鄱陽(yáng)湖泥沙及沙地研究進(jìn)展評(píng)述

莫明浩，湯崇軍，涂安國(guó)，鄭海金

(1.江西省水土保持科學(xué)研究所，江西南昌330029;2.江西省水利科學(xué)研究院，江西南昌330029)

鄱陽(yáng)湖是我國(guó)第一大淡水湖泊，也是地球上的重要濕地，它在維系長(zhǎng)江水量平衡和生態(tài)安全方面發(fā)揮著重要的作用，對(duì)鄱陽(yáng)湖進(jìn)行研究和保護(hù)具有重要的意義［1］。隨著鄱陽(yáng)湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)地位的提高，鄱陽(yáng)湖流域社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展所引發(fā)的水土流失等生態(tài)問(wèn)題將更加嚴(yán)峻，對(duì)人與自然的和諧相處也提出了更高的要求。長(zhǎng)期以來(lái)，已有許多學(xué)者從不同角度對(duì)鄱陽(yáng)湖進(jìn)行了研究。對(duì)鄱陽(yáng)湖泥沙及沙地的研究進(jìn)行系統(tǒng)總結(jié)，有助于鄱陽(yáng)湖流域水土保持科研和相關(guān)工作的開展，可為維護(hù)鄱陽(yáng)湖“一湖清水”和改善鄱陽(yáng)湖生態(tài)環(huán)境提供依據(jù)。

1 鄱陽(yáng)湖泥沙來(lái)源及變化趨勢(shì)研究

1.1 鄱陽(yáng)湖泥沙來(lái)源

鄱陽(yáng)湖上納江西省境內(nèi)的贛江、撫河、信江、饒河和修水等“五河”及湖區(qū)來(lái)水，整個(gè)水系下經(jīng)湖口注入長(zhǎng)江。鄱陽(yáng)湖泥沙來(lái)源有“五河”攜帶的泥沙、“五河”控制口至湖口區(qū)間的產(chǎn)沙、長(zhǎng)江倒灌攜帶的泥沙、風(fēng)沙和坍岸的泥沙。坍岸所產(chǎn)生的泥沙顆粒較粗且只在湖盆周界附近運(yùn)動(dòng)，長(zhǎng)江倒灌入湖的泥沙隨著湖水的退落仍會(huì)返回長(zhǎng)江。據(jù)徐德龍等研究，鄱陽(yáng)湖流域年均進(jìn)湖沙量(指懸移質(zhì))2104.2萬(wàn)t，通過(guò)湖口進(jìn)入長(zhǎng)江的泥沙年均1052.2萬(wàn)t［2］，即每年約有50%的泥沙沉積于湖內(nèi)，全年平均淤高湖底約2.2 mm［3］。鄱陽(yáng)湖泥沙主要來(lái)自“五河”，其泥沙量占入湖泥沙總量的87.2%，區(qū)間的泥沙占12.8%，“五河”進(jìn)湖沙量以贛江最多，其余依次為信江、修水、撫河，饒河最少［2］。

1.2 泥沙對(duì)湖區(qū)環(huán)境的影響

水土流失將大量的泥沙攜帶至河流，由“五河”產(chǎn)生的泥沙在鄱陽(yáng)湖淤積。泥沙淤積對(duì)湖區(qū)環(huán)境的影響包括:汛期抬高洪水水位，引起受災(zāi)面積擴(kuò)大;枯水期受風(fēng)沙危害并形成濱湖沙丘;引起河床改道，阻礙航運(yùn)交通;湖區(qū)水產(chǎn)資源受破壞，漁獲量減少等［4］。據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，20世紀(jì)下半葉尤其是70—80年代，鄱陽(yáng)湖每年入湖泥沙量達(dá)2400多萬(wàn)t，湖區(qū)面積由50年代初期的5100 km2縮小到90年代末的3950 km2，容積由370億m3減少到298億m3［5］，調(diào)蓄洪水的能力大為減弱。另外，泥沙是非常重要的非點(diǎn)源污染物，同時(shí)來(lái)自于土壤的泥沙作為人類施用化肥及其他農(nóng)用化合物的載體，也將大量營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)帶入水體，增加了水體的富營(yíng)養(yǎng)化程度，因此泥沙對(duì)鄱陽(yáng)湖的水環(huán)境也會(huì)產(chǎn)生影響。根據(jù)有關(guān)人員對(duì)黃河泥沙與水環(huán)境關(guān)系的研究，一方面泥沙給水體帶來(lái)物理、化學(xué)、生物等多方面的污染，另一方面由廢污水?dāng)y帶的許多種類污染物質(zhì)可被泥沙吸附;當(dāng)水環(huán)境條件發(fā)生改變，污染物可被分解到水相中而造成二次污染［6］。歐陽(yáng)球林［7］從沉積物中重金屬含量、水體懸浮物質(zhì)含量、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量和水生動(dòng)植物等方面，分析和探討了泥沙對(duì)鄱陽(yáng)湖水環(huán)境的影響，結(jié)果表明泥沙對(duì)水環(huán)境造成了一定的危害。江西省水土流失較為嚴(yán)重，尤其是礦山尾礦、廢渣等直接污染物的排棄對(duì)鄱陽(yáng)湖水環(huán)境造成了嚴(yán)重的影響，因此加強(qiáng)水土保持綜合治理勢(shì)在必行。

1.3 泥沙變化及其淤積趨勢(shì)

左長(zhǎng)清［4］1989年的研究表明，從歷史的觀點(diǎn)看，河床尾閭抬高，湖床加厚，河流含沙量增加，湖床、湖內(nèi)的泥沙淤積有逐漸增加的趨勢(shì)。在“五河”尾閭，除修水干流修建了柘林水庫(kù)攔截了泥沙，其尾閭河床有所刷深外，其余均為淤高。劉國(guó)楨［8］的研究表明，1976—1984年贛江、撫河、潦河含沙量和輸沙量較前10年有增大的趨勢(shì)，主要是由于流域內(nèi)水土流失加劇而引起的，信江含沙量和輸沙量變化則不明顯。對(duì)1959—2004年贛江長(zhǎng)序列的輸沙量研究表明，由于加強(qiáng)了水土保持工作和興建了水利工程，贛江輸沙量呈逐年減少的態(tài)勢(shì)，含沙量逐年變?。?］，同樣，1959—2004年撫河下游河流泥沙減少，水土流失呈減少態(tài)勢(shì)［10］。根據(jù)中國(guó)科學(xué)院20世紀(jì)50—60年代的考察報(bào)告、江西省70和80年代的統(tǒng)計(jì)資料以及3次遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)成果，江西省土壤侵蝕一直呈上升趨勢(shì)，特別是70年代末期到1987年，水土流失面積上升最快，進(jìn)入90年代以來(lái)，土壤侵蝕面積擴(kuò)大趨勢(shì)得到有效遏制，水土流失呈逐年減少之勢(shì)。這說(shuō)明20世紀(jì)80年代以來(lái)在江西省內(nèi)實(shí)施的國(guó)家水土流失重點(diǎn)治理工程取得了成效，隨著1991年水保法的實(shí)施，水土流失預(yù)防監(jiān)督也取得了好的效果。另有研究表明:鄱陽(yáng)湖通江控制測(cè)站湖口站和贛江外洲站的輸沙量在20世紀(jì)90年代之前變化不大，但在1990—2001年減小的趨勢(shì)明顯，信江梅港站泥沙量無(wú)明顯的變化趨勢(shì)，湖口站的泥沙量變化趨勢(shì)表明鄱陽(yáng)湖入江泥沙量有所減少［11］。引起鄱陽(yáng)湖入江泥沙通量持續(xù)減少的原因，一是由于新中國(guó)成立后全省修建了大量的中小型水庫(kù)和山塘等水利基礎(chǔ)設(shè)施，有效地從源頭攔截了部分泥沙，減少了各支流匯入鄱陽(yáng)湖的泥沙量;二是建成的一系列水土保持工程起到了良好的蓄水減沙作用。

2 鄱陽(yáng)湖沙地形成及其變化研究

2.1 鄱陽(yáng)湖沙地及沙山形成的原因

由于泥沙淤積和風(fēng)力侵蝕的作用，使得鄱陽(yáng)湖濱湖地區(qū)存在“類似沙漠景觀”的土地沙漠化問(wèn)題，無(wú)論成因、分布范圍、治理及開發(fā)利用途徑都與北方干旱地區(qū)土地沙漠化不同。朱震達(dá)［12］將我國(guó)東部和南方半濕潤(rùn)、濕潤(rùn)地區(qū)土地“沙質(zhì)荒漠化”過(guò)程稱為“土地風(fēng)沙化”過(guò)程，將出現(xiàn)的“類似沙漠景觀”的土地稱為“風(fēng)沙化土地”。由于水蝕、風(fēng)蝕和人類不合理利用土地等自然、人為因素的作用，鄱陽(yáng)湖及“五河”尾閭出現(xiàn)了以沙丘、沙洲、沙山組成的“水鄉(xiāng)沙漠”特殊景觀。其原因是河漫灘的沙質(zhì)沉積物在枯水季節(jié)特別是在干季，受風(fēng)力吹揚(yáng)作用堆積在沿河階地上，形成風(fēng)沙活動(dòng)的地表一般以沙丘的形態(tài)出現(xiàn)作為其景觀標(biāo)志［12］。另外，鄱陽(yáng)湖周圍斷斷續(xù)續(xù)分布著一系列沙山，主要集中在江西湖口縣、彭澤縣、星子縣、永修縣、松門山島與磯島、都昌縣多寶以及南昌新建縣厚田附近的贛江西側(cè)等地。關(guān)于鄱陽(yáng)湖濱湖沙山形成原因有“水成說(shuō)”和“風(fēng)成說(shuō)”之爭(zhēng):“水成說(shuō)”認(rèn)為“五河”的水流匯合于鄱陽(yáng)湖后，由于水面展寬、流速減緩，所以泥沙開始沉積，鄱陽(yáng)湖沙山沉積具有河流環(huán)境的巖相標(biāo)志，因受新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)間隙性抬升作用，經(jīng)后期流水侵蝕和風(fēng)力侵蝕所致，故沙地分布與古河道一致;“風(fēng)成說(shuō)”認(rèn)為沙山是風(fēng)成堆積丘，鄱陽(yáng)湖區(qū)由于受小地形影響風(fēng)力作用很明顯，基本動(dòng)力是冰期中強(qiáng)勁北方干冷氣流的南侵，湖水位下降而出露的河湖灘地提供了物質(zhì)來(lái)源［13］。左長(zhǎng)清［14］認(rèn)為鄱陽(yáng)湖沙地及沙山的形成是地質(zhì)構(gòu)造變遷、水土流失、水體頂托倒灌和風(fēng)力侵蝕共同作用的結(jié)果，但各片沙山形成的主導(dǎo)因子不盡一致。

2.2 鄱陽(yáng)湖沙地變化遙感調(diào)查

鄱陽(yáng)湖沙地分布以中部、北部多見，贛江、撫河和信江的中下游也有分布，而其分布面積通過(guò)野外調(diào)查很難準(zhǔn)確確定。遙感技術(shù)在資源調(diào)查方面具有客觀、動(dòng)態(tài)、綜合、快速等特點(diǎn)，是調(diào)查鄱陽(yáng)湖沙地分布狀況及其面積的較為可行的方法。根據(jù)趙小敏等［15］利用TM影像對(duì)鄱陽(yáng)湖沙地的遙感調(diào)查研究，1991年鄱陽(yáng)湖地區(qū)沙地面積為 360.5 km2，1999 年為217.6 km2，整個(gè)鄱陽(yáng)湖流域的沙地面積有所減少，1999年比1991年減少了142.9 km2，占1991年沙地面積的39.64%，可見鄱陽(yáng)湖上游地區(qū)及湖區(qū)水土流失和沙地治理工作成效顯著。鄱陽(yáng)湖沙地面積與泥沙淤積量密切相關(guān)，但是2001年以來(lái)的鄱陽(yáng)湖地區(qū)沙地面積及其分布狀況還未見有研究成果報(bào)道。

3 鄱陽(yáng)湖沙地生態(tài)修復(fù)研究

3.1 鄱陽(yáng)湖沙地植被狀況

鄱陽(yáng)湖濱沙生植被由湖岸沙灘向外延伸植被覆蓋度逐漸增大，沙丘也依次由流動(dòng)沙丘向半流動(dòng)沙丘乃至固定沙丘方向過(guò)渡。在流動(dòng)沙丘和半流動(dòng)沙丘上零星生長(zhǎng)著蔓荊、狗牙根;固定沙丘植物種類較豐富，其緊靠半流動(dòng)沙丘的地帶主要為蔓荊、狗牙根、白茅、茵陳蒿、球柱草、假儉草和結(jié)縷草組成的灌木或草本群落，再向外延伸則出現(xiàn)胡枝子、小果薔薇、黃荊、紫珠、野花椒等灌木以及馬尾松、算盤子、烏桕、楓香、枸骨等幼樹幼苗，并有人工種植的刺槐、濕地松、桃樹等，植物群落垂直結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，一般為單層或雙層，少為喬灌草三層。鄱陽(yáng)湖濱湖沙地自然環(huán)境嚴(yán)酷，存在抑制植物正常生長(zhǎng)和發(fā)育的許多不利因素。國(guó)內(nèi)外的治沙經(jīng)驗(yàn)表明，種植植物是治沙經(jīng)濟(jì)有效的措施之一，因此在沙化土地生態(tài)環(huán)境不斷惡化的趨勢(shì)下，開展沙地植被生態(tài)修復(fù)是鄱陽(yáng)湖沙地生態(tài)環(huán)境改善的重要措施。

3.2 鄱陽(yáng)湖沙地生態(tài)修復(fù)措施

長(zhǎng)期以來(lái)，江西省人民政府始終將沙地生態(tài)修復(fù)作為改善鄱陽(yáng)湖沙區(qū)生態(tài)環(huán)境的重要工作，省內(nèi)外許多政府部門、科研機(jī)構(gòu)和高等院校都分別選擇試驗(yàn)點(diǎn)進(jìn)行了植物引種試驗(yàn)和沙地生態(tài)修復(fù)試驗(yàn)，試驗(yàn)點(diǎn)有都昌縣多寶鄉(xiāng)、星子縣蓼南鄉(xiāng)、新建縣厚田鄉(xiāng)等鄱陽(yáng)湖、贛江沿岸風(fēng)沙地區(qū)。引種和治沙試驗(yàn)表明:樟樹、棕櫚、木荷等綠化樹種成活率低，濕地松、白花泡桐、刺槐作為防護(hù)林樹種效果較好［16－17］;蔓荊在亞熱帶濕潤(rùn)風(fēng)沙地區(qū)具有良好的適應(yīng)性和防風(fēng)固沙作用，且有助于土壤理化性狀改良和小氣候改善，可廣泛用于我國(guó)南方江、河、湖濱沿岸的防風(fēng)固沙［18］;引進(jìn)無(wú)患子、刺槐、構(gòu)樹、柿子、板栗、楊梅等喬木和夾竹桃及桅子等灌木，成活率均達(dá)到60%以上;對(duì)于風(fēng)沙侵蝕嚴(yán)重的流動(dòng)沙丘采取以工程措施(谷坊、攔沙壩等)與生物措施相結(jié)合的治理方法效果顯著［17］;對(duì)于中度到輕度沙化的地區(qū)，可采用“草—畜—沼—果”復(fù)合經(jīng)營(yíng)的集約型農(nóng)作循環(huán)模式達(dá)到提高居民經(jīng)濟(jì)收入和沙地治理的目的。鄱陽(yáng)湖沙地的生態(tài)修復(fù)應(yīng)當(dāng)依據(jù)當(dāng)?shù)氐牧⒌貤l件，結(jié)合原生樹種的生物學(xué)和生理學(xué)特性采用生物—工程固沙技術(shù)，注意灌草、常綠和落葉樹種的搭配，實(shí)行人工治理和自然修復(fù)相結(jié)合，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)變農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)方式。目前，針對(duì)不同區(qū)域和植被狀況的沙地治理技術(shù)需要進(jìn)行深入研究，對(duì)鄱陽(yáng)湖沙地的生態(tài)修復(fù)模式還有待于進(jìn)一步完善。

4 研究展望

泥沙淤積對(duì)鄱陽(yáng)湖生態(tài)環(huán)境和水環(huán)境產(chǎn)生重要影響，鄱陽(yáng)湖沙地的形成也與泥沙密切相關(guān)。沙區(qū)生態(tài)環(huán)境惡劣、水土流失嚴(yán)重，沙埋、沙塵災(zāi)害頻繁發(fā)生，嚴(yán)重危害著當(dāng)?shù)厝嗣竦纳a(chǎn)生活，因此開展鄱陽(yáng)湖泥沙和沙地的研究對(duì)鄱陽(yáng)湖流域的水土保持具有重要的意義。

筆者認(rèn)為今后有待開展研究的主要有以下幾方面:①鄱陽(yáng)湖流域泥沙數(shù)學(xué)模型研究。泥沙數(shù)學(xué)模型是基于對(duì)泥沙運(yùn)動(dòng)基本規(guī)律的認(rèn)識(shí)，研究成果可為政府決策提供科學(xué)依據(jù)。②鄱陽(yáng)湖沙地空間格局研究。通過(guò)遙感手段研究近年來(lái)鄱陽(yáng)湖沙地的面積、分布及空間特征，有助于掌握沙地的分布特征和演變規(guī)律。③鄱陽(yáng)湖沙地風(fēng)力侵蝕研究。長(zhǎng)期以來(lái)對(duì)于鄱陽(yáng)湖地區(qū)風(fēng)蝕造成的土壤流失缺少監(jiān)測(cè)，進(jìn)行風(fēng)水復(fù)合侵蝕的研究對(duì)于開展區(qū)域水土保持監(jiān)測(cè)、掌握鄱陽(yáng)湖濱湖沙區(qū)土壤侵蝕規(guī)律、沙化土地的水土流失防治等都具有重要意義。④鄱陽(yáng)湖沙地生態(tài)修復(fù)研究。我國(guó)北方地區(qū)對(duì)于沙漠的飛播造林種草、生物固沙、工程固沙等技術(shù)的研究與應(yīng)用已經(jīng)成熟，而南方濱湖、河灘沙地的成因與北方截然不同，因此生態(tài)修復(fù)技術(shù)研究尚需積極開展。

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