近40年額濟(jì)納河流域生態(tài)環(huán)境演變特征

達(dá)來(lái) 王玉華 布仁圖雅 布日古德

摘要：本文通過(guò)1973年、1990年、2000年、2006年、2013年等五期遙感影像和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，從土地利用/覆蓋、水資源量?jī)蓚€(gè)角度分析額濟(jì)納流域近40年的土地利用變化特征及水資源變化趨勢(shì)。監(jiān)測(cè)結(jié)果表明：額濟(jì)納河流域現(xiàn)有綠洲面積3 173km2，植被覆蓋5%～20%的綠洲比重較大;水域以東居延海、額濟(jì)納河為主。20世紀(jì)70年代至20世紀(jì)末，流域內(nèi)林草、水域均呈現(xiàn)逐年減少趨勢(shì)，水資源量波動(dòng)劇烈，出現(xiàn)多次干涸，綠洲耕地開墾較嚴(yán)重，綠洲面積縮減五分之一，荒漠呈增長(zhǎng)趨勢(shì)。2000年以后，通過(guò)黑河分水工程、退牧還草、圍欄封育等生態(tài)工程建設(shè)與實(shí)施，額濟(jì)納河流域生態(tài)環(huán)境惡化趨勢(shì)基本得到遏制，流域內(nèi)林草地面積逐漸增加，總體仍以中低覆蓋草地和灌木林、疏林為主;荒漠土地呈逐年減少的趨勢(shì)，耕地開墾得到有效控制。通過(guò)額濟(jì)納河流域生態(tài)環(huán)境變化原因分析，作者提出黑河水對(duì)額濟(jì)納流域的流量應(yīng)保持在6.2億m3水平以上，才能維持綠洲規(guī)模和生態(tài)功能，并在一定的水資源條件約束下，進(jìn)一步優(yōu)化流域內(nèi)水資源的配置和利用。

關(guān)鍵詞：額濟(jì)納河流域;土地利用/覆蓋;生態(tài)環(huán)境變化

中圖分類號(hào)：X835 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2020）04-0-04

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.04.117

Abstract：Based on the five remote sensing images and field investigations in 1973、1990、2000、2006 and 2013 ，from two points of view of land utilizatin/cover and water resources to analyze the changing features of land utilizatin and the variation trends of Ejin River in the nearly 40 years.The monitoring date suggest that：there are 3 173km2 oasis area in the Ejin River，and the oasis which vegetational cover is 5%～20% is in the majority;the sea area gives priority to East Juyan Lake and Ejin River.In the 70s to the end of 20th century， grasses and water area in the river shows the trend of decreasing year by year， water resources fiercely fluctuate，and appears drylands several times，reclaimed plantation of oasis is more severe，oasis area reduces one fifth and desert shows the trend of rising.After 2000，through the construction and implement of ecological engineering，such as water diversion project of Hei He、returning grazing land to grassland、enclosure and so on，the deteriorating trend of ecological environments of Ejin River has been contained，and the area of trees and grasses have gradually increased.It still gives priority to low and medium coverage grass ，shrubbery and sparse trees totality.Desert land appears the trend of decreasing year by year， reclaimed plantation has been contained efficiently.Through analyzing the changing reasons of ecological environments of Ejin River， author comes up with that the flow of Hei He that offers Ejin River should keep above a hundred million of 6.2 m3， and it can maintain oasis scale and ecological function and optimize the disposition and utilization under the constraints of the water resources.

Key Words：Ejina River Basin;Land utilizatin/ cover;Transformation of ecological environments

1 額濟(jì)納河流域概況

額濟(jì)納河流域位于內(nèi)蒙古自治區(qū)阿拉善盟額濟(jì)納旗，屬黑河下游河段。黑河是我國(guó)第二大內(nèi)陸河，發(fā)源于青海省祁連山東麓，河西走廊和祁連山中段，橫跨青海、甘肅、內(nèi)蒙古三省區(qū)，涉及5個(gè)地級(jí)行政區(qū)10個(gè)縣（旗、市）。干流全長(zhǎng)821 km，流域面積14.29萬(wàn)km2。其中，干流水系11.6萬(wàn)km2。鶯落峽以上為上游區(qū)，河道長(zhǎng)303km，流域面積1萬(wàn)km2;鶯落峽至正義峽為中游區(qū)，河長(zhǎng)185km，流域面積2.56萬(wàn)km2。正義峽至額濟(jì)納旗的東西居延海為下游區(qū)，河長(zhǎng)333km，流域面積8.04萬(wàn)km2。黑河進(jìn)入額濟(jì)納旗即稱為額濟(jì)納河，流程約270km，在狼心山分為東河和西河，河長(zhǎng)分別為179km和177km，北流途中又分為19條支岔，最后分別流入東西居延海，東西居延海相距80km，并形成額濟(jì)納河流域三角綠洲，見(jiàn)圖1。額濟(jì)納河流域綠洲是阿拉善高原和內(nèi)蒙古西北地區(qū)的天然綠色屏障，也是阿拉善生物多性富集區(qū)之一，具有阻擋風(fēng)沙侵襲的生態(tài)防護(hù)功能，對(duì)于維護(hù)阿拉善地區(qū)、河西走廊生態(tài)安全起到至關(guān)重要的作用。近幾十年來(lái)，在人類活動(dòng)強(qiáng)烈作用（包括正面和負(fù)面）和自然災(zāi)害的雙重驅(qū)動(dòng)下，該地區(qū)生態(tài)環(huán)境發(fā)生了一系列變化[1]。

2 額濟(jì)納河流域土地利用/覆蓋現(xiàn)狀及變化

2.1 信息源

本次調(diào)查采用了美國(guó)NASA的陸地衛(wèi)星（landsat）和中國(guó)高分一號(hào)衛(wèi)星（GF-1）數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)源分別為1973年的Landsat 1_MSS（分辨率80m）、1990年landsat 5_TM（分辨率30m）、2000年的landsat 7_TM（分辨率30m）、2006年的landsat 5_TM（分辨率30m）、2013年的GF-1（分辨率8m）。

2.2 額濟(jì)納河流域土地利用/覆蓋現(xiàn)狀

本次調(diào)查采用《生態(tài)環(huán)境狀況評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范》（HJ192-2015）中的土地利用/覆蓋分類體系。鑒于阿拉善地區(qū)荒漠類型復(fù)雜，本文將荒漠類型劃分為沙漠、礫漠、鹽漠、泥漠、巖漠。

額濟(jì)納河流域研究區(qū)總面積7 171km2，2013年土地覆蓋面積占比最大的是荒漠，面積3 872.59 km2，占研究區(qū)面積的53.98%，主要由戈壁、沙漠和裸露鹽堿地組成;其次，草地面積為1 678.29 km2，占研究區(qū)面積的23.39%，以低覆蓋度草地為主;林地面積1 368.72 km2，占研究區(qū)面積的19.08%，以灌木林地和疏林地為主;水域、耕地、建設(shè)用地面積分別為126.10 km2（1.76%）、93.89 km2（1.31%）、34.23 km2（0.48%）。見(jiàn)圖2。

2.3 額濟(jì)納河綠洲現(xiàn)狀

2013年額濟(jì)納河流域現(xiàn)有自然綠洲面積為3 173km2（不包括農(nóng)田）。其中，植被覆蓋度達(dá)到20%以上的土地面積1 321km2，這些地區(qū)主要分布于沿河流域河水漫灌地帶和湖泊周邊濕地，植被類型多為高覆蓋度草甸、檉柳灌叢、胡楊沙棗林等;植被覆蓋為5%～20%的土地面積為1 725km2 屬于中、低蓋草地、灌叢和疏林地，分布在沿河流外延的地下隔水層埋深較淺地的地區(qū)。額濟(jì)納河流域綠洲周邊地區(qū)基本屬于戈壁、裸土地和鹽堿荒漠。這些地區(qū)處于常年無(wú)河水補(bǔ)給狀態(tài)，分布極低蓋度或零星耐旱生植物，個(gè)別凹洼地（雨季積洪水）分布著中覆蓋度植被。

2.4 近40年額濟(jì)納河流域土地利用/覆蓋變化

2.4.1 林地變化

1973年～2000年間，額濟(jì)納河流域林地植被呈退化趨勢(shì)，主要表現(xiàn)在兩方面：一是林地總面積在減少，面積減少量為132 km2;二是森林植被覆蓋度在下降，11km2有林地和52km2灌木林退化為疏林地，132km2灌木林退化為低蓋草地或裸露荒漠地。2000年～2013年間，額濟(jì)納河流域林地植被呈好轉(zhuǎn)趨勢(shì)。在遙感調(diào)查顯示林地中有林地?zé)o明顯變化，但地面調(diào)查發(fā)現(xiàn)額濟(jì)納河流域出現(xiàn)多處中小胡楊生長(zhǎng)旺盛的現(xiàn)象;灌木林地呈緩慢恢復(fù)趨勢(shì)，12年間面積增加了9 km2;疏林地增加較快，面積增加速度達(dá)5km2/年。見(jiàn)圖3。

2.4.2 草地變化

1973年～2000年間，額濟(jì)納河流域草地總體呈現(xiàn)退化狀態(tài)。高、中、低覆蓋度草地面積分別減少了24 km2、161 km2和289 km2。2000年～2013年間，草地狀況總體呈現(xiàn)穩(wěn)定狀態(tài)。高覆蓋度草地基本保持原狀態(tài)，中覆蓋度草地呈增加趨勢(shì)，而低覆蓋度草地在逐年減少，轉(zhuǎn)化為中覆蓋度草地、林地，及被建設(shè)用地占用。見(jiàn)圖3。

2.4.3 水域濕地變化

1973年～2013年間，額濟(jì)納河流域水域濕地變化主要表現(xiàn)在湖泊的變化。1973年～2000年湖泊面積由1973年的58km2急劇下降到2000年的4 km2。而2000年～2013年間，湖泊面積增加到49 km2。湖泊面積變化的主要原因是黑河對(duì)額濟(jì)納河流域的泄水量變化所致。見(jiàn)圖3。

2.4.4 荒漠土地變化

1973年～2000年間，額濟(jì)納河流域荒漠土地面積逐年呈增加趨勢(shì)，沙漠（沙地）、礫漠（戈壁）、鹽漠（鹽堿地）、泥漠（裸露壤質(zhì)土地）分別增加了16km2、530km2、46km2、23km2，荒漠化速度達(dá)36km2/年。2000年～2013年，額濟(jì)納河流域除了沙地，其他荒漠土地在逐年減少。礫漠、鹽漠、泥漠分別減少了65km2、40km2、12km2。這說(shuō)明，近幾年額濟(jì)納河流域荒漠化趨勢(shì)得到遏制，但局部地區(qū)土地沙漠化趨勢(shì)仍存在。見(jiàn)圖3。

2.4.5 農(nóng)田變化

1973年～2006年間，額濟(jì)納河流域耕地面積逐年呈增加趨勢(shì)，增加量為53 km2上，綠洲耕地開墾較嚴(yán)重。2006年～2013年，額濟(jì)納河流域耕地面積基本無(wú)變化。這說(shuō)明，近幾年耕地開墾得到了有效控制。見(jiàn)圖3。

2.4.6 建設(shè)用地變化

1973年～2013年間，額濟(jì)納河流域人工建設(shè)用地面積逐年呈增加趨勢(shì)，其中交通和工礦用地增加較快。尤其2006年～2013年間，交通道路和工礦用地增加速度最快，增加速度達(dá)2 km2/年。見(jiàn)圖3。

3 額濟(jì)納河流域水資源現(xiàn)狀及變化

3.1 額濟(jì)納河流域水流量變化

據(jù)資料顯示，20世紀(jì)50年代初期，黑河在每年流入額濟(jì)納河和居延綠洲的水量為8.2億m3，全年流水期長(zhǎng)達(dá)8～10個(gè)月。自20世紀(jì)60年代以來(lái)，由于上游地區(qū)山地植被破壞嚴(yán)重，雪線上升，中游地區(qū)過(guò)度墾荒，大力發(fā)展人工綠洲，農(nóng)業(yè)灌溉擠占了下游地區(qū)的生態(tài)用水，導(dǎo)致進(jìn)入額濟(jì)納的年均水量在20世紀(jì)70～80年代減少到6.0～7.0億m3，90年代減少到3億m3左右（狼心山水文站數(shù)據(jù)）。見(jiàn)圖5。

由于黑河對(duì)額濟(jì)納河流域泄水量的急劇減少，導(dǎo)致1961年西居延海干涸，干涸的湖底變成了龜裂鹽堿地和砂礫地表，至今未恢復(fù);東居延海水域面積嚴(yán)重萎縮，變成了間歇性湖泊，自1961年以來(lái)出現(xiàn)11次干涸。2000年以來(lái)，由于黑河治理工程的實(shí)施，額濟(jì)納河流域從中上游進(jìn)行調(diào)水，截至2013年?yáng)|居延海蓄水量達(dá)3 080萬(wàn)m3，湖水面積42 km2，整體上遏制了額濟(jì)納河流域的地下水位不斷下降的趨勢(shì)。見(jiàn)圖4。

3.2 額濟(jì)納河流域降水量變化

研究區(qū)氣象監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，額濟(jì)納河流域近幾十年降水量仍然很低，年均降水量35mm左右，而且降水期基本集中在每年的8、9月份。對(duì)于年均蒸發(fā)量高達(dá)3 800mm的額濟(jì)納地區(qū)來(lái)說(shuō)，這極度稀少的降水量不足以支持額濟(jì)納河流域綠洲和濕地的維持與擴(kuò)展。這表明，額濟(jì)納河流域綠洲的植被生存和恢復(fù)主要取決于黑河水的補(bǔ)給量。見(jiàn)圖6。

4 小結(jié)

4.1 額濟(jì)納河流域生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀

2013年監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，額濟(jì)納河流域土地利用類型以礫漠、低覆蓋度草、灌木林地、疏林地為主，占流域面積的85.24%。流域內(nèi)現(xiàn)有水域濕地面積為126 km2，占流域面積的1.76%，其中，額濟(jì)納河流面積76km2，東居延海水域面積42km2，其他零星水域濕地面積為8km2。

2013年額濟(jì)納流域現(xiàn)有自然綠洲（植被蓋度5%以上）面積為3 173km2（不包括農(nóng)田）。植被覆蓋度達(dá)到20%以上的土地面積1 321km2 主要分布于沿河流域河水漫灌地帶和湖泊周邊濕地;植被覆蓋為5%～20%的土地面積為1 725km2，分布在沿河流外延的地下隔水層埋深較淺地的地區(qū)。

4.2 額濟(jì)納河流域生態(tài)環(huán)境變化趨勢(shì)

自20世紀(jì)70年代到20世紀(jì)末，由于上游地區(qū)山地植被破壞嚴(yán)重，中游地區(qū)過(guò)度墾荒，及農(nóng)業(yè)灌溉，過(guò)度擠占了下游地區(qū)的生態(tài)用水，使額濟(jì)納河流域出現(xiàn)地下水位下降、水質(zhì)變差、綠洲萎縮、湖泊干涸、植被退化、土地沙化等嚴(yán)重生態(tài)問(wèn)題。30年間，額濟(jì)納河流域綠洲面積減少了660km2，縮減1/5，水域面積減少了54km2，縮減2/5。

21世紀(jì)初，通過(guò)黑河分水工程、退牧還草、圍欄封育等措施的實(shí)施和生態(tài)保護(hù)建設(shè)的加強(qiáng)，額濟(jì)納河流域生態(tài)環(huán)境惡化趨勢(shì)基本得到遏制，局部地區(qū)呈明顯好轉(zhuǎn)趨勢(shì)。東西河上游地區(qū)和西河中游地區(qū)地下水位有所回升，整體上遏制了地下水位不斷下降趨勢(shì)[2]。近10年，額濟(jì)納河流域荒漠土地面積減少了200km2，局部地區(qū)植被蓋度明顯提高;黑河水在額濟(jì)納河流域流量保持6億m3左右，東居延海水域面積基本在40km2左右，能夠維持現(xiàn)有綠洲規(guī)模和居延海的生物多樣性。而額濟(jì)納河流域現(xiàn)有綠洲外延河水常年沒(méi)補(bǔ)給到的地區(qū)植被部分保持原有狀態(tài)，部分表現(xiàn)為弱長(zhǎng)勢(shì)（凈初級(jí)生產(chǎn)力極低）狀態(tài)，局部地區(qū)植被仍在緩慢退化。

5 建議

（1）增加黑河水對(duì)額濟(jì)納流域的流量。額濟(jì)納綠洲生態(tài)演變和水資源之間均具有明顯的正相關(guān)關(guān)系，水資源減少是生態(tài)退化的決定性因素[1]。2006年～2013年間，黑河水在額濟(jì)納流域的年均流量達(dá)到6.2億m3，基本維持額濟(jì)納河流域的現(xiàn)有綠洲規(guī)模。

遙感調(diào)查和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)資料表明，要將植被恢復(fù)到20世紀(jì)80年代末期的規(guī)模，黑河水在額濟(jì)納流域的年均流量要大于6.8億m3。這個(gè)結(jié)果基本與生態(tài)需水估算結(jié)果[3、4]（20世紀(jì)80年代的規(guī)模的綠洲植被最低生態(tài)需水總量7.1億m3）一致。當(dāng)狼心山入境流量增加到7.5億m3水平時(shí)，額濟(jì)納綠洲規(guī)模可擴(kuò)展500 km2左右[5]，同時(shí)植被覆蓋度也進(jìn)一步增加。如果使東居延海維持一定水域面積及保證下游區(qū)人畜用水和工業(yè)用水，狼心山斷面入境水量最低應(yīng)保持8.0億m3。

（2）進(jìn)一步優(yōu)化水資源的配置和利用。在一定的水資源條件約束下，如何充分認(rèn)識(shí)額濟(jì)納地區(qū)水資源現(xiàn)狀，如何合理分配與利用水資源是額濟(jì)納河地區(qū)生態(tài)環(huán)境保護(hù)的核心問(wèn)題[5]。因此，應(yīng)根據(jù)植被種類、蓋度、分布及其生態(tài)功能和地下水位變化分布趨勢(shì)，進(jìn)一步優(yōu)化分配和利用水資源，確保具有重要生態(tài)功能的額濟(jì)納綠洲的用水，并進(jìn)一步改善綠洲生態(tài)環(huán)境。

參考文獻(xiàn)

[1]郭巧玲，楊琳潔，等.額濟(jì)納綠洲植被生態(tài)需水量空間分布[J].干旱資源與環(huán)境，2013，27（8）：103-107.

[2]盧振園，唐德善，鄭斌，等.黑河下游調(diào)水及近期治理生態(tài)影響后評(píng)價(jià)[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2011，31（7）：1556-1561.

[3]楊立彬，黃強(qiáng)，等.額濟(jì)納綠洲生態(tài)需水研究[J].水利學(xué)報(bào)，2012，43（9）：1127-1133.

[4]李強(qiáng)坤，黃福貴，等.額濟(jì)納地區(qū)綠洲恢復(fù)生態(tài)需水量研究[J].資源與水工程學(xué)報(bào)，2006，17（2）：9-13.

[5]王根緒，程國(guó)棟，等.干旱區(qū)受水資源脅迫的下游綠洲動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)分析—以黑河流域額濟(jì)納綠洲為例[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2002，13（5）：564-568.

收稿日期：2019-11-25

作者簡(jiǎn)介：達(dá)來(lái)（1973-），男，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)樯鷳B(tài)監(jiān)測(cè)。

通訊作者：王玉華。