近40年額濟納河流域生態環境演變特征

達來 王玉華 布仁圖雅 布日古德

摘要：本文通過1973年、1990年、2000年、2006年、2013年等五期遙感影像和現場調查，從土地利用/覆蓋、水資源量兩個角度分析額濟納流域近40年的土地利用變化特征及水資源變化趨勢。監測結果表明：額濟納河流域現有綠洲面積3 173km2，植被覆蓋5%～20%的綠洲比重較大;水域以東居延海、額濟納河為主。20世紀70年代至20世紀末，流域內林草、水域均呈現逐年減少趨勢，水資源量波動劇烈，出現多次干涸，綠洲耕地開墾較嚴重，綠洲面積縮減五分之一，荒漠呈增長趨勢。2000年以后，通過黑河分水工程、退牧還草、圍欄封育等生態工程建設與實施，額濟納河流域生態環境惡化趨勢基本得到遏制，流域內林草地面積逐漸增加，總體仍以中低覆蓋草地和灌木林、疏林為主;荒漠土地呈逐年減少的趨勢，耕地開墾得到有效控制。通過額濟納河流域生態環境變化原因分析，作者提出黑河水對額濟納流域的流量應保持在6.2億m3水平以上，才能維持綠洲規模和生態功能，并在一定的水資源條件約束下，進一步優化流域內水資源的配置和利用。

關鍵詞：額濟納河流域;土地利用/覆蓋;生態環境變化

中圖分類號：X835 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2020）04-0-04

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.04.117

Abstract：Based on the five remote sensing images and field investigations in 1973、1990、2000、2006 and 2013 ，from two points of view of land utilizatin/cover and water resources to analyze the changing features of land utilizatin and the variation trends of Ejin River in the nearly 40 years.The monitoring date suggest that：there are 3 173km2 oasis area in the Ejin River，and the oasis which vegetational cover is 5%～20% is in the majority;the sea area gives priority to East Juyan Lake and Ejin River.In the 70s to the end of 20th century， grasses and water area in the river shows the trend of decreasing year by year， water resources fiercely fluctuate，and appears drylands several times，reclaimed plantation of oasis is more severe，oasis area reduces one fifth and desert shows the trend of rising.After 2000，through the construction and implement of ecological engineering，such as water diversion project of Hei He、returning grazing land to grassland、enclosure and so on，the deteriorating trend of ecological environments of Ejin River has been contained，and the area of trees and grasses have gradually increased.It still gives priority to low and medium coverage grass ，shrubbery and sparse trees totality.Desert land appears the trend of decreasing year by year， reclaimed plantation has been contained efficiently.Through analyzing the changing reasons of ecological environments of Ejin River， author comes up with that the flow of Hei He that offers Ejin River should keep above a hundred million of 6.2 m3， and it can maintain oasis scale and ecological function and optimize the disposition and utilization under the constraints of the water resources.

Key Words：Ejina River Basin;Land utilizatin/ cover;Transformation of ecological environments

1 額濟納河流域概況

額濟納河流域位于內蒙古自治區阿拉善盟額濟納旗，屬黑河下游河段。黑河是我國第二大內陸河，發源于青海省祁連山東麓，河西走廊和祁連山中段，橫跨青海、甘肅、內蒙古三省區，涉及5個地級行政區10個縣（旗、市）。干流全長821 km，流域面積14.29萬km2。其中，干流水系11.6萬km2。鶯落峽以上為上游區，河道長303km，流域面積1萬km2;鶯落峽至正義峽為中游區，河長185km，流域面積2.56萬km2。正義峽至額濟納旗的東西居延海為下游區，河長333km，流域面積8.04萬km2。黑河進入額濟納旗即稱為額濟納河，流程約270km，在狼心山分為東河和西河，河長分別為179km和177km，北流途中又分為19條支岔，最后分別流入東西居延海，東西居延海相距80km，并形成額濟納河流域三角綠洲，見圖1。額濟納河流域綠洲是阿拉善高原和內蒙古西北地區的天然綠色屏障，也是阿拉善生物多性富集區之一，具有阻擋風沙侵襲的生態防護功能，對于維護阿拉善地區、河西走廊生態安全起到至關重要的作用。近幾十年來，在人類活動強烈作用（包括正面和負面）和自然災害的雙重驅動下，該地區生態環境發生了一系列變化[1]。

2 額濟納河流域土地利用/覆蓋現狀及變化

2.1 信息源

本次調查采用了美國NASA的陸地衛星（landsat）和中國高分一號衛星（GF-1）數據。數據源分別為1973年的Landsat 1_MSS（分辨率80m）、1990年landsat 5_TM（分辨率30m）、2000年的landsat 7_TM（分辨率30m）、2006年的landsat 5_TM（分辨率30m）、2013年的GF-1（分辨率8m）。

2.2 額濟納河流域土地利用/覆蓋現狀

本次調查采用《生態環境狀況評價技術規范》（HJ192-2015）中的土地利用/覆蓋分類體系。鑒于阿拉善地區荒漠類型復雜，本文將荒漠類型劃分為沙漠、礫漠、鹽漠、泥漠、巖漠。

額濟納河流域研究區總面積7 171km2，2013年土地覆蓋面積占比最大的是荒漠，面積3 872.59 km2，占研究區面積的53.98%，主要由戈壁、沙漠和裸露鹽堿地組成;其次，草地面積為1 678.29 km2，占研究區面積的23.39%，以低覆蓋度草地為主;林地面積1 368.72 km2，占研究區面積的19.08%，以灌木林地和疏林地為主;水域、耕地、建設用地面積分別為126.10 km2（1.76%）、93.89 km2（1.31%）、34.23 km2（0.48%）。見圖2。

2.3 額濟納河綠洲現狀

2013年額濟納河流域現有自然綠洲面積為3 173km2（不包括農田）。其中，植被覆蓋度達到20%以上的土地面積1 321km2，這些地區主要分布于沿河流域河水漫灌地帶和湖泊周邊濕地，植被類型多為高覆蓋度草甸、檉柳灌叢、胡楊沙棗林等;植被覆蓋為5%～20%的土地面積為1 725km2 屬于中、低蓋草地、灌叢和疏林地，分布在沿河流外延的地下隔水層埋深較淺地的地區。額濟納河流域綠洲周邊地區基本屬于戈壁、裸土地和鹽堿荒漠。這些地區處于常年無河水補給狀態，分布極低蓋度或零星耐旱生植物，個別凹洼地（雨季積洪水）分布著中覆蓋度植被。

2.4 近40年額濟納河流域土地利用/覆蓋變化

2.4.1 林地變化

1973年～2000年間，額濟納河流域林地植被呈退化趨勢，主要表現在兩方面：一是林地總面積在減少，面積減少量為132 km2;二是森林植被覆蓋度在下降，11km2有林地和52km2灌木林退化為疏林地，132km2灌木林退化為低蓋草地或裸露荒漠地。2000年～2013年間，額濟納河流域林地植被呈好轉趨勢。在遙感調查顯示林地中有林地無明顯變化，但地面調查發現額濟納河流域出現多處中小胡楊生長旺盛的現象;灌木林地呈緩慢恢復趨勢，12年間面積增加了9 km2;疏林地增加較快，面積增加速度達5km2/年。見圖3。

2.4.2 草地變化

1973年～2000年間，額濟納河流域草地總體呈現退化狀態。高、中、低覆蓋度草地面積分別減少了24 km2、161 km2和289 km2。2000年～2013年間，草地狀況總體呈現穩定狀態。高覆蓋度草地基本保持原狀態，中覆蓋度草地呈增加趨勢，而低覆蓋度草地在逐年減少，轉化為中覆蓋度草地、林地，及被建設用地占用。見圖3。

2.4.3 水域濕地變化

1973年～2013年間，額濟納河流域水域濕地變化主要表現在湖泊的變化。1973年～2000年湖泊面積由1973年的58km2急劇下降到2000年的4 km2。而2000年～2013年間，湖泊面積增加到49 km2。湖泊面積變化的主要原因是黑河對額濟納河流域的泄水量變化所致。見圖3。

2.4.4 荒漠土地變化

1973年～2000年間，額濟納河流域荒漠土地面積逐年呈增加趨勢，沙漠（沙地）、礫漠（戈壁）、鹽漠（鹽堿地）、泥漠（裸露壤質土地）分別增加了16km2、530km2、46km2、23km2，荒漠化速度達36km2/年。2000年～2013年，額濟納河流域除了沙地，其他荒漠土地在逐年減少。礫漠、鹽漠、泥漠分別減少了65km2、40km2、12km2。這說明，近幾年額濟納河流域荒漠化趨勢得到遏制，但局部地區土地沙漠化趨勢仍存在。見圖3。

2.4.5 農田變化

1973年～2006年間，額濟納河流域耕地面積逐年呈增加趨勢，增加量為53 km2上，綠洲耕地開墾較嚴重。2006年～2013年，額濟納河流域耕地面積基本無變化。這說明，近幾年耕地開墾得到了有效控制。見圖3。

2.4.6 建設用地變化

1973年～2013年間，額濟納河流域人工建設用地面積逐年呈增加趨勢，其中交通和工礦用地增加較快。尤其2006年～2013年間，交通道路和工礦用地增加速度最快，增加速度達2 km2/年。見圖3。

3 額濟納河流域水資源現狀及變化

3.1 額濟納河流域水流量變化

據資料顯示，20世紀50年代初期，黑河在每年流入額濟納河和居延綠洲的水量為8.2億m3，全年流水期長達8～10個月。自20世紀60年代以來，由于上游地區山地植被破壞嚴重，雪線上升，中游地區過度墾荒，大力發展人工綠洲，農業灌溉擠占了下游地區的生態用水，導致進入額濟納的年均水量在20世紀70～80年代減少到6.0～7.0億m3，90年代減少到3億m3左右（狼心山水文站數據）。見圖5。

由于黑河對額濟納河流域泄水量的急劇減少，導致1961年西居延海干涸，干涸的湖底變成了龜裂鹽堿地和砂礫地表，至今未恢復;東居延海水域面積嚴重萎縮，變成了間歇性湖泊，自1961年以來出現11次干涸。2000年以來，由于黑河治理工程的實施，額濟納河流域從中上游進行調水，截至2013年東居延海蓄水量達3 080萬m3，湖水面積42 km2，整體上遏制了額濟納河流域的地下水位不斷下降的趨勢。見圖4。

3.2 額濟納河流域降水量變化

研究區氣象監測數據顯示，額濟納河流域近幾十年降水量仍然很低，年均降水量35mm左右，而且降水期基本集中在每年的8、9月份。對于年均蒸發量高達3 800mm的額濟納地區來說，這極度稀少的降水量不足以支持額濟納河流域綠洲和濕地的維持與擴展。這表明，額濟納河流域綠洲的植被生存和恢復主要取決于黑河水的補給量。見圖6。

4 小結

4.1 額濟納河流域生態環境現狀

2013年監測數據顯示，額濟納河流域土地利用類型以礫漠、低覆蓋度草、灌木林地、疏林地為主，占流域面積的85.24%。流域內現有水域濕地面積為126 km2，占流域面積的1.76%，其中，額濟納河流面積76km2，東居延海水域面積42km2，其他零星水域濕地面積為8km2。

2013年額濟納流域現有自然綠洲（植被蓋度5%以上）面積為3 173km2（不包括農田）。植被覆蓋度達到20%以上的土地面積1 321km2 主要分布于沿河流域河水漫灌地帶和湖泊周邊濕地;植被覆蓋為5%～20%的土地面積為1 725km2，分布在沿河流外延的地下隔水層埋深較淺地的地區。

4.2 額濟納河流域生態環境變化趨勢

自20世紀70年代到20世紀末，由于上游地區山地植被破壞嚴重，中游地區過度墾荒，及農業灌溉，過度擠占了下游地區的生態用水，使額濟納河流域出現地下水位下降、水質變差、綠洲萎縮、湖泊干涸、植被退化、土地沙化等嚴重生態問題。30年間，額濟納河流域綠洲面積減少了660km2，縮減1/5，水域面積減少了54km2，縮減2/5。

21世紀初，通過黑河分水工程、退牧還草、圍欄封育等措施的實施和生態保護建設的加強，額濟納河流域生態環境惡化趨勢基本得到遏制，局部地區呈明顯好轉趨勢。東西河上游地區和西河中游地區地下水位有所回升，整體上遏制了地下水位不斷下降趨勢[2]。近10年，額濟納河流域荒漠土地面積減少了200km2，局部地區植被蓋度明顯提高;黑河水在額濟納河流域流量保持6億m3左右，東居延海水域面積基本在40km2左右，能夠維持現有綠洲規模和居延海的生物多樣性。而額濟納河流域現有綠洲外延河水常年沒補給到的地區植被部分保持原有狀態，部分表現為弱長勢（凈初級生產力極低）狀態，局部地區植被仍在緩慢退化。

5 建議

（1）增加黑河水對額濟納流域的流量。額濟納綠洲生態演變和水資源之間均具有明顯的正相關關系，水資源減少是生態退化的決定性因素[1]。2006年～2013年間，黑河水在額濟納流域的年均流量達到6.2億m3，基本維持額濟納河流域的現有綠洲規模。

遙感調查和實測數據資料表明，要將植被恢復到20世紀80年代末期的規模，黑河水在額濟納流域的年均流量要大于6.8億m3。這個結果基本與生態需水估算結果[3、4]（20世紀80年代的規模的綠洲植被最低生態需水總量7.1億m3）一致。當狼心山入境流量增加到7.5億m3水平時，額濟納綠洲規模可擴展500 km2左右[5]，同時植被覆蓋度也進一步增加。如果使東居延海維持一定水域面積及保證下游區人畜用水和工業用水，狼心山斷面入境水量最低應保持8.0億m3。

（2）進一步優化水資源的配置和利用。在一定的水資源條件約束下，如何充分認識額濟納地區水資源現狀，如何合理分配與利用水資源是額濟納河地區生態環境保護的核心問題[5]。因此，應根據植被種類、蓋度、分布及其生態功能和地下水位變化分布趨勢，進一步優化分配和利用水資源，確保具有重要生態功能的額濟納綠洲的用水，并進一步改善綠洲生態環境。

參考文獻

[1]郭巧玲，楊琳潔，等.額濟納綠洲植被生態需水量空間分布[J].干旱資源與環境，2013，27（8）：103-107.

[2]盧振園，唐德善，鄭斌，等.黑河下游調水及近期治理生態影響后評價[J].環境科學學報，2011，31（7）：1556-1561.

[3]楊立彬，黃強，等.額濟納綠洲生態需水研究[J].水利學報，2012，43（9）：1127-1133.

[4]李強坤，黃福貴，等.額濟納地區綠洲恢復生態需水量研究[J].資源與水工程學報，2006，17（2）：9-13.

[5]王根緒，程國棟，等.干旱區受水資源脅迫的下游綠洲動態變化趨勢分析—以黑河流域額濟納綠洲為例[J].應用生態學報，2002，13（5）：564-568.

收稿日期：2019-11-25

作者簡介：達來（1973-），男，高級工程師，研究方向為生態監測。

通訊作者：王玉華。