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西北内陆河流域水资源管理利用的经验与启示

2017-11-23周立华

自然资源情报 2017年12期
关键词:石羊河民勤绿洲

周立华,魏 轩,黄 珊

(1.中国科学院科技战略咨询研究院,北京…100190;2.中国科学院西北生态环境资源研究院,…甘肃……730000;3.国土资源部战略研究重点实验室,北京…100182;4.中国科学院大学,北京……100049)

西北地区是我国“丝绸之路经济带”建设的主体区域,但其资源与环境系统脆弱,加之人类不合理的开发利用等原因,生态环境问题日益突出,如过度开垦、过度放牧导致的生态系统退化;资源粗放开发利用导致的水土流失、环境污染问题等。近十几年来,得益于国家和地方政府的一系列生态治理政策,西北地区的生态环境有了很大改善,相应的经济和社会效益也明显提高。深入探讨重大生态治理政策及其生态、经济和社会影响,对促进西北地区生态经济的协调发展,进而推进“丝绸之路经济带”的生态文明建设,是非常有意义的。

在西北地区,尤其是内陆河流域,水资源是其生态环境的主要制约因素。因此,水资源的管理利用是该区生态治理政策的主要内容。通过分析水资源的管理利用,可以反映出生态治理政策的实施效果,并汲取相应的生态文明建设的经验与启示。李锋瑞[1]探讨了我国西北干旱区流域水资源的管理制度改革以及管理体系建立等问题,并提出了水资源管理制度创新的初步思路。杜群[2]分析和评价了石羊河流域水资源政策,指出该区生态系统服务功能退化与缺乏有效运行的补偿机制直接相关,并提出了政策完善的建议。尽管上述研究说明了当时或某一短时间内水资源管理利用的状况,但缺少对水资源管理利用的长期趋势和阶段性变化的探讨。事实上,水资源的管理和利用随时期不同而有所区别,其产生的生态经济影响也会随之变动。基于此,本文以石羊河流域的民勤绿洲为例,探讨重大生态治理政策实施过程中,当地水资源管理利用60余年的经验与启示,以期为我国西北地区未来的生态治理提供经验参考,并进而为国家的生态文明建设提供理论依据。

1 研究区概况

民勤绿洲(图1)位于河西走廊东部、石羊河流域下游,地理位置:38°03′N-39°28′N,101°49′E-104°12′E。其东北面是腾格里沙漠,西北面是巴丹吉林沙漠。绿洲中部是石羊河冲积、洪积形成的绿洲带,狭长而趋平坦。全县总面积约为1.6×104km2,其中沙漠、戈壁占82%,绿洲平原占9%[3]。受青藏高原气候和温带大陆性气候的综合影响较大,年降水量约113.0 mm,年蒸发能力约为2623.0 mm,降水时空分布不均,日照时间长。民勤绿洲基本无径流产生,仅有的地表水资源是南部凉州区的灌溉余水、下泄洪水和部分泉水汇入石羊河进入红崖山水库的水[3]。跃进渠是民勤县的输水总动脉[4],1958年兴修水利之后,县内河流由自然水系进入到人工水系阶段,除了各种交织如网的人工渠道外,该区并无天然水面存在,整体生态环境十分脆弱。

图1 民勤绿洲示意图

至2013年末,全县国内生产总值59.05亿元,其中,第一、二、三产业分别占35.99%、33.36%和30.64%。城镇居民人均可支配收入14683元,农村居民人均纯收入7893元。农业方面,全县农作物播种面积499.33km2,其中,粮食作物132.87km2,主要经济作物350.87km2。大牲畜存栏4.78万头,肉类总产量 1.67 万 t。

历史上民勤绿洲水草丰盛[5],西汉之前曾是内流河湿地生态系统,之后由于各种自然和人为原因,水源减少、湖水干涸、沙漠入侵、植被退化,逐渐演变为现在的荒漠绿洲生态系统,且沙漠化的趋势和危害现今依然存在。

2 水资源管理利用的历程及其影响

2.1 “以粮为纲”时期的水资源管理利用及其影响

这一时间段为20世纪50年代至70年代末。“以粮为纲”政策是新中国成立初期,为从根本上解决粮食供应困难问题而制定的一项国家政策。在这一政策主导下,民勤的水资源管理利用有两方面特点:一是盲目开荒取水,二是农田水利建设。

开荒增加了用水需求。作为西北内陆地区人口最为集中、灌溉农业较为发达的区域之一,石羊河流域在“以粮为纲”政策的指导下,为了完成国家规定的产粮指标,想方设法开垦荒地,灌溉需水量也随之急剧增加。在下游的民勤绿洲,面积较大的开垦活动有1956年昌宁区完成的开荒任务10万亩,以及1958~1959年期间勤峰农场、扎子沟农场、小西沟农场3个国营农场的建设[6],此时全县耕地面积达到一个峰值(图2)。由于当时的农业技术条件落后,大面积的荒地开垦,就意味着粗放式的水资源使用。

图2 民勤地区耕地、上游来水量、电机井数分时期变化示意图

水利工程建设提供了水源保证。石羊河流域中上游的开荒,导致下游民勤的来水量减少,开垦的耕地因无水灌溉出现撂荒,耕地面积自1959年的高峰期后开始迅速减少,严重影响了当地的粮食产量。为了保证农业用水,进而保证粮食产量,民勤掀起了一个农田水利建设的高潮[7]。民勤县在1958年开始建设红崖山水库和跃进总干渠,随后也陆续修建了各种大小的干、支、斗、农、毛渠。最关键的是从1965年开始,当地开始打井抽取地下水作为农用水源,因此在第一个打井高峰期(1968~1976年)内,民勤的耕地面积在急剧减少后得以增加。

“以粮为纲”时期,民勤粮食总产量从起初的3.84万t上升到10.68万t(1959~1961年三年困难时期除外),但由于粗放用水以及打井取水,为当地生态环境的退化埋下了隐患。

2.2 改革开放时期的水资源管理利用及其影响

这一时间段为20世纪70年代末至90年代末。改革开放是1978年以来中国实行的一项重大政策。农村家庭联产承包责任制的确立,拉开了我国对内改革的大幕,它改变了单一的“以粮为纲”,积极发展多种经营方式[8]。它实行多劳多得、按劳分配为主的原则,极大地调动了农民的生产积极性,解放了农村劳动力。1992年市场经济体制确立,国家区域发展政策进入第二次调整阶段,要求加快中西部地区的发展,减缓地区差距扩大的趋势[9],西部经济得到空前发展。这一时期,民勤的水资源利用在两方面发生变化并产生了影响:农作物种植结构调整和新一轮开荒用水。

与前一阶段只重视粮食作物不同,这一时期政府的工作重点放在了快速提高农户收入上,力求将有限的水资源利用在单位水产值高的作物品种上,由此大量的经济作物被引进种植。这一水资源利用特点改变了民勤粮经作物的种植面积比例,由1978年的60∶23转变为2000年的40∶34(图3)。

图3 民勤地区粮经作物、农民收入分时期变化示意图

经济作物带来的可观收入,引发了民勤的新一轮开垦高峰,至2000年耕地面积增加了4.64万亩。开荒种地意味着消耗更多的水资源,此时,石羊河流域上游的来水量仍逐年减少,为满足用水需求,民勤进入了第二次打井高峰期(1992~2000年)。打机井过度开采地下水,导致地下水位持续下降,到2000年地下水位已下降至13.6m,比1978年下降了大约10m。同时,地下水的开采也导致了地下水矿化度的增加,从而加剧了土地盐碱化,很多地方的植被大量死亡。

改革开放以来,民勤经济发展迅速,至2000年国内生产总值达84863万元,是1978年的24倍。农民人均纯收入达2216元,是1978年的21倍。但对水资源缺乏可持续性的管理,基本上仍是过度开采、粗放利用。因此到20世纪末,民勤的生态恶化已达到了新中国成立以来的最严重程度[10]。

2.3 生态保护时期的水资源管理利用及其影响

这一时间段为20世纪末至今。我国广大的西部地区生态脆弱、经济和社会发展长期滞后[11]。鉴于此,我国于2000年开始实行西部大开发,在提高经济和社会发展水平的同时,积极开展生态文明建设,以政策引导资源管理和利用,相继启动实施了退耕还林还草工程、天然林资源保护工程、退牧还草工程等一批重点生态治理工程。这一时期与民勤绿洲水资源利用有关的政策措施主要有退耕还林工程和石羊河流域重点治理规划。

2002年民勤县被首次列为全省退耕还林工程建设区,政策实施后期,从以耕地退耕为主转变为以荒滩造林为主。经过政策十多年的实施,民勤的风沙沿线已经初步建立起了乔灌草、带片网结合的立体防护体系[12],能够调节气候、降低风速、减小风蚀侵害[13]。一方面,退耕地和新造林地用水较以前大为减少,节约了珍贵的水资源;另一方面,防护林体系可以避免绿洲边缘的水土流失,减少浪费后的水资源利用更有效率。

石羊河流域重点治理规划于2006年开始实施,以全面建设节水型社会为主线,以生态环境的保护为根本,以水资源的合理配置、节约及保护为核心,以经济社会的可持续发展为目标,按照下游抢救民勤绿洲、中游修复生态环境、上游保护水源的总体思路,对整个石羊河流域进行重点治理。该规划中最主要的举措就是“关井压田”(关闭机井、压减耕地),关闭机井是减少对绿洲地下水资源的开采,压减耕地是从需求上减少对水资源的消耗。另外,不压减的耕地也进行灌溉方式改造,抛弃粗放的漫灌而采用科学的滴灌、膜上灌等,并尽量种植节水和低耗水作物,最大程度地保护和高效利用水资源。

上述一系列措施实施后,民勤绿洲的生态状况有多方面改善:上游来水量明显增多,从2002年起以0.26亿m3/a的速度增加,至2012年已上升到3.48亿m3;地水位下降的势头得到遏制,尤其从2007年开始,下降速度是改革开放以来的最慢时期,且部分区域出现了自流井,干涸了54年的青土湖也开始出现季节性水面;地下水矿化度的上升速度减小,其中昌宁、环河灌区地下水矿化度开始下降;电机井数减少,至2012年减少了2451眼;森林覆盖率达11.82%,是60余年来的最高值;沙尘暴次数减少,比“三北”防护林建设之前减少了3倍多;荒漠化面积较2000年减少了162.37 km2。虽然耕地面积从2007年起迅速减少,至2011年达到历史最低值89.73万亩,但并没有影响农业经济的发展和农民生活水平的提高,这正是得益于当地日渐科学的水资源管理和利用。

3 水资源管理利用的经验教训

从20世纪50年代至今的60余年来,民勤绿洲水资源管理利用的历程可以被划分为三个时期,即“以粮为纲”时期(20世纪50~70年代末)、改革开放时期(20世纪70~90年代末)和生态保护时期(20世纪90年代末至今)。各种与水资源管理利用有关的政策措施被实施,政策通过影响农户行为而对自然环境和社会经济产生复杂的影响,得到的经验教训可以从以下两个方面进行总结。

3.1 按水资源管理利用的影响范围总结

民勤绿洲当地水资源的管理利用在很多方面产生了影响,可以总结如下:

(1)水资源的科学管理为当地社会经济的发展起到了支撑作用。一方面,合理的水资源供应促进了包括种植业、林业和牧业在内大农业的发展,也推进了近些年开始的农业节水转化;另一方面,科学的水资源调配也逐渐改变着民勤的三次产业结构,使耗水严重的第一产业比重下降而耗水较少的第二、三产业比重上升[14],三次产业产值之比从1956年的13.9∶3.2∶1,调整到2012年的1.2∶1.1∶1。

(2)水资源的不当利用对当地的生态环境产生了负面影响。数十年来对地下水的大规模超采直接导致了地下水位的下降和水质的恶化。一方面,地下水位的逐年下降使具有生态保护作用的植被退化,进而造成大片土地沙漠化;另一方面,水质的恶化加之使用地下咸水进行漫灌导致大片土地盐碱化。这些导致了民勤绿洲整体生态环境的恶化,也是后来治理环境的重点。

(3)水资源的管理利用对农户行为产生了较大的引导性影响。在生态治理政策实施的过程中,水资源的管理利用有具体的规章制度,它们规范和引导着农户的行为。从20世纪50年代以来,由于水资源管理利用的影响,民勤当地的农户行为发生了巨大变化,表现在自由开荒逐渐转变为禁止开荒兼压减耕地;自由打井逐渐转变为限制打井兼关闭机井;以漫灌沟灌为主逐渐转变为多种灌溉方式并存;自由放牧逐渐转变为舍饲和半舍饲养殖。

3.2 按水资源管理利用的阶段特征总结

按照时间脉络,从水资源管理利用的生态、经济、社会效果及其阶段性演变的角度,可以总结如下:

(1)“以粮为纲”时期,民勤当地单纯重视农业发展,生态效益开始下降,经济效益和社会效益仅有微小增加。开始打井取水且用水粗放,出现地下水位下降和矿化度增加等现象,而农户的社会生活和经济生活并没有很大改善。这一时期水资源管理利用的效果欠佳。

(2)改革开放时期,民勤当地逐渐重视经济的发展和人民生活水平的提高,经济效益和社会效益都有明显增长,但生态效益出现新一轮下降。这一时期经济发展、社会进步,农户生活明显好转,但由于广泛的打井取水,使水资源的过度开采越来越严重,原有的水位下降、植被退化、土地沙化盐碱化等生态问题逐年加剧。这一时期水资源利用的效果有利有弊。

(3)生态保护时期,尤其在石羊河流域重点治理规划实施之后,民勤的生态、经济和社会效益都开始上升。退耕还林和关井压田的实施大幅减少了水资源的过度开采和粗放浪费,加上水资源的利用日趋集约化、科学化,植被退化等生态问题得到一定程度的遏制,部分区域出现生态环境改善的现象[15],农户生活水平也在逐年上升。这一时期水资源利用的效果在三个时期中最好,趋向均衡、可持续的发展状态。

总的来说,目前石羊河流域重点治理规划的实施达到了预期目标,民勤绿洲的水资源管理利用开始走向可持续发展之路。然而这并不表明只要继续维持现有水资源管理利用的方法措施,就能保证该区未来综合效益的长期、持续增长。应当注意到,民勤的生态问题依然严重且很难在短期内得到解决[16],而且新的问题也会不断出现。另外,还有一些已经提出的政策措施尚未得到真正落实,例如在整个石羊河流域设置权威性的水资源管理机构,对地表和地下水资源进行统一规划、管理和调配。可以说,民勤当地的水资源管理和利用,还有很大的改进空间。

总之,水资源是民勤绿洲的关键制约因素,只有科学合理地进行水资源的管理和利用,不断解决好与水资源有关的各种问题,制定和实施有针对性的管理和利用举措,兼顾水资源利用的生态、经济和社会效益,才能真正实现民勤绿洲的可持续发展以及更大区域的生态文明建设。

4 结论与启示

西北内陆河流域的生态治理政策,重点在于水资源的管理利用。民勤绿洲的水资源管理利用是西北地区生态治理政策的典型,为了有利于生态治理政策今后更好地实施,总结其60余年来的经验教训,得到以下重要启示:

(1)生态治理政策对西北地区尤其是内陆河流域的生态环境具有重要甚至主导作用。20世纪50年代以来各项国家重大生态治理政策对西北地区极度脆弱的生态系统产生了好坏迥异的效果;当前阶段,生态治理政策的实施有助于退化生态系统的恢复,政策法规的可操行性也在逐渐提升;未来生态治理政策的制定要更多依靠科学规划,突出地域特点和区域差异,将保护与发展相结合。

(2)重大生态治理政策对农户行为的导向作用明显,解决好生态脆弱地区的农民生计问题是关系生态文明建设成败的关键;建立生态治理的制度经济保障机制,推动生态治理的产业化发展,通过产业发展方式转变农户生产方式,有助于促进区域生态与经济的协调发展。

(3)政府导向和适当的经济补偿有助于缓解农户与企业的发展困境,但生态治理与社会经济和谐发展的关键是完善的生态补偿机制。建立和完善生态补偿的许可证制度,激励企业参与生态治理和国家生态公园的建设管理将是生态治理产业的有效途径之一。

(4)生态治理政策实施的后续管理问题突出,重建设轻管理成为生态治理政策实施的普遍问题;建立可持续的后效评估体系,强化生态治理工程长效监督和管理体制是今后西北地区生态治理的重点;建议构建生态治理工程和政策的长效机制和第三方评估机制,统筹生态保护和资源开发的利益关系。

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