中亚及新疆生态环境变化驱动力分析

韩瑞丹 朱双伟 张谦益

（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 3 河南大学，河南 开封 475000）

中亚五国和中国新疆地区的气候类型为温带沙漠、草原大陆性气候。该地区降水稀少，蒸发量大，昼夜和四季温差大，且夏季短促，冬季漫长，河流多为内流河，主要起源于高山地带，最终流入内陆湖或消失于荒漠之中，冰雪融水是众多河流的主要补给水源。

20世纪30年代至90年代，中亚地区在苏联政府宏观政策的指导下，大力发展农业、引进先进技术和人才、兴建大批企业和学校，使经济、科技、文化教育、医疗卫生等各方面取得巨大进步。当时苏联对中亚地区进行经济区域划分，将哈萨克斯坦和吉尔吉斯斯坦打造成为化工和有色金属基地，乌兹别克斯坦成为棉花等种植业基地，土库曼斯坦成为石油和天然气开发区，塔吉克斯坦和吉尔吉斯斯坦为水力发电基地[1]。然而，由于掠夺性的资源开发利用严重违背了科学规律，因此产生出现了水资源危机、土地荒漠化、草地退化等一系列生态环境问题[2]。

1 中亚及新疆生态环境变化的驱动力分析

1.1 自然驱动力

近些年来，中亚和新疆地区气候向“暖湿”方向发展，尤其在近20—30年来气温增高趋势十分明显。中亚地区自1980—2011年平均气温升高了1.15℃～1.50℃，时间上表现为春季增温显著，空间上表现为中部、南部、西部及西南部增温显著[3]。在新疆地区，气温在1962年至2012年期间年均增幅为0.27℃/10年，时间上表现为冬季增温显著，空间上表现为北疆增温显著[4]。在中亚典型流域，自19世纪80年代初至2011年，伊犁河流域、乌拉尔河流域气温增高趋势显著，锡尔河流域次之，阿姆河流域年均气温反而有下降的趋势，原因在于阿姆河流域气温变化具有明显的阶段性，自19世纪80年代初至20世纪20年代初处于高温阶段，接下来至20世纪90年代处于以低温为主的波动阶段，从20世纪90年代至今处于回暖阶段[5]。中亚地区的降水量在1990—2009年间呈现总体略微增多的势态，但区域差异性较大，其中南部和东南部降水增多，而西部降水减少[6]。新疆地区降水量呈北多南少、山区多平原少的分布趋势，在1962年至2012年期间，全疆年均降水量增幅达8.5mm/10a，其中南疆降水量增幅高于北疆，且南疆降水增加集中在夏季，北疆降水增加集中在夏、冬两季[4]。

气候变化对干旱、半干旱区生态环境的影响是多层次、全方位的，既有正面影响也有负面效应。（1）植被作为干旱区气候变化的指示器，对温度持续增长做出了特殊响应。周宇等[7]利用GIMMS3g NDVI数据研究了气候变化对中亚植被生长变化的影响，结果显示，以苏联解体为时间界线，在此之前温度升高对植被生长起促进作用，之后却起到抑制作用。（2）土地荒漠化和草地退化现象随温度增高或降水量减少都会更加显著。李诚志等[4]已证实，北疆地区沙漠化在降水量多的年份好转，在降水量少的年份则加剧。（3）中亚及新疆地区的湖泊水位变化与流域内的降水量呈正相关性，与温度呈负相关性，但对于以冰川融水作为水源补给的湖泊，湖泊水位变化与温度呈正相关性[8]，这是由于温度增高加快了冰川积雪的消融速度，使流域内地表径流增加，湖泊得到水源补给水位有所增高。（4）积雪深度与降水量有较高的正相关性，与温度有较低的负相关性，积雪日数与温度有较高的负相关性[9]。此外，全球气候变化推进着沙尘暴、旱涝灾害、雪崩、泥石流等的爆发，对于生物多样性、农业产量、疾病传播等产生着直接或间接的影响。

1.2 人为驱动力

人类活动对中亚及新疆地区的生态环境带来了巨大的灾难（图1），是造成生态环境恶化的主导因素。

（1）盲目农垦。20世纪50年代，中亚地区在前苏联政策扶持下，开展过大规模的垦荒运动，毁坏大片原始自然植被开辟为耕地，着重发展棉花、水稻等灌溉农业。在接下来短短几年的时间里，全苏联的垦荒面积迅速达到41.80×104 km2，相当于现今乌兹别克斯坦国土面积（44.74×104 km2）的93.43%，其中哈萨克斯坦境内的垦荒面积占全部垦荒总面积的61%[10]。在新中国成立以后，新疆地区在以粮为纲的错误引导下，也曾开展过盲目的垦荒运动，这种盲目性主要表现在忽略土质和水源的影响，撂荒现象严重，随之导致土地荒漠化面积增大。大垦荒运动最直接的影响是使自然植被覆盖度降低、土地荒漠化可能性增高。

（2）水资源过度利用。水资源的无偿、无节制使用导致珍贵的水资源浪费现象严重。在中亚地区，全区水利灌溉占用了大约84%的水量[11]，其中乌兹别克斯坦和土库曼斯坦，农业灌溉用水占据全国总用水量的97%以上，其他三国的农业用水比例也均在80%以上[12]。在新疆绿洲内，农业灌溉用水占据已引用水量的80%，且渠系水利用率仅为0.41[13]，大水漫灌现象普遍，水资源的有效利用率低下。随着水利设施的逐渐老化，河水在运输过程中渗漏流失，使水资源浪费现象更加突出。水资源过度开发及浪费使用，尤其是农业漫灌用水量巨大，是导致河流断流、湖泊萎缩的最直接的因素，中亚水资源危机形成的重要因素之一。

（3）灌区污水排放不合理。无论在中亚或新疆地区，农田大水漫灌的现象都十分显著。中亚地区的水田土壤含盐量普遍较高，在进行农作物种植的过程中需定期对土壤进行稀释以降低土壤中的盐分，即先将大量自然水资源引入灌区，保持一段时间后再排放出来，这样以来从灌区排放出来的水中不仅含盐矿物质，而且混杂有大量的农药和化肥等有害物质。这些水一部分被再次排入河流或湖泊，一部分被流经地区的土壤吸收，因此较快地扩大了水质污染、水质咸化、土壤污染和土壤盐渍化的面积。

（4）工业污染。在苏联统治时期，中亚地区的采矿业、冶金业、水电行业等迅速发展。一些分布在河流沿岸的工业区只重视经济发展而忽略环境保护，将含有重金属、矿物盐、石油产物等物质超标的污水和废渣直接排入河流，加大了河水的污染程度。例如在巴尔喀什湖流域污染最严重的别尔迪斯湾水域，水体中铜的浓度达到最大阈值的30多倍，锌的平均浓度为最大阈值的1.2～2.3倍，最高达7.3倍[14]。在新疆地区，自21世纪以来废水排放量持续增长，造纸业、电力热力生产业和石油加工业已成为新疆废水产量最大的三个行业。河水污染使得可利用的水资源更加短缺，对农业、渔业、居民日常生活等带来极大的危害。

图1 人为因素对中亚及新疆生态环境的影响

（5）人口增长。在苏联统治中亚时期，受社会习俗和鼓励生育政策的影响，中亚地区人口增加迅速。伴随着苏联于1991年解体，中亚五国纷纷独立，独立后的国家号召主体民族人口回归祖国，该地区的人口数量持续增长。据资料显示，中亚地区的人口从1913年到2004年大约增长了3.6倍[10]。在咸海流域，人口数量从20世纪60年代的1410万增长到2004年的4380万，增加了约2.1倍[12]。新疆绿洲人口密度于2004年达243人/km2，超出了干旱区人口承载的能力[13]。人口快速增长，加大了粮食和农副产品的需求量，减小了人均用水量和适宜生存空间，加快了气候变化的速度，作为最活跃、最难控制的因子，给中亚生态环境带来了沉重负担。

2 中亚及新疆生态环境保护措施

中亚及新疆地区既承受着生态环境脆弱的压力，又面临着丝绸之路经济带建设的新机遇，保护与改善该地区的生态环境刻不容缓。为缓解中亚地区的生态环境问题，众多学者已做过大量的研究，提出了具有重要意义的建议和措施。

（1）保护植被生态系统。保护植被生态系统既包括对现有植被进行保护，又包括对已经退化的植被进行恢复和重建。可采取退耕还林还草、补播草种、退牧还草、围栏封育、封山育林和建立自然保护区、轮流分区放牧等措施；也可以在水源相对充足地带建设人工绿洲，在山区地带发展草地和林地，在沙漠化的土地边缘种植带状树林等。

（2）调整农业类型。中亚和新疆地区要主动引入先进的灌溉技术，同时也要积极向节水农业、生态农业、有机农业转化。在农田经营过程中，应严格控制灌溉用水，降低施肥强度，提高土壤的有机成分，变单一作物的长期耕种为多种植物轮流种植或套种，加大农田改良的投入资金，适当使用化学改良剂，使土壤脱盐、优化。

（3）控制人口增长。持续快速增长的人口是生态环境恶化的罪魁祸首，直接影响粮食需求、资源利用、气候变化等，而中亚及新疆地区严重短缺的可利用水资源及脆弱的生态环境将难以容忍更大规模的人口。因此，严格控制人口数量，提高人口素质成为缓解资源紧张、环境恶化的必要手段之一。

（4）加强绿洲建设。绿洲内河流污染、地下水质矿化、土壤盐渍化是目前较为突出的问题。加强绿洲建设要严格控制生活污水、城市污水、农田灌溉污水的乱排滥放，禁止农药化肥过度使用，要科学合理地开采地下水，重建已遭破坏的草地和树林，以防绿洲外围干旱萎缩。

（5）增强国际合作，协调区域发展。由于中亚地区的河流多为跨国河流，水资源的空间分布与各国的实际需求存在差异，且上游国家对水资源的过度开发利用使下游国家在水质和水量上都得不到相应的满足。面对水资源日趋紧张的危机，各国之间需要达成共识，真诚合作，积极推进跨国水体污染治理、跨境河流分配与保护等。

3 总结与展望

全球气候变化是干旱区生态环境变化的驱动因素，以盲目农垦、水资源过度利用、灌区污水排放不合理、工业污染、人口增长较快为主的人为因素是该地区生态环境问题形成的主要原因。中亚和新疆地区资源能源丰富，地理环境独特，对国际政治具有较大的影响，保护和改善生态环境是促进经济发展的必要环节，针对亚洲干旱区的生态特征，可从保护植被生态系统、调整农业类型、增强国际合作、控制人口增长等方面展开。