地下水相关生态环境演化

如题所述

1.西北干旱区内陆盆地人工绿洲面积增加,天然绿洲与湖泊面积缩小

在我国西北内陆干旱区,水资源的开发利用,导致植被生态系统发生变化,表现为人工绿洲面积增大、天然绿洲与湖泊面积缩小,植被生态系统逐渐衰退。

(1)地下水的开发利用,使内陆盆地人工绿洲面积增加

根据新疆统计年鉴,1949年天山北麓绿洲面积6254.02km2,到1998年绿洲面积达30635.13km2,耕地占绿洲面积的71.67%,绿洲面积增加4.9倍。耕地面积也随人工绿洲面积同步增长,比1949年增加近4.88倍。

河西走廊西段的疏勒河流域1980年地下水灌溉面积20.22万亩,1999年地下水灌溉面积24.72万亩;2004年地下水灌溉面积36.65万亩,从1980年至2004年,区内地下水灌溉面积增加了16.43万亩。

(2)湖面与湿地面积的减少,天然植被出现退化

由于地表水拦蓄和地下水大量的开采,浅层地下水位下降,加剧了内陆干旱区湖面和湿地的萎缩,使内陆湖面面积、湿地面积减少,天然植被出现退化。

艾比湖第四纪鼎盛时期水面在 2380~3000km2之间,到了近代,水面缩小到1070km2。1950~1987年期间,由于人类大量的开发利用地表水与地下水资源,使得湖水面积缩小到500km2,周边的湿地面积萎缩。1988年流域内各河流进入丰水期,水面发生一次短暂扩大过程,进入90年代水面逐步增大,湖面面积增加到近800km2(图6-1)。

根据20世纪70年代、90年代和2000年三期陆地卫星资料分析对比,从20世纪70年代到2000年,北疆盆地湿地面积明显减少(图6-2),面积从1160km2减少到370km2

根据调查资料,自20世纪90年代以来,新疆奎屯河流域年引水量增加,大部分河水通过调水工程经柳沟水库调至奎屯河灌区,河道中游水库拦蓄剩余河水,使得奎屯河流域在正常年份无水进入艾比湖,四棵树河中游全部拦蓄;另外,进入三河下游的甘家湖水量也大量减少,其中古尔图河由于长期无地表径流,地下水位下降,原来以胡杨为主的河谷林全部衰败,梭梭林保护区树林密度下降等。三工河流域由于毁林垦地及断流,原有天然林面积逐渐减少,现在几乎见不到乔木林,灌木也很稀疏,梭梭林面积不断减少;靠沙漠南缘的胡杨林,由于河流上游截流,地表水难以到达沙漠边缘,再加上平原区大量采用井水灌溉,加剧了地下水位下降幅度,天然植死亡;昌吉州原有天然胡杨林24600hm2,现仅存500hm2;阜康—乌苏市一带,草场退化面积达3756.58万亩。

图6-1 艾比湖湖面变化

(据谌天德等,2009)

图6-2 20世纪70年代—2000年湿地面积

(据谌天德等,2009)

河西走廊的疏勒河流域,三道沟—布隆一带泉水溢出带与20世纪50年代相比下移了1000~2000m,沿泉沟分布的湿地面积减少;随着大面积垦荒,大量开采地下水,10年间地下水位累积下降了0.6~4m,导致部分泉眼干枯,湖泽消失,湿地萎缩。20世纪90年代调查,玉门关—湾窑一带共有泉眼320多个,植被生长较好,2005年调查泉眼大幅度减少。敦煌湿地面积从1950年的375万亩减少到不足30万亩,而且地下水位仍在不断下降,湿地萎缩的趋势并没有得到有效遏制。TM 片解译显示,20世纪 80年代,全区湿地面积443.72km2,90年代末萎缩至358.1km2,减少了85.62km2,减少率为20%(表6-1)。

表6-1 疏勒河中下游地区不同时期天然湿地面积统计表

(程旭学等,2009)

河西走廊区域性地下水位下降和泉水资源的大幅度衰减直接导致了区内植被生态系统的衰退。近几十年来,由于河流的干涸和河道迁移,使原来沿疏勒河、党河河岸发育的林带及灌丛迅速退化乃至消失,沿泉水溢出带广为分布的沼泽及喜水植被随着泉水减少而衰亡,代之而起的是旱生、沙生和盐生草甸。20世纪50年代生长于安西西湖的49.5万亩灌木林,到80年代初只剩下不足10万亩;原来生长于双塔堡—望杆子疏勒河两岸的约1.95万亩天然胡杨林已所剩无几;雁脖子湖一带的胡杨林已全部死亡而沦为风蚀地。安西西沙窝近60万亩的草地现已沙化,甘草草甸破坏殆尽;桥子乡草湖20世纪90年代与50年代相比减少了90%,芦草沟的芦苇50年代高达2m,而现已全部枯死。近30年来,仅疏勒河中游草原退化面积就达130.5万亩,占草地面积的80%以上;全流域草原退化面积达199.5万亩以上。截至1998年底,TM片解译全区共有林地面积199.2km2(表6-2),草地面积1569.5km2,田地面积1491.96km2,与80年代相比分别减少了 4.1%、17.8%和10.4%。

表6-2 疏勒河流域绿洲景观不同时期面积统计表(遥感解译)

(据程旭学等,2009)

柴达木盆地托素诺尔面积不断减小,西台吉乃尔湖泊面积1976年时为334.20km2,1990年为168.17km2,2000年变为43.37km2,占原湖水面积的13%,经过25年,湖水面积减小了290.83km2。在苏干湖流域,2000年全流域湖泊水域11.73km2,其中苏干湖水域面积为10.28km2;流域内有绿洲及沼泽湿地79.36km2,主要分布于苏干湖东的大哈勒腾河下游冲积扇前缘;流域内现代冰川面积36.50km2,沙漠面积210.15km2。较1990年相比,水域面积减少了 4.24%,现代冰川减少了 27.71%,绿洲、沼泽湿地减少了6.36%,沙漠扩大了14.32%。

银川平原随着人类经济及工程活动的影响,排灌系统逐渐完善,地下水开采量逐年增加,区域地下水位逐年下降,湖泊和湿地面积逐年缩小,通过1987年、1997年和2004年三个时相遥感调查解译,结果(表6-3)表明:从1987年、1997年到2004年,湿地总面积逐渐减少,从1987年至1997年十年间面积减少了106.46km2,1997年至2004年7年间面积减少了71.60km2,但五类湿地的增减变化各不相同。其中湖泊湿地从1987年至1997年面积减少27.91km2,但1997年至2004年面积增加14.01km2。滩涂湿地面积呈现逐渐减少的趋势,从1987年至2004年17年间共减少214.02.km2。鱼塘湿地面积增加,17年间共增加13.52km2。沼泽湿地面积逐渐减少,17年间共减少1.28km2

表6-3 各时段不同类型湿地面积统计表 (单位:km2

(吴学华等,2009)

2.华北平原、松嫩平原湿地分布面积缩小,生态功能降低、植被退化

据历史资料记载:1923年天津湿地面积5247km2,占当时全市总面积的45.9%,独特的地理位置,使天津境内河道纵横,河网密度大,十二个10万亩以上的湖泊、洼淀与河渠贯通,水面辽阔,中小洼淀、湖泊星罗棋布,生物多样性丰富。由于人类活动和自然因素的双重作用,天然湿地锐减,到 2000年湿地面积 1337km2,占全市总面积的11.22%,77年间湿地面积减少74.5%。

松嫩平原是我国湿地重要分布区之一,著名的扎龙湿地、向海湿地、莫莫格湿地都是国家级自然保护区,其中扎龙湿地、向海湿地已被列为国际重要湿地。

1950年以前,人类活动对松嫩平原湿地的影响还很微弱,生态环境基本处于完好状态。近几十年来,降雨量减少,以及地下水位的下降,使得湿地严重萎缩,面积急剧缩小(图6-3)。根据遥感解译结果对比,1986~2001年的15年间,松嫩平原湿地面积减少了65.80×104hm2,减少率为38.81%,平均每年减少4.37×104hm2,年均减少速率2.59%/a。

图6-3 松嫩平原湿地面积变化

(据赵海卿等,2009)

20世纪90年代以来,扎龙湿地水位连续下降,1996年到2001年,湿地水位比平水年下降约1m,造成河道断流、湖泡干涸,湿地面积严重萎缩。自1986年至2002年扎龙湿地水体面积减少了约50%,明水沼泽面积减少了32031 hm2,草地减少了8194 hm2,盐碱地增加了5094 hm2(图6-4)。扎龙湿地退化导致生态系统严重退化,湿地植被、鸟类、鱼类数量、种类的大量减少。20世纪60~70年代,扎龙湿地内的芦苇沼泽约16万hm2,近湿地总面积的80%。进入90年代,芦苇植被退化,苇塘面积仅剩约10×104hm2,与60~70年代相比,面积减少了30%以上。

图6-4 扎龙湿地面积动态变化

(据赵海卿等,2009)

向海湿地1988年以来,面积急剧减少,到2002年14年中湿地面积减少了7800hm2,平均每年减少520hm2。其中1988~1998年,平均每年减少120hm2;1998~2002年,湿地面积减少速率明显增大,平均每年减少960 hm2(图6-5)。

图6-5 向海湿地面积动态变化

(据赵海卿等,2009)

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