塔里木河流域天然林草保護與修復研究

余章振　李斐　馬瑩

摘要：開展塔里木河流域天然林草保護與修復研究，對于復蘇河湖生態環境、保護生態安全屏障、實現流域社會經濟發展、實施鄉村振興等國家重大戰略有重要意義。基于塔里木河流域“九源一干”自然生態系統變化趨勢與現狀，從穩定流域自然生態系統規模和提升生態系統功能的角度出發，通過大量的天然林草面積和覆蓋度變化數據對比分析，綜合設定分區保護下的流域天然林草生態保護目標和保護修復面積，并確定其相應的生態保護需水量。結果表明：天然林草保護和修復面積為1.57萬km2，其中，保護區面積1.40萬km2，修復區面積0.17萬km2；流域天然林草生態保護需水總量為60.36億m3，其中，基本生態需水為51.32億m3，生態修復水量為9.04億m3，并提出了相應生態保護與修復措施、機制。研究成果可為塔里木河流域生態保護與修復提供參考。

關鍵詞：天然林草； 生態需水； 保護與修復； 塔里木河流域

中圖法分類號：X321 文獻標志碼：A DOI：10.15974/j.cnki.slsdkb.2024.04.020

文章編號：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，流域內包含環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。塔里木河流域屬典型的大陸性干旱氣候，降水稀少、蒸發強烈，流域內綠洲直面沙漠的襲擾，生態環境非常脆弱。通過合理設定生態保護目標和需水量，促進流域生態保護和修復，對流域社會經濟發展、鄉村振興等國家重大戰略的實施意義重大。目前，針對塔里木河干流上游、中下游生態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水量配置，劉新華等［2］開展了塔里木河下游生態需水估算研究，但缺乏通過分析全流域天然林草變化情況，進行分區保護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據對比分析，提出了分區保護下的生態保護目標和需水量，旨在為塔里木河流域生態保護和修復提供依據。本文基于塔里木河流域“九源一干”天然林草變化趨勢，從穩定流域自然生態系統規模和提升生態系統功能的角度出發，兼顧流域內水資源特性，設定了流域天然林草的生態保護目標和需水量，并提出了相應的生態保護與修復措施和機制。

1 流域天然林草現狀及變化

塔里木河流域天然-人工綠洲復合系統位于山地和荒漠之間，流域內出山口后平原區發育的以胡楊（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，具有防風固沙、氣候調節等重要生態功能，是塔里木河流域天然綠洲生態系統的主要組成部分。以2020年為現狀年，根據流域土地利用/覆被解譯數據，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（長勢）”是其生態系統規模和生態系統功能的重要體現，其中，植被覆蓋度是體現天然林草長勢好壞的重要指標，是天然林草“質”的重要外在表現。生態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動原因，是設定生態保護目標并提出生態保護措施的重要前提［3-4］。

1.1 天然林草面積變化

根據塔里木河流域“九源一干”土地利用/覆被數據（表1），2020年（現狀年），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保護措施的實施，耕地擴張和天然林草減少的趨勢得到一定控制。但隨著流域內人口和經濟的不斷增長，人類活動范圍不斷擴張，天然林草被開墾為耕地或其他用地（城鎮），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，根據塔里木河流域天然林草覆蓋度變化趨勢分析結果（表2），實施流域綜合治理后（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，塔里木河流域進入持續豐水期，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，塔里木河流域相繼實施了流域統一管理（2011年）、胡楊林生態應急補水（2016年至今）等措施，現有天然林草的生態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的共同作用，塔里木河流域天然林草長勢總體顯著好轉，但局部區域仍出現退化。

2 流域生態保護目標與水量研究

2.1 流域天然林草生態保護目標

河岸天然林草對維持河道穩定、保護河流生境健康，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，局部區域出現退化。為此，以實現塔里木河流域天然林草的結構完整和功能穩定為基本原則，天然林草的生態保護目標應設定為“固量提質”，即穩固天然林草面積現狀、改善天然林草長勢。根據空間分布特點，流域天然林草可分為河岸天然林草和灌區外圍荒漠-綠洲過度帶天然林草，河岸天然林草生長依靠河流自然補給和人為補給直接供給生態水，荒漠-綠洲過渡帶天然林草主要依靠灌區引水外溢水量間接進行補充。源流下游及干流主要生態廊道由沿河兩岸向外延伸的河岸天然林草形成，生態廊道隨水系彼此連通，形成了塔河天然生態的“骨架”。提升廊道植被質量，擴充廊道寬度，提高廊道生態穩定性一直以來都是塔河生態治理的要務。當前，流域在部分區域存在水分虧缺（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團渡口至艾力克他木河段）并存的問題，應通過科學調控提升生態水利用效率，促進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定群落轉變，從而構建完善的生態廊道結構，優化天然綠洲空間布局。根據遙感解譯結果，通過綠洲內部優化（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，天然林草生態保護目標為以塔里木河流域“九源一干”的河岸天然林草為保護對象，通過水量配置與科學調度，以河岸現狀天然林草的面積和覆蓋度為底限，扭轉水匱乏區域天然林草長勢衰退趨勢，促進過度淹灌區由沼澤濕地向天然林草轉化。

為利于塔里木河流域天然林草的分區保護（分區供水）和生態需水計算，根據天然林草類別的空間分布和覆蓋度變化趨勢分析結果，將河岸天然林草分為保護區和修復區，其中保護區指近20 a植被覆蓋度處于穩定或好轉狀態的天然林草分布區，而修復區指覆蓋度處于下降狀態的天然林草分布區。

根據分區依據，確定天然林草保護和修復面積為1.57萬km2，其中保護區面積1.40萬km2，修復區面積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與修復區分布在距河道5～40 km范圍內，干流下游和其他源流區主要分布在近河道1～5 km范圍內。其中，河岸天然林草修復區主要分布區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。

2.2 生態保護與修復水量

天然林草生態需水是維持正常生長繁殖條件下的基本生態需水量，若在一定時段內天然林草長勢未發生顯著變化或出現好轉，此時的生態耗水等同于生態需水［8-9］。根據此思路，基于流域天然林草生態保護及修復分區結果，結合典型植被類型蒸散、覆蓋度等數據，并依據天然林草恢復供水過程和模式，采用面積定額法、潛水蒸發法、植被蒸散發法和水量平衡法合理界定出流域天然林草生態保護與修復需水量（天然林草生態保護目標下）［10］，見表4。流域天然林草生態保護需水總量為60.36億m3，其中基本生態需水為51.32億m3，生態修復水量為9.04億m3。流域“九源一干”中，塔里木河干流生態保護需水總量最大，為31.71億m3。基本生態需水主要依賴河道入滲補給地下水和人為引水等方式滿足，生態修復水量主要依靠生態配水工程實現修復區的漫溢，促進天然林草的恢復。

3 生態保護與修復措施和機制

（1） 采取工程與非工程措施，推進流域生態保護與修復。

工程措施包括采取建設生態閘、河道整治、封育保護等工程，非工程措施主要有采用汊滲輪灌技術對天然林草進行生態灌溉，采用胡楊斷根萌蘗技術和土壤種子庫激活技術促進胡楊繁育更新。

（2） 構建生態用水監測體系，完善生態供用水監管。明確生態用水的供給方式和能力，建立健全生態用水監測體系［11］，完善河岸天然林草分布區的地下水監測網絡，推進生態引水標準化建設，及時開展生態用水的效益評估，形成“監測-評價-反饋”運行機制。在全流域推行斷面水量監管工作的基礎上，進一步完善河段生態用水監管［12］（以生態閘或河口引水、地下水埋深維持等為主），重點提升流域管理機構的生態供水水平和地方有關部門（林草、水利等）的生態用水效率，提出河段生態供用水監管實施方案。

（3） 優化生態水總體調控方案，強化生態水的科學統一調度。

綜合流域生態需水量、生態供水模式等研究成果，構建源流“集中同步組合以實現增流”（開源）、干流“閘群聯合調度以實現分段耗水控制”以及下游“生態輸水以維系適生地下水位”（節流）的生態水調控總體方案。加強流域水資源統一管理，根據河流生態水量，遵循統一調度、分級負責、總量控制與重要節點水量（流量）控制相結合的原則，實施水量的科學調度。

（4） 健全流域生態水保障法規體系，建立生態補償管理體制。

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

4 結 語

塔里木河流域是中國最大的內陸河流域，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、灌溉農業”是其顯著特點。流域內綠洲城鎮經濟和傳統農牧業為主的發展模式對生態系統的依賴程度較高，通過分析自然生態系統變化趨勢，從穩定流域自然生態系統規模和提升生態系統功能的角度出發，流域生態保護目標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，保護面積為1.40萬km2，修復面積為0.17萬km2。流域河岸天然林草生態保護需水總量為60.36億m3，其中基本生態需水為51.32億m3，生態修復水量為9.04億m3。基本生態需水主要依賴河道入滲補給地下水和人為引水等方式滿足，生態修復水量主要依靠生態配水工程實現修復區漫溢，促進天然林草恢復，對于保障流域生態安全、推動新時期水利高質量發展、實現國家重大戰略布局意義重大。

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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、水生態等信息化研究工作。E-mail：284641511@qq.com