近40年额济纳河流域生态环境演变特征

达来 王玉华 布仁图雅 布日古德

摘要：本文通过1973年、1990年、2000年、2006年、2013年等五期遥感影像和现场调查，从土地利用/覆盖、水资源量两个角度分析额济纳流域近40年的土地利用变化特征及水资源变化趋势。监测结果表明：额济纳河流域现有绿洲面积3 173km2，植被覆盖5%～20%的绿洲比重较大;水域以东居延海、额济纳河为主。20世纪70年代至20世纪末，流域内林草、水域均呈现逐年减少趋势，水资源量波动剧烈，出现多次干涸，绿洲耕地开垦较严重，绿洲面积缩减五分之一，荒漠呈增长趋势。2000年以后，通过黑河分水工程、退牧还草、围栏封育等生态工程建设与实施，额济纳河流域生态环境恶化趋势基本得到遏制，流域内林草地面积逐渐增加，总体仍以中低覆盖草地和灌木林、疏林为主;荒漠土地呈逐年减少的趋势，耕地开垦得到有效控制。通过額济纳河流域生态环境变化原因分析，作者提出黑河水对额济纳流域的流量应保持在6.2亿m3水平以上，才能维持绿洲规模和生态功能，并在一定的水资源条件约束下，进一步优化流域内水资源的配置和利用。

关键词：额济纳河流域;土地利用/覆盖;生态环境变化

中图分类号：X835 文献标识码：A 文章编号：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 额济纳河流域概况

额济纳河流域位于内蒙古自治区阿拉善盟额济纳旗，属黑河下游河段。黑河是我国第二大内陆河，发源于青海省祁连山东麓，河西走廊和祁连山中段，横跨青海、甘肃、内蒙古三省区，涉及5个地级行政区10个县（旗、市）。干流全长821 km，流域面积14.29万km2。其中，干流水系11.6万km2。莺落峡以上为上游区，河道长303km，流域面积1万km2;莺落峡至正义峡为中游区，河长185km，流域面积2.56万km2。正义峡至额济纳旗的东西居延海为下游区，河长333km，流域面积8.04万km2。黑河进入额济纳旗即称为额济纳河，流程约270km，在狼心山分为东河和西河，河长分别为179km和177km，北流途中又分为19条支岔，最后分别流入东西居延海，东西居延海相距80km，并形成额济纳河流域三角绿洲，见图1。额济纳河流域绿洲是阿拉善高原和内蒙古西北地区的天然绿色屏障，也是阿拉善生物多性富集区之一，具有阻挡风沙侵袭的生态防护功能，对于维护阿拉善地区、河西走廊生态安全起到至关重要的作用。近几十年来，在人类活动强烈作用（包括正面和负面）和自然灾害的双重驱动下，该地区生态环境发生了一系列变化[1]。

2 额济纳河流域土地利用/覆盖现状及变化

2.1 信息源

本次调查采用了美国NASA的陆地卫星（landsat）和中国高分一号卫星（GF-1）数据。数据源分别为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 额济纳河流域土地利用/覆盖现状

本次调查采用《生态环境状况评价技术规范》（HJ192-2015）中的土地利用/覆盖分类体系。鉴于阿拉善地区荒漠类型复杂，本文将荒漠类型划分为沙漠、砾漠、盐漠、泥漠、岩漠。

额济纳河流域研究区总面积7 171km2，2013年土地覆盖面积占比最大的是荒漠，面积3 872.59 km2，占研究区面积的53.98%，主要由戈壁、沙漠和裸露盐碱地组成;其次，草地面积为1 678.29 km2，占研究区面积的23.39%，以低覆盖度草地为主;林地面积1 368.72 km2，占研究区面积的19.08%，以灌木林地和疏林地为主;水域、耕地、建设用地面积分别为126.10 km2（1.76%）、93.89 km2（1.31%）、34.23 km2（0.48%）。见图2。

2.3 额济纳河绿洲现状

2013年额济纳河流域现有自然绿洲面积为3 173km2（不包括农田）。其中，植被覆盖度达到20%以上的土地面积1 321km2，这些地区主要分布于沿河流域河水漫灌地带和湖泊周边湿地，植被类型多为高覆盖度草甸、柽柳灌丛、胡杨沙枣林等;植被覆盖为5%～20%的土地面积为1 725km2 属于中、低盖草地、灌丛和疏林地，分布在沿河流外延的地下隔水层埋深较浅地的地区。额济纳河流域绿洲周边地区基本属于戈壁、裸土地和盐碱荒漠。这些地区处于常年无河水补给状态，分布极低盖度或零星耐旱生植物，个别凹洼地（雨季积洪水）分布着中覆盖度植被。

2.4 近40年额济纳河流域土地利用/覆盖变化

2.4.1 林地变化

1973年～2000年间，额济纳河流域林地植被呈退化趋势，主要表现在两方面：一是林地总面积在减少，面积减少量为132 km2;二是森林植被覆盖度在下降，11km2有林地和52km2灌木林退化为疏林地，132km2灌木林退化为低盖草地或裸露荒漠地。2000年～2013年间，额济纳河流域林地植被呈好转趋势。在遥感调查显示林地中有林地无明显变化，但地面调查发现额济纳河流域出现多处中小胡杨生长旺盛的现象;灌木林地呈缓慢恢复趋势，12年间面积增加了9 km2;疏林地增加较快，面积增加速度达5km2/年。见图3。

2.4.2 草地变化

1973年～2000年间，额济纳河流域草地总体呈现退化状态。高、中、低覆盖度草地面积分别减少了24 km2、161 km2和289 km2。2000年～2013年间，草地状况总体呈现稳定状态。高覆盖度草地基本保持原状态，中覆盖度草地呈增加趋势，而低覆盖度草地在逐年减少，转化为中覆盖度草地、林地，及被建设用地占用。见图3。

2.4.3 水域湿地变化

1973年～2013年间，额济纳河流域水域湿地变化主要表现在湖泊的变化。1973年～2000年湖泊面积由1973年的58km2急剧下降到2000年的4 km2。而2000年～2013年间，湖泊面积增加到49 km2。湖泊面积变化的主要原因是黑河对额济纳河流域的泄水量变化所致。见图3。

2.4.4 荒漠土地变化

1973年～2000年间，额济纳河流域荒漠土地面积逐年呈增加趋势，沙漠（沙地）、砾漠（戈壁）、盐漠（盐碱地）、泥漠（裸露壤质土地）分别增加了16km2、530km2、46km2、23km2，荒漠化速度达36km2/年。2000年～2013年，额济纳河流域除了沙地，其他荒漠土地在逐年减少。砾漠、盐漠、泥漠分别减少了65km2、40km2、12km2。这说明，近几年额济纳河流域荒漠化趋势得到遏制，但局部地区土地沙漠化趋势仍存在。见图3。

2.4.5 农田变化

1973年～2006年间，额济纳河流域耕地面积逐年呈增加趋势，增加量为53 km2上，绿洲耕地开垦较严重。2006年～2013年，额济纳河流域耕地面积基本无变化。这说明，近几年耕地开垦得到了有效控制。见图3。

2.4.6 建设用地变化

1973年～2013年间，额济纳河流域人工建设用地面积逐年呈增加趋势，其中交通和工矿用地增加较快。尤其2006年～2013年间，交通道路和工矿用地增加速度最快，增加速度达2 km2/年。见图3。

3 额济纳河流域水资源现状及变化

3.1 额济纳河流域水流量变化

据资料显示，20世纪50年代初期，黑河在每年流入额济纳河和居延绿洲的水量为8.2亿m3，全年流水期长达8～10个月。自20世纪60年代以来，由于上游地区山地植被破坏严重，雪线上升，中游地区过度垦荒，大力发展人工绿洲，农业灌溉挤占了下游地区的生态用水，导致进入额济纳的年均水量在20世纪70～80年代减少到6.0～7.0亿m3，90年代减少到3亿m3左右（狼心山水文站数据）。见图5。

由于黑河对额济纳河流域泄水量的急剧減少，导致1961年西居延海干涸，干涸的湖底变成了龟裂盐碱地和砂砾地表，至今未恢复;东居延海水域面积严重萎缩，变成了间歇性湖泊，自1961年以来出现11次干涸。2000年以来，由于黑河治理工程的实施，额济纳河流域从中上游进行调水，截至2013年东居延海蓄水量达3 080万m3，湖水面积42 km2，整体上遏制了额济纳河流域的地下水位不断下降的趋势。见图4。

3.2 额济纳河流域降水量变化

研究区气象监测数据显示，额济纳河流域近几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。对于年均蒸发量高达3 800mm的额济纳地区来说，这极度稀少的降水量不足以支持额济纳河流域绿洲和湿地的维持与扩展。这表明，额济纳河流域绿洲的植被生存和恢复主要取决于黑河水的补给量。见图6。

4 小结

4.1 额济纳河流域生态环境现状

2013年监测数据显示，额济纳河流域土地利用类型以砾漠、低覆盖度草、灌木林地、疏林地为主，占流域面积的85.24%。流域内现有水域湿地面积为126 km2，占流域面积的1.76%，其中，额济纳河流面积76km2，东居延海水域面积42km2，其他零星水域湿地面积为8km2。

2013年额济纳流域现有自然绿洲（植被盖度5%以上）面积为3 173km2（不包括农田）。植被覆盖度达到20%以上的土地面积1 321km2 主要分布于沿河流域河水漫灌地带和湖泊周边湿地;植被覆盖为5%～20%的土地面积为1 725km2，分布在沿河流外延的地下隔水层埋深较浅地的地区。

4.2 额济纳河流域生态环境变化趋势

自20世纪70年代到20世纪末，由于上游地区山地植被破坏严重，中游地区过度垦荒，及农业灌溉，过度挤占了下游地区的生态用水，使额济纳河流域出现地下水位下降、水质变差、绿洲萎缩、湖泊干涸、植被退化、土地沙化等严重生态问题。30年间，额济纳河流域绿洲面积减少了660km2，缩减1/5，水域面积减少了54km2，缩减2/5。

21世纪初，通过黑河分水工程、退牧还草、围栏封育等措施的实施和生态保护建设的加强，额济纳河流域生态环境恶化趋势基本得到遏制，局部地区呈明显好转趋势。东西河上游地区和西河中游地区地下水位有所回升，整体上遏制了地下水位不断下降趋势[2]。近10年，额济纳河流域荒漠土地面积减少了200km2，局部地区植被盖度明显提高;黑河水在额济纳河流域流量保持6亿m3左右，东居延海水域面积基本在40km2左右，能够维持现有绿洲规模和居延海的生物多样性。而额济纳河流域现有绿洲外延河水常年没补给到的地区植被部分保持原有状态，部分表现为弱长势（净初级生产力极低）状态，局部地区植被仍在缓慢退化。

5 建议

（1）增加黑河水对额济纳流域的流量。额济纳绿洲生态演变和水资源之间均具有明显的正相关关系，水资源减少是生态退化的决定性因素[1]。2006年～2013年间，黑河水在额济纳流域的年均流量达到6.2亿m3，基本维持额济纳河流域的现有绿洲規模。

遥感调查和实测数据资料表明，要将植被恢复到20世纪80年代末期的规模，黑河水在额济纳流域的年均流量要大于6.8亿m3。这个结果基本与生态需水估算结果[3、4]（20世纪80年代的规模的绿洲植被最低生态需水总量7.1亿m3）一致。当狼心山入境流量增加到7.5亿m3水平时，额济纳绿洲规模可扩展500 km2左右[5]，同时植被覆盖度也进一步增加。如果使东居延海维持一定水域面积及保证下游区人畜用水和工业用水，狼心山断面入境水量最低应保持8.0亿m3。

（2）进一步优化水资源的配置和利用。在一定的水资源条件约束下，如何充分认识额济纳地区水资源现状，如何合理分配与利用水资源是额济纳河地区生态环境保护的核心问题[5]。因此，应根据植被种类、盖度、分布及其生态功能和地下水位变化分布趋势，进一步优化分配和利用水资源，确保具有重要生态功能的额济纳绿洲的用水，并进一步改善绿洲生态环境。

参考文献

[1]郭巧玲，杨琳洁，等.额济纳绿洲植被生态需水量空间分布[J].干旱资源与环境，2013，27（8）：103-107.

[2]卢振园，唐德善，郑斌，等.黑河下游调水及近期治理生态影响后评价[J].环境科学学报，2011，31（7）：1556-1561.

[3]杨立彬，黄强，等.额济纳绿洲生态需水研究[J].水利学报，2012，43（9）：1127-1133.

[4]李强坤，黄福贵，等.额济纳地区绿洲恢复生态需水量研究[J].资源与水工程学报，2006，17（2）：9-13.

[5]王根绪，程国栋，等.干旱区受水资源胁迫的下游绿洲动态变化趋势分析—以黑河流域额济纳绿洲为例[J].应用生态学报，2002，13（5）：564-568.

收稿日期：2019-11-25

作者简介：达来（1973-），男，高级工程师，研究方向为生态监测。

通讯作者：王玉华。