基于“山水林田湖草沙”生命共同體理念的生態(tài)問題識(shí)別與修復(fù)策略
——以甘南洮河流域?yàn)槔?/h1>
2022-06-29 00:49:42辛順杰梁浩東肖凱文李若飏
草業(yè)科學(xué) 2022年6期
辛順杰，連 華，梁浩東，肖凱文，李若飏
（1. 蘭州交通大學(xué)建筑與城市規(guī)劃學(xué)院, 甘肅 蘭州 730070；2. 西北師范大學(xué)地理與環(huán)境科學(xué)學(xué)院, 甘肅 蘭州 730070）
近年來，“山水林田湖草沙是一個(gè)生命共同體”、“人與自然是生命共同體，人類必須尊重自然、順應(yīng)自然、保護(hù)自然”等生態(tài)文明思想已逐漸深入人心?！吧剿痔锖萆场鄙餐w理念源自生態(tài)倫理學(xué)、環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展理論，旨在說明生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)人類及其他生態(tài)系統(tǒng)要素之間相互依存的關(guān)系[1-3]?！吧剿痔锖萆场弊鳛樯餐w，具有整體性、系統(tǒng)性、綜合性等特點(diǎn)，各要素彼此相互依存，相互影響，需要整體保護(hù)、系統(tǒng)修復(fù)、一體化治理[4]。
國外學(xué)者在自然保護(hù)和生態(tài)修復(fù)方面進(jìn)行了大量的研究和實(shí)踐[5-7]，國際自然保護(hù)聯(lián)盟(International Union for Conservation of Nature)已經(jīng)從最初關(guān)注氣候變化適應(yīng)和減緩逐漸發(fā)展到可持續(xù)發(fā)展的相關(guān)領(lǐng)域，提出了基于自然的解決方案，該方案受到廣泛關(guān)注，需要繼續(xù)實(shí)踐和推廣。由于“山水林田湖草沙”生命共同體被作為治國理政方針理論的時(shí)間并不長，現(xiàn)階段有關(guān)“山水林田湖草沙”的研究正處在探索階段，國內(nèi)大多數(shù)學(xué)者主要集中討論其內(nèi)涵特征和實(shí)踐路徑等方面。王夏暉等[7]針對(duì)“山水林田湖草沙”生命共同體的內(nèi)涵進(jìn)行了系統(tǒng)的討論，認(rèn)為其具有尺度性、整體性、功能性和均衡性等特征。鄒長新等[8]從“山水林田湖草”系統(tǒng)內(nèi)涵出發(fā)，從生態(tài)系統(tǒng)完整性、生態(tài)系統(tǒng)健康和生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性等方面對(duì)“山水林田湖草”系統(tǒng)生態(tài)保護(hù)修復(fù)進(jìn)行了探討。成金華和尤喆[9]分析了“山水林田湖草”是生命共同體原則的科學(xué)內(nèi)涵與實(shí)踐路徑。張惠遠(yuǎn)[10]則從系統(tǒng)科學(xué)和景觀生態(tài)學(xué)角度出發(fā)，探討了“山水林田湖草”生態(tài)保護(hù)和修復(fù)的指導(dǎo)思想、目標(biāo)、方法和技術(shù)。李達(dá)凈等[11]系統(tǒng)論述了“人”在“山水林田湖草”生命共同體中的角色和作用。然而，截至目前，對(duì)“山水林田湖草沙”生命共同體這一復(fù)合式生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部各要素之間耦合過程的研究尚未全面開展，缺乏系統(tǒng)性、一體化的生態(tài)修復(fù)理念和方法，存在著多頭獨(dú)自推進(jìn)、生態(tài)要素分割治理、局部修復(fù)效果較好但整體效應(yīng)弱等突出問題[12]。基于此，亟待強(qiáng)化“國土空間是一個(gè)完整生態(tài)系統(tǒng)”的認(rèn)識(shí)，從“山水林田湖草沙”多要素一體化、整體性等方面對(duì)其保護(hù)和修復(fù)進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃、綜合施策。
洮河作為黃河上游的一條較大支流，具有涵養(yǎng)水源、保持水土和提供生態(tài)安全屏障等重要生態(tài)功能。國內(nèi)學(xué)者針對(duì)洮河流域的研究主要集中于探討洮河流域徑流變化、水環(huán)境與水生態(tài)、土地利用/土地覆被變化、水沙特性等方面[13-18]，而有關(guān)其生態(tài)環(huán)境保護(hù)與修復(fù)的研究還不夠全面和完善。此外，由于獨(dú)特的地理環(huán)境及不合理的人類活動(dòng)而造成的洮河流域諸多生態(tài)環(huán)境問題，如水土流失、礦山環(huán)境破壞等仍沒有得到根本解決，迫切需要實(shí)施“山水林田湖草沙”一體化保護(hù)和修復(fù)措施。但目前，在“山水林田湖草沙”生態(tài)保護(hù)修復(fù)分區(qū)劃定過程中，該流域多針對(duì)單一生態(tài)系統(tǒng)問題的診斷與分區(qū)，很難體現(xiàn)“山水林田湖草沙”生命共同體的理念，嚴(yán)重缺乏系統(tǒng)性和整體性思路。因此，本研究以甘南洮河流域?yàn)槔?，基于“山水林田湖草沙”生命共同體理念，精準(zhǔn)梳理其生態(tài)環(huán)境問題，提出其生態(tài)修復(fù)策略及建議，以期為洮河流域“山水林田湖草沙”一體化生態(tài)修復(fù)提供借鑒與參考。
1 研究區(qū)概況
1.1 研究區(qū)范圍及位置
洮河發(fā)源于青海省海南州境內(nèi)的西傾山東麓，從青海省海南州河南蒙古族自治縣賽爾龍鎮(zhèn)流出進(jìn)入甘肅省境內(nèi)，曲折向東流過碌曲縣、臨潭縣、卓尼縣城南，至岷縣茶埠急轉(zhuǎn)向西北，出九甸峽與海甸峽后，穿臨洮盆地，于永靖縣劉家峽水庫壩上2 km 處匯入黃河。本研究涉及的洮河甘南段河流總長度367.9 km，流域面積約1.34 × 104km2，流域面積50 km2以上支流93 條，地表水水資源總量6.756 × 109m3。其中自產(chǎn)水量3.926 × 109m3，入境水量2.830 × 109m3，地下水水資源量1.542 × 109m3。甘南段洮河流域包括碌曲縣、卓尼縣、臨潭縣全境以及合作市勒秀鄉(xiāng)、夏河縣科才鄉(xiāng)(圖1)。
圖1 研究區(qū)地理區(qū)位圖Figure 1 Geographic location of Ganan, Taohe River basin, and the study area
1.2 生態(tài)功能定位
甘南洮河流域位于青藏高原東北部，是“青藏高原生態(tài)屏障”的重要組成部分，境內(nèi)漢、回、藏等民族文化構(gòu)成其以農(nóng)耕和放牧為主的生活生產(chǎn)方式[19-20]。甘南段洮河流域囊括了高寒草地、高原森林、高原濕地三大主要陸地生態(tài)系統(tǒng)，其中草地生態(tài)系統(tǒng)和濕地生態(tài)系統(tǒng)是該流域面積最大的生態(tài)系統(tǒng)。在《全國主體功能區(qū)規(guī)劃》(國發(fā)〔2010〕46 號(hào))劃定的“兩屏三帶”為主體的生態(tài)安全格局中，該流域是黃河上游重要的生態(tài)安全屏障之一，擔(dān)負(fù)著保障黃河中下游生態(tài)和生產(chǎn)生活安全的重要作用；在《全國生態(tài)功能區(qū)劃(2015 年修編)》劃定的生態(tài)系統(tǒng)格局中，該流域?qū)儆凇案誓仙降厮春B(yǎng)重要區(qū)”；在《甘肅省主體功能區(qū)規(guī)劃》中，該流域?qū)儆诟誓宵S河重要水源補(bǔ)給生態(tài)功能區(qū)，為黃河上游生態(tài)屏障。
2 生態(tài)問題識(shí)別與診斷
2.1 問題識(shí)別與原因分析
2.1.1 水土流失嚴(yán)重，水土保持能力下降
水土流失是甘南洮河流域一個(gè)最為嚴(yán)重的生態(tài)問題。水土流失現(xiàn)狀各縣不盡相同，其中卓尼縣、臨潭縣水土流失最為嚴(yán)重，兩縣的水土流失面積為2.42 × 105hm2，占整個(gè)甘南段洮河流域水土流失總面積的63.8%，強(qiáng)度以中度、重度為主；碌曲縣水土流失面積1.37 × 105hm2，強(qiáng)度為輕微。
甘南洮河流域水土流失嚴(yán)重的原因在于：一是地形多為高山丘陵區(qū)，溝道以侵蝕下切、側(cè)蝕、向源為主，形成溝岸坍塌、溝底揭蝕等多種水土流失的形式，地貌上展現(xiàn)出溝壑縱橫，沖溝、支溝發(fā)育，地塊破碎，水土流失嚴(yán)重區(qū)域，各支溝有聯(lián)通成片的趨勢，其中流域面積較大、水土流失較為嚴(yán)重的小流域共17 條。二是土地荒漠化問題嚴(yán)重，土質(zhì)疏松，植被覆蓋率減少，導(dǎo)致土壤裸露。其中許多山坡坡度多為20°～30°，形成較多坡耕地，且谷底寬闊，分布有大量堆積物，部分地區(qū)黃土覆蓋較厚，為水土流失的發(fā)生提供了物源條件，加之較為集中的雨季強(qiáng)降水又為水土流失提供了動(dòng)力條件，致使降水沖蝕強(qiáng)度更加劇烈，形成惡性循環(huán)。三是不合理的人類活動(dòng)，例如草地的超載過牧、林區(qū)過度砍伐、農(nóng)區(qū)陡坡開荒以及修路等開發(fā)建設(shè)擾動(dòng)行為加劇了水土流失[21-22]。
2.1.2 礦山開采不合理，歷史遺留問題較多
據(jù)甘南州自然資源局2020 年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，甘南洮河流域有礦山116 處，其中臨潭縣35 處、卓尼縣29 處、碌曲縣52 處(圖2)。雖經(jīng)前期治理，該區(qū)域內(nèi)仍有49 處礦山需修復(fù)治理，其中，無主礦山16處，有主礦山33 處，合計(jì)渣堆總方量約5.86 × 105m3。截至目前，采礦活動(dòng)破壞的土地資源面積仍有80.41 hm2，其中草地45.41 hm2，林地13.00 hm2，耕地22.00 hm2。目前，該地區(qū)最為突出的礦山環(huán)境問題是大量遺留的廢棄采坑和渣堆。這些采坑和渣堆一方面破壞土地和植被資源，降低了洮河流域水源涵養(yǎng)能力；另一方面造成景觀破碎化并形成引發(fā)次生地質(zhì)災(zāi)害的條件，加劇了水土流失，誘發(fā)崩塌、滑坡及泥石流等地質(zhì)災(zāi)害。
圖2 甘南洮河流域礦山、草原、濕地、森林現(xiàn)狀圖Figure 2 Current status of mines, grasslands, wetlands, and forests in Taohe River Watershed, Gannan
上述問題形成的主要原因是歷史上采礦活動(dòng)的粗放無序及不合理采礦行為。其次是較落后的采礦技術(shù)、后期對(duì)礦區(qū)生態(tài)環(huán)境修復(fù)治理監(jiān)管不到位以及生態(tài)環(huán)境保護(hù)意識(shí)較弱。最后，由于礦山修復(fù)治理中存在的一些問題，如多頭獨(dú)自推進(jìn)、生態(tài)要素分割治理、缺少整體性修復(fù)、局部修復(fù)效果較好但整體效應(yīng)弱等，使礦山生態(tài)修復(fù)成為一個(gè)長期的“老大難”問題。
2.1.3 草地退化問題依然嚴(yán)峻
甘南洮河流域現(xiàn)有草地7.34 × 105hm2，其中可利用草地6.91 × 105hm2，難利用草地4.32 × 104hm2，草地利用率為94.1%。甘南洮河流域重度退化草地面積為1.22 × 105hm2，占退化草原面積的20.3%；中度退化草地面積為4.1 × 105hm2，占68.2%；沙化面積共6.94 × 104hm2，占11.5% (圖2)。
草地退化、沙化引發(fā)的主要環(huán)境問題：一是植被覆蓋度下降、草原生產(chǎn)力大幅下降，導(dǎo)致草地調(diào)節(jié)氣候、涵蓄水源、防風(fēng)固沙、保持水土、凈化空氣等生態(tài)功能明顯衰退。二是草地鼠、蟲害較為嚴(yán)重。由于其防治技術(shù)缺乏系統(tǒng)性、連續(xù)性、深入性的研究，使鼠、蟲預(yù)防和防治工作收效甚微。與其他放牧區(qū)相比，該區(qū)域草地退化除了引發(fā)嚴(yán)重的環(huán)境問題外，還具有“治理難”的特點(diǎn)。一方面，工程建設(shè)及采礦等頻繁的人類活動(dòng)干擾，增大了治理難度；另一方面，后期監(jiān)管力度不足和監(jiān)管技術(shù)落后等人為原因，使原本恢復(fù)的草地二次退化、沙化現(xiàn)象嚴(yán)重。
2.1.4 濕地萎縮問題亟需解決
甘南洮河流域現(xiàn)有濕地面積5.0 × 104hm2，其中河流濕地5.0 × 103hm2，沼澤濕地4.0 × 104hm2，湖泊濕地2.5 × 103hm2，灘涂濕地1.5 × 103hm2，其他濕地1.0 × 103hm2。沼澤濕地占濕地總面積的80%，是該區(qū)最主要的濕地類型(圖2)，集中分布于碌曲縣、夏河縣科才鄉(xiāng)，主要有尕海濕地、李恰如牧場濕地和達(dá)玖塘濕地。目前甘南洮河流域濕地存在的主要問題：一是區(qū)內(nèi)天然濕地面積減少；二是濕地?zé)o序的放牧、開墾和改造。三是水生生物的生存環(huán)境受到嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，生物多樣性降低，濕地經(jīng)濟(jì)植物發(fā)展場所變窄，導(dǎo)致濕地系統(tǒng)涵養(yǎng)水源能力下降。
導(dǎo)致這些問題產(chǎn)生的原因：一方面，在全球變暖的背景下，該區(qū)域地表蒸發(fā)量增大，降水和地表徑流不斷減少、凍土嚴(yán)重退化、地下水位持續(xù)下降、河流流量減少，進(jìn)而導(dǎo)致湖泊和沼澤不斷萎縮。另一方面，伴隨人類對(duì)濕地資源的過度利用，濕地水源涵養(yǎng)能力下降。在濕地面積減少和水源涵養(yǎng)功能衰退的的共同作用下，濕地生物棲息環(huán)境逐漸惡化，物種多樣性也隨之降低。
2.1.5 耕地質(zhì)量不高，易引發(fā)次生災(zāi)害
甘南洮河流域耕地面積較少，約為1.16 × 105hm2，僅占該流域土地總面積的8.7%，主要分布于臨潭縣、卓尼縣相對(duì)平緩的丘陵區(qū)。該流域耕地質(zhì)量等別為十二等至十四等，且十二等耕地分布較少，十三等耕地分布最廣。這些耕地的主要問題表現(xiàn)為質(zhì)量較低，導(dǎo)致生態(tài)脆弱性和生態(tài)敏感性增大；坡耕地較多，耕作層不斷變薄，加劇了水土流失、土地荒漠化進(jìn)程，并引發(fā)系列次生災(zāi)害；大規(guī)模的生產(chǎn)建設(shè)活動(dòng)挖廢、塌陷，占?jí)毫舜罅客恋刭Y源，產(chǎn)生了大量的工礦廢棄地，復(fù)墾利用難度較大；部分區(qū)域土壤污染嚴(yán)重，土壤理化性質(zhì)變差。
甘南洮河流域耕地存在諸如上述問題的原因主要在于其本身所處的自然環(huán)境和人為的過度干擾。一方面，該流域地形條件較為特殊，不宜開墾的坡耕地較多，且氣溫較低，使得耕地質(zhì)量較低。另一方面，該流域突出的人地矛盾和不合理的耕作方式，加劇了耕地生態(tài)問題。此外，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中農(nóng)藥、化肥使用不合理，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)面源污染。
2.1.6 森林質(zhì)量不高，水源涵養(yǎng)能力降低
洮河流域林區(qū)是重要的天然林區(qū)，目前有卓尼洮河國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)和臨潭冶力關(guān)國家森林公園。據(jù)甘南州林草局統(tǒng)計(jì)，該流域現(xiàn)有林業(yè)用地1.73 × 105hm2，占區(qū)域土地總面積的13.7%，主要分布在碌曲縣和卓尼縣。其中，有林地4.22 × 104hm2，灌木林地1.13 × 105hm2，疏林地4.76 × 103hm2，未成林造林地1.31 × 104hm2(圖2)。
目前，該流域林區(qū)森林生態(tài)問題主要表現(xiàn)：林分質(zhì)量下降、水源涵養(yǎng)能力降低和局部區(qū)域出現(xiàn)林線后移；森林和植被破環(huán)嚴(yán)重，全林區(qū)森林資源大幅減少。其產(chǎn)生的原因有二：一方面，區(qū)域內(nèi)山體挺拔陡峭，基巖裸露，森林植被立地條件較差，特殊的氣候條件使得適生樹種較少，森林林種單一，森林資源質(zhì)量較低。另一方面，不合理的毀林開荒以及違法破壞樹木等人為原因使脆弱的森林生態(tài)環(huán)境面臨的威脅更大。
2.2 生態(tài)問題診斷與關(guān)聯(lián)性
“山水林田湖草沙”生命共同體是一個(gè)多層次、關(guān)系復(fù)雜且有序的系統(tǒng)，不同要素之間存在強(qiáng)烈的聯(lián)動(dòng)作用[23-26]。針對(duì)甘南洮河流域生態(tài)環(huán)境問題，從生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量、生態(tài)系統(tǒng)退化破損、生態(tài)系統(tǒng)脅迫、生物多樣性、生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性等方面，經(jīng)實(shí)地考察、咨詢專家和參考已有成果，通過全面分析研判后，對(duì)主要生態(tài)問題進(jìn)行識(shí)別與排序：水土流失、礦山生態(tài)環(huán)境破壞、草地退化、濕地萎縮、耕地質(zhì)量不高、林地退化，其中最突出的是水土流失與礦山生態(tài)環(huán)境破壞。
甘南洮河流域生態(tài)問題之間相互制約、相互影響，并存在著千絲萬縷的關(guān)聯(lián)性。例如，卓尼縣、臨潭縣等地的水土流失日趨嚴(yán)重，大量植被被沖刷，草地生態(tài)系統(tǒng)退化破損，形成黑土灘、鹽堿地、草丘等，加劇了草地退化、沙化。同時(shí)，濕地生態(tài)系統(tǒng)不斷受損，部分濕地、沼澤逐漸萎縮，并導(dǎo)致了部分耕地質(zhì)量降低。臨潭縣、卓尼縣、碌曲縣等地礦山的不合理及過度開采使得山體和植被大量被破壞，加劇了林地、草原退化和水土流失等生態(tài)問題，同時(shí)也使得耕地的數(shù)量下降，質(zhì)量降低，而低質(zhì)量的坡耕地又會(huì)導(dǎo)致泥石流等次生地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。碌曲縣、卓尼縣等地的草地退化、沙化，使草地生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量下降，加劇了該流域水土流失，也使?jié)竦厣鷳B(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性失衡、濕地大面積萎縮。卓尼縣、臨潭縣、碌曲縣等地的部分林地退化，森林覆蓋面積減少，導(dǎo)致生物多樣性銳減，加劇了區(qū)域水土流失，同時(shí)誘發(fā)草地退化、沙化程度加劇。上述六大生態(tài)問題的產(chǎn)生均會(huì)導(dǎo)致水源涵養(yǎng)能力降低，最終使得其水源補(bǔ)給功能和生態(tài)屏障功能大幅下降(圖3)。
圖3 生態(tài)問題關(guān)系圖Figure 3 Relationships of ecological problems
3 生態(tài)保護(hù)修復(fù)策略
3.1 總體思路
甘南洮河流域作為黃河上游重要水源涵養(yǎng)地，是青藏高原的生態(tài)安全屏障，在涵養(yǎng)水源、調(diào)節(jié)氣候、保持水土和維護(hù)生物多樣性等方面具有極其重要的生態(tài)地位。秉承“山水林田湖草沙是一個(gè)生命共同體”、“綠水青山就是金山銀山”的重要生態(tài)理念，在遵循生態(tài)環(huán)境“自然恢復(fù)”客觀規(guī)律的同時(shí)，尊重自然，順應(yīng)自然，保護(hù)自然，科學(xué)合理實(shí)施對(duì)生態(tài)環(huán)境的“干預(yù)治理”，二者做到有機(jī)統(tǒng)一、相互促進(jìn)。
基于“山水林田湖草沙”一體化治理理念，圍繞洮河流域面臨的諸多生態(tài)問題，以水源涵養(yǎng)為核心，以流域空間格局優(yōu)化和管控為前提，秉承“整體保護(hù)、綜合治理、系統(tǒng)修復(fù)”的宗旨，注重生態(tài)保護(hù)和修復(fù)的整體性、系統(tǒng)性、協(xié)同性、關(guān)聯(lián)性，堅(jiān)持“修山擴(kuò)林、調(diào)田節(jié)水、護(hù)草固沙、育林補(bǔ)水、治湖保水”并重；精準(zhǔn)識(shí)別與診斷生態(tài)環(huán)境問題，科學(xué)劃分保護(hù)修復(fù)單元，合理選取保護(hù)修復(fù)模式；進(jìn)行系統(tǒng)化、整體化布局生態(tài)治理工程，通過各大子項(xiàng)目之間相互支撐、相互連通、相互協(xié)調(diào)，采取多要素關(guān)聯(lián)、多過程耦合、多空間協(xié)同的系統(tǒng)性治理措施，達(dá)到“修山、保水、治湖、擴(kuò)林、調(diào)田、護(hù)草、固沙”一體化效果(圖4)。
圖4 生態(tài)系統(tǒng)一體化修復(fù)關(guān)系圖Figure 4 Relationships among integrated ecosystem restoration measures
3.2 生態(tài)修復(fù)目標(biāo)
以提升水源涵養(yǎng)能力、穩(wěn)定黃河水資源補(bǔ)給為主要目標(biāo)，兼顧國土空間優(yōu)化、生態(tài)功能提升、生態(tài)服務(wù)價(jià)值提高、綠色發(fā)展。緊緊圍繞“山水林田湖草沙”這一生命共同體，積極推動(dòng)甘南段洮河流域生態(tài)環(huán)境的持續(xù)改善，進(jìn)一步筑牢青藏高原的生態(tài)安全屏障，使甘南段洮河流域草地退化和沙化趨勢得到有效遏止，小流域水土保持能力持續(xù)增強(qiáng)，礦山生態(tài)環(huán)境治理有效，水源涵養(yǎng)林培育初具規(guī)模，濕地和生物多樣性保護(hù)更趨有效，流域內(nèi)“山水林田湖草沙”生態(tài)保護(hù)修復(fù)一體化效果更加突顯，水源涵養(yǎng)及調(diào)蓄功能持續(xù)提升。其生態(tài)修復(fù)目標(biāo)指標(biāo)如表1 所列。
表1 甘南洮河流域山水林田湖草沙生態(tài)保護(hù)與修復(fù)目標(biāo)指標(biāo)Table 1 Performance indicators for ecological protection and restoration of mountain-water-forest-field-lake-grass-sand in Taohe River Watershed, Gannan
3.3 修復(fù)單元與修復(fù)模式
3.3.1 修復(fù)單元?jiǎng)澐?/p>
對(duì)于生態(tài)保護(hù)修復(fù)分區(qū)及修復(fù)單元的劃定，應(yīng)將其生態(tài)系統(tǒng)作為生命共同體綜合診斷，然后選擇生態(tài)系統(tǒng)問題在空間上分布相對(duì)聚集，且各生態(tài)系統(tǒng)問題相互關(guān)聯(lián)的區(qū)域開展[21-23]。
根據(jù)甘南洮河流域特點(diǎn)、生態(tài)系統(tǒng)類型、生態(tài)環(huán)境功能、生態(tài)質(zhì)量、生態(tài)保護(hù)與開發(fā)空間格局，按照山水林田湖草沙統(tǒng)籌規(guī)劃和系統(tǒng)修復(fù)的原則，結(jié)合甘南洮河流域主要的生態(tài)功能區(qū)劃，針對(duì)洮河流域面臨的諸多生態(tài)問題?；谧匀坏乩韱卧目臻g分布，并結(jié)合區(qū)域總體功能定位和行政單元相對(duì)完整性，依據(jù)“生態(tài)問題 + 地理區(qū)位 + 生態(tài)要素”將甘南洮河流域重點(diǎn)治理區(qū)域劃分為5 個(gè)生態(tài)修復(fù)單元：卓尼-臨潭水土流失治理與礦山生態(tài)修復(fù)單元、碌曲高原草原與濕地生態(tài)修復(fù)單元、洮河卓尼森林生態(tài)保護(hù)單元、太子山南麓森林與草原生態(tài)修復(fù)單元、尕海則岔濕地與生物多樣性保護(hù)單元(圖5)。
圖5 生態(tài)修復(fù)分區(qū)圖Figure 5 Zone maps of ecological restoration
3.3.2 修復(fù)模式選擇
根據(jù)現(xiàn)狀調(diào)查、生態(tài)問題識(shí)別與診斷結(jié)果、生態(tài)修復(fù)目標(biāo)等，依據(jù)其主要生態(tài)問題、生態(tài)系統(tǒng)退化與受損程度、恢復(fù)力強(qiáng)弱等綜合研判，并結(jié)合自然恢復(fù)為主、人工修復(fù)為輔的原則，選擇主要修復(fù)模式與輔助修復(fù)模式相結(jié)合的方式，針對(duì)所劃分的5 個(gè)保護(hù)修復(fù)單元，合理選擇自然恢復(fù)、保護(hù)保育、輔助再生、生態(tài)重塑等保護(hù)修復(fù)模式(表2)。
表2 甘南洮河流域生態(tài)環(huán)境修復(fù)模式表Table 2 Zoning of ecological environment restoration model in Taohe River Watershed, Gannan
3.4 生態(tài)修復(fù)方案
3.4.1 卓尼-臨潭水土流失治理與礦山生態(tài)修復(fù)單元
該單元主要包括卓尼縣完冒鎮(zhèn)、扎古錄鎮(zhèn)，及臨潭縣羊永鎮(zhèn)、石門鄉(xiāng)、三岔鄉(xiāng)、店子鎮(zhèn)等地。突出的生態(tài)問題是水土流失與礦山生態(tài)環(huán)境破壞。該單元水土流失情況嚴(yán)重，其面積為2.42 × 105hm2，通過實(shí)施谷坊壩、護(hù)岸、種草、種樹等措施，可完成臨潭縣10 條溝道和卓尼縣7 條溝道的小流域生態(tài)保護(hù)修復(fù)。該單元的礦山生態(tài)環(huán)境破壞也較嚴(yán)重，累計(jì)破壞面積68.74 hm2，通過實(shí)施渣堆平整、局部削填方、擋土墻砌筑、場地平整、覆土綠化等措施，可完成35 處礦山生態(tài)修復(fù)。針對(duì)以上水土流失及礦山環(huán)境問題集中區(qū)域，依據(jù)水土流失面積占比減少40%和礦山地質(zhì)環(huán)境治理率80%的標(biāo)準(zhǔn)，需進(jìn)行強(qiáng)力的人工干預(yù)或生態(tài)重建工程治理恢復(fù)，主要采取生態(tài)重塑。
另外，該單元內(nèi)草原超載過牧、草原退化現(xiàn)象也較為嚴(yán)重。其中卓尼縣退化草地面積達(dá)1.91 × 105hm2，臨潭縣退化草地面積6.21 × 104hm2；同時(shí)由于林業(yè)投入的嚴(yán)重不足，后備資源培育和森林管護(hù)力度不大，導(dǎo)致全林區(qū)森林資源大幅度減少，林線后移、林分質(zhì)量下降，針對(duì)以上林草問題，需要采取輔助再生修復(fù)模式。其重點(diǎn)布設(shè)與實(shí)施工程應(yīng)為小流域生態(tài)保護(hù)修復(fù)和土地綜合整治、礦山環(huán)境治理與恢復(fù)。
3.4.2 碌曲高原草原與濕地生態(tài)修復(fù)單元
該單元主要包括碌曲縣大部分地區(qū)及合作市勒秀鄉(xiāng)、夏河縣科才鄉(xiāng)等。主要的生態(tài)問題是草地退化沙化與濕地萎縮。單元內(nèi)退化草原面積約3.48 ×105hm2，其中輕度退化草原4.13 × 104hm2，中度退化草原2.24 × 105hm2，重度退化草原8.30 × 103hm2，隨著毒草、雜草、害草逐漸成為優(yōu)勢種群，牧產(chǎn)草量下降，鼠蟲害日益猖獗，草地水蝕、風(fēng)蝕現(xiàn)象日益嚴(yán)重。另外，單元內(nèi)的達(dá)久塘沼澤濕地，由于超載過牧和全球變暖等人為或自然因素，致使該區(qū)域內(nèi)濕地出現(xiàn)不同程度的面積萎縮、涵養(yǎng)水源能力下降、生物多樣性降低等退化現(xiàn)象，生態(tài)環(huán)境不斷惡化。
鑒于該單元大部分區(qū)域因人為擾動(dòng)小且生態(tài)問題不明顯，遵循尊重自然、順應(yīng)自然的原則，故主要修復(fù)模式采取自然恢復(fù)。而對(duì)于單元內(nèi)部分草地退化、沙化嚴(yán)重地段，通過實(shí)施修復(fù)黑土灘、修復(fù)鼠類危害草地和蟲害草地等措施[27]，使其嚴(yán)重退化草地得到有效的生態(tài)修復(fù)；而對(duì)達(dá)久塘沼澤濕地可采取人工修復(fù)，進(jìn)行有害生物(病蟲害)綜合防治、植被恢復(fù)、圍欄疏浚、圍堰蓄水、湖塘清淤、生態(tài)河道修復(fù)、水鳥棲息地恢復(fù)措施；另外，對(duì)北側(cè)存在的較多歷史遺留無主礦山可進(jìn)行人工修復(fù)治理，故該單元的輔助修復(fù)模式可選擇輔助再生。其重點(diǎn)實(shí)施工程應(yīng)為草原生態(tài)保護(hù)修復(fù)與濕地保護(hù)修復(fù)。
3.4.3 洮河卓尼森林生態(tài)保護(hù)單元
該單元主要包括卓尼縣刀告鄉(xiāng)、尼巴鎮(zhèn)、術(shù)布鄉(xiāng)。該單元內(nèi)的森林資源具有涵養(yǎng)水源、保持水土的重要作用，近30 多年的大規(guī)模采伐利用等不合理的經(jīng)營，導(dǎo)致其林地郁閉度逐步降低，林地涵養(yǎng)水源、保持水土的生態(tài)功能下降，因而其主要的生態(tài)問題是林地退化。由于該單元內(nèi)分布有甘肅洮河國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)，需要減少人工干擾，因此，主要修復(fù)模式選擇自然恢復(fù)，輔助修復(fù)模式為保護(hù)保育。其重點(diǎn)實(shí)施工程應(yīng)為森林生態(tài)保護(hù)修復(fù)及生態(tài)環(huán)境監(jiān)測預(yù)警與評(píng)價(jià)系統(tǒng)等。
3.4.4 太子山南麓森林與草原生態(tài)修復(fù)單元
該單元主要包括卓尼縣康多鄉(xiāng)、恰蓋鄉(xiāng)、藏巴哇鎮(zhèn)、勺哇土族鄉(xiāng)及臨潭縣羊沙鎮(zhèn)、八角鄉(xiāng)。單元內(nèi)的冶力關(guān)地質(zhì)公園是甘南州天然林的主要分布區(qū)域之一，20 世紀(jì)50 年代以來由于受到自然及人為因素的干擾，使森林和植被遭到嚴(yán)重破環(huán)。近年來雖然森林面積逐年增加，但是存在的問題是原始森林面積較小、次生林面積較大、森林整體質(zhì)量不高，使得其生態(tài)系統(tǒng)平衡失調(diào)局面還沒有徹底恢復(fù)，需要加大天然林保護(hù)力度。因此，主要修復(fù)模式選擇保護(hù)保育。部分草地和萎縮濕地恢復(fù)以及需進(jìn)行土地綜合整治區(qū)域，輔助修復(fù)模式選擇輔助再生。其重點(diǎn)布設(shè)與實(shí)施工程應(yīng)為森林生態(tài)保護(hù)修復(fù)與草原、濕地保護(hù)修復(fù)及生態(tài)環(huán)境監(jiān)測預(yù)警與評(píng)價(jià)系統(tǒng)等。
3.4.5 尕海則岔濕地與生物多樣性保護(hù)單元
該單元主要包括碌曲縣尕海鎮(zhèn)、拉仁關(guān)鄉(xiāng)、郎木寺鎮(zhèn)。該修復(fù)單元內(nèi)主要為甘肅尕海則岔國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)，尕海湖是洮河的重要水源地，自然條件嚴(yán)酷，生態(tài)脆弱，森林、草地、濕地等生態(tài)系統(tǒng)的自我恢復(fù)能力相對(duì)較弱，需要進(jìn)一步加大尕海則岔濕地與生物多樣性保護(hù)力度，因此主要修復(fù)模式選擇保護(hù)保育。另外，由于林地在過去濫采濫伐、重采伐、輕管護(hù)的形勢下，該單元森林面積銳減，蓄積量減??；牧民生產(chǎn)方式落后，長期超載放牧，草原無序利用，管理不善，導(dǎo)致草地退化、堿化和沙化較嚴(yán)重，濕地萎縮明顯，生物多樣性銳減，需要進(jìn)行人工治理，輔助修復(fù)模式選擇輔助再生。其重點(diǎn)布設(shè)與實(shí)施工程應(yīng)為森林、草地、濕地和生物多樣性保護(hù)修復(fù)及生態(tài)環(huán)境監(jiān)測預(yù)警與評(píng)價(jià)系統(tǒng)等。
4 結(jié)論與建議
1)通過對(duì)甘南洮河流域山水林田湖草沙生態(tài)系統(tǒng)的現(xiàn)狀調(diào)查與分析，識(shí)別與診斷出該流域的主要生態(tài)環(huán)境問題是水土流失、礦山生態(tài)環(huán)境破壞、草原退化沙化、濕地萎縮、耕地質(zhì)量不高、林地退化；其中最突出的生態(tài)問題是水土流失與礦山生態(tài)環(huán)境破壞。
2)針對(duì)甘南洮河流域生態(tài)修復(fù)與環(huán)境治理問題，提出了以水源涵養(yǎng)為核心的“修山擴(kuò)林、調(diào)田節(jié)水、護(hù)草固沙、育林補(bǔ)水、治湖保水”并重的一體化生態(tài)修復(fù)思路，促使自然生態(tài)重回正向演替，實(shí)現(xiàn)自然景觀的恢復(fù)重建。
3)依據(jù)生態(tài)環(huán)境構(gòu)成要素與區(qū)位特點(diǎn)，將甘南洮河流域重點(diǎn)治理區(qū)域劃分為5 個(gè)生態(tài)修復(fù)單元：卓尼-臨潭水土流失治理與礦山生態(tài)修復(fù)單元、碌曲高原草原與濕地生態(tài)修復(fù)單元、洮河卓尼森林生態(tài)保護(hù)單元、太子山南麓森林與草原生態(tài)修復(fù)單元、尕海則岔濕地與生物多樣性保護(hù)單元。
4)基于山水林田湖草沙系統(tǒng)修復(fù)理念，建議合理選擇自然恢復(fù)、保護(hù)保育、輔助再生、生態(tài)重塑保護(hù)修復(fù)模式，重點(diǎn)布設(shè)與實(shí)施七大生態(tài)保護(hù)與修復(fù)工程：小流域生態(tài)保護(hù)修復(fù)、礦山生態(tài)修復(fù)、草原生態(tài)保護(hù)修復(fù)、濕地保護(hù)修復(fù)、土地綜合整治、森林生態(tài)保護(hù)修復(fù)、生態(tài)環(huán)境監(jiān)測預(yù)警與評(píng)價(jià)系統(tǒng)等。
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辛順杰，連 華，梁浩東，肖凱文，李若飏
（1. 蘭州交通大學(xué)建筑與城市規(guī)劃學(xué)院, 甘肅 蘭州 730070；2. 西北師范大學(xué)地理與環(huán)境科學(xué)學(xué)院, 甘肅 蘭州 730070）
近年來，“山水林田湖草沙是一個(gè)生命共同體”、“人與自然是生命共同體，人類必須尊重自然、順應(yīng)自然、保護(hù)自然”等生態(tài)文明思想已逐漸深入人心?！吧剿痔锖萆场鄙餐w理念源自生態(tài)倫理學(xué)、環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展理論，旨在說明生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)人類及其他生態(tài)系統(tǒng)要素之間相互依存的關(guān)系[1-3]?！吧剿痔锖萆场弊鳛樯餐w，具有整體性、系統(tǒng)性、綜合性等特點(diǎn)，各要素彼此相互依存，相互影響，需要整體保護(hù)、系統(tǒng)修復(fù)、一體化治理[4]。
國外學(xué)者在自然保護(hù)和生態(tài)修復(fù)方面進(jìn)行了大量的研究和實(shí)踐[5-7]，國際自然保護(hù)聯(lián)盟(International Union for Conservation of Nature)已經(jīng)從最初關(guān)注氣候變化適應(yīng)和減緩逐漸發(fā)展到可持續(xù)發(fā)展的相關(guān)領(lǐng)域，提出了基于自然的解決方案，該方案受到廣泛關(guān)注，需要繼續(xù)實(shí)踐和推廣。由于“山水林田湖草沙”生命共同體被作為治國理政方針理論的時(shí)間并不長，現(xiàn)階段有關(guān)“山水林田湖草沙”的研究正處在探索階段，國內(nèi)大多數(shù)學(xué)者主要集中討論其內(nèi)涵特征和實(shí)踐路徑等方面。王夏暉等[7]針對(duì)“山水林田湖草沙”生命共同體的內(nèi)涵進(jìn)行了系統(tǒng)的討論，認(rèn)為其具有尺度性、整體性、功能性和均衡性等特征。鄒長新等[8]從“山水林田湖草”系統(tǒng)內(nèi)涵出發(fā)，從生態(tài)系統(tǒng)完整性、生態(tài)系統(tǒng)健康和生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性等方面對(duì)“山水林田湖草”系統(tǒng)生態(tài)保護(hù)修復(fù)進(jìn)行了探討。成金華和尤喆[9]分析了“山水林田湖草”是生命共同體原則的科學(xué)內(nèi)涵與實(shí)踐路徑。張惠遠(yuǎn)[10]則從系統(tǒng)科學(xué)和景觀生態(tài)學(xué)角度出發(fā)，探討了“山水林田湖草”生態(tài)保護(hù)和修復(fù)的指導(dǎo)思想、目標(biāo)、方法和技術(shù)。李達(dá)凈等[11]系統(tǒng)論述了“人”在“山水林田湖草”生命共同體中的角色和作用。然而，截至目前，對(duì)“山水林田湖草沙”生命共同體這一復(fù)合式生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部各要素之間耦合過程的研究尚未全面開展，缺乏系統(tǒng)性、一體化的生態(tài)修復(fù)理念和方法，存在著多頭獨(dú)自推進(jìn)、生態(tài)要素分割治理、局部修復(fù)效果較好但整體效應(yīng)弱等突出問題[12]。基于此，亟待強(qiáng)化“國土空間是一個(gè)完整生態(tài)系統(tǒng)”的認(rèn)識(shí)，從“山水林田湖草沙”多要素一體化、整體性等方面對(duì)其保護(hù)和修復(fù)進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃、綜合施策。
洮河作為黃河上游的一條較大支流，具有涵養(yǎng)水源、保持水土和提供生態(tài)安全屏障等重要生態(tài)功能。國內(nèi)學(xué)者針對(duì)洮河流域的研究主要集中于探討洮河流域徑流變化、水環(huán)境與水生態(tài)、土地利用/土地覆被變化、水沙特性等方面[13-18]，而有關(guān)其生態(tài)環(huán)境保護(hù)與修復(fù)的研究還不夠全面和完善。此外，由于獨(dú)特的地理環(huán)境及不合理的人類活動(dòng)而造成的洮河流域諸多生態(tài)環(huán)境問題，如水土流失、礦山環(huán)境破壞等仍沒有得到根本解決，迫切需要實(shí)施“山水林田湖草沙”一體化保護(hù)和修復(fù)措施。但目前，在“山水林田湖草沙”生態(tài)保護(hù)修復(fù)分區(qū)劃定過程中，該流域多針對(duì)單一生態(tài)系統(tǒng)問題的診斷與分區(qū)，很難體現(xiàn)“山水林田湖草沙”生命共同體的理念，嚴(yán)重缺乏系統(tǒng)性和整體性思路。因此，本研究以甘南洮河流域?yàn)槔?，基于“山水林田湖草沙”生命共同體理念，精準(zhǔn)梳理其生態(tài)環(huán)境問題，提出其生態(tài)修復(fù)策略及建議，以期為洮河流域“山水林田湖草沙”一體化生態(tài)修復(fù)提供借鑒與參考。
1 研究區(qū)概況
1.1 研究區(qū)范圍及位置
洮河發(fā)源于青海省海南州境內(nèi)的西傾山東麓，從青海省海南州河南蒙古族自治縣賽爾龍鎮(zhèn)流出進(jìn)入甘肅省境內(nèi)，曲折向東流過碌曲縣、臨潭縣、卓尼縣城南，至岷縣茶埠急轉(zhuǎn)向西北，出九甸峽與海甸峽后，穿臨洮盆地，于永靖縣劉家峽水庫壩上2 km 處匯入黃河。本研究涉及的洮河甘南段河流總長度367.9 km，流域面積約1.34 × 104km2，流域面積50 km2以上支流93 條，地表水水資源總量6.756 × 109m3。其中自產(chǎn)水量3.926 × 109m3，入境水量2.830 × 109m3，地下水水資源量1.542 × 109m3。甘南段洮河流域包括碌曲縣、卓尼縣、臨潭縣全境以及合作市勒秀鄉(xiāng)、夏河縣科才鄉(xiāng)(圖1)。
圖1 研究區(qū)地理區(qū)位圖Figure 1 Geographic location of Ganan, Taohe River basin, and the study area
1.2 生態(tài)功能定位
甘南洮河流域位于青藏高原東北部，是“青藏高原生態(tài)屏障”的重要組成部分，境內(nèi)漢、回、藏等民族文化構(gòu)成其以農(nóng)耕和放牧為主的生活生產(chǎn)方式[19-20]。甘南段洮河流域囊括了高寒草地、高原森林、高原濕地三大主要陸地生態(tài)系統(tǒng)，其中草地生態(tài)系統(tǒng)和濕地生態(tài)系統(tǒng)是該流域面積最大的生態(tài)系統(tǒng)。在《全國主體功能區(qū)規(guī)劃》(國發(fā)〔2010〕46 號(hào))劃定的“兩屏三帶”為主體的生態(tài)安全格局中，該流域是黃河上游重要的生態(tài)安全屏障之一，擔(dān)負(fù)著保障黃河中下游生態(tài)和生產(chǎn)生活安全的重要作用；在《全國生態(tài)功能區(qū)劃(2015 年修編)》劃定的生態(tài)系統(tǒng)格局中，該流域?qū)儆凇案誓仙降厮春B(yǎng)重要區(qū)”；在《甘肅省主體功能區(qū)規(guī)劃》中，該流域?qū)儆诟誓宵S河重要水源補(bǔ)給生態(tài)功能區(qū)，為黃河上游生態(tài)屏障。
2 生態(tài)問題識(shí)別與診斷
2.1 問題識(shí)別與原因分析
2.1.1 水土流失嚴(yán)重，水土保持能力下降
水土流失是甘南洮河流域一個(gè)最為嚴(yán)重的生態(tài)問題。水土流失現(xiàn)狀各縣不盡相同，其中卓尼縣、臨潭縣水土流失最為嚴(yán)重，兩縣的水土流失面積為2.42 × 105hm2，占整個(gè)甘南段洮河流域水土流失總面積的63.8%，強(qiáng)度以中度、重度為主；碌曲縣水土流失面積1.37 × 105hm2，強(qiáng)度為輕微。
甘南洮河流域水土流失嚴(yán)重的原因在于：一是地形多為高山丘陵區(qū)，溝道以侵蝕下切、側(cè)蝕、向源為主，形成溝岸坍塌、溝底揭蝕等多種水土流失的形式，地貌上展現(xiàn)出溝壑縱橫，沖溝、支溝發(fā)育，地塊破碎，水土流失嚴(yán)重區(qū)域，各支溝有聯(lián)通成片的趨勢，其中流域面積較大、水土流失較為嚴(yán)重的小流域共17 條。二是土地荒漠化問題嚴(yán)重，土質(zhì)疏松，植被覆蓋率減少，導(dǎo)致土壤裸露。其中許多山坡坡度多為20°～30°，形成較多坡耕地，且谷底寬闊，分布有大量堆積物，部分地區(qū)黃土覆蓋較厚，為水土流失的發(fā)生提供了物源條件，加之較為集中的雨季強(qiáng)降水又為水土流失提供了動(dòng)力條件，致使降水沖蝕強(qiáng)度更加劇烈，形成惡性循環(huán)。三是不合理的人類活動(dòng)，例如草地的超載過牧、林區(qū)過度砍伐、農(nóng)區(qū)陡坡開荒以及修路等開發(fā)建設(shè)擾動(dòng)行為加劇了水土流失[21-22]。
2.1.2 礦山開采不合理，歷史遺留問題較多
據(jù)甘南州自然資源局2020 年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，甘南洮河流域有礦山116 處，其中臨潭縣35 處、卓尼縣29 處、碌曲縣52 處(圖2)。雖經(jīng)前期治理，該區(qū)域內(nèi)仍有49 處礦山需修復(fù)治理，其中，無主礦山16處，有主礦山33 處，合計(jì)渣堆總方量約5.86 × 105m3。截至目前，采礦活動(dòng)破壞的土地資源面積仍有80.41 hm2，其中草地45.41 hm2，林地13.00 hm2，耕地22.00 hm2。目前，該地區(qū)最為突出的礦山環(huán)境問題是大量遺留的廢棄采坑和渣堆。這些采坑和渣堆一方面破壞土地和植被資源，降低了洮河流域水源涵養(yǎng)能力；另一方面造成景觀破碎化并形成引發(fā)次生地質(zhì)災(zāi)害的條件，加劇了水土流失，誘發(fā)崩塌、滑坡及泥石流等地質(zhì)災(zāi)害。
圖2 甘南洮河流域礦山、草原、濕地、森林現(xiàn)狀圖Figure 2 Current status of mines, grasslands, wetlands, and forests in Taohe River Watershed, Gannan
上述問題形成的主要原因是歷史上采礦活動(dòng)的粗放無序及不合理采礦行為。其次是較落后的采礦技術(shù)、后期對(duì)礦區(qū)生態(tài)環(huán)境修復(fù)治理監(jiān)管不到位以及生態(tài)環(huán)境保護(hù)意識(shí)較弱。最后，由于礦山修復(fù)治理中存在的一些問題，如多頭獨(dú)自推進(jìn)、生態(tài)要素分割治理、缺少整體性修復(fù)、局部修復(fù)效果較好但整體效應(yīng)弱等，使礦山生態(tài)修復(fù)成為一個(gè)長期的“老大難”問題。
2.1.3 草地退化問題依然嚴(yán)峻
甘南洮河流域現(xiàn)有草地7.34 × 105hm2，其中可利用草地6.91 × 105hm2，難利用草地4.32 × 104hm2，草地利用率為94.1%。甘南洮河流域重度退化草地面積為1.22 × 105hm2，占退化草原面積的20.3%；中度退化草地面積為4.1 × 105hm2，占68.2%；沙化面積共6.94 × 104hm2，占11.5% (圖2)。
草地退化、沙化引發(fā)的主要環(huán)境問題：一是植被覆蓋度下降、草原生產(chǎn)力大幅下降，導(dǎo)致草地調(diào)節(jié)氣候、涵蓄水源、防風(fēng)固沙、保持水土、凈化空氣等生態(tài)功能明顯衰退。二是草地鼠、蟲害較為嚴(yán)重。由于其防治技術(shù)缺乏系統(tǒng)性、連續(xù)性、深入性的研究，使鼠、蟲預(yù)防和防治工作收效甚微。與其他放牧區(qū)相比，該區(qū)域草地退化除了引發(fā)嚴(yán)重的環(huán)境問題外，還具有“治理難”的特點(diǎn)。一方面，工程建設(shè)及采礦等頻繁的人類活動(dòng)干擾，增大了治理難度；另一方面，后期監(jiān)管力度不足和監(jiān)管技術(shù)落后等人為原因，使原本恢復(fù)的草地二次退化、沙化現(xiàn)象嚴(yán)重。
2.1.4 濕地萎縮問題亟需解決
甘南洮河流域現(xiàn)有濕地面積5.0 × 104hm2，其中河流濕地5.0 × 103hm2，沼澤濕地4.0 × 104hm2，湖泊濕地2.5 × 103hm2，灘涂濕地1.5 × 103hm2，其他濕地1.0 × 103hm2。沼澤濕地占濕地總面積的80%，是該區(qū)最主要的濕地類型(圖2)，集中分布于碌曲縣、夏河縣科才鄉(xiāng)，主要有尕海濕地、李恰如牧場濕地和達(dá)玖塘濕地。目前甘南洮河流域濕地存在的主要問題：一是區(qū)內(nèi)天然濕地面積減少；二是濕地?zé)o序的放牧、開墾和改造。三是水生生物的生存環(huán)境受到嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，生物多樣性降低，濕地經(jīng)濟(jì)植物發(fā)展場所變窄，導(dǎo)致濕地系統(tǒng)涵養(yǎng)水源能力下降。
導(dǎo)致這些問題產(chǎn)生的原因：一方面，在全球變暖的背景下，該區(qū)域地表蒸發(fā)量增大，降水和地表徑流不斷減少、凍土嚴(yán)重退化、地下水位持續(xù)下降、河流流量減少，進(jìn)而導(dǎo)致湖泊和沼澤不斷萎縮。另一方面，伴隨人類對(duì)濕地資源的過度利用，濕地水源涵養(yǎng)能力下降。在濕地面積減少和水源涵養(yǎng)功能衰退的的共同作用下，濕地生物棲息環(huán)境逐漸惡化，物種多樣性也隨之降低。
2.1.5 耕地質(zhì)量不高，易引發(fā)次生災(zāi)害
甘南洮河流域耕地面積較少，約為1.16 × 105hm2，僅占該流域土地總面積的8.7%，主要分布于臨潭縣、卓尼縣相對(duì)平緩的丘陵區(qū)。該流域耕地質(zhì)量等別為十二等至十四等，且十二等耕地分布較少，十三等耕地分布最廣。這些耕地的主要問題表現(xiàn)為質(zhì)量較低，導(dǎo)致生態(tài)脆弱性和生態(tài)敏感性增大；坡耕地較多，耕作層不斷變薄，加劇了水土流失、土地荒漠化進(jìn)程，并引發(fā)系列次生災(zāi)害；大規(guī)模的生產(chǎn)建設(shè)活動(dòng)挖廢、塌陷，占?jí)毫舜罅客恋刭Y源，產(chǎn)生了大量的工礦廢棄地，復(fù)墾利用難度較大；部分區(qū)域土壤污染嚴(yán)重，土壤理化性質(zhì)變差。
甘南洮河流域耕地存在諸如上述問題的原因主要在于其本身所處的自然環(huán)境和人為的過度干擾。一方面，該流域地形條件較為特殊，不宜開墾的坡耕地較多，且氣溫較低，使得耕地質(zhì)量較低。另一方面，該流域突出的人地矛盾和不合理的耕作方式，加劇了耕地生態(tài)問題。此外，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中農(nóng)藥、化肥使用不合理，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)面源污染。
2.1.6 森林質(zhì)量不高，水源涵養(yǎng)能力降低
洮河流域林區(qū)是重要的天然林區(qū)，目前有卓尼洮河國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)和臨潭冶力關(guān)國家森林公園。據(jù)甘南州林草局統(tǒng)計(jì)，該流域現(xiàn)有林業(yè)用地1.73 × 105hm2，占區(qū)域土地總面積的13.7%，主要分布在碌曲縣和卓尼縣。其中，有林地4.22 × 104hm2，灌木林地1.13 × 105hm2，疏林地4.76 × 103hm2，未成林造林地1.31 × 104hm2(圖2)。
目前，該流域林區(qū)森林生態(tài)問題主要表現(xiàn)：林分質(zhì)量下降、水源涵養(yǎng)能力降低和局部區(qū)域出現(xiàn)林線后移；森林和植被破環(huán)嚴(yán)重，全林區(qū)森林資源大幅減少。其產(chǎn)生的原因有二：一方面，區(qū)域內(nèi)山體挺拔陡峭，基巖裸露，森林植被立地條件較差，特殊的氣候條件使得適生樹種較少，森林林種單一，森林資源質(zhì)量較低。另一方面，不合理的毀林開荒以及違法破壞樹木等人為原因使脆弱的森林生態(tài)環(huán)境面臨的威脅更大。
2.2 生態(tài)問題診斷與關(guān)聯(lián)性
“山水林田湖草沙”生命共同體是一個(gè)多層次、關(guān)系復(fù)雜且有序的系統(tǒng)，不同要素之間存在強(qiáng)烈的聯(lián)動(dòng)作用[23-26]。針對(duì)甘南洮河流域生態(tài)環(huán)境問題，從生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量、生態(tài)系統(tǒng)退化破損、生態(tài)系統(tǒng)脅迫、生物多樣性、生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性等方面，經(jīng)實(shí)地考察、咨詢專家和參考已有成果，通過全面分析研判后，對(duì)主要生態(tài)問題進(jìn)行識(shí)別與排序：水土流失、礦山生態(tài)環(huán)境破壞、草地退化、濕地萎縮、耕地質(zhì)量不高、林地退化，其中最突出的是水土流失與礦山生態(tài)環(huán)境破壞。
甘南洮河流域生態(tài)問題之間相互制約、相互影響，并存在著千絲萬縷的關(guān)聯(lián)性。例如，卓尼縣、臨潭縣等地的水土流失日趨嚴(yán)重，大量植被被沖刷，草地生態(tài)系統(tǒng)退化破損，形成黑土灘、鹽堿地、草丘等，加劇了草地退化、沙化。同時(shí)，濕地生態(tài)系統(tǒng)不斷受損，部分濕地、沼澤逐漸萎縮，并導(dǎo)致了部分耕地質(zhì)量降低。臨潭縣、卓尼縣、碌曲縣等地礦山的不合理及過度開采使得山體和植被大量被破壞，加劇了林地、草原退化和水土流失等生態(tài)問題，同時(shí)也使得耕地的數(shù)量下降，質(zhì)量降低，而低質(zhì)量的坡耕地又會(huì)導(dǎo)致泥石流等次生地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。碌曲縣、卓尼縣等地的草地退化、沙化，使草地生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量下降，加劇了該流域水土流失，也使?jié)竦厣鷳B(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性失衡、濕地大面積萎縮。卓尼縣、臨潭縣、碌曲縣等地的部分林地退化，森林覆蓋面積減少，導(dǎo)致生物多樣性銳減，加劇了區(qū)域水土流失，同時(shí)誘發(fā)草地退化、沙化程度加劇。上述六大生態(tài)問題的產(chǎn)生均會(huì)導(dǎo)致水源涵養(yǎng)能力降低，最終使得其水源補(bǔ)給功能和生態(tài)屏障功能大幅下降(圖3)。
圖3 生態(tài)問題關(guān)系圖Figure 3 Relationships of ecological problems
3 生態(tài)保護(hù)修復(fù)策略
3.1 總體思路
甘南洮河流域作為黃河上游重要水源涵養(yǎng)地，是青藏高原的生態(tài)安全屏障，在涵養(yǎng)水源、調(diào)節(jié)氣候、保持水土和維護(hù)生物多樣性等方面具有極其重要的生態(tài)地位。秉承“山水林田湖草沙是一個(gè)生命共同體”、“綠水青山就是金山銀山”的重要生態(tài)理念，在遵循生態(tài)環(huán)境“自然恢復(fù)”客觀規(guī)律的同時(shí)，尊重自然，順應(yīng)自然，保護(hù)自然，科學(xué)合理實(shí)施對(duì)生態(tài)環(huán)境的“干預(yù)治理”，二者做到有機(jī)統(tǒng)一、相互促進(jìn)。
基于“山水林田湖草沙”一體化治理理念，圍繞洮河流域面臨的諸多生態(tài)問題，以水源涵養(yǎng)為核心，以流域空間格局優(yōu)化和管控為前提，秉承“整體保護(hù)、綜合治理、系統(tǒng)修復(fù)”的宗旨，注重生態(tài)保護(hù)和修復(fù)的整體性、系統(tǒng)性、協(xié)同性、關(guān)聯(lián)性，堅(jiān)持“修山擴(kuò)林、調(diào)田節(jié)水、護(hù)草固沙、育林補(bǔ)水、治湖保水”并重；精準(zhǔn)識(shí)別與診斷生態(tài)環(huán)境問題，科學(xué)劃分保護(hù)修復(fù)單元，合理選取保護(hù)修復(fù)模式；進(jìn)行系統(tǒng)化、整體化布局生態(tài)治理工程，通過各大子項(xiàng)目之間相互支撐、相互連通、相互協(xié)調(diào)，采取多要素關(guān)聯(lián)、多過程耦合、多空間協(xié)同的系統(tǒng)性治理措施，達(dá)到“修山、保水、治湖、擴(kuò)林、調(diào)田、護(hù)草、固沙”一體化效果(圖4)。
圖4 生態(tài)系統(tǒng)一體化修復(fù)關(guān)系圖Figure 4 Relationships among integrated ecosystem restoration measures
3.2 生態(tài)修復(fù)目標(biāo)
以提升水源涵養(yǎng)能力、穩(wěn)定黃河水資源補(bǔ)給為主要目標(biāo)，兼顧國土空間優(yōu)化、生態(tài)功能提升、生態(tài)服務(wù)價(jià)值提高、綠色發(fā)展。緊緊圍繞“山水林田湖草沙”這一生命共同體，積極推動(dòng)甘南段洮河流域生態(tài)環(huán)境的持續(xù)改善，進(jìn)一步筑牢青藏高原的生態(tài)安全屏障，使甘南段洮河流域草地退化和沙化趨勢得到有效遏止，小流域水土保持能力持續(xù)增強(qiáng)，礦山生態(tài)環(huán)境治理有效，水源涵養(yǎng)林培育初具規(guī)模，濕地和生物多樣性保護(hù)更趨有效，流域內(nèi)“山水林田湖草沙”生態(tài)保護(hù)修復(fù)一體化效果更加突顯，水源涵養(yǎng)及調(diào)蓄功能持續(xù)提升。其生態(tài)修復(fù)目標(biāo)指標(biāo)如表1 所列。
表1 甘南洮河流域山水林田湖草沙生態(tài)保護(hù)與修復(fù)目標(biāo)指標(biāo)Table 1 Performance indicators for ecological protection and restoration of mountain-water-forest-field-lake-grass-sand in Taohe River Watershed, Gannan
3.3 修復(fù)單元與修復(fù)模式
3.3.1 修復(fù)單元?jiǎng)澐?/p>
對(duì)于生態(tài)保護(hù)修復(fù)分區(qū)及修復(fù)單元的劃定，應(yīng)將其生態(tài)系統(tǒng)作為生命共同體綜合診斷，然后選擇生態(tài)系統(tǒng)問題在空間上分布相對(duì)聚集，且各生態(tài)系統(tǒng)問題相互關(guān)聯(lián)的區(qū)域開展[21-23]。
根據(jù)甘南洮河流域特點(diǎn)、生態(tài)系統(tǒng)類型、生態(tài)環(huán)境功能、生態(tài)質(zhì)量、生態(tài)保護(hù)與開發(fā)空間格局，按照山水林田湖草沙統(tǒng)籌規(guī)劃和系統(tǒng)修復(fù)的原則，結(jié)合甘南洮河流域主要的生態(tài)功能區(qū)劃，針對(duì)洮河流域面臨的諸多生態(tài)問題?；谧匀坏乩韱卧目臻g分布，并結(jié)合區(qū)域總體功能定位和行政單元相對(duì)完整性，依據(jù)“生態(tài)問題 + 地理區(qū)位 + 生態(tài)要素”將甘南洮河流域重點(diǎn)治理區(qū)域劃分為5 個(gè)生態(tài)修復(fù)單元：卓尼-臨潭水土流失治理與礦山生態(tài)修復(fù)單元、碌曲高原草原與濕地生態(tài)修復(fù)單元、洮河卓尼森林生態(tài)保護(hù)單元、太子山南麓森林與草原生態(tài)修復(fù)單元、尕海則岔濕地與生物多樣性保護(hù)單元(圖5)。
圖5 生態(tài)修復(fù)分區(qū)圖Figure 5 Zone maps of ecological restoration
3.3.2 修復(fù)模式選擇
根據(jù)現(xiàn)狀調(diào)查、生態(tài)問題識(shí)別與診斷結(jié)果、生態(tài)修復(fù)目標(biāo)等，依據(jù)其主要生態(tài)問題、生態(tài)系統(tǒng)退化與受損程度、恢復(fù)力強(qiáng)弱等綜合研判，并結(jié)合自然恢復(fù)為主、人工修復(fù)為輔的原則，選擇主要修復(fù)模式與輔助修復(fù)模式相結(jié)合的方式，針對(duì)所劃分的5 個(gè)保護(hù)修復(fù)單元，合理選擇自然恢復(fù)、保護(hù)保育、輔助再生、生態(tài)重塑等保護(hù)修復(fù)模式(表2)。
表2 甘南洮河流域生態(tài)環(huán)境修復(fù)模式表Table 2 Zoning of ecological environment restoration model in Taohe River Watershed, Gannan
3.4 生態(tài)修復(fù)方案
3.4.1 卓尼-臨潭水土流失治理與礦山生態(tài)修復(fù)單元
該單元主要包括卓尼縣完冒鎮(zhèn)、扎古錄鎮(zhèn)，及臨潭縣羊永鎮(zhèn)、石門鄉(xiāng)、三岔鄉(xiāng)、店子鎮(zhèn)等地。突出的生態(tài)問題是水土流失與礦山生態(tài)環(huán)境破壞。該單元水土流失情況嚴(yán)重，其面積為2.42 × 105hm2，通過實(shí)施谷坊壩、護(hù)岸、種草、種樹等措施，可完成臨潭縣10 條溝道和卓尼縣7 條溝道的小流域生態(tài)保護(hù)修復(fù)。該單元的礦山生態(tài)環(huán)境破壞也較嚴(yán)重，累計(jì)破壞面積68.74 hm2，通過實(shí)施渣堆平整、局部削填方、擋土墻砌筑、場地平整、覆土綠化等措施，可完成35 處礦山生態(tài)修復(fù)。針對(duì)以上水土流失及礦山環(huán)境問題集中區(qū)域，依據(jù)水土流失面積占比減少40%和礦山地質(zhì)環(huán)境治理率80%的標(biāo)準(zhǔn)，需進(jìn)行強(qiáng)力的人工干預(yù)或生態(tài)重建工程治理恢復(fù)，主要采取生態(tài)重塑。
另外，該單元內(nèi)草原超載過牧、草原退化現(xiàn)象也較為嚴(yán)重。其中卓尼縣退化草地面積達(dá)1.91 × 105hm2，臨潭縣退化草地面積6.21 × 104hm2；同時(shí)由于林業(yè)投入的嚴(yán)重不足，后備資源培育和森林管護(hù)力度不大，導(dǎo)致全林區(qū)森林資源大幅度減少，林線后移、林分質(zhì)量下降，針對(duì)以上林草問題，需要采取輔助再生修復(fù)模式。其重點(diǎn)布設(shè)與實(shí)施工程應(yīng)為小流域生態(tài)保護(hù)修復(fù)和土地綜合整治、礦山環(huán)境治理與恢復(fù)。
3.4.2 碌曲高原草原與濕地生態(tài)修復(fù)單元
該單元主要包括碌曲縣大部分地區(qū)及合作市勒秀鄉(xiāng)、夏河縣科才鄉(xiāng)等。主要的生態(tài)問題是草地退化沙化與濕地萎縮。單元內(nèi)退化草原面積約3.48 ×105hm2，其中輕度退化草原4.13 × 104hm2，中度退化草原2.24 × 105hm2，重度退化草原8.30 × 103hm2，隨著毒草、雜草、害草逐漸成為優(yōu)勢種群，牧產(chǎn)草量下降，鼠蟲害日益猖獗，草地水蝕、風(fēng)蝕現(xiàn)象日益嚴(yán)重。另外，單元內(nèi)的達(dá)久塘沼澤濕地，由于超載過牧和全球變暖等人為或自然因素，致使該區(qū)域內(nèi)濕地出現(xiàn)不同程度的面積萎縮、涵養(yǎng)水源能力下降、生物多樣性降低等退化現(xiàn)象，生態(tài)環(huán)境不斷惡化。
鑒于該單元大部分區(qū)域因人為擾動(dòng)小且生態(tài)問題不明顯，遵循尊重自然、順應(yīng)自然的原則，故主要修復(fù)模式采取自然恢復(fù)。而對(duì)于單元內(nèi)部分草地退化、沙化嚴(yán)重地段，通過實(shí)施修復(fù)黑土灘、修復(fù)鼠類危害草地和蟲害草地等措施[27]，使其嚴(yán)重退化草地得到有效的生態(tài)修復(fù)；而對(duì)達(dá)久塘沼澤濕地可采取人工修復(fù)，進(jìn)行有害生物(病蟲害)綜合防治、植被恢復(fù)、圍欄疏浚、圍堰蓄水、湖塘清淤、生態(tài)河道修復(fù)、水鳥棲息地恢復(fù)措施；另外，對(duì)北側(cè)存在的較多歷史遺留無主礦山可進(jìn)行人工修復(fù)治理，故該單元的輔助修復(fù)模式可選擇輔助再生。其重點(diǎn)實(shí)施工程應(yīng)為草原生態(tài)保護(hù)修復(fù)與濕地保護(hù)修復(fù)。
3.4.3 洮河卓尼森林生態(tài)保護(hù)單元
該單元主要包括卓尼縣刀告鄉(xiāng)、尼巴鎮(zhèn)、術(shù)布鄉(xiāng)。該單元內(nèi)的森林資源具有涵養(yǎng)水源、保持水土的重要作用，近30 多年的大規(guī)模采伐利用等不合理的經(jīng)營，導(dǎo)致其林地郁閉度逐步降低，林地涵養(yǎng)水源、保持水土的生態(tài)功能下降，因而其主要的生態(tài)問題是林地退化。由于該單元內(nèi)分布有甘肅洮河國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)，需要減少人工干擾，因此，主要修復(fù)模式選擇自然恢復(fù)，輔助修復(fù)模式為保護(hù)保育。其重點(diǎn)實(shí)施工程應(yīng)為森林生態(tài)保護(hù)修復(fù)及生態(tài)環(huán)境監(jiān)測預(yù)警與評(píng)價(jià)系統(tǒng)等。
3.4.4 太子山南麓森林與草原生態(tài)修復(fù)單元
該單元主要包括卓尼縣康多鄉(xiāng)、恰蓋鄉(xiāng)、藏巴哇鎮(zhèn)、勺哇土族鄉(xiāng)及臨潭縣羊沙鎮(zhèn)、八角鄉(xiāng)。單元內(nèi)的冶力關(guān)地質(zhì)公園是甘南州天然林的主要分布區(qū)域之一，20 世紀(jì)50 年代以來由于受到自然及人為因素的干擾，使森林和植被遭到嚴(yán)重破環(huán)。近年來雖然森林面積逐年增加，但是存在的問題是原始森林面積較小、次生林面積較大、森林整體質(zhì)量不高，使得其生態(tài)系統(tǒng)平衡失調(diào)局面還沒有徹底恢復(fù)，需要加大天然林保護(hù)力度。因此，主要修復(fù)模式選擇保護(hù)保育。部分草地和萎縮濕地恢復(fù)以及需進(jìn)行土地綜合整治區(qū)域，輔助修復(fù)模式選擇輔助再生。其重點(diǎn)布設(shè)與實(shí)施工程應(yīng)為森林生態(tài)保護(hù)修復(fù)與草原、濕地保護(hù)修復(fù)及生態(tài)環(huán)境監(jiān)測預(yù)警與評(píng)價(jià)系統(tǒng)等。
3.4.5 尕海則岔濕地與生物多樣性保護(hù)單元
該單元主要包括碌曲縣尕海鎮(zhèn)、拉仁關(guān)鄉(xiāng)、郎木寺鎮(zhèn)。該修復(fù)單元內(nèi)主要為甘肅尕海則岔國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)，尕海湖是洮河的重要水源地，自然條件嚴(yán)酷，生態(tài)脆弱，森林、草地、濕地等生態(tài)系統(tǒng)的自我恢復(fù)能力相對(duì)較弱，需要進(jìn)一步加大尕海則岔濕地與生物多樣性保護(hù)力度，因此主要修復(fù)模式選擇保護(hù)保育。另外，由于林地在過去濫采濫伐、重采伐、輕管護(hù)的形勢下，該單元森林面積銳減，蓄積量減??；牧民生產(chǎn)方式落后，長期超載放牧，草原無序利用，管理不善，導(dǎo)致草地退化、堿化和沙化較嚴(yán)重，濕地萎縮明顯，生物多樣性銳減，需要進(jìn)行人工治理，輔助修復(fù)模式選擇輔助再生。其重點(diǎn)布設(shè)與實(shí)施工程應(yīng)為森林、草地、濕地和生物多樣性保護(hù)修復(fù)及生態(tài)環(huán)境監(jiān)測預(yù)警與評(píng)價(jià)系統(tǒng)等。
4 結(jié)論與建議
1)通過對(duì)甘南洮河流域山水林田湖草沙生態(tài)系統(tǒng)的現(xiàn)狀調(diào)查與分析，識(shí)別與診斷出該流域的主要生態(tài)環(huán)境問題是水土流失、礦山生態(tài)環(huán)境破壞、草原退化沙化、濕地萎縮、耕地質(zhì)量不高、林地退化；其中最突出的生態(tài)問題是水土流失與礦山生態(tài)環(huán)境破壞。
2)針對(duì)甘南洮河流域生態(tài)修復(fù)與環(huán)境治理問題，提出了以水源涵養(yǎng)為核心的“修山擴(kuò)林、調(diào)田節(jié)水、護(hù)草固沙、育林補(bǔ)水、治湖保水”并重的一體化生態(tài)修復(fù)思路，促使自然生態(tài)重回正向演替，實(shí)現(xiàn)自然景觀的恢復(fù)重建。
3)依據(jù)生態(tài)環(huán)境構(gòu)成要素與區(qū)位特點(diǎn)，將甘南洮河流域重點(diǎn)治理區(qū)域劃分為5 個(gè)生態(tài)修復(fù)單元：卓尼-臨潭水土流失治理與礦山生態(tài)修復(fù)單元、碌曲高原草原與濕地生態(tài)修復(fù)單元、洮河卓尼森林生態(tài)保護(hù)單元、太子山南麓森林與草原生態(tài)修復(fù)單元、尕海則岔濕地與生物多樣性保護(hù)單元。
4)基于山水林田湖草沙系統(tǒng)修復(fù)理念，建議合理選擇自然恢復(fù)、保護(hù)保育、輔助再生、生態(tài)重塑保護(hù)修復(fù)模式，重點(diǎn)布設(shè)與實(shí)施七大生態(tài)保護(hù)與修復(fù)工程：小流域生態(tài)保護(hù)修復(fù)、礦山生態(tài)修復(fù)、草原生態(tài)保護(hù)修復(fù)、濕地保護(hù)修復(fù)、土地綜合整治、森林生態(tài)保護(hù)修復(fù)、生態(tài)環(huán)境監(jiān)測預(yù)警與評(píng)價(jià)系統(tǒng)等。
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