艾比湖演化特征與生態(tài)修復(fù)對(duì)策思考

李 江,張宗亮,岳春芳

(1.新疆水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)管理局，新疆 烏魯木齊 830000；2.新疆寒旱區(qū)水資源與生態(tài)水利工程研究中心，新疆 烏魯木齊 830000；3.中水北方勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司,天津 300222；4.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)水利與土木工程學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830052)

1 概述

新疆位于我國西北邊陲，是我國西北安全屏障，具有重要的國家安全戰(zhàn)略保障意義，也是一帶一路的核心經(jīng)濟(jì)帶。新疆具有“三山夾兩盆”的地形地貌特點(diǎn)(阿爾泰山、天山、昆侖山的山脈與準(zhǔn)噶爾盆地、塔里木盆地相間交錯(cuò)，盆地被高山環(huán)繞)，按相對(duì)于天山的地理位置分成南疆與北疆[1]。艾比湖位于北疆古爾班通古特沙漠西部，艾比湖流域及其以東地區(qū)構(gòu)成的天山北坡經(jīng)濟(jì)帶，是新疆乃至我國西北地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重點(diǎn)區(qū)域。艾比湖內(nèi)有鹵蟲(Artemiasalina)等耐鹽生物，湖濱有鹵蟲為食的水禽，南部的湖泊地帶有國家級(jí)一、二級(jí)保護(hù)鳥類十余種；湖區(qū)生長的植物涵蓋了大部分的荒漠物種，孕育了豐富而獨(dú)特的遺傳因子，成為典型荒漠物種的基因庫[2]。因此，開展艾比湖流域生態(tài)保護(hù)與修復(fù)研究對(duì)保障該區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

統(tǒng)計(jì)資料顯示，受艾比湖流域上游大規(guī)模的農(nóng)墾引水活動(dòng)的影響，20世紀(jì)50年代至70年代末，艾比湖湖面面積以每年10.3km2的速度從1200km2萎縮至522km2，1989年至2021年艾比湖面積維持在400～600km2。20世紀(jì)70年代以后，注入艾比湖水量最大、流程最長的奎屯河完全斷流，目前有水入湖的河流主要是博爾塔拉河和精河[3]。

隨著入湖水量的減少，湖面縮小、地下水位下降、湖底鹽漠化、植被衰敗、沙漠?dāng)U展、災(zāi)害性天氣增多，流域生態(tài)環(huán)境不斷惡化，對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成嚴(yán)重的負(fù)面影響?！笆濉币詠恚S著流域最嚴(yán)格水資源管理制度的執(zhí)行和艾比湖流域生態(tài)綜合治理的實(shí)施，加之近20年來氣候變化導(dǎo)致徑流增加、艾比湖入湖水量增多，水面面積恢復(fù)至500km2，流域濕地生態(tài)系統(tǒng)得到改善。但艾比湖生態(tài)環(huán)境并未從根本上得到改善，若遭遇枯水年，生態(tài)治理成效仍面臨著得而復(fù)失的巨大風(fēng)險(xiǎn)。并且，艾比湖湖區(qū)處在阿拉山口大風(fēng)通道的下沉氣流區(qū)，裸露湖底的“鹽土”經(jīng)阿拉山口的強(qiáng)風(fēng)作用形成“沙暴”和“鹽暴”，對(duì)天山北坡環(huán)境造成極大的負(fù)面影響，因此保護(hù)和修復(fù)艾比湖是治理整個(gè)北疆生態(tài)環(huán)境的重要抓手之一。

為保障新疆生態(tài)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，在生態(tài)水利新形勢(shì)下，本文綜合分析艾比湖生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀，剖析艾比湖湖體演化過程進(jìn)而判別其驅(qū)動(dòng)要素，診斷關(guān)鍵問題并有針對(duì)地提出艾比湖生態(tài)修復(fù)對(duì)策，為新疆生態(tài)保護(hù)出謀劃策，同時(shí)也為相似區(qū)域的生態(tài)保護(hù)與修復(fù)具有重要的指導(dǎo)意義和科學(xué)借鑒。

2 研究區(qū)概況與研究方法

2.1 研究區(qū)概況

艾比湖流域位于新疆西北部，三面環(huán)山，是準(zhǔn)噶爾西北邊緣最低洼地和水鹽匯集中心。艾比湖是一封閉性流域集水湖盆，新疆最大的咸水湖，主要受湖區(qū)降水和四周地表水及地下水補(bǔ)給，如圖1所示。徑流主要來源于山區(qū)降水，湖四周23條大小河、溝匯入?？秃?、博爾塔拉河及精河稱為艾比湖流域三大干流，目前奎屯河已基本無地表徑流入湖，而博爾塔拉河大部分水量進(jìn)入艾比湖。該流域內(nèi)多年平均地表水資源量約37.85×108m3，其中奎屯河區(qū)占44.12%，博爾塔拉河、精河區(qū)占54.03%，托里小河區(qū)占1.85%。研究區(qū)博爾塔拉河河谷地質(zhì)剖面圖，如圖2所示。反映了谷底地下水庫“三進(jìn)三出”地質(zhì)構(gòu)造的特點(diǎn)。近年來平均入湖水量約6.05×108m3，湖泊水面平均維持在500km2左右。水深較淺，湖底平坦，坡度為0.15‰～0.37‰，湖水平均深度1.4m，最大水深3m。湖面面積變化對(duì)入湖水量較為敏感，入湖水量每增減1×108m3，對(duì)應(yīng)湖面增縮約80km2，湖泊儲(chǔ)水量增減0.48×108m3。艾比湖高程-面積-湖容曲線見表1。

艾比湖地貌首先由第三紀(jì)中期喜馬拉雅造山運(yùn)動(dòng)的地質(zhì)構(gòu)造形成基本骨架，而后在漫長的地質(zhì)過程中，在板塊運(yùn)動(dòng)，氣候?qū)е碌娘L(fēng)，降雨侵蝕等內(nèi)、外地貌營力的作用下逐漸演變。

(1)內(nèi)營力：湖盆區(qū)是相對(duì)穩(wěn)定的準(zhǔn)噶爾地塊的三級(jí)構(gòu)造單元—艾比湖拗陷，兩組與湖體大致平行的基底斷裂通過湖盆東北及西南。湖盆西南斷裂與天山地槽和烏魯木齊山前拗陷分界。艾比湖沉積物以灰色、淺黃色及黑色粉泥、泥粉及薄層鈣質(zhì)屬、灰色細(xì)砂層交替出現(xiàn)為主要特征，表明湖泊經(jīng)歷了從淺水到較深水，然后再變淺的演化過程[4]。

圖1 艾比湖流域河湖、水系分布示意圖

圖2 博河河谷谷底地質(zhì)構(gòu)造剖面圖

(2)外營力：氣候變化和人類活動(dòng)疊加作用，導(dǎo)致艾比湖湖面波動(dòng)變化。根據(jù)影響程度的差異，艾比湖的演變分為兩個(gè)階段：①晚更新世晚期至二十世紀(jì)五十年代，氣候是影響天然徑流量確定湖面面積的主導(dǎo)因素，艾比湖全盛時(shí)期最高湖面面積3000km2，末次期后氣候旱化導(dǎo)致湖面逐漸萎縮，二十世紀(jì)40年代，湖水總面積縮小至1200km2，該時(shí)段內(nèi)年均湖面縮小0.7km2；②二十世紀(jì)五十年代以后，人類活動(dòng)導(dǎo)致的徑流量變化成為艾比湖湖面面積的主導(dǎo)因素，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，平均每開墾666.7hm2耕地，湖面約縮小2.25km2。

艾比湖流域?qū)俚湫偷臏貛Ц珊荡箨懶詺夂?，降雨量極少、日照時(shí)間長、蒸發(fā)量大、空氣干燥。生態(tài)系統(tǒng)非常脆弱，鹽塵和浮塵活動(dòng)頻繁。湖盆處于阿拉山口風(fēng)道區(qū)，一年刮風(fēng)天數(shù)多且風(fēng)大，年均大風(fēng)(≥17m/s)超過164天。該山口地形由西北向東南傾斜，形成落差150m上下的狹長谷地，強(qiáng)風(fēng)作用嚴(yán)重風(fēng)蝕裸露的干湖底，導(dǎo)致湖濱地區(qū)沙丘活化。艾比湖的萎縮，給流域生態(tài)系統(tǒng)帶來了嚴(yán)重危機(jī)。

表1 艾比湖高程-面積-湖容數(shù)據(jù)表

2.2 數(shù)據(jù)來源

本次研究降水量為博樂、精河氣象站觀測(cè)的逐日數(shù)據(jù)集，時(shí)間序列為1995—2016年，來源于中國氣象科學(xué)數(shù)據(jù)共享服務(wù)網(wǎng)(http://data.cma.cn/)。艾比湖流域入湖流量等水文數(shù)據(jù)來源于《精河、博爾塔拉河流域規(guī)劃(修編)》。艾比湖湖面面積變化情況，如圖3所示。該衛(wèi)星影像來源于谷歌地球數(shù)據(jù)平臺(tái)(https://google-earth.gosur.com/cn/)。

圖3 艾比湖歷年湖面變化過程

2021年艾比湖各月湖面邊界，如圖4所示。該衛(wèi)星影像來源于哨兵2(Sentinel- 2)數(shù)據(jù),地面分辨率為10m，根據(jù)哨兵數(shù)據(jù)計(jì)算NDVI(歸一化植被指數(shù))，獲取艾比湖的水體信息，最后基于Arcgis pro獲取湖面邊界信息，測(cè)算湖面面積，結(jié)果見表2。

圖4 艾比湖各月水面邊界

3 結(jié)果分析與討論

3.1 艾比湖入湖水量及湖面面積變化特征

艾比湖湖面面積與博爾塔拉河、精河徑流變化密切相關(guān)。根據(jù)1998—2021年博爾塔拉河、精河年入湖水量以及湖面面積變化過程，如圖5所示。自20世紀(jì)90年代末期以來，艾比湖湖面面積經(jīng)歷了“增加-快速萎縮-增加-減少”4個(gè)動(dòng)態(tài)變化過程，在2003年達(dá)到最高值884km2，在2013年減小至最低值408km2。自1998年以來，博爾塔拉河累計(jì)入湖水量99.52×108m3，年均入湖水量為4.15×108m3。精河累計(jì)入湖水量36.58×108m3，年均入湖水量為1.52×108m3。博爾塔拉河與精河分別占總?cè)牒?3.12%、26.87%，由此可見，博爾塔拉河是艾比湖的主要補(bǔ)給來源。

表2 2021年3—12月艾比湖水面面積表 km2

圖5 1998—2021年艾比湖年入湖水量及面積變化趨勢(shì)圖

3.2 艾比湖演變過程

3.2.1氣候要素導(dǎo)致的水面變化

近百年全球平均氣溫約上漲了0.5℃，中國約0.3～0.4℃的上漲幅度。新疆從20世紀(jì)80年代以來，氣溫變化與全國，全球氣候增暖趨勢(shì)是一致的，也存在明顯的季節(jié)差別和地區(qū)差別，冬季最為明顯，北疆增暖幅度大于南疆[5]。由于氣候變暖導(dǎo)致艾比湖流域三大干流上游三源流出山口徑流總體呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，1993年后徑流遞增趨勢(shì)更為明顯，1990—2008年間，三源流比多年平均徑流增加1.58×108m3[6]。依據(jù)研究區(qū)氣象站1995—2016年的降水量數(shù)據(jù)，1995—2000年間年均降水量為1314.42mm，2001—2016年間年均降水量為1813.22mm，較20世紀(jì)90年代末期增加了498.80mm。1995—2016年間區(qū)域內(nèi)降水量呈顯著增加趨勢(shì)。

徑流量和區(qū)域降水量的增加是近期艾比湖面積恢復(fù)的主導(dǎo)因素之一。然而，若氣候變暖導(dǎo)致冰川消融出現(xiàn)下降拐點(diǎn)，進(jìn)而引發(fā)入湖的徑流量減少，加之氣候增溫促使湖面蒸發(fā)量增大，則未來艾比湖湖面呈現(xiàn)萎縮的概率極大，而考慮如何彌補(bǔ)冰川消退導(dǎo)致徑流量減少所帶來的不利影響將成為關(guān)注的焦點(diǎn)[7]。

3.2.2人類活動(dòng)導(dǎo)致的水面變化

20世紀(jì)50年代以來，人工綠洲大規(guī)模擴(kuò)張，加之艾比湖生態(tài)系統(tǒng)兼具強(qiáng)烈的敏感性和極端的脆弱性，導(dǎo)致艾比湖的地貌發(fā)生了強(qiáng)烈改變。人類活動(dòng)對(duì)艾比湖水面面積變化的影響大體可分為5個(gè)階段[8]，如圖6所示：第一階段，湖面快速萎縮期(20世紀(jì)50年代初至70年代初)。此階段為解放后的國力恢復(fù)期，整個(gè)區(qū)域人口增長了9.7倍，耕地?cái)U(kuò)大8.2倍。為維持人口和耕地，興修水利，地表徑流引水量增長6.8倍，奎屯河、四棵樹河、古爾圖河四條主要入湖河流被截?cái)?，長期處于斷流狀態(tài)；精河、博爾塔拉河入湖水量減少70%以上，湖面面積從1200km2銳減至520km2，平均每年縮小22.6km2[9][10]。其中艾比湖退縮幅度最大的在1957—1959年，每年平均減少123.5km2，正好與修建“五一”和“七一”平原水庫時(shí)期相吻合。第二階段，湖面小幅變動(dòng)期(20世紀(jì)70年代初到90年代末期)。1972年至1990年人口和耕地增長緩慢，奎屯河區(qū)無地表徑流入湖，精河、博爾塔拉河入湖水量比較穩(wěn)定，湖體水面變化平緩，基本維持在600km2左右(除枯水年1997年，年降水量僅60.8mm，湖面面積為497km2)。究其原因，一是斷流的奎屯河無地表徑流入湖；二是80年代以來，有水入湖的精河區(qū)和博爾塔拉河區(qū)未修建大型水利工程。第三階段，快速擴(kuò)張期(20世紀(jì)90年代末到21世紀(jì)初)。1995年至2004年，湖面面積快速增加，湖面面積由473km2增加到938km2，年均增加93km2，同期降雨增加，土地面積增長較慢。第四階段，持續(xù)退化期(21世紀(jì)初至2013年)，湖泊面積呈不斷退化趨勢(shì)。1998年～2013年水位經(jīng)歷一個(gè)2004年的峰值后，又回落至400～500km2的水平[11]。同期土地面積快速增加，人類活動(dòng)干預(yù)較大。第五階段，逐步穩(wěn)定期(2013年至今)，在環(huán)保政策驅(qū)動(dòng)、自然修復(fù)等因素作用下，湖泊面積逐漸恢復(fù)，持續(xù)向好，該時(shí)期湖泊平均面積為512km2。

圖6 艾比湖湖面面積變化

綜上所述，近70年艾比湖湖面面積變化受氣候變化與人類活動(dòng)的共同作用與影響。其中，受氣候影響的徑流量呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，然而人類從河道中提取的水量遠(yuǎn)超過流域增加的水量，流域經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護(hù)之間的矛盾較為尖銳。

3.3 艾比湖生態(tài)保護(hù)存在的突出問題

艾比湖湖面面積的變化是艾比湖生態(tài)問題的一個(gè)晴雨表。艾比湖流域生態(tài)治理已經(jīng)取得一定成效，隨著甘家湖、湖東濕地的修復(fù)，局部生態(tài)環(huán)境得到改善，但仍存在以下突出問題，影響湖面面積恢復(fù)。

3.3.1水資源開發(fā)利用不合理

(1)生態(tài)水量被嚴(yán)重?cái)D占。根據(jù)節(jié)水優(yōu)先的原則，新疆制定了最嚴(yán)格水資源管理制度，但現(xiàn)狀下水資源超載形勢(shì)嚴(yán)峻，用水結(jié)構(gòu)不盡合理，供需矛盾突出。全州2020年總用水量16.86×108m3，已超過博州2030年“三條紅線”用水總量控制指標(biāo)(14.29×108m3)，超標(biāo)率17.98%，農(nóng)業(yè)用水15.93×108m3，占比高達(dá)94.48%，生態(tài)用水被擠占，入湖水量不足造成水面不斷萎縮，周邊地區(qū)持續(xù)向荒漠化演變。

(2)地表水資源開發(fā)利用強(qiáng)度大。2020年博爾塔拉河流域、精河流域、奎屯河流域地表水開發(fā)利用率分別為36%、36%、80%，全州地表水資源開發(fā)利用率已接近40%的開發(fā)利用紅線，供需矛盾十分突出。

(3)地下水超采嚴(yán)重。2020年溫泉縣地下水供水量為0.14×108m3，已接近地下水可開采量；博樂市地下水供水量為2.48×108m3，已超過地下水可開采量，超采0.97×108m3；精河縣地下水供水量為2.9×108m3，超采0.72×108m3；第五師地下水供水量為2.76×108m3，超采1.03×108m3。

現(xiàn)狀各縣市地下水供水量均已超過“三條紅線”控制指標(biāo)要求。此外，受地下水超采的影響，博河、精河上游來水至下游河段后優(yōu)先補(bǔ)充地下水，造成河道生態(tài)流量下泄減小，甚至河道斷流，入艾比湖水量有所減少，水面萎縮嚴(yán)重。

3.3.2湖區(qū)濕地退化

20世紀(jì)50年代以來，艾比湖流域耕地和建設(shè)用地面積分別從1996年的8.47%和0.42%，增加到2016年的15.28%和2.07%，21年間約有429.78×103hm2的草地轉(zhuǎn)化為耕地，207.9×103hm2的草地轉(zhuǎn)化為建設(shè)用地[12]。流域主要河流流經(jīng)地區(qū)新開墾大量的耕地，入湖水量不足，環(huán)湖帶地下水位持續(xù)下降，植被退化，土地荒漠化和鹽漠化等問題突出，流域荒漠化、鹽漠化土地面積占66.2%，流域20.1%植被處于極度退化狀態(tài)，以天然梭梭林為例，流域?qū)⒔?1%的梭梭林覆蓋度在0.3以下。湖濱65%的荒漠植被衰敗。湖濱帶植被群落由濕生、中生向旱生、超旱生和鹽生、耐沙生種類演替，艾比湖東部湖濱帶濕地等原有沼澤濕地區(qū)已逐步退化為湖濱灘地鹽泥區(qū)。環(huán)湖帶荒漠化、鹽漠化和植被退化問題突出，沙漠化，鹽漠化土地不斷向人工綠洲逼近。

艾比湖湖底裸露面積不斷增大，20世紀(jì)50年代裸露湖底有350km2，20世紀(jì)70至90年代保持在800km2左右，近幾年一直維持在600km2以上。湖濱地區(qū)荒漠植被伴隨湖盆的干涸日益退化，綠洲外圍屏障功能逐漸喪失，沙暴和浮塵天氣增多。目前艾比湖已成為北疆沙塵暴的沙源中心，干縮裸露湖底的“鹽土”，在強(qiáng)風(fēng)作用下形成“沙暴”和“鹽暴”，嚴(yán)重威脅精河、博樂以及烏蘇和奎屯地區(qū)[13]。每年從艾比湖刮起的鹽堿沙塵超過48×106t，影響范圍波及新疆北部地區(qū)甚至黃河中、下游地區(qū)[14]。據(jù)氣象資料分析，精河縣20世紀(jì)70年代比60年代沙暴日增加105.6天；20世紀(jì)70年代后期沙暴日、揚(yáng)沙日、浮塵日分別比前期增加3.8天、161天，和72天。刮到農(nóng)田、草原中的鹽堿土，降低了植被幼苗存活率，增加牲畜患病率，給工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人們的健康帶來嚴(yán)重負(fù)面影響[15]。

3.3.3威脅基礎(chǔ)設(shè)施

新疆是中國對(duì)外開放的橋頭堡，北疆鐵路全線貫通第二條亞歐大陸橋(東起中國連云港——西至荷蘭鹿特丹港)，使得新疆形成東進(jìn)西出的經(jīng)濟(jì)發(fā)展格局，對(duì)促進(jìn)中國和鄰近國家、地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到極其重要的作用。北疆鐵路西段約150km通過艾比湖盆區(qū)，有近45km地段于嚴(yán)重的風(fēng)沙危害，在沙泉子站、精河站、蘑菇灘站以及博樂火車站西等地段受到風(fēng)沙掩埋以及含鹽沉積物腐蝕危害，威脅到鐵路的運(yùn)行安全。

4 生態(tài)修復(fù)原則與對(duì)策

4.1 修復(fù)原則

水土資源過度開發(fā)導(dǎo)致的艾比湖嚴(yán)重生態(tài)問題已成為眾多學(xué)者的共識(shí)。艾比湖的生態(tài)修復(fù)中，在考慮當(dāng)?shù)厮Y源承載力的基礎(chǔ)上，恢復(fù)其水面是關(guān)鍵。因此，修復(fù)艾比湖應(yīng)把握“一個(gè)原則，四個(gè)關(guān)系”。所謂一個(gè)原則指的是“恢復(fù)有度，修復(fù)有量”[16]。“恢復(fù)”指恢復(fù)自然狀態(tài)，“度”指恢復(fù)的程度?！盎謴?fù)有度”的涵義是結(jié)合艾比湖實(shí)際情況，在充分挖掘水資源潛力、科學(xué)配置水資源的前提下，恢復(fù)至人類活動(dòng)影響較小的自然狀況；“修復(fù)”指生態(tài)修復(fù)技術(shù)，“量”是指基于“三條紅線”的限制等對(duì)于生態(tài)可提供的水量。修復(fù)不是不計(jì)成本的修復(fù)，也不是簡單通過建設(shè)外調(diào)水工程增加生態(tài)水量的修復(fù)，而是以艾比湖周邊區(qū)域現(xiàn)有水資源條件限制為前提進(jìn)行的生態(tài)修復(fù)。“量”是確定恢復(fù)程度的前提，“度”是根據(jù)量確定的所能修復(fù)程度的結(jié)果。艾比湖修復(fù)的生態(tài)用水量的確定是也生態(tài)修復(fù)的關(guān)鍵。其中生態(tài)水量不僅要測(cè)算最低生態(tài)水量，還要考慮環(huán)境影響因素?！八膫€(gè)關(guān)系”是指以現(xiàn)有社會(huì)基礎(chǔ)設(shè)施為前提，深刻把握好艾比湖與水資源利用、生態(tài)退化、湖濱帶沙化以及現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施四方面的關(guān)系。

4.1.1最低生態(tài)水量

保障艾比湖流域最低生態(tài)需水，維持流域生態(tài)穩(wěn)定是流域基本保護(hù)目標(biāo)。有研究以近十年艾比湖湖面面積為參考，以避免湖面面積進(jìn)一步萎縮且緩慢恢復(fù)為目標(biāo)，確定艾比湖湖面最小界限為500～600km2[9]?；谏鲜瞿繕?biāo)，綜合考慮艾比湖流域整體生態(tài)需水(天然植被、尾閭湖泊、河道和人工植被需水)，分別采用面積定額法、遙感蒸散發(fā)法、降水-蒸發(fā)法、Tennant法等進(jìn)行估算，結(jié)果依次為：天然植被需水4.82～5.01×108m3，艾比湖入湖需水量4.90～5.11×108m3，人工植被需水量0.51×108m3，流域河道需水量0.75～3.22×108m3，因此流域整體的生態(tài)需水量在10.98～13.85×108m3之間。

4.1.2控制風(fēng)蝕范圍對(duì)水量的需求

保障一定湖面面積覆蓋裸露湖底，是有效控制艾比湖鹽塵危害的最直接措施。采用遙感技術(shù)判定干涸湖底風(fēng)蝕范圍，結(jié)果表明只有將湖面增大到800km2以上才能控制風(fēng)蝕危害，且當(dāng)湖面控制在800km2時(shí)，艾比湖及其周邊地區(qū)可以保持生態(tài)完整性，環(huán)境表現(xiàn)為適宜狀態(tài)[9]。因此，湖面面積應(yīng)該接近800km2，維持目標(biāo)湖面面積需在每年5.11×108m3的基礎(chǔ)上增加2.81×108m3的入湖水量[10]。

4.2 修復(fù)對(duì)策

針對(duì)水資源短缺的問題，需結(jié)合可提供的生態(tài)水量制定艾比湖的生態(tài)修復(fù)策略，以現(xiàn)有水資源為基礎(chǔ)，規(guī)劃引領(lǐng)，通過對(duì)水資源精細(xì)化管理，合理分配生產(chǎn)生活生態(tài)用水，做到社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與人民群眾對(duì)美好生活環(huán)境的需求二者兼顧。究竟將艾比湖修復(fù)到何種程度，如何才能正確的把握修復(fù)的度，需要準(zhǔn)確把握“四個(gè)關(guān)系”。

4.2.1精細(xì)高效優(yōu)化利用水資源，保證生態(tài)水量

(1)規(guī)劃先行，統(tǒng)籌兼顧。艾比湖生態(tài)修復(fù)的切入點(diǎn)在于生態(tài)水量，只有保障年入湖的生態(tài)水量，才能進(jìn)一步以生態(tài)水量為基礎(chǔ)開展生態(tài)修復(fù)，這就需要做好對(duì)艾比湖流域周邊區(qū)域用水規(guī)劃，充分考慮水資源承載能力和水環(huán)境承載能力，減少或消除不利于水資源可持續(xù)利用的行為，妥善處理開發(fā)與保護(hù)的關(guān)系，對(duì)艾比湖流域水資源統(tǒng)一管理，科學(xué)配置。近年來，奎屯河、博爾塔拉河、精河流域規(guī)劃工作陸續(xù)完成，并開展了大量的艾比湖生態(tài)保護(hù)及修復(fù)工作，圍繞確保艾比湖現(xiàn)有水面的要求，對(duì)各河流入湖生態(tài)水量提出了要求。然而，這些成果相互獨(dú)立，缺乏協(xié)同性。應(yīng)在已有成果的基礎(chǔ)上，著眼于整個(gè)艾比湖區(qū)域，整合三大流域規(guī)劃，合力共同解決水資源調(diào)配問題。在調(diào)整過程中，要兼顧上下游、左右岸、整體與局部的關(guān)系，尊重自然規(guī)律與經(jīng)濟(jì)規(guī)律，根據(jù)中長期的需水要求實(shí)現(xiàn)水資源的優(yōu)化配置與合理使用，從規(guī)劃層面上確保艾比湖的生態(tài)水量。

(2)科學(xué)調(diào)控，優(yōu)化配水。歸根結(jié)底，社會(huì)生產(chǎn)用水?dāng)D占生態(tài)用水，是造成艾比湖地區(qū)綠洲化與荒漠化沖突的主要原因。要從根本上改變這種狀況，就必須全局考慮流域用水需求，平衡社會(huì)發(fā)展與生態(tài)的矛盾，形成科學(xué)合理的水資源優(yōu)化配置體系，在大力開展灌溉農(nóng)業(yè)節(jié)水的同時(shí)保障生態(tài)水量，精細(xì)化利用水資源。隨著流域調(diào)控能力持續(xù)增強(qiáng)，在人工干預(yù)下有目的地向湖泊輸水已成為維持湖區(qū)生態(tài)的必要途徑，水面覆蓋湖面，是緩解流域風(fēng)沙鹽塵危害的有效舉措；適宜棲息地生境的營造，是修復(fù)濕地生態(tài)系統(tǒng)前提?，F(xiàn)有調(diào)控方案大多從調(diào)度和配置的角度保障生態(tài)用水需求與其他行業(yè)用水需求之間的適當(dāng)平衡，將“生態(tài)目標(biāo)”嵌入興利調(diào)度的簡單調(diào)控過程，生態(tài)補(bǔ)水方案較為粗放。還應(yīng)根據(jù)阿拉山口風(fēng)力特性、動(dòng)植物不同生命階段需水特性和流域年際、年內(nèi)來水的豐枯特點(diǎn)，充分發(fā)揮山區(qū)、地下水庫對(duì)徑流的調(diào)節(jié)作用，科學(xué)制定補(bǔ)水方案。從輸水層面，合理確定生態(tài)補(bǔ)水的過程，營造濕地動(dòng)植物恢復(fù)和重建的適宜棲息地生境，保障水面覆蓋裸露湖底，在緩減阿拉山口大風(fēng)對(duì)干涸湖底吹蝕引發(fā)的沙塵暴、鹽塵暴影響的同時(shí)，逐漸修復(fù)流域湖區(qū)的生態(tài)環(huán)境。

(3)技術(shù)創(chuàng)新，高效節(jié)水?？刂屏饔蜣r(nóng)業(yè)用水，節(jié)水是關(guān)鍵，解決艾比湖環(huán)境問題的辦法之一是挖掘自身潛力，建設(shè)節(jié)水工程，大力推廣高新節(jié)水技術(shù)，提高水資源利用效率。在灌區(qū)推廣高效節(jié)水灌溉，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，提升水資源利用水平，降低灌溉定額，千方百計(jì)地減小農(nóng)業(yè)用水總量，將節(jié)出的水補(bǔ)給生態(tài)用水。

4.2.2統(tǒng)籌謀劃蓄水及引水工程，系統(tǒng)生態(tài)治理

要實(shí)現(xiàn)水資源規(guī)劃，必須靠一系列水利工程的實(shí)施。正在實(shí)施的艾比湖生態(tài)修復(fù)綜合治理工程在統(tǒng)籌利用新疆水資源的基礎(chǔ)上，通過調(diào)蓄工程實(shí)現(xiàn)水資源的再分配，未來可在一定程度上保障艾比湖的生態(tài)水量。當(dāng)前流域在最嚴(yán)格水資源管控及流域多年來水偏豐的條件下，艾比湖生態(tài)有了較大的改善，艾比湖湖面基本維持在500km2左右，2017年曾達(dá)到805km2，周邊的生態(tài)環(huán)境也得到了明顯改善，重現(xiàn)了濕地蘆葦蕩漾。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合調(diào)整優(yōu)化后的艾比湖流域規(guī)劃，進(jìn)一步謀劃生態(tài)治理水利工程，系統(tǒng)治理山水林田湖草沙，加快艾比湖生態(tài)修復(fù)的進(jìn)程。

4.2.3系統(tǒng)修復(fù)河湖濕地水生態(tài)，維持生物多樣性

(1)濕地修復(fù)技術(shù)。濕地是生態(tài)環(huán)境的重要組成部分，是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)條件和生態(tài)保障。以艾比湖濕地為核心的博爾塔拉州河湖濕地生態(tài)系統(tǒng)是保障全州乃至整個(gè)新疆北部地區(qū)的“自然之腎”，是維持新疆北部生態(tài)平衡的保護(hù)傘。圍繞濕地生態(tài)保育，濕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能恢復(fù)和提升，堅(jiān)持保護(hù)優(yōu)先、自然恢復(fù)為主的方針，加強(qiáng)濕地自然保護(hù)區(qū)和濕地公園建設(shè)。

(2)多樣性維持。生物多樣性維護(hù)要非工程措施與工程措施并舉。首先開展艾比湖流域內(nèi)自然保護(hù)區(qū)，水源涵養(yǎng)區(qū)等重要生境的保護(hù)和恢復(fù)，加強(qiáng)保護(hù)區(qū)周邊休牧，禁牧管理，完善封禁圍欄和封禁標(biāo)牌，減少人為活動(dòng)對(duì)動(dòng)物棲息地的破壞，加強(qiáng)保護(hù)管理基礎(chǔ)能力，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，建設(shè)保護(hù)管理站，滿足現(xiàn)代化管護(hù)要求。其次，謀劃河湖治理生態(tài)補(bǔ)水工程，控制濕地面積萎縮，恢復(fù)重要生物棲息地濕地生境，探索珍稀瀕危水生生物和重要水產(chǎn)種質(zhì)資源的保護(hù)方案，提高水生生物多樣性。

4.2.4靈活治理湖周濕地沙塵化，變不利為有利

(1)水土保持。艾比湖流域生態(tài)修復(fù)是個(gè)長期漸進(jìn)的過程，僅通過人工植草造林恢復(fù)植被的傳統(tǒng)辦法難以實(shí)施。建議雙管齊下，首先采用封山育林措施消除人為壓力，使其緩慢自行恢復(fù)。與此同時(shí)，結(jié)合各區(qū)域的水土流失治理規(guī)劃，統(tǒng)籌調(diào)配可用水量有重點(diǎn)、有步驟地進(jìn)行修復(fù)。

(2)開發(fā)風(fēng)力。阿拉山口是新疆風(fēng)能功率密度最大的地區(qū)，新疆氣象局科研所計(jì)算結(jié)果顯示，阿拉山口近地面的理論風(fēng)能蘊(yùn)藏量約470×108kW·h，其中艾比湖風(fēng)區(qū)面積約2500km2，估算風(fēng)能總蘊(yùn)藏量為73kW·h，可安裝風(fēng)力機(jī)面積150km2?？梢詫⒗娇陲L(fēng)區(qū)及其東南延伸的艾比湖周圍作為主要開發(fā)區(qū)，利用風(fēng)力并網(wǎng)電站，一方面將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能，另一方面削減風(fēng)能。同時(shí)結(jié)合流域河道特點(diǎn)開發(fā)建設(shè)新型抽水蓄能電站，實(shí)現(xiàn)水火風(fēng)光互補(bǔ)。艾比湖東岸的鹽場(chǎng)，引水設(shè)備也可考慮利用風(fēng)力提水。

此外，艾比湖生態(tài)保護(hù)與修復(fù)應(yīng)實(shí)行外流域適度補(bǔ)水及本流域還水與生態(tài)為主的修復(fù)對(duì)策；在研究確定生態(tài)水量的基礎(chǔ)上，建立集中統(tǒng)一、精準(zhǔn)高效的流域管理體制和運(yùn)行機(jī)制。持續(xù)推進(jìn)河長制、湖長制，完善水價(jià)機(jī)制，通過市場(chǎng)手段實(shí)現(xiàn)水資源優(yōu)化配置和高效利用。需要深入探索艾比湖、甘家湖、湖濱濕地、湖東濕地的補(bǔ)水機(jī)理，采取工程措施盡可能延緩精河、博爾塔拉河等河道水量入湖時(shí)間，并提出生態(tài)用水調(diào)控機(jī)制。

5 結(jié)論

本文以地貌演變理論為基礎(chǔ)，從氣候變化和人類活動(dòng)兩個(gè)維度，揭示艾比湖的歷史演變過程及生態(tài)保護(hù)中面臨的突出問題，在此基礎(chǔ)上提出相應(yīng)的生態(tài)修復(fù)對(duì)策，以期為流域生態(tài)環(huán)境綜合治理提供技術(shù)支撐和決策參考。主要結(jié)論如下：

(1)流域經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護(hù)之間的用水矛盾是艾比湖流域水資源與生態(tài)環(huán)境諸多問題之中最關(guān)鍵性的問題，其直接體現(xiàn)于，流域源流區(qū)地表水引用率超標(biāo)，中游區(qū)域地下水超采，下游區(qū)風(fēng)沙肆虐。艾比湖生態(tài)保護(hù)與修復(fù)應(yīng)立足于“恢復(fù)有度，修復(fù)有量”的原則。為避免艾比湖湖面面積進(jìn)一步萎縮，應(yīng)緊抓用水總量控制剛性約束，保障艾比湖每年最低4.90～5.11×108m3的入湖水量，以確保湖面面積維持在500～600km2的最低范圍；為有效控制艾比湖鹽塵危害，應(yīng)將湖面面積恢復(fù)至800km2，每年入湖水量7.71～7.92×108m3。

(2)隨著最嚴(yán)格水資源管理制度、河湖長制的深入推進(jìn)，以及一系列修復(fù)治理項(xiàng)目的實(shí)施，艾比湖生態(tài)環(huán)境惡化趨勢(shì)初步得到改觀，流域生態(tài)環(huán)境保護(hù)與修復(fù)步入新階段。為了確保艾比湖的生態(tài)水量“恢復(fù)有度，修復(fù)有量”，還應(yīng)準(zhǔn)確把握好艾比湖與水資源利用、生態(tài)退化、湖濱帶沙化以及現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施四方面的關(guān)系，統(tǒng)籌考量奎屯河、博爾塔拉河及精河三大流域的客觀實(shí)際，加快推進(jìn)節(jié)水技術(shù)創(chuàng)新，完善水價(jià)形成機(jī)制等。此外，應(yīng)進(jìn)一步謀劃生態(tài)治理水工程及相應(yīng)的生態(tài)用水調(diào)控機(jī)制，從輸水層面探索艾比湖、甘家湖、湖濱濕地、湖東濕地的補(bǔ)水機(jī)理，充分發(fā)揮山區(qū)、地下水庫對(duì)徑流的調(diào)節(jié)作用，合理確定生態(tài)補(bǔ)水的過程，積極恢復(fù)和重建濕地動(dòng)植物適宜棲息地生境，實(shí)現(xiàn)生態(tài)用水效率和效益的穩(wěn)步提升。