新疆瑪納斯河流域節(jié)水措施對生態(tài)系統(tǒng)的影響

陳 思

（新疆水利水電規(guī)劃設(shè)計管理局，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)域為：石河子市、昌吉州瑪納斯縣、塔城地區(qū)沙灣縣、克拉瑪依市小拐鄉(xiāng)，以及兵團的農(nóng)八師和農(nóng)六師（新湖總場）。瑪納斯河流域?qū)儆趦?nèi)陸河流，流域面積3.35萬km2，流域水系主要由6條獨立的河流組成，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噶爾盆地，其徑流形成主要為冰川融化和降水補給[2]。

2 流域節(jié)水措施的運用情況

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、農(nóng)八師152團、143團）、下野地灌區(qū)（農(nóng)八師121團、122團、132團、133團、134團、135團、136團，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、148團、149團、150團）、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）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、142團、144團）[3]。

2.2 流域內(nèi)節(jié)水措施運用現(xiàn)狀

節(jié)水措施的運用是發(fā)展高效農(nóng)業(yè)的重要環(huán)節(jié)。流域運用節(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)性單因子評價

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)性評價指標體系及評價標準，采用單因子評價法對瑪河流域生態(tài)系統(tǒng)適應(yīng)性進行分析。單因子評價可通過結(jié)合評價標準直接評價單因子的質(zhì)量等級，無需數(shù)學(xué)方法，優(yōu)點是便于針對特定問題為生態(tài)建設(shè)規(guī)劃提供依據(jù)，具體評價流程見圖2。

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

3.1 評價體系及評價標準的建立

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)建指標體系框架，針對瑪納斯河流域節(jié)水措施應(yīng)用情況及生態(tài)系統(tǒng)適應(yīng)性的主要問題，最終建立一個既能反映節(jié)水措施對流域生態(tài)系統(tǒng)適應(yīng)性，又能查取指標準確值的指標體系；再根據(jù)安全性、地域性、可計量性、合理性、階段性等原則，結(jié)合國家法律法規(guī)和一些針對西部干旱區(qū)的研究成果，建立指標體系評價原則。具體評價體系及標準見表1。

表1 節(jié)水措施下瑪納斯河流域生態(tài)系統(tǒng)適應(yīng)性評價標準

3.2 單因子評價結(jié)果

本次選取2000、2005、2010年作為節(jié)水措施運用程度不同年，對瑪納斯河流域的生態(tài)系統(tǒng)適應(yīng)性進行評價，評價結(jié)果見表2。

表2 單因子評價結(jié)果匯總表

從表2可看出，近10年來，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)境用水率的評價指標值都不斷增大，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價指標值不斷減小，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值減小幅度也較大。

3.3 評價結(jié)果分析

根據(jù)2000、2005、2010年各指標相互關(guān)系單因子評價結(jié)果總體分析可得以下結(jié)論。

（1）狀態(tài)與壓力。從2000年狀態(tài)層可知，流域經(jīng)濟發(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)水措施不斷運用下，流域鹽漬化面積變化率不斷減小，說明流域鹽漬化程度不斷改善。出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因是在長期的實踐中，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)通過豎井排灌與明溝排水結(jié)合的方式，可以有效地排鹽。同時，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)水措施的運用對生態(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，隨著流域人口的增長，農(nóng)業(yè)用地面積逐漸擴大，人工綠洲擠占了流域內(nèi)原有天然綠洲面積，同時節(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)原始植被破壞嚴重。人為活動破壞了區(qū)域自然生態(tài)平衡，農(nóng)業(yè)灌溉方式的不當導(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題，土地質(zhì)量總體降低。

（3）近年來很多平原荒漠區(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）土壤次生鹽漬化嚴重。通過遙感影像對1989年、2001年及2012年的瑪納斯河流域各類鹽漬化耕地面積進行解譯，各時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)計表

（5）地下水位下降。隨著人口的激增及社會經(jīng)濟的發(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)境問題。

4.1 改善措施

（1）保護自然生態(tài)系統(tǒng)，提高綠洲穩(wěn)定性。保護流域內(nèi)天然植被的健康生存，并擇優(yōu)選取環(huán)境適應(yīng)性較強的植物種類進行人工種植，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)部門通過封森保護、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)；可通過科學(xué)合理的人工措施，促進天然植被群的恢復(fù)，遏制荒漠化的發(fā)展。

（2）控制耕地面積的增長，嚴禁地下水超采。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，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)加強地州縣市間的協(xié)調(diào)合作，充分利用各地資源優(yōu)勢，實現(xiàn)相關(guān)信息的共享，在更大空間范圍內(nèi)進行水資源的優(yōu)化配置，以實現(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，社會經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護的矛盾突出，建立人工綠洲必然會消耗原始生態(tài)系統(tǒng)的能量。從本質(zhì)上說節(jié)水措施的推廣應(yīng)用對生態(tài)系統(tǒng)本是有益的，但就流域目前的情況來看，人們無節(jié)制的擴大耕地的程度遠大于節(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)，平衡好社會經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護之間的關(guān)系。