趙麗霞
(黑龍江省水文局,哈爾濱150001)
黑龍江省西部是我國重要商品糧基地之一,其荒漠化區域土地面積54 079.27 km2,涉及到19個市縣。其中荒漠化核心區面積為14 781.76 km2,占荒漠化地區面積27.33%,目前每年還以100 km2速度向外擴展,荒漠化土地向東深入到我國東北著名的“黑土地”農業區,向西伸向亞濕潤草甸草原與森林草原生物氣候帶,同時這個區水蝕荒漠化、鹽漬荒漠化亦相當強烈,使黑土地嚴重退化,威脅著黑土地商品糧基地建設。因此,如何對這一荒漠化地區進行環境質量評價及發展趨勢的預測,采取整治措施,扭轉生態平衡失調,改善和保護環境的國土整治研究已是一件刻不容緩的大事。
該荒漠化區域位于黑龍江省西部松嫩平原,行政區劃包括:齊齊哈爾市、泰來縣、杜蒙自治縣、林甸縣、大慶市、龍江縣、肇源縣、拜泉縣、依安縣、甘南縣、富裕縣、明水縣、青崗縣、安達市、肇東市、肇州縣、蘭西縣、訥河市、雙城市共計19個市縣。中國荒漠化地區共劃分為13個自然區,該區屬于東北松嫩平原森林草原區,是土地質量最好的區域,本荒漠化區域總土地面積54 079.27 km2,占全省總土地面積46萬km2的11.76%。人口1000.1萬人,其中農業人口833萬人,農業年產值212.43億元,占全省農業產值的25.8%。
該區域位于我國東部季風區,屬于溫帶亞干旱—亞濕潤氣候。是我國受夏季風影響最大的荒漠化區域,冬季低溫干燥;夏季溫和多雨;春秋兩季降水稀少,風速較大,是典型的“雨熱同期、旱風同相”現象。本區春季降雨量只占全年降水量的10%左右,春季升溫很快,是一年最干旱的季節,最長連旱期都發生在冬季或春季,旱期長達60~90 d。大部分地區春季相對濕度只有40%~50%,在春季干旱的同時又存在很強的風動力。
本區植被群落屬大小興安嶺山地森林植被向松嫩平原草原植被過渡地帶,是幾個植物區的交界處,因此,植被類型復雜,種類繁多。由于近百年大量農墾,原始植被遭到嚴重破壞。目前所見到的主要植被群落約40余個,分別屬于森林植被、草原化草甸植被、草原草甸植被和沼澤植被。
森林植被。樹種主要以蒙古柞、楊樹、松樹為主,郁閉度一般為0.7~0.8。林下灌木有胡枝子、平榛及少量刺莓果,蓋度30%左右。草本植物有凸脈苔草、拂子茅、大葉草藤、季頭草、輪葉河參、鈴蘭、玉竹、土三七、蚊子草等,蓋度30%~50%。
草原化草甸植被。分布著以中生雜類草為主,主要有貝加爾針茅、羊草、披堿草、洽草、苔草、裂葉蒿、細葉白頭翁、細葉胡枝子、地榆、野碗豆、野火球、蓬子菜、龍牙草、黃花菜、柴胡、蔓萎陵菜、棉團鐵線蓮等。蓋度達 90%,鮮草產量8 250 kg/hm2。其下為腐殖質含量高的黑土。
草甸草原植被。主要有貝加爾針茅草原、羊草草原及堿茅、堿蒿化草甸。
沼澤植被。主要分布在扎龍、哈拉海濕地及河流兩岸常年積水的低濕地,主要植物有苔草、小葉樟,其下發育草甸沼澤土和泥炭腐殖質沼澤土;蘆葦、香蒲沼澤植被下發育石灰性草甸沼澤土和鹽化草甸沼澤土。
荒漠化區域總面積54 079.27 km2,占全省行政區總面積的11.76%。其中,荒漠化核心區域面積14 781.76 km2,占區域總面積的27.33%,潛在荒漠化區域面積39 297.51 km2,占總面積的72.67%。
荒漠化核心發生區以風蝕荒漠化為主,風蝕荒漠化面積8 705.04 km2,占荒漠化核心發生區域總面積的58.89%。其中,輕度荒漠化面積2 800.00 km2,占此類荒漠化面積的32.17%;中度荒漠化面積1 145.77 km2,占此類荒漠化面積的13.16%;強度3 013.29 km2,占 34.61%;極強度面積1 745.98 km2,占20.06%。
潛在荒漠化區域的潛在荒漠化面積為31 320.98 km2,占該區域總面積的 79.70%。其中潛在風蝕荒漠化面積6 955.17 km2,占潛在荒漠化總面積的22.21%;潛在水蝕荒漠化面積14 246.80 km2,占 45.49%;鹽漬荒漠化面積10 119.01 km2,占地區荒漠化總面積的32.30%。
黑龍江省西部荒漠化區域處于松嫩平原之中,主要地貌有兩種,即臺地和沖積平原。臺地區的海拔一般在110~350 m,相對高度在20~40 m,地形波狀起伏,崗凹相間,水土流失明顯,沖溝發育。沖積平原區海拔一般110~150 m,地形平坦,坡降1/7000~1/10000,境內有沙丘、鹽堿土、湖泊分布,排水不暢。
荒漠化區域的西北部是大興安嶺東坡山前沖積、洪積臺地,主要由第四系更新統冰積、沖積、洪積亞黏土及砂礫石夾灰白色黏土為主構成地面物質組成。臺面較平,海拔高度200~260 m,自西部向東南緩緩傾斜,局部形態破碎,地下水貧乏,取水困難。
荒漠化區域的東北部主要地貌形態有克、拜亞黏土覆蓋為主,現代溝蝕為主波狀臺地;蘭、青黃土亞黏土覆蓋傾斜臺地。
荒漠化區域的中部是嫩江沖積平原地區,主要地貌形態有林甸、安達微起伏鹽堿平原區,該區大地形平坦,坡降1/7000,但微地形復雜,多為相對高度在0.5~1.0 m的崗地與凹地,區內無天然河流分布,但分布一系列湖泡、沼澤、鹽堿地。境內有深厚的第四紀地層,地下水豐富,并有大片的草原;富裕、杜蒙鹽堿湖沼、沙丘覆蓋平原區,該區包括富裕—杜蒙—大慶市—肇源古龍以西至嫩江漫灘邊緣的廣大地區,境內沼澤廣布,富裕、杜蒙有零星沙丘分布,而在杜蒙—古龍以西嫩江漫灘區,沙丘連片分布,呈沙丘、沙崗、風蝕凹地等形態出現(相對高度5~10 m),全區大地形平坦,海拔140~150 m左右,區內第四紀地層較厚,有豐富的地下水;嫩江、松花江河谷泛濫平原區,主要以亞砂土、砂礫卵石、表層為薄層亞黏土覆蓋,并有沙丘分布。
氣候因素是土地荒漠化形成、發展和演變的基本因素。據有關資料分析結果,近40年來,我國干旱、半干旱區及亞濕潤干旱區的部分地區降水量呈減少趨勢,另一些地區氣溫則有增高的趨勢,導致蒸發量的增大,這些都在一定程度上加速了荒漠化的形成和發展,近年來頻繁發生于“三北”地區的沙塵暴,就加劇了這些地區的荒漠化過程,導致極為嚴重的后果。
3.1.1 降水量變化趨勢分析
1)泰來縣為本區荒漠化中心地區,從1984—2004年21 a降水量分析有減少趨勢。該縣1984—1993年平均年降水量為441.4 mm,1994—2004年11 a平均年降水量為355.2 mm,后11 a比前10 a平均降水量減少86.2 mm,減少19.5%。從圖3看,總的降水量除1998年水災年降水量為590.5 mm外,其余十年均分布在350 mm左右,有3 a(1997、1999、2001)不足300 mm,最少的為2001年年降水量僅為189.2 mm。
2)龍江縣歷年降水量變化情況:據龍江縣1984—2004年21 a降水資料統計,龍江縣近20 a降水量也有明顯減少趨勢。前十年(1984—1993年)平均降水量為532.3 mm,后11 a (1994—2004年)降水量為411.8 mm,后11 a比前10 a降水量減少120.5 mm,減少22.6%。從圖3中看出,1994年至2004年中除1998年發生嚴重水災,年降水量為680 mm以外,其余10年降水量在300~500 mm,最少的年份為2001年降水量僅為194.9 mm。在這年降水量中,7月份為111.7 mm占全年降水量57.31%,春季(3—5月)3個月只有36.0 mm占全年降水量 18%,嚴重春旱,秋季 8~10月降水量也僅為33.1 mm,占全年降水量16%又出現嚴重的秋吊。
3)大慶市1980年—2000年21年統計,前10 a(1980—1989年)年降水量平均為445.6 mm,后11 a(1990—2000年)年平均降水量為405.0 mm,后11 a比前10 a平均降水量減少40.6 mm,遞減量為9.3%。
通過上述3個市縣近20 a降水量變化情況分析,年降水量減少9.3%~22.6%,平均減少17.13%,降水量的減少,使空氣變干燥,土壤含水量降低,沙地處于疏松脆弱狀態,為荒漠化發展提供了有利條件。
3.1.2 氣溫變化趨勢分析
大風與干旱是本區荒漠化潛在的自然因素,本區春季降水量只占全年降水量的10%左右。春季升溫快,是一年中最干旱的季節。本區最長連旱期多發生在冬季或春季,連旱期長達60~90 d。大部分相對濕度只有40%~50%,其中如杜蒙自治縣只有41.3%。另外,春季本區盛行西氣流,氣流越過大興安嶺產生“焚風效應”,使氣溫明顯高于同緯度其它地區。泰來縣和位于哈爾濱以北的望奎縣都位于北緯46°52',海拔大致相同,但泰來縣全年平均氣溫比望奎高1.5℃。“焚風效應”主要發生在冬季、春季和秋季。因此,從泰來縣21年氣溫變化情況可以說明氣溫有明顯增高趨勢。
龍江縣氣溫變化情況。據氣象資料統計1984—1993年的10 a平均氣溫為4.07℃,而1994-2004年的后11 a平均氣溫為4.89℃,后11 a比前 10年平均增溫0.815℃,提高20.0%。從圖4中看出,1994年以后各年氣溫平均值均在4.3℃以上,最高達5.58℃。11 a中有7年接近5℃或5℃以上,可見增溫趨勢比較穩定。
1)荒漠化發展趨勢,既受自然因素影響又受人為因素的影響。通過對荒漠化典型區域的20 a連續的氣候資料進行了分析,初步得出了該區域氣候是趨于干旱方向發展的;分析近20年區段的風蝕荒漠化面積的發展趨勢是每年平均遞增109 km2,特別是近5 a擴展速度明顯加快,平均每年遞增250 km2。人口增加,過度放牧和不合理的耕種等人為因素也促使荒漠化加速發展。就治理與發展趨勢看:一小部分荒漠化土地得到了有效治理和開發利用,大部分荒漠化土地在發展和擴大。表現為輕度固定沙地在活化;中度、重度荒漠化土地在擴大,特別是東部農牧交錯邊緣區,如不加快總體治理,還將以超過20世紀90年代每年以100 km2。
2)根據國際荒漠化研究趨勢為“創建更加高產、穩產、高效、持續的荒漠化治理新模式的”要求,本著先治理后開發利用的原則,我們在防治上按侵蝕程度級別采取不同措施進行治理:輕度風蝕荒漠化區“應以植物措施為主,耕作栽培措施為輔,提高地力,促進開發”;中度荒漠化區“以植物措施為主,工程措施為輔,在治理順序上先治流動,后治固定沙地,適度開發利用。”重度荒漠化區“前期以工程措施為主,工程措施與植物措施密切配合,后期以林業措施為主,固定沙地,適度開發利用”。
3)在潛在水蝕荒漠化區開展以小流域水土保持綜合防治措施為主,全面治理開發,重點控制侵蝕溝發展的預防水蝕荒漠化的發生。
4.4 黑龍江省西部荒漠化治理開發模式的建造改變了生態環境,取得了顯著的經濟效益、生態效益和社會效益。不僅經濟效益明顯,而且生態環境發生了根本變化,土地荒漠化得到了基本控制,平均森林覆蓋率由治理前的12%增加到69.6%,年土壤風蝕強度由治理前4513.3 t/km2·a降到632.3 t/km2·a,減沙率為86%,達到并超過了國家規定風蝕強度必須控制在1 140 t/km2·a之內的要求。治理區內消減風速42.9%,空氣濕度提高了13.4%。同時防治區內人們的生產、生活條件有了明顯改善,促進國民經濟持續發展。
荒漠化防治開發試點已取得可喜成果,深得沙區農民接受,目前已在西部各地推廣應用,但利用現代科技進行研究、治理開發還有待進一步研究。特別是對荒漠化趨勢的預測、監測等工作尚需加強,以便為荒漠化防治提供科學依據。
[1]王禮先,等.水土保持工程學[M].北京:中國林業出版社,2000.
[2]孫保平,丁國棟,等,荒漠化防治工程學[M].北京:中國林業出版社出版,2000.
[3]王濤,朱霞達.我國沙漠化研究的若干問題[J].中國沙漠,2003,23(3).
[4]劉寶元等,東北黑土區農地水土流失現狀與綜合治理對策,中國水土保持科學,2008,6(1):1-8;
[5]李寶林.松嫩沙地沙漠化氣候因素的分析及沙地未來發展趨勢[J].東北師大學報:自然科學版,1994(2):94-100.
[6]武斌,陳棣.松嫩平原西部風沙化土地治理開發技術研究[R].賓縣:黑龍江省水土保持科學研究所,1996.
[7]郭世武.嫩江沙地土壤風蝕與土地沙漠化的基本特征[J].中國沙漠,1990,10(04):52-64.