中亚及新疆主要生态环境问题浅析

韩瑞丹 朱双伟

（1 河南建筑职业技术学院，河南 郑州 450064 2 郑州中核岩土工程有限公司测绘地理信息公司，河南 郑州 450002）

中亚五国与新疆地区位于亚欧板块腹地，拥有优越的地理位置和资源禀赋，是丝绸之路经济带建设的关键区和核心区，在国际上具有重要的地缘战略位置。该地区属于干旱半干旱地区，具有典型的温带沙漠、草原大陆性气候，常年降水稀少，阳光充足，蒸发量大。中亚地区的地势整体呈东南高、西北低，而新疆的地形特征被喻为“三山夹两盆”。受地形、气候等多元因素影响，研究区土地利用类型以草地、荒漠、农田为主（图1）。

图1 中亚及新疆地区土地利用类型图

1 中亚及新疆主要生态环境问题

干旱、半干旱的中亚和新疆地区，是气候敏感的生态脆弱区，作为亚洲生态环境恶化的典型区域，其生态问题主要有：水资源危机、土地荒漠化、草地退化、盐/沙尘暴频发等。

1.1 水资源危机

（1）水资源短缺

在中亚地区，水资源问题已威胁到国家的政治安全。中亚地区的河流和湖泊多为内陆河和内陆湖，该地区常年降水稀少，蒸发量是降水量的几倍甚至几十倍，因此由缺乏水源补给导致河流断流、湖泊萎缩甚至消失的现象早已发生。成晨等[1]利用多期Landsat影像对中亚典型内陆湖泊进行研究，结果表明，自1978—2010年间，研究区内有一半以上的湖泊急剧萎缩，面积减小了约50%，其中平原尾闾湖面积减小得最为明显。同时，由水资源空间分布不均导致区域水资源短缺的问题也十分突出。在新疆地区，地表径流、冰川和积雪是新疆水资源的重要组成部分，其中地表径流是可利用水资源的主要来源。近年来，在温度升高和降水量增加的趋势下，冰川积雪消融速度加快，地表径流量有所增长，在一定程度上缓解了可利用水资源短缺的紧张局面。但在过去近50年间，新疆冰川总面积缩小了11．7%，积雪天数也有所减少[2]，这样的现象正在揭示着新疆水资源总量减少的事实。

（2）水资源污染

中亚及新疆地区的水体污染主要是由工农业废水及农药化肥过度使用引起的。在中亚地区，河流受污染的情况相当严重，该地区水质监测结果显示，清洁或轻度污染的水域仅占23%，且能达标的水资源仅存在于产流区——山区[3]，而在河流的下游区和灌区皆受到化肥农药、重金属、石油产物等污染物不同程度的污染。与中亚地区相比，新疆水质整体较好，但局部水质恶化明显。绿洲作为新疆人类活动的主要载体，拥有着相对丰富的水资源。然而正是由于人类活动的高度干预，绿洲内不仅地表河流遭到污染，而且作为新疆居民日常饮水重要来源的浅层地下水也受到污染。究其绿洲水质下降的原因，一是地下水开采过度，浅层污水下渗对深层水补给从而加大了地下水的污染面积，二是由人类产生的污染源所致。

图2 1973—2013年咸海面积变化

1.2 土地荒漠化

中亚和新疆地区荒漠化的表现形式主要有盐渍化和沙漠化两种。其中土壤盐渍化一方面受过去地质历史时期土壤积盐的影响，另一方面由该地区农业灌溉用水肆意排放导致。王海平等[4]基于AVHRR数据对中亚地区自1989年至2009年的土地盐渍化进行动态监测分析发现，该地区盐渍化面积从1989—2009年增加了约86%，盐渍化土地多集中于哈萨克斯坦、土库曼斯坦和乌兹别克斯坦的西部。刘爱霞[5]以MODIS遥感影像数据等为基础，对中亚地区荒漠化进行监测的结果显示，仅在1995—2001年期间，塔、吉、乌、土、哈五国新增的荒漠化土地面积分别占其国土面积的32%、29．3%、26．7%、21．6%、5．4%。新疆是中国荒漠化土地面积最大的省区，2009年时土地荒漠化面积占新疆土地面积的64．34%[6]。土地沙漠化、盐渍化使土壤的物理性状恶化，水分和养分大量流失，使中亚地区可利用的土地资源更加短缺。

1.3 草地退化

草地退化与土地荒漠化相互影响，既包括植被的退化，也包括土壤的退化，不仅影响畜牧业的发展，也影响着地表生态系统的稳定和平衡。草地生态是中亚和新疆整个生态的主体，占据一半以上的土地面积。然而，受气候变化、虫鼠灾害、人类活动、社会政治变化的综合影响，尤其自1991年苏联解体之后，天然牧场私有化，过度放牧更加严重，加快了自然植被的退化速度[7]。在新疆地区，草地资源以牧民居住点为中心出现不同程度的退化[8]，主要表现为中、低覆盖度草地面积减少[9]。董智新等[10]对新疆草地变化做出研究分析发现，自1980年至2007年，新疆草地退化率从6%上升至80%，单位面积的产草量较20世纪60年代降低了30%～50%。草地退化导致土壤有机质含量降低，土壤结构遭到破坏，使土地沙化、风蚀的可能性大大提高。

1.4 盐/沙尘暴频发

中亚地区是全球盐/沙尘暴的高发区之一，该地区盐/沙尘暴发生的频率从西北到东南逐渐递增。在咸海流域，海水蒸发使干涸的海底发展成为一个新的白色风暴发源地——阿拉尔库姆沙漠，其表层覆盖的盐沙和化学沉积物在风暴的促使下不断吞噬周围的耕地和牧场，加重了土壤盐渍化的程度，同时也使空气中的有害物质增多，对当地居民的日常生活和身体健康产生了严重威胁[11]。资料表明，咸海地区盐/沙尘暴发生频率在1960—1980年间增加了三倍[12]，盐尘传输距离从20世纪70年代的150km增加到2008年的600km，局部传输距离甚至更长[13]，其盐尘、沙尘可扩散至帕米尔高原，导致冰川消融速度加快。起源于中亚的沙尘暴在经过中国新疆等西北地区后，强度得到显著提高，不仅对我国沙尘暴的发生起着引发作用，而且加大了沙尘暴的危害程度。此外，由于盐/沙尘暴通过反射太阳光可降低地表温度，通过抑制大气对流可减少降水量，因此也对区域气候产生了不利影响。

2 中亚典型流域生态环境问题

流域尺度的生态环境变化研究在干旱半干旱区具有特殊的意义。锡尔河、阿姆河—咸海流域、伊犁河—巴尔喀什湖流域和乌拉尔河—里海流域是中亚面积最大的三个流域，支撑着中亚五国的农、工、渔业及其城市化等方面的发展，对区域气候发挥着较大的调节作用。但自20世纪60年代以来，中亚流域生态环境发生显著变化，普遍存在的环境问题有河流断流、湖泊萎缩、水体污染、土地盐渍化、植被退化等。

2.1 锡尔河、阿姆河—咸海流域

咸海位于哈萨克斯坦与乌兹别克斯坦交界处，锡尔河和阿姆河是其主要的补给水源。咸海流域曾是中亚地区面积最大、覆盖范围最广的流域。20世纪60年代，中亚地区开展大垦荒运动，大力发展棉花、水稻等灌溉农业，兴建大型引水贮水工程，锡尔河和阿姆河的河水被开发利用，河流径流量急剧减少，咸海危机逐步产生（图2）。截至2006年，咸海水平面下降了约23m，水域面积减少了74%，体积减少了90%，海域南部含盐量上升了约10倍[14]。农业灌溉不仅消耗了大量的水资源，而且也污染了大片的水域和土地，原因在于从灌区里排出的水中富含农药、化肥、矿物盐等物质，这些水无论重新流入河中或是被流经地表吸收，都会引起水土污染，加重土壤盐渍化和水体咸化。随着锡尔河、阿姆河、咸海水资源的减少和污染，流域内其他生态环境问题也逐渐形成：牧场和天然植被退化成为盐沼地或沙丘，三角洲内众多湖泊和湿地相继消失，土壤盐渍化加重、区域气候恶化等。咸海危机已成为难以挽救的生态危机，其带来的经济损失和社会问题引起了国际的广泛关注。

2.2 伊犁河—巴尔喀什湖流域

巴尔喀什湖位于哈萨克斯坦东部，伊犁河是巴尔喀什湖最大的补给水源。与咸海相似，巴尔喀什湖也是中亚干旱地区的封闭型内陆湖泊，存在海水蒸发旺盛、含盐量高的现象。20世纪中期，中亚地区的工农业和城市化迅速发展，伊犁河水资源被大规模地开发利用，尤其是1970年在其下游修建卡普恰盖水库和1982年沿岸开垦水田、挖凿阿拉木图大运河以及卡普恰盖水库左岸7条河流被过度开发利用之后，伊犁河径流量大大减少，巴尔喀什湖的水位持续降低。朱磊等[15]基于Landsat遥感影像分析得到，在1970—1990年间，伊犁河中下游河流、湖泊和沼泽分别减少了4．62%、7．87%和8．72%，且在1990年时伊犁三角洲内湖泊面积仅为1975年时的12．5%。除水量变化较大外，伊犁河中下游也受到沿岸工农业的严重污染。流域内的水体中普遍含有农药、有机化合物及矿物质等，遏制了渔业发展的同时也使河流沿岸和灌区的土壤受到污染。

与咸海不同的是，巴尔喀什湖的水位具有周期性的丰枯变化，随着哈萨克斯坦管理方式调整及气候变化下伊犁河流量增加，其流域内的总体水量在大尺度的时间范围内变化并不明显。但是，由于哈萨克斯坦境内流域人口相对密集，其生态环境受人类活动影响较大，故应加强管理，避免枯水期时出现危机。

2.3 乌拉尔河—里海流域

里海是世界上最大的咸水湖，位于亚洲与欧洲的交界处。乌拉尔河起源于俄罗斯的乌拉尔山脉，自北向南流经哈萨克斯坦最终汇入里海。与咸海和巴尔喀什湖的状况迥异，自1978年以后，里海的水位持续上升，海水外溢使周边居民和工矿企业的经济蒙受巨大损失。早在20世纪30年代至70年代，里海的水位实则呈现逐渐降低的势态。然而，从1978年起里海的水位或因气候变化或地壳变动开始回升，持续上涨的水位淹没了周围的农田、住宅、油井、交通干线等，迫使大量居民不得不移民迁徙。

里海地区是世界上重要的石油和天然气产区，石油开采及运输、废弃物不合理排放等因素使里海难以逃脱石油污染的厄运。此外，里海同样也遭受着伏尔加河沿岸众多居民和工厂所产生的城市、工业、生活污水及灌区化肥农药的污染。

3 展望

目前，利用遥感技术对干旱区生态环境进行监测的研究逐渐增多，但关于干旱区生态环境问题的跨境影响和跨境河流生态环境变化的定量研究相对较少，人为因素和气候因素对中亚及新疆生态环境的具体影响也有待明确。未来，伴随着丝绸之路经济带的建设与发展，经济发展将越来越快，跨境合作项目将越来越多，势必会对干旱区脆弱的生态环境带来更大的挑战，因此丝路经济带沿线地区的生态环境监测评估必须走在前面，而且需要贯穿于丝路经济带建设的整个过程，甚至更远。

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