塔里木河流域天然林草保護(hù)與修復(fù)研究

余章振　李斐　馬瑩

摘要：開展塔里木河流域天然林草保護(hù)與修復(fù)研究，對于復(fù)蘇河湖生態(tài)環(huán)境、保護(hù)生態(tài)安全屏障、實(shí)現(xiàn)流域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、實(shí)施鄉(xiāng)村振興等國家重大戰(zhàn)略有重要意義?；谒锬竞恿饔颉熬旁匆桓伞弊匀簧鷳B(tài)系統(tǒng)變化趨勢與現(xiàn)狀，從穩(wěn)定流域自然生態(tài)系統(tǒng)規(guī)模和提升生態(tài)系統(tǒng)功能的角度出發(fā)，通過大量的天然林草面積和覆蓋度變化數(shù)據(jù)對比分析，綜合設(shè)定分區(qū)保護(hù)下的流域天然林草生態(tài)保護(hù)目標(biāo)和保護(hù)修復(fù)面積，并確定其相應(yīng)的生態(tài)保護(hù)需水量。結(jié)果表明：天然林草保護(hù)和修復(fù)面積為1.57萬km2，其中，保護(hù)區(qū)面積1.40萬km2，修復(fù)區(qū)面積0.17萬km2；流域天然林草生態(tài)保護(hù)需水總量為60.36億m3，其中，基本生態(tài)需水為51.32億m3，生態(tài)修復(fù)水量為9.04億m3，并提出了相應(yīng)生態(tài)保護(hù)與修復(fù)措施、機(jī)制。研究成果可為塔里木河流域生態(tài)保護(hù)與修復(fù)提供參考。

關(guān)鍵詞：天然林草； 生態(tài)需水； 保護(hù)與修復(fù)； 塔里木河流域

中圖法分類號(hào)：X321 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI：10.15974/j.cnki.slsdkb.2024.04.020

文章編號(hào)：1006-0081（2024）04-0121-06

0 引 言

塔里木河流域位于天山山脈與昆侖山山脈之間的塔里木盆地，流域內(nèi)包含環(huán)塔里木盆地的阿克蘇河、喀什噶爾河、葉爾羌河、和田河、開都-孔雀河、迪那河、渭干河、克里雅河和車爾臣河等九大水系144條河流。塔里木河流域?qū)俚湫偷拇箨懶愿珊禋夂颍邓∩?、蒸發(fā)強(qiáng)烈，流域內(nèi)綠洲直面沙漠的襲擾，生態(tài)環(huán)境非常脆弱。通過合理設(shè)定生態(tài)保護(hù)目標(biāo)和需水量，促進(jìn)流域生態(tài)保護(hù)和修復(fù)，對流域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、鄉(xiāng)村振興等國家重大戰(zhàn)略的實(shí)施意義重大。目前，針對塔里木河干流上游、中下游生態(tài)水量配置已有部分研究，例如魏光輝等［1］研究了塔里木河干流上中游生態(tài)水量配置，劉新華等［2］開展了塔里木河下游生態(tài)需水估算研究，但缺乏通過分析全流域天然林草變化情況，進(jìn)行分區(qū)保護(hù)并確定需水量的研究。本文通過大量的天然林草面積和覆蓋度變化數(shù)據(jù)對比分析，提出了分區(qū)保護(hù)下的生態(tài)保護(hù)目標(biāo)和需水量，旨在為塔里木河流域生態(tài)保護(hù)和修復(fù)提供依據(jù)。本文基于塔里木河流域“九源一干”天然林草變化趨勢，從穩(wěn)定流域自然生態(tài)系統(tǒng)規(guī)模和提升生態(tài)系統(tǒng)功能的角度出發(fā)，兼顧流域內(nèi)水資源特性，設(shè)定了流域天然林草的生態(tài)保護(hù)目標(biāo)和需水量，并提出了相應(yīng)的生態(tài)保護(hù)與修復(fù)措施和機(jī)制。

1 流域天然林草現(xiàn)狀及變化

塔里木河流域天然-人工綠洲復(fù)合系統(tǒng)位于山地和荒漠之間，流域內(nèi)出山口后平原區(qū)發(fā)育的以胡楊（灰楊）、檉柳等為主的天然林草主要分布在河流中下游河岸帶與綠洲外圍的過渡帶，具有防風(fēng)固沙、氣候調(diào)節(jié)等重要生態(tài)功能，是塔里木河流域天然綠洲生態(tài)系統(tǒng)的主要組成部分。以2020年為現(xiàn)狀年，根據(jù)流域土地利用/覆被解譯數(shù)據(jù)，塔里木河流域天然林草總面積為46 582.6 km2，其中天然林地面積8 447.4 km2，天然草地面積38 135.2 km2。塔里木河流域天然林草的“量（面積）”與“質(zhì)（長勢）”是其生態(tài)系統(tǒng)規(guī)模和生態(tài)系統(tǒng)功能的重要體現(xiàn)，其中，植被覆蓋度是體現(xiàn)天然林草長勢好壞的重要指標(biāo)，是天然林草“質(zhì)”的重要外在表現(xiàn)。生態(tài)水量供給是天然林草面積和覆蓋度變化的重要因素，分析天然林草面積和覆蓋度的變化并明晰其主要驅(qū)動(dòng)原因，是設(shè)定生態(tài)保護(hù)目標(biāo)并提出生態(tài)保護(hù)措施的重要前提［3-4］。

1.1 天然林草面積變化

根據(jù)塔里木河流域“九源一干”土地利用/覆被數(shù)據(jù)（表1），2020年（現(xiàn)狀年），塔里木河流域天然林草面積比2000年減少16 194.0 km2，減少幅度為25.8%。相比2000～2010年，2010～2020年流域天然林草面積減少趨勢放緩，減少面積由11 821.6 km2下降至4 372.4 km2，減少幅度由

18.8%下降至8.6%。“九源一干”中僅車爾臣河流域天然林草面積略有增加（0.2%），其他流域均呈減少趨勢，其中克里雅河、開-孔河、渭干-庫車河與阿克蘇河減少幅度均在45%以上，迪那河、塔里木河干流、葉爾羌河和喀什噶爾河減少幅度介于14%～30%之間。20 a間，隨著流域綜合治理等生態(tài)保護(hù)措施的實(shí)施，耕地?cái)U(kuò)張和天然林草減少的趨勢得到一定控制。但隨著流域內(nèi)人口和經(jīng)濟(jì)的不斷增長，人類活動(dòng)范圍不斷擴(kuò)張，天然林草被開墾為耕地或其他用地（城鎮(zhèn)），造成天然林草面積不斷減少。

1.2 天然林草覆蓋度變化

以2020年的天然林草分布范圍為邊界，根據(jù)塔里木河流域天然林草覆蓋度變化趨勢分析結(jié)果（表2），實(shí)施流域綜合治理后（2000年后），各流域天然林草的覆蓋度均以增加趨勢為主，流域平均覆蓋度提升了29.5%，面積占比為89.6%，而在局部區(qū)域天然林草長勢呈退化趨勢，面積占比為10.4%。塔里木河流域“九源一干”天然林草覆蓋度呈增加趨勢的面積占比依次為克里雅河（95.2%）、和田河（95.0%）、阿克蘇河（94.9%）、喀什噶爾河（94.0%）、車爾臣河（92.8%）、葉爾羌河（92.6%）、塔里木河干流（88.1%）、開都-孔雀河（87.8%）、渭干-庫車河（82.4%）、迪那河（81.7%）。近10 a來，塔里木河流域進(jìn)入持續(xù)豐水期，相比河流多年平均來水量，2010～2020年流域年均來水量增加了10%以上。同時(shí)，塔里木河流域相繼實(shí)施了流域統(tǒng)一管理（2011年）、胡楊林生態(tài)應(yīng)急補(bǔ)水（2016年至今）等措施，現(xiàn)有天然林草的生態(tài)用水保障程度明顯提升。綜上所述，受河流自然來水偏豐和人工修復(fù)的共同作用，塔里木河流域天然林草長勢總體顯著好轉(zhuǎn)，但局部區(qū)域仍出現(xiàn)退化。

2 流域生態(tài)保護(hù)目標(biāo)與水量研究

2.1 流域天然林草生態(tài)保護(hù)目標(biāo)

河岸天然林草對維持河道穩(wěn)定、保護(hù)河流生境健康，減少水土流失具有不可替代的作用［5-7］。近20 a來，塔里木河流域天然林草面積不斷縮減，但長勢整體好轉(zhuǎn)，局部區(qū)域出現(xiàn)退化。為此，以實(shí)現(xiàn)塔里木河流域天然林草的結(jié)構(gòu)完整和功能穩(wěn)定為基本原則，天然林草的生態(tài)保護(hù)目標(biāo)應(yīng)設(shè)定為“固量提質(zhì)”，即穩(wěn)固天然林草面積現(xiàn)狀、改善天然林草長勢。根據(jù)空間分布特點(diǎn)，流域天然林草可分為河岸天然林草和灌區(qū)外圍荒漠-綠洲過度帶天然林草，河岸天然林草生長依靠河流自然補(bǔ)給和人為補(bǔ)給直接供給生態(tài)水，荒漠-綠洲過渡帶天然林草主要依靠灌區(qū)引水外溢水量間接進(jìn)行補(bǔ)充。源流下游及干流主要生態(tài)廊道由沿河兩岸向外延伸的河岸天然林草形成，生態(tài)廊道隨水系彼此連通，形成了塔河天然生態(tài)的“骨架”。提升廊道植被質(zhì)量，擴(kuò)充廊道寬度，提高廊道生態(tài)穩(wěn)定性一直以來都是塔河生態(tài)治理的要?jiǎng)?wù)。當(dāng)前，流域在部分區(qū)域存在水分虧缺（如塔里木河干流上游南岸等）與過度淹灌（如塔里木河干流中游、葉爾羌河48團(tuán)渡口至艾力克他木河段）并存的問題，應(yīng)通過科學(xué)調(diào)控提升生態(tài)水利用效率，促進(jìn)沼澤濕地的無效水面和喜水性植被群落向喬灌草搭配的穩(wěn)定群落轉(zhuǎn)變，從而構(gòu)建完善的生態(tài)廊道結(jié)構(gòu)，優(yōu)化天然綠洲空間布局。根據(jù)遙感解譯結(jié)果，通過綠洲內(nèi)部優(yōu)化（減少無效水面等），可使流域“九源一干”天然林草總面積增加至47 583 km2。綜上所述，天然林草生態(tài)保護(hù)目標(biāo)為以塔里木河流域“九源一干”的河岸天然林草為保護(hù)對象，通過水量配置與科學(xué)調(diào)度，以河岸現(xiàn)狀天然林草的面積和覆蓋度為底限，扭轉(zhuǎn)水匱乏區(qū)域天然林草長勢衰退趨勢，促進(jìn)過度淹灌區(qū)由沼澤濕地向天然林草轉(zhuǎn)化。

為利于塔里木河流域天然林草的分區(qū)保護(hù)（分區(qū)供水）和生態(tài)需水計(jì)算，根據(jù)天然林草類別的空間分布和覆蓋度變化趨勢分析結(jié)果，將河岸天然林草分為保護(hù)區(qū)和修復(fù)區(qū)，其中保護(hù)區(qū)指近20 a植被覆蓋度處于穩(wěn)定或好轉(zhuǎn)狀態(tài)的天然林草分布區(qū)，而修復(fù)區(qū)指覆蓋度處于下降狀態(tài)的天然林草分布區(qū)。

根據(jù)分區(qū)依據(jù)，確定天然林草保護(hù)和修復(fù)面積為1.57萬km2，其中保護(hù)區(qū)面積1.40萬km2，修復(fù)區(qū)面積0.17萬km2，詳見表3。塔里木河流域“九源一干”中，塔里木河干流上中游河岸天然林草保護(hù)與修復(fù)區(qū)分布在距河道5～40 km范圍內(nèi)，干流下游和其他源流區(qū)主要分布在近河道1～5 km范圍內(nèi)。其中，河岸天然林草修復(fù)區(qū)主要分布區(qū)包括塔里木河干流新渠滿-英巴扎南岸和英巴扎-烏斯曼距河道10 km外、孔雀河阿克蘇甫以下河段、和田河流域喀拉喀什河尾端與和田河干流、葉爾羌河艾力克他木至黑尼亞孜左岸、迪那河與渭干-庫車河尾閭、喀什噶爾河下游斷流區(qū)。

2.2 生態(tài)保護(hù)與修復(fù)水量

天然林草生態(tài)需水是維持正常生長繁殖條件下的基本生態(tài)需水量，若在一定時(shí)段內(nèi)天然林草長勢未發(fā)生顯著變化或出現(xiàn)好轉(zhuǎn)，此時(shí)的生態(tài)耗水等同于生態(tài)需水［8-9］。根據(jù)此思路，基于流域天然林草生態(tài)保護(hù)及修復(fù)分區(qū)結(jié)果，結(jié)合典型植被類型蒸散、覆蓋度等數(shù)據(jù)，并依據(jù)天然林草恢復(fù)供水過程和模式，采用面積定額法、潛水蒸發(fā)法、植被蒸散發(fā)法和水量平衡法合理界定出流域天然林草生態(tài)保護(hù)與修復(fù)需水量（天然林草生態(tài)保護(hù)目標(biāo)下）［10］，見表4。流域天然林草生態(tài)保護(hù)需水總量為60.36億m3，其中基本生態(tài)需水為51.32億m3，生態(tài)修復(fù)水量為9.04億m3。流域“九源一干”中，塔里木河干流生態(tài)保護(hù)需水總量最大，為31.71億m3?；旧鷳B(tài)需水主要依賴河道入滲補(bǔ)給地下水和人為引水等方式滿足，生態(tài)修復(fù)水量主要依靠生態(tài)配水工程實(shí)現(xiàn)修復(fù)區(qū)的漫溢，促進(jìn)天然林草的恢復(fù)。

3 生態(tài)保護(hù)與修復(fù)措施和機(jī)制

（1） 采取工程與非工程措施，推進(jìn)流域生態(tài)保護(hù)與修復(fù)。

工程措施包括采取建設(shè)生態(tài)閘、河道整治、封育保護(hù)等工程，非工程措施主要有采用汊滲輪灌技術(shù)對天然林草進(jìn)行生態(tài)灌溉，采用胡楊斷根萌蘗技術(shù)和土壤種子庫激活技術(shù)促進(jìn)胡楊繁育更新。

（2） 構(gòu)建生態(tài)用水監(jiān)測體系，完善生態(tài)供用水監(jiān)管。明確生態(tài)用水的供給方式和能力，建立健全生態(tài)用水監(jiān)測體系［11］，完善河岸天然林草分布區(qū)的地下水監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，推進(jìn)生態(tài)引水標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，及時(shí)開展生態(tài)用水的效益評估，形成“監(jiān)測-評價(jià)-反饋”運(yùn)行機(jī)制。在全流域推行斷面水量監(jiān)管工作的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步完善河段生態(tài)用水監(jiān)管［12］（以生態(tài)閘或河口引水、地下水埋深維持等為主），重點(diǎn)提升流域管理機(jī)構(gòu)的生態(tài)供水水平和地方有關(guān)部門（林草、水利等）的生態(tài)用水效率，提出河段生態(tài)供用水監(jiān)管實(shí)施方案。

（3） 優(yōu)化生態(tài)水總體調(diào)控方案，強(qiáng)化生態(tài)水的科學(xué)統(tǒng)一調(diào)度。

綜合流域生態(tài)需水量、生態(tài)供水模式等研究成果，構(gòu)建源流“集中同步組合以實(shí)現(xiàn)增流”（開源）、干流“閘群聯(lián)合調(diào)度以實(shí)現(xiàn)分段耗水控制”以及下游“生態(tài)輸水以維系適生地下水位”（節(jié)流）的生態(tài)水調(diào)控總體方案。加強(qiáng)流域水資源統(tǒng)一管理，根據(jù)河流生態(tài)水量，遵循統(tǒng)一調(diào)度、分級負(fù)責(zé)、總量控制與重要節(jié)點(diǎn)水量（流量）控制相結(jié)合的原則，實(shí)施水量的科學(xué)調(diào)度。

（4） 健全流域生態(tài)水保障法規(guī)體系，建立生態(tài)補(bǔ)償管理體制。

完善生態(tài)水量保障的法規(guī)體系［13-14］。流域立法對流域水資源綜合管理具有法律依據(jù)的功能作用，為流域水資源綜合管理體制機(jī)制的完善提供保障。按照“誰破壞誰治理、誰占用誰補(bǔ)償”的原則，逐步建立和實(shí)施生態(tài)水量占用補(bǔ)償機(jī)制［15］。

4 結(jié) 語

塔里木河流域是中國最大的內(nèi)陸河流域，也是中國面向中亞、西亞開放的“橋頭堡”和重要通道。有水則為綠洲、無水則為荒漠，“荒漠綠洲、灌溉農(nóng)業(yè)”是其顯著特點(diǎn)。流域內(nèi)綠洲城鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)和傳統(tǒng)農(nóng)牧業(yè)為主的發(fā)展模式對生態(tài)系統(tǒng)的依賴程度較高，通過分析自然生態(tài)系統(tǒng)變化趨勢，從穩(wěn)定流域自然生態(tài)系統(tǒng)規(guī)模和提升生態(tài)系統(tǒng)功能的角度出發(fā)，流域生態(tài)保護(hù)目標(biāo)以河岸天然林草為對象，維持河岸天然林草的面積和覆蓋度，保護(hù)面積為1.40萬km2，修復(fù)面積為0.17萬km2。流域河岸天然林草生態(tài)保護(hù)需水總量為60.36億m3，其中基本生態(tài)需水為51.32億m3，生態(tài)修復(fù)水量為9.04億m3?；旧鷳B(tài)需水主要依賴河道入滲補(bǔ)給地下水和人為引水等方式滿足，生態(tài)修復(fù)水量主要依靠生態(tài)配水工程實(shí)現(xiàn)修復(fù)區(qū)漫溢，促進(jìn)天然林草恢復(fù)，對于保障流域生態(tài)安全、推動(dòng)新時(shí)期水利高質(zhì)量發(fā)展、實(shí)現(xiàn)國家重大戰(zhàn)略布局意義重大。

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（編輯：李 晗）

Study on protection and restoration of natural forest and grass in Tarim River Basin

YU Zhangzhen1，2，LI Fei1，MA Ying1

（1.Network and Information Center，Changjiang Water Resources Commission，Wuhan 430010，China； 2.Xinjiang Tarim River Basin Administration，Korla 841000，China）

Abstract： The research on the protection and restoration of natural forests and grasslands in the Tarim River Basin hold a significant importance for the national strategy aimed at restoring the ecological environment of rivers and lakes，safeguarding the ecological security barriers，achieving socio-economic development in the basin，and implementing rural revitalization.We conducted a comparative analysis of extensive data regarding changes in natural forest and grassland areas and coverage within the "nine sources and one trunk" ecosystem of the Tarim River Basin.From a perspective focused on stabilizing ecosystem scale and enhancing functionality，some comprehensive targets for ecological protection were established along with corresponding protected areas for natural forests and grasslands under regional conservation efforts，and the associated water requirements for ecological protection was determined.The results show that the designated area for protecting and restoring natural forests and grasslands was determined to be 15 700 square kilometre，comprising 14 000 square kilometre as protected areas while allocating 1 700 square kilometre as restoration zones.The total water demand for ecologically protecting these natural ecosystems amounts to 6.036 billion cubic metre.This included a basic ecological water requirement of 5.132 billion cubic metre alongside an additional volume of 904 million cubic required for ecological restoration purposes.Measures and mechanisms were proposed for ecological protection and restoration efforts.The research results can provide a reference for guiding future endeavors related to environmental preservation within Tarim River basin.

Key words： natural forest and grass； ecological water demand； conservation and restoration；Tarim River Basin

收稿日期：2023-11-01

作者簡介：余章振，男，高級工程師，碩士，主要從事水資源、水生態(tài)等信息化研究工作。E-mail：20467234@qq.com

通信作者：馬 瑩，女，工程師，主要從事水資源、水生態(tài)等信息化研究工作。E-mail：284641511@qq.com