵蝕地貌區。十大孔兌地區是非常典型的風蝕、水蝕和凍融復合侵蝕區，尤以風水復合侵蝕最為典型。氣候類型為溫帶大陸性季風氣候，從干旱到半濕潤呈現明顯梯度變化，降水在年內集中于7一8月，曾引發高頻山洪過程。生態系統整體脆弱，植被退化區與恢復區并存，是研究生態系統雙向演變難得的天然實驗場[2]。十大孔兌地區植被覆蓋度不高，是沙塵暴瀕發、入黃泥沙量大及山洪頻發等一系列生態問題的根源。因此，黃河“幾字彎”生態攻堅戰被列為“三北\"防護林工程的六大標志性“戰役”之一，其治理成效直接關乎黃河中下游的生態安全和區域經濟社會的可持續發展[3]。為破解植被建設與生態修復難題，內蒙古自治區科技廳啟動實施了“十大孔兌風水復合侵蝕區泥沙阻控與近自然生態修復技術集成與示范”項目[4]，作為內蒙古自治區首批防沙治沙“揭榜掛帥”重大示范工程，旨在針對水資源短缺、植被穩定性差、治理技術碎片化等問題，通過多學科交叉融合與關鍵技術集成創新，探索構建適用于黃河流域的生態屏障建設新范式，推動干旱半干旱地區生態治理從經驗型向科學化、系統化轉型。

十大孔兌地區生態系統脆弱性與水資源短缺是制約區域生態保護和高質量發展的核心問題。該地區地處干旱與半干旱氣候過渡帶，植被需水與供給失衡、建植存活率低及群落穩定性差等問題長期存在[4-5]，其根源在于混淆了傳統水資源與植被用水的概念及內涵，特別是忽視了植被生長過程中供水主體大氣降水轉化的土壤水的主導性、可利用性及其韌性。要破解植被生長無水可用的認知誤區，就是要破解以“人”為前提的水資源的定義，就是要破解地表水、地下水、土壤水、海水、再生水等多水源管理中各自為政的弊端，關鍵在于定量表征降水資源的可轉化潛力，深入解析廣義水資源年代際波動、季節性分配特征及轉化機制，從而科學支撐生態系統以水定綠的建設邏輯。為此，須突破傳統水資源以可直接開采利用地表水與地下水為核心的狹義認知，建立服務于植被建設與修復的廣義水資源理論體系，為雨養生態區的植被建設提供可靠的水資源理論基礎。

當前，十大孔兌地區的植被建設面臨多重困境。一方面，區域大尺度植被分布受宏觀水熱條件影響，小尺度植被分布則受地形地貌（如坡度、坡向）的影響，各種因素共同作用于土壤水熱與養分分布格局，加劇了水資源耗損與植被承載力的失衡[。另一方面，地帶性植被演替規律與土壤水庫容動態之間的定量關系[7-8]尚未厘清，導致植被恢復呈現重短期存活而輕系統穩定的傾向。特別是在植被退化區，由于缺乏針對降水-土壤水協同調控機制的系統研究，因此植被建設及生態修復往往手段單一、適應性差、可持續性不足。較為突出的問題是地帶性降水資源未被充分納入生態用水規劃，不同地貌單元（如風沙區、丘陵溝壑區）的土壤水形成機制[8與植被適應策略尚不明確，制約了植被建設模式的精準匹配與優化配置。因此，亟須在植被建設理論與實踐層面，突破現有思路，定量揭示降水資源向土壤水的時空轉化規律，建立自然水循環-土壤水庫容-植被耗水閾值的耦合模型，通過構建水-土-植被協同設計體系，為區域植被建設提供精準化、動態化的策略支撐，推動植被建設從被動抗旱走向主動適應與韌性提升的轉型路徑。

2廣義水資源的理論內涵與特征

2.1傳統水資源內涵的局限性

傳統水資源通常以“人”為“本”，指可被人類直接利用的地表水和地下水，以可直接利用為前提。《中國水利百科全書》中，水資源被定義為“可直接開發利用的河川徑流、湖泊及地下水”，其核心是可調控的地表水體，苦咸水、被污染的河水、鹽湖水以及土壤水和降水等原則上不被納入傳統水資源范疇。傳統水資源的時空分布及其調控能力受自然水文循環與人工取用水系統的雙重約束。隨著社會經濟的發展，傳統水資源開發利用率已逼近生態紅線，成為制約區域社會經濟可持續發展的重要因素，其分配優先級往往向生活、農業和工業傾斜。據估算，用于植被建設的傳統水資源量占總供水量的比例不超過 11.3% 。即使在具備一定生態供水條件的地區，引提灌溉因所需的基礎設施成本高昂而難以覆蓋廣袤的植被建設區域。在水資源緊缺與經濟條件受限的雙重背景下，傳統水資源幾乎不可能大量用于廣泛的、常規的生態建設。據近年發布的《內蒙古水資源公報》，十大孔兌地區的傳統水資源總量約為3.2億 m³ ，其中農業灌溉用水占比為78% 、工業用水占比為 15% 、植被建設等生態用水占比不足 7% ，地下水超采導致其埋深增大 0.27～1.01m 。在局部地區，依賴人工灌溉的植被建設模式（如楊樹人工林）耗水強度高，不僅加劇與天然植被的水資源競爭，而且導致深層土壤干層擴展（干層厚度達 2～ 5m ），這亦是黃土高原人工林草地普遍存在的問題[7]，使天然植被因水分競爭失敗而退化[。傳統水資源理念在植被建設中的局限性，源于其剛性供給與植被生態系統彈性需求的時空錯配，亟須在理念與實踐上突破傳統水資源的思維定式。

2.2廣義水資源理論及其特點

根據生態系統供需水特點，可把廣義水資源定義為植被生長及生態系統可利用的有效水分，既包括傳統水資源，也包括由降水轉化形成的土壤水[7-8]。廣義水資源聚焦植被生態系統可直接利用的水資源，尤其是降水經土壤系統轉化形成的動態土壤水。對于大多數生態區域，除行道樹及少數人工景觀外，廣袤的草原、沙區、丘陵與山地等天然生態系統需水則主要依賴于降水轉化的土壤水，其數量和時空分布直接制約著區域植被建設及其生態系統的恢復潛力。廣義水資源理論使得植被建設從尋找可用水源轉向調控水循環的科學路徑。廣義水資源核算特征與傳統水資源相比（見表1），具有如下特點。

表1廣義水資源與傳統水資源核算特征比較

Tab.1Comparison of Accounting Characteristics for GeneralizedWaterResourcesandTraditionalWaterResource

在核算對象上，從徑流性水資源擴展至土壤水，在資源屬性上從剛性供給轉向彈性調控，具有時空動態特征。通過地形、微地形改造和植被結構優化調整等手段，可顯著提升降水向土壤水的轉化效率。將植被生態系統可利用的水分納人水資源核算體系，建立自然水循環與人類活動耦合的水資源綜合評價理念與框架。例如，十大孔兌地區年降水量為 200～400mm ，其中僅 30%～40% 形成植被生態系統可利用的土壤水，若通過微地形改造（如開挖魚鱗坑、水平溝等），則向土壤水的轉化效率可提升至 60%～80%^[10] （20號

在核算時間尺度上，從相對的靜態分配轉向全過程動態耦合，從靜態水資源量評估轉向動態庫容調控。廣義水資源核算需量化年代際豐枯波動、年內季節分配以及關鍵物候期水分供需匹配情況，強調降水入滲、土壤調蓄、植被利用全過程的動態耦合與轉化機制，實施土壤水動態庫容的優化調度。

在核算空間尺度上，從以流域和行政區劃為單元進行核算轉變為對微地形、坡面、流域、區域等多級系統進行核算，揭示水資源的地帶性分布規律（如十大孔兌地區降水呈現由東向西逐漸遞減的格局）與非地帶性差異（如丘陵溝壑區水分和植被的垂直分布格局）[1]。

在生態關聯上，從供需水量平衡計算轉化為水-土-氣-生（水資源-土壤-氣候-生態系統）耦合，從而實現水資源自然循環與植被需水過程的動態適配。

在管理策略上，從被動抗旱轉向主動適應。傳統植被建設依賴找水和調水工程手段，而廣義水資源管理強調以土蓄水、以水定綠進而實現對水資源主動適應的生態調控原理，通過植被配置優化（如增加淺根系灌木、減少深根系喬木）與土壤水可利用深度相匹配，可使土壤水庫容利用率提高9%～50%[12-16]

廣義水資源理論使得干旱區植被建設從傳統的尋找水源思路轉變為基于自然水循環調控的科學路徑，為干旱區植被建設提供了根本性的理論突破與實踐路徑，其核心價值在于將生態用水的供給主體從人類可直接利用的有限淡水拓展至可再生的降水-土壤水系統，通過量化植被生長與自然水循環的動態耦合關系，破解植被建設與工農業生產爭水的結構性矛盾。

3基于廣義水資源的以水定綠策略與技術路徑

3.1廣義水資源植被承載能力是植被建設規劃的重要理論基礎

廣義水資源理論對干旱區植被承載力的科學內涵進行了重新界定，其核心在于揭示降水、土壤、植被各系統之間的動態協同機制。相較于傳統水資源承載力評價方法（主要依據河川徑流與地下水可開采量，因忽視了對土壤水的動態調蓄而往往低估了土壤在生態用水過程中的作用，難以準確反映干旱區生態系統的實際承載能力），基于廣義水資源理論的植被承載力評價還關注降水通過地表-土壤系統轉化所形成的土壤水及其對生態系統的關鍵支撐作用，通過耦合區域水文過程、土壤調蓄能力與植被耗水特征，構建水-土-植被復合系統的動態平衡架構。植被承載力不再是一個靜態值，而是在降水波動、土壤水庫容變化及植被群落演替過程中形成的動態平衡結果。其平衡狀態受水分脅迫與生態系統需水彈性的雙重調控，當植被耗水量超出土壤水可再生閾值時，水-土-植被復合系統將進人土壤干化-植被退化-水資源衰減的負反饋循環，從而導致生態系統服務功能下降乃至退化。

水資源植被承載力的本質是在特定水文氣候條件下生態系統所能維持的植被結構與功能的上限，廣義水資源理論強調承載力的動態性，其核心是實現水-土-植被復合系統中各要素的協同與平衡。以黃土高原植被生態系統的典型退化流域—十大孔兌為例，植被退化本質上是水資源超載所引發的生態負反饋過程，如人工楊樹林年耗水強度遠遠超過當地土壤水的年供給能力，過度耗水導致深層土壤形成干層，天然淺根系植被在水分競爭中因處于劣勢而逐漸退化。在十大孔兌上游的丘陵溝壑區，由于坡面徑流調控不足，雨季降水的土壤人滲轉化效率低，難以有效補充旱季植被生長所需水分，因此草本植物在旱季面臨嚴重的水分虧缺，群落生物量明顯下降。此外，該區域風水復合侵蝕加速表土流失，土壤侵蝕模數高達 8000～15400 ，顯著削弱了土壤的蓄水和保水能力，進一步壓縮了植被承載力的閾值區間。這種由“超載-退化-資源衰減”所引發的鏈式反應，不僅降低了區域的整體植被承載能力，也使生態系統的服務功能難以長期維持。

3.2十大孔兌地區植被建設的策略與技術路徑

3.2.1 開展廣義水資源植被承載能力系統評估

首先，量化東西向降水梯度對植被地帶性分布格局的控制作用，深入解析丘陵溝壑區微地形差異導致的非地帶性土壤水分分異[19]，構建適用于豐平枯不同年型的降水資源轉化效率模型。從地帶性與非地帶性視角，系統評估廣義水資源的時空格局，包括豐平枯年型、季節差異、各類水土調控措施對水資源格局的影響。

其次，研究不同植物種及其群落耗水特征、不同物候期需水規律。基于水分供需平衡原則，深入解析植被耗水機制，通過液流監測與穩定同位素技術等量化典型鄉土植物種（如檸條、沙柳、樟子松等）的耗水強度差異，結合物候觀測，構建關鍵生育期（萌芽期、速生期、成熟期）水分需求函數，為科學合理的植被配置提供生理生態學依據。

最后，基于植被建設目標要求及水量平衡原理確定適宜的植物種及建設格局。在明確區域廣義水資源承載本底和主要植被種群需水特征的基礎上，結合植被建設目標與水量平衡原理，提出兼顧生態適應性、水分利用效率、水土保持功能及經濟價值的多目標協同植被配置策略，構建科學高效的植被建設格局

3.2.2 做好植被建設系統科學規劃

開展植被建設，須以系統科學的規劃為基礎，重點把握以下關鍵環節。

1）多學科融合規劃技術。綜合運用生態學、水文學、土壤學和景觀生態學等多學科知識，將遙感監測、水文模型、生態模擬等現代技術手段融入規劃全過程，通過多學科交叉融合，提高規劃的科學性和精準性。

2）差異化分區規劃策略。根據區域自然地理特征和生態問題差異，制定針對性的分區規劃方案。對水土流失嚴重區、生態脆弱區、重要水源區等關鍵區域，采取差異化的植被建設策略，避免“一刀切”式的規劃模式，實現精準植被建設。

3）多尺度協同規劃框架。構建流域-坡面-微地形多尺度嵌套的規劃體系，在流域尺度統籌考慮水文循環與生態過程的整體性，在坡面尺度優化植被空間配置與工程措施的耦合關系，在微地形尺度精準設計集雨整地與植物種植的細節方案。這種多尺度嵌套的規劃方法，既可保證植被建設的系統性，又可確保技術措施的可實施性。

4）規劃方案動態優化機制。采用評估一規劃—監測一調整的閉環管理流程，通過定期監測植被生長狀況與土壤水分動態，建立規劃方案動態優化機制。特別要重視氣候變化背景下降水格局的改變，將氣候適應性作為規劃的核心考量因素，確保植被配置方案具有長期穩定性。

3.2.3 開展集水和節水技術開發與集成

在干旱與半干旱地區的植被生態恢復與建設中，集水與節水技術的創新集成是提升廣義水資源利用效率的關鍵突破口。

首先，強化多維度協同治理。在整合現有技術措施（如淤地壩建設、沙漠鎖邊固沙、小流域綜合治理等）基礎上，引入遙感監測、智能感知、水資源調配模型等前沿科技，推動傳統措施向系統化、智能化升級，全面提升多水源、多目標條件下的調配與利用效率。

其次，構建地貌單元適配的技術集成體系。針對不同地貌區（上游丘陵溝壑區、中游庫布齊風沙區、下游平原區）的地貌特征和植被建設的差異化需求，構建以微地形改造-土壤改良-植被配置為核心的分區協同技術體系。該集成路徑在十大孔兌地區的應用，可顯著增強水資源利用效率與植被恢復效果。

最后，深化技術集成的協同效應研究。通過長期定位觀測和對比試驗，量化評估不同技術組合的協同增效機制，重點揭示微地形改造對降水再分配的調控作用、土壤改良對水分保持的增強效應以及植被配置對水分利用的優化機制，為區域植被建設提供可復制、可推廣的技術路徑與模式支撐。

4結束語

1）本研究突破傳統水資源認知的局限性，提出了廣義水資源理論框架。傳統水資源概念將生態用水局限于河流、湖泊與地下水等可控水體，忽視了支撐植被生長的主要水源——由降水轉化的土壤水。針對這一認識的局限性，提出的廣義水資源理論將生態水源的關注重點從有限的地表與地下水拓展至可持續的降水-土壤水系統，通過量化植被生長需水與自然水循環之間的動態關系，為破解干旱半干旱地區生態缺水問題提供了理論支撐。該理論框架有效拓展了水資源管理的認知邊界，為干旱區植被建設提供了新的理論范式，具有重要的科學價值與現實指導意義。

2）廣義水資源理論有利于重構干旱區水資源植被承載力的認知體系。通過系統解析降水人滲一土壤調蓄一植被利用的水資源轉化利用全過程耦合機制，突破了傳統水資源承載力評估方法中將水資源靜態化、片段化易導致與植被生態系統需水錯配的理論瓶頸，建立了基于動態水量平衡的生態承載力評估新模式。傳統水資源承載力評估以靜態水資源量為基礎，往往局限于河川徑流與地下水的可開采量，忽視了降水經地表-土壤系統轉化形成的土壤水動態庫容對生態系統的關鍵支撐作用。廣義水資源理論強調以生態過程調控替代對有限水資源的爭奪，提出了破解干旱區“生態缺水”困境的全新思路和實踐路徑。

3）廣義水資源理論為十大孔兌地區的植被建設提供了根本性的理論突破與系統化的實踐路徑。在應用層面提出了基于廣義水資源的“以水定綠”植被配置策略：在風沙區，優先發展適應性強、耗水量小的淺根系灌木；在丘陵溝壑區，結合徑流集蓄技術，構建喬木-灌木-草本立體化植被耗水結構，并通過水平階、魚鱗坑等微地形改造措施，提高降水轉化與利用效率。該協同調控路徑體現了基于自然解決方案的理念，顯著降低了對人工灌溉的依賴，為在水資源剛性約束條件下推進黃河流域高質量發展提供了可復制、可推廣的技術范式。

參考文獻：

[1］張凌云.山綠、氣新、水清、河安和民富的黃河：專訪研究員穆興民［J].新西部，2024（11）：26-29.

[2] 穆興民，顧朝軍，孫文義，等.植被恢復改變黃王高原產流模式問題初探[J].人民黃河，2019，41（10）：31-39.

[3] 李彬.推進水土流失治理筑牢生態安全屏障：內蒙古自治區落實黃河流域生態保護和高質量發展重大國家戰略水土保持工作進展[J].中國水土保持，2022（9）：8-10.

[4] 張紅武，劉廣全，張寬地，等.十大孔兌復合侵蝕區泥沙阻控與近自然生態修復關鍵科學技術問題[J].人民黃河，2024，46（12） ：1-10.

[5] 張怡捷，康賓，張秀梅，等.內蒙古十大孔兌西柳溝流域土壤侵蝕及水土保持措施調查[J].水土保持通報，2023，43（6）：391-401.

[6] 馬啟民，杜函芮，王崢銘，等.鄂爾多斯高原十大孔兌不同地貌地形的植被覆蓋特征分析[J].干旱區地理，2025，48（3）：434-443.

[7]] 穆興民.黃土高原水土保持對河川徑流及土壤水文的影響[D].：，2002：61-72.

[8] 鄔春龍.黃土丘陵區土壤水資源及其評價[D].：研究生院（教育部水土保持與生態環境研究中心），2008：1-40.

[9] 莫康樂，陳立欣，周潔，等.永定河沿河沙地楊樹人工林蒸騰耗水特征及其環境響應［J].生態學報，2014，34（20）：5812-5822.

[10]LI H C，ZHAO X N，GAO XD，et al.Effects of Water Col-lection and Mulching Combinations on Water InfiltrationandConsumption in a SemiaridRainfed Orchard[J].Journal ofHydrology，2018，558：432-441.

[11] 崔彩琪，段利民，潘浩，等.黃河流域十大孔兌地區多維水資源承載力分析[J].水資源與水工程學報，2023，34（5）：12-19.

[12] 趙世偉，劉娜娜，蘇靜，等.黃土高原水土保持措施對侵蝕土壤發育的效應[J].中國水土保持科學，2006，4（6）：5-12.

[13] 鳳紫棋，孫文義，穆興民，等.黃土高塬溝壑區植被恢復方式對小流域土壤水分的影響[J].中國水土保持科學（中英文），2023，21（4）：1-10.

[14] 劉艷改，姚娜，程艷輝，等.幾種水土保持坡面工程措施效益研究[J].綠色科技，2018（20）：36-38.

[15] 蔣德明，張娜，阿拉木薩，等.科爾沁沙地人工固沙植被優化配置模式試驗研究[J].干旱區研究，2014，31（1）：149-156.

[16] 王晗生.旱區經營人工植被對土壤干化過程的調控[J].自然資源學報，2011，26（4）：562-577.

[17] GAO H，XU X Z，ZHANG H W，et al.How Effective is Veg-etationin Reducing Gravity Erosion on Loess Gully SidewallUnder IntenseRainfalls？[J].Land Degradationand Devel-opment，2020，31（17）：2605-2619.

[18] 張強，達古拉，侯琳.鄂爾多斯水土保持建設實踐與探索[J].中國水利，2022（10）：35-37.

[19] 穆興民.試論黃土區旱地土壤水資源的地帶性與非地帶性［J].土壤學報，1999，36（2）：237-244.

【責任編輯 張智民】