關于塔里木河流域胡楊林生態(tài)補水的思考與建議

孫 健

(新疆塔里木河流域干流管理局，新疆 庫爾勒，841000)

胡楊是荒漠生態(tài)系統(tǒng)最重要的組成部分。聯(lián)合國糧農組織確定胡楊是干旱和半干旱地區(qū)林木基因資源優(yōu)先保護的重點樹種。新疆塔里木河流域分布的胡楊林面積達127.47萬hm2，分別占世界和中國胡楊林總面積的54%和89%，是世界上胡楊數(shù)量最多、面積分布最廣的區(qū)域。塔里木河流域以胡楊林為主體的綠色天然生態(tài)屏障，為阻擋塔克拉瑪干沙漠的風沙侵襲、促進綠洲農業(yè)可持續(xù)發(fā)展、保護人類賴以生存的綠洲環(huán)境發(fā)揮了重要作用。開展以生態(tài)保護和修復為目的的塔河胡楊林生態(tài)補水行動及研究，對推動南疆乃至新疆全局范圍的生態(tài)文明建設都有重要的意義。

1 塔河流域胡楊林生態(tài)補水的成效

由于全球氣候變暖的影響，以及人類對水土資源的過度開發(fā)，近幾十年來塔里木河流域胡楊林呈現(xiàn)面積萎縮和退化趨勢。為扭轉這種局面，新疆維吾爾族自治區(qū)人民政府制定下發(fā)了《關于印發(fā)2016年塔里木河流域胡楊林生態(tài)保護行動實施工作方案的通知》(新政辦發(fā)〔2016〕85號)，安排部署開展以保護塔河流域生態(tài)環(huán)境為目的的胡楊林補水行動。生態(tài)補水后，塔河流域胡楊林淹灌影響面積560余萬畝，主要集中在胡楊林退化嚴重的葉爾羌河下游、孔雀河下游等區(qū)域。根據(jù)中科院新疆生態(tài)與地理研究所監(jiān)測結果顯示，生態(tài)補水生態(tài)保護效益與修復效果明顯。

1.1 胡楊林的生境條件明顯好轉

首先，補水導致湖區(qū)水位明顯上漲，如艾西曼湖區(qū)一團海子水位上漲68cm；艾西曼湖區(qū)的薩依力克湖、皇宮湖水位上漲6cm。其次，補水區(qū)水質好轉，地下水埋深明顯抬升，如艾西曼湖湖水可溶性總鹽含量下降51%，塔河干流地下水埋深抬升了0.11m～1.88 m，抬升幅度為2.9%～89.5%；孔雀河平均地下水埋深抬升了4.4%。再次，土壤含水率明顯提高，如孔雀河中下游、輪臺縣和沙雅縣境內的塔河干流上中游、葉爾羌河下游，補水后的土壤干旱指數(shù)分別降低了7.5%、10.9%、11.3%和9.5%。

1.2 胡楊幼苗萌發(fā)量和生物量顯著增加

補水區(qū)域在補水前幾乎沒有胡楊幼苗，生態(tài)補水后每平方米可見0.14～0.25株，表明胡楊的更新繁衍能力一定程度上得到恢復。在葉爾羌河下游區(qū)，輸水后檉柳新枝長度平均增幅為35.2%，草本生物量增幅達166.3%，樹木年輪寬度增加了38.8%。塔里木河干流上游區(qū)樹木年輪寬度增加了139%。

1.3 流域生態(tài)系統(tǒng)服務功能大幅提升

生態(tài)補水前，補水區(qū)長勢處于優(yōu)良等級的胡楊數(shù)占23.5%，補水后上升至29.7%，補水后樣方內的平均植被蓋度為0.69，相比補水前增加了245%。補水前，塔里木河上游灌木、多年生草本重要值分別為0.85、0.08，一年生草本難覓蹤跡，補水后灌木重要值下降了18.8%，而草本植物增加了226.3%。在生態(tài)補水前后，塔里木河生態(tài)系統(tǒng)服務價值整體提升了25.5%。

2 塔里木河流域胡楊林生態(tài)補水存在的問題

通過跟蹤調查研究，發(fā)現(xiàn)塔里木河流域胡楊林生態(tài)補水存在以下問題。

2.1 大給水量、持續(xù)時間長的生態(tài)補水，將危及胡楊林群落的穩(wěn)定

長期得不到生態(tài)水補給，將導致胡楊林退化，但對退化胡楊林區(qū)的生態(tài)補水也非越多越好。胡楊具有較強的抗旱性，研究表明，在一定的干旱脅迫下，胡楊通過生理調節(jié)促使其樹輪寬度出現(xiàn)不降反增的生長分異現(xiàn)象。由于塔里木河兩岸土壤含鹽量較高，過多的水分會加速土壤中鈉離子和氯離子在植物根部的積累，造成胡楊根系功能受損，阻礙其生長。塔河年來水量的豐枯交替變化，造就了穩(wěn)定的荒漠河岸胡楊林群落。通過對塔河下游胡楊林群落演替規(guī)律研究顯示，長時間、大劑量的生態(tài)補水會導致胡楊林群落逐漸演替為對干旱脅迫抗性較差、不穩(wěn)定的蘆葦或其它草本群落，若后續(xù)生態(tài)補水不能持續(xù)，蘆葦群落將快速消失，導致生態(tài)補水成效銳減。

2.2 胡楊林生態(tài)補水粗放隨機，缺乏精準高效的規(guī)劃方案

2016-2018年，塔里木河干流年平均徑流量為54.5億m3，比多年平均增加了19.4%，大西海子下泄水量8億m3，是2000年以來多年平均值的2倍，尾閭臺特瑪湖湖區(qū)面積在2018年達到555km2。在豐水年，這種粗放隨機、有水就放的生態(tài)補水方式，導致了水資源利用效率低下，與“節(jié)水優(yōu)先”的治水方針背道而馳。而連續(xù)枯水年，胡楊林的生態(tài)補水也沒有切實可行的應對方案。在不同來水背景下，胡楊林保護目標、保護范圍、需水規(guī)模，以及塔河源流區(qū)實施胡楊林輸水對向塔河干流輸水任務完成的影響及干流向下游輸水任務完成產生的影響也亟需明確。

2.3 缺乏行之有效的協(xié)調聯(lián)動機制

水利、林草、自然資源等部門沒有形成工作合力，胡楊林補水區(qū)水量沒有實現(xiàn)統(tǒng)一調配，重點補水區(qū)生態(tài)需水與供水工程現(xiàn)狀不匹配，補水通道不明確，配套工程不完善等，難以確保生態(tài)補水的精準性和靶向性。

2.4 缺少生態(tài)補水監(jiān)測與效益評估體系

當前胡楊林生態(tài)補水大多以應急為主，沒有建立長期、穩(wěn)定和系統(tǒng)的生態(tài)監(jiān)測體系。如在分析胡楊林對生態(tài)補水的生理、生態(tài)響應及水分轉化方面，需布設固定樣方和水文監(jiān)測斷面對其進行長期監(jiān)測，從而為今后制定合理的生態(tài)補水方案以及開展生態(tài)補水效益評估提供數(shù)據(jù)支撐。

3 塔里木河流域胡楊林生態(tài)補水的對策與建議

塔里木河生態(tài)治理在新疆生態(tài)文明建設過程中具有標志性作用，開展塔里木河治理也是打造大美新疆的必然要求。為貫徹新發(fā)展理念，改變現(xiàn)行的塔里木河流域生態(tài)補水方式，鞏固和擴大胡楊林生態(tài)補水成效，維系塔里木河流域的生態(tài)安全，提出以下建議。

3.1 開展流域生態(tài)安全的胡楊林補水方案研究

分析胡楊林重點補水區(qū)的生態(tài)補水現(xiàn)狀，根據(jù)胡楊林的生態(tài)格局，確定各生態(tài)閘口放水的范圍和影響胡楊林面積，提出不同區(qū)域實施補水的優(yōu)先次序；結合胡楊生長對水分變化的響應特點，以年為單位確定補水的合理時間間隔，提出生態(tài)水調度的方案和實施河水漫溢補水的可行性；研究在流域遭遇連續(xù)枯水年時，胡楊林保護區(qū)的應急補水和生態(tài)保護實施方案。根據(jù)塔里木河流域來水及耗水特性，開展不同來水頻率下胡楊林生態(tài)補水水量研究，計算在 10%、25%、50%、75%及 90%五種來水頻率下，源流對胡楊林重點補水區(qū)及干流下游的可供生態(tài)水量，對比分析可供水量對所需水量的滿足程度。

3.2 建立生態(tài)補水監(jiān)測與效益評估體系，制定合理的胡楊林生態(tài)補水規(guī)劃方案

建立胡楊林生態(tài)補水監(jiān)測與效益評估體系，應用遙感技術與野外監(jiān)測相結合的手段，構建橫向水量轉化、縱向水流演進、豎向植被變化的三維生態(tài)響應監(jiān)測系統(tǒng)。分析不同胡楊林重點補水區(qū)在放水后的實際淹灌范圍，監(jiān)測應急補水前后胡楊林長勢的變化，獲取補水后胡楊林的各類生態(tài)指標，對比研究不同年際間、補水前后及不同補水條件下胡楊林生態(tài)變化的特點。綜合分析生態(tài)補水前后胡楊的生態(tài)過程及與水分變化的耦合關系，從樣點、樣帶、補水區(qū)三個尺度，以生態(tài)指標定量化評估生態(tài)補水工程對胡楊林系統(tǒng)生態(tài)水虧缺的緩解程度和生態(tài)保育的成效，制定針對胡楊保護與修復的生態(tài)補水方案。如果當前流域胡楊林保護區(qū)特別是生態(tài)受損區(qū)的胡楊幼苗和幼樹缺乏，在齡級結構上種群已處于衰退階段，在豐水年時，應實施洪水漫溢以激活土壤種子庫、孕育幼苗生長。

3.3 建立多部門聯(lián)動協(xié)調的長效機制，推動胡楊林生態(tài)補水由粗放性、隨機性，向精準高效性的常規(guī)化、制度化轉變

自治區(qū)林業(yè)和草原主管部門負責編制胡楊林生態(tài)輸水規(guī)劃，組織開展生態(tài)需水調查、生態(tài)用水周期確定、生態(tài)輸水通道及工程基礎設施項目報批，提出生態(tài)用水周期用水需求總量、年度生態(tài)需水計劃、輸水通道、生態(tài)調水骨干工程建設布局建議，并與流域管理機構做好對接。自治區(qū)水行政主管部門負責生態(tài)供水骨干工程建設和生態(tài)調水的組織實施，組織相關行政主管部門核定生態(tài)用水總量、年度生態(tài)調水計劃，制定年度生態(tài)輸水調度方案；流域管理機構負責流域水資源優(yōu)化配置和調度，統(tǒng)籌好上下游、左右岸，源流與干流的生態(tài)調水，切實保護好塔里木河流域以河流為骨架的生態(tài)系統(tǒng)；流域內各地州、兵團師負責本行政區(qū)生態(tài)輸水基礎設施建設和生態(tài)調水的具體組織實施。

3.4 實施塔里木河流域水量的統(tǒng)一綜合調度

塔里木河流域作為一個有機的整體，為滿足胡楊林重點保護區(qū)的生態(tài)補水及干流下泄指標，應從流域的角度出發(fā)，在滿足水資源“三條紅線”用水的基礎上，通過流域水量的統(tǒng)一綜合調度，保障胡楊林重點保護區(qū)的生態(tài)補水及干流下游下泄指標的完成。

3.5 開展胡楊林重點補水區(qū)河道水量轉化及水量平衡研究

以流域來水控制斷面間的各河段為研究單元，借助河床沉積物滲透系數(shù)的時空變異規(guī)律，從水量平衡的調度分析地表和地下水相互轉換的水量和關系，探討干流不同河段耗水特征及變化的原因。以塔里木河干流為重點，根據(jù)限額用水數(shù)據(jù)確定河段間的國民經濟用水量，分離不可調控的生態(tài)水(滲透和蒸騰蒸發(fā)的水，明確可調配的生態(tài)水的比重和水量，探討生態(tài)水保證下，胡楊林長勢差異的原因，探討生態(tài)水被搶占對生態(tài)的影響。

3.6 加大科技攻關，構建胡楊林補水效益評估體系，實現(xiàn)流域胡楊林生態(tài)保護與修復效果的實時評估

依據(jù)流域胡楊林的時空分布格局，界定胡楊林的重點補水區(qū)；揭示胡楊林重點補水區(qū)河道水量轉化及水量平衡過程，研究塔里木河上中下游生態(tài)補水均衡的生態(tài)水調度方案以及保障流域生態(tài)安全的胡楊林補水方案，確定不同來水頻率下胡楊林生態(tài)補水水量；系統(tǒng)開展胡楊林重點補水區(qū)的植被分布格局及生態(tài)現(xiàn)狀調查，建立橫向水量轉化、縱向水流演進、豎向植被變化的三維生態(tài)響應監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)胡楊林生態(tài)補水響應在遙感、生態(tài)、生理等指標的長期、動態(tài)和連續(xù)觀測。

4 結語

胡楊是干旱區(qū)流域內唯一能形成森林的喬木樹種，自 2016 年塔里木河流域胡楊林生態(tài)保護行動實施以來，累計生態(tài)補水量達 79.9 億 m3，2019 年淹灌胡楊林面積 20.6 hm2，淹灌影響面積 47.47 hm2，取得了顯著的生態(tài)保護效益與修復效果。隨著對塔里木河流域重點胡楊林保護區(qū)生態(tài)補水工作的不斷推進，一些制約補水成效的科學與實踐問題逐漸顯露。通過分析取得的成績及存在的問題，從六個方面提出對策建議，以助于更好地推進塔里木河胡楊生態(tài)保護工作。