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(nóng)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(hù)的重點(diǎn)樹種。新疆塔里木河流域分布的胡楊林面積達(dá)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(fēng)沙侵襲、促進(jìn)綠洲農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展、保護(hù)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(hù)和修復(fù)為目的的塔河胡楊林生態(tài)補(bǔ)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(shè)都有重要的意義。

1 塔河流域胡楊林生態(tài)補(bǔ)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(zhuǎn)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(guān)于印發(fā)2016年塔里木河流域胡楊林生態(tài)保護(hù)行動實(shí)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(hù)塔河流域生態(tài)環(huán)境為目的的胡楊林補(bǔ)水行動。生態(tài)補(bǔ)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(yán)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(jié)果顯示，生態(tài)補(bǔ)水生態(tài)保護(hù)效益與修復(fù)效果明顯。

1.1 胡楊林的生境條件明顯好轉(zhuǎn)

首先，補(bǔ)水導(dǎo)致湖區(qū)水位明顯上漲，如艾西曼湖區(qū)一團(tuán)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(bǔ)水區(qū)水質(zhì)好轉(zhuǎn)，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(nèi)的塔河干流上中游、葉爾羌河下游，補(bǔ)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(bǔ)水區(qū)域在補(bǔ)水前幾乎沒有胡楊幼苗，生態(tài)補(bǔ)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(fù)。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(dá)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(wù)功能大幅提升

生態(tài)補(bǔ)水前，補(bǔ)水區(qū)長勢處于優(yōu)良等級的胡楊數(shù)占23.5%，補(bǔ)水后上升至29.7%，補(bǔ)水后樣方內(nèi)的平均植被蓋度為0.69，相比補(bǔ)水前增加了245%。補(bǔ)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(bǔ)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(bǔ)水前后，塔里木河生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值整體提升了25.5%。

2 塔里木河流域胡楊林生態(tài)補(bǔ)水存在的問題

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

2.1 大給水量、持續(xù)時(shí)間長的生態(tài)補(bǔ)水，將危及胡楊林群落的穩(wěn)定

長期得不到生態(tài)水補(bǔ)給，將導(dǎo)致胡楊林退化，但對退化胡楊林區(qū)的生態(tài)補(bǔ)水也非越多越好。胡楊具有較強(qiáng)的抗旱性，研究表明，在一定的干旱脅迫下，胡楊通過生理調(diào)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(shí)間、大劑量的生態(tài)補(bǔ)水會導(dǎo)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(bǔ)水不能持續(xù)，蘆葦群落將快速消失，導(dǎo)致生態(tài)補(bǔ)水成效銳減。

2.2 胡楊林生態(tài)補(bǔ)水粗放隨機(jī)，缺乏精準(zhǔn)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(dá)到555km2。在豐水年，這種粗放隨機(jī)、有水就放的生態(tài)補(bǔ)水方式，導(dǎo)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(bǔ)水也沒有切實(shí)可行的應(yīng)對方案。在不同來水背景下，胡楊林保護(hù)目標(biāo)、保護(hù)范圍、需水規(guī)模，以及塔河源流區(qū)實(shí)施胡楊林輸水對向塔河干流輸水任務(wù)完成的影響及干流向下游輸水任務(wù)完成產(chǎn)生的影響也亟需明確。

2.3 缺乏行之有效的協(xié)調(diào)聯(lián)動機(jī)制

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

2.4 缺少生態(tài)補(bǔ)水監(jiān)測與效益評估體系

當(dāng)前胡楊林生態(tài)補(bǔ)水大多以應(yīng)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(bǔ)水的生理、生態(tài)響應(yīng)及水分轉(zhuǎn)化方面，需布設(shè)固定樣方和水文監(jiān)測斷面對其進(jìn)行長期監(jiān)測，從而為今后制定合理的生態(tài)補(bǔ)水方案以及開展生態(tài)補(bǔ)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(bǔ)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(shè)過程中具有標(biāo)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(bǔ)水方式，鞏固和擴(kuò)大胡楊林生態(tài)補(bǔ)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(bǔ)水方案研究

分析胡楊林重點(diǎn)補(bǔ)水區(qū)的生態(tài)補(bǔ)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?qū)嵤┭a(bǔ)水的優(yōu)先次序；結(jié)合胡楊生長對水分變化的響應(yīng)特點(diǎn)，以年為單位確定補(bǔ)水的合理時(shí)間間隔，提出生態(tài)水調(diào)度的方案和實(shí)施河水漫溢補(bǔ)水的可行性；研究在流域遭遇連續(xù)枯水年時(shí)，胡楊林保護(hù)區(qū)的應(yīng)急補(bǔ)水和生態(tài)保護(hù)實(shí)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(bǔ)水水量研究，計(jì)算在 10%、25%、50%、75%及 90%五種來水頻率下，源流對胡楊林重點(diǎn)補(bǔ)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(bǔ)水監(jiān)測與效益評估體系，制定合理的胡楊林生態(tài)補(bǔ)水規(guī)劃方案

建立胡楊林生態(tài)補(bǔ)水監(jiān)測與效益評估體系，應(yīng)用遙感技術(shù)與野外監(jiān)測相結(jié)合的手段，構(gòu)建橫向水量轉(zhuǎn)化、縱向水流演進(jìn)、豎向植被變化的三維生態(tài)響應(yīng)監(jiān)測系統(tǒng)。分析不同胡楊林重點(diǎn)補(bǔ)水區(qū)在放水后的實(shí)際淹灌范圍，監(jiān)測應(yīng)急補(bǔ)水前后胡楊林長勢的變化，獲取補(bǔ)水后胡楊林的各類生態(tài)指標(biāo)，對比研究不同年際間、補(bǔ)水前后及不同補(bǔ)水條件下胡楊林生態(tài)變化的特點(diǎn)。綜合分析生態(tài)補(bǔ)水前后胡楊的生態(tài)過程及與水分變化的耦合關(guān)系，從樣點(diǎn)、樣帶、補(bǔ)水區(qū)三個(gè)尺度，以生態(tài)指標(biāo)定量化評估生態(tài)補(bǔ)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(hù)與修復(fù)的生態(tài)補(bǔ)水方案。如果當(dāng)前流域胡楊林保護(hù)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(jié)構(gòu)上種群已處于衰退階段，在豐水年時(shí)，應(yīng)實(shí)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(diào)的長效機(jī)制，推動胡楊林生態(tài)補(bǔ)水由粗放性、隨機(jī)性，向精準(zhǔn)高效性的常規(guī)化、制度化轉(zhuǎn)變

自治區(qū)林業(yè)和草原主管部門負(fù)責(zé)編制胡楊林生態(tài)輸水規(guī)劃，組織開展生態(tài)需水調(diào)查、生態(tài)用水周期確定、生態(tài)輸水通道及工程基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目報(bào)批，提出生態(tài)用水周期用水需求總量、年度生態(tài)需水計(jì)劃、輸水通道、生態(tài)調(diào)水骨干工程建設(shè)布局建議，并與流域管理機(jī)構(gòu)做好對接。自治區(qū)水行政主管部門負(fù)責(zé)生態(tài)供水骨干工程建設(shè)和生態(tài)調(diào)水的組織實(shí)施，組織相關(guān)行政主管部門核定生態(tài)用水總量、年度生態(tài)調(diào)水計(jì)劃，制定年度生態(tài)輸水調(diào)度方案；流域管理機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)流域水資源優(yōu)化配置和調(diào)度，統(tǒng)籌好上下游、左右岸，源流與干流的生態(tài)調(diào)水，切實(shí)保護(hù)好塔里木河流域以河流為骨架的生態(tài)系統(tǒng)；流域內(nèi)各地州、兵團(tuán)師負(fù)責(zé)本行政區(qū)生態(tài)輸水基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和生態(tài)調(diào)水的具體組織實(shí)施。

3.4 實(shí)施塔里木河流域水量的統(tǒng)一綜合調(diào)度

塔里木河流域作為一個(gè)有機(jī)的整體，為滿足胡楊林重點(diǎn)保護(hù)區(qū)的生態(tài)補(bǔ)水及干流下泄指標(biāo)，應(yīng)從流域的角度出發(fā)，在滿足水資源“三條紅線”用水的基礎(chǔ)上，通過流域水量的統(tǒng)一綜合調(diào)度，保障胡楊林重點(diǎn)保護(hù)區(qū)的生態(tài)補(bǔ)水及干流下游下泄指標(biāo)的完成。

3.5 開展胡楊林重點(diǎn)補(bǔ)水區(qū)河道水量轉(zhuǎn)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(shí)空變異規(guī)律，從水量平衡的調(diào)度分析地表和地下水相互轉(zhuǎn)換的水量和關(guān)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(diǎn)，根據(jù)限額用水?dāng)?shù)據(jù)確定河段間的國民經(jīng)濟(jì)用水量，分離不可調(diào)控的生態(tài)水(滲透和蒸騰蒸發(fā)的水，明確可調(diào)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(guān)，構(gòu)建胡楊林補(bǔ)水效益評估體系，實(shí)現(xiàn)流域胡楊林生態(tài)保護(hù)與修復(fù)效果的實(shí)時(shí)評估

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

4 結(jié)語

胡楊是干旱區(qū)流域內(nèi)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(hù)行動實(shí)施以來，累計(jì)生態(tài)補(bǔ)水量達(dá) 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(hù)效益與修復(fù)效果。隨著對塔里木河流域重點(diǎn)胡楊林保護(hù)區(qū)生態(tài)補(bǔ)水工作的不斷推進(jìn)，一些制約補(bǔ)水成效的科學(xué)與實(shí)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(gè)方面提出對策建議，以助于更好地推進(jìn)塔里木河胡楊生態(tài)保護(hù)工作。