对玛纳斯河流域生态保护的思考

周吉军

（新疆兵团勘测设计研究院，新疆 乌鲁木齐 830002）

1 河流生态特点

玛纳斯河发源于天山北坡，由南向北流入准噶尔盆地腹地，是盆地南缘最大的一条河流，在天山北坡绿洲带具有典型代表性。

河流源头是海拔5 000 m以上的冰川，肯斯瓦特水文站以上河段穿行于高山峡谷，两岸陡峻，河谷深切，河床基岩出露，鲜有河谷林，两岸支沟及阶地分布稀疏乔木和灌木，河中生长珍贵的高山冷水保护鱼种——新疆裸重唇鱼；肯斯瓦特至红山嘴河段穿越第四纪沉积的向斜洼地，河谷两岸分布依靠降水生存的灌木，河床为裸露的砂砾石，没有植被；在红山嘴以上5 km左右河段，受玛纳斯背斜泥岩顶托，河床泉水长年出溢，且有高位泉分布，河谷林发育；红山嘴至夹河子河段，两岸高阶地广布耕地，河床砂卵石渗漏强烈，没有植被；夹河子水库以下直至小拐河段河床质颗粒逐渐变细，河岸低缓，河曲发育，芦苇等植被茂盛，主要依靠地下水生存；小拐以下直至玛纳斯湖两岸为沙漠景观，主要生长梭梭柽柳等沙生植物，河床萎缩且经常断流；尾闾玛纳斯湖已经干涸，现为盐矿。

玛纳斯河生态保护敏感目标为新疆裸重唇鱼，其产卵区为红山嘴以上泉水溢出河段。

2 河流水文特征

玛纳斯河从高山流向盆地，构成径流形成、运移转化、蒸发散失的水循环过程。按照河流生态健康一般原则来看，河道断流是河流不健康的表现，但西部内陆干旱区的玛纳斯河有其特殊性。

从水文条件看，天山北坡河流的径流量年际变化不大，但年内分配丰枯悬殊，玛纳斯河肯斯瓦特站曾实测到夏季洪峰流量1 095 m3/s，冬季最小流量仅为5.98 m3/s，这个流量不可能流到尾闾，冬季断流几乎年年发生。

从河流沿线地质情况看，肯斯瓦特至红山嘴河段穿越东西展布的巨型向斜构造带，带内沉积巨厚的第四纪砾岩，具强透水性，小流量进入此河段不久即大部渗失于砂砾石河床形成潜流，常见河床断流现象；红山嘴断面有背斜泥岩顶托，河床潜流溢出，还有左右两侧山间洼地回归水以高位泉方式溢出，此河段则常年有水；红山嘴之后河流进入冲洪积扇，因存在山前断裂，基岩面急剧下降，河床砂卵石巨厚，河水再次大量入渗。在下游扇缘地带河床质变细，渗透能力降低，再次以平原泉水方式出溢，这个特点与天山北坡其他山溪性河流类似。

从人工干预过程看，随着屯垦事业发展，特别是大泉沟和夹河子等平原水库建成后，夹河子水库以下河道每遇枯水年即全年断流。

从流域经济社会发展和沿岸生态状况看，自然生态有退化但并没有产生严重生态问题，也没有恢复原貌的可能性和必要性。故本河流的生态基流控制，不能忽视其自然本底特点，必须分河段区别对待。

3 尾闾湖泊生态特点

按照内陆河生态完整性角度看，尾闾湖干涸是河流不健康的表现，但玛纳斯河也有其特殊性。自20世纪90年代至今，有很多专家学者对玛纳斯湖的演变历史、干涸的原因、生态特征开展了持续深入的研究，研究空间范围扩展到整个盆地四周，研究时间跨度上溯到300年前，这些研究成果对流域治理面临的生态问题思考具有启发作用，简要归纳为以下几个方面：（1）玛纳斯河不是此湖唯一的源流。历史上除玛纳斯河入湖之外，盆地南部的三屯河和呼图壁河、西北部的达尔布迪克河、北部的乌伦古河甚至额尔齐斯河都曾经是古玛纳斯湖（阿雅尔淖尔）的源流，受地壳运动、气候变化和人类活动影响，直到十九世纪末二十世纪初，才只剩下了玛纳斯河一条入湖河流[1]。所以说，玛纳斯湖区是准噶尔盆地最低洼的地方，也是诸多河流的归宿地，恢复玛纳斯湖的任务一旦提出，涉及范围几乎涵盖盆地周边所有绿洲经济区，不可不慎重。（2）玛纳斯湖随气候变化曾经历过多次的充盈至干涸变化过程。这是通过研究湖底沉积和湖岸生物残留得出的结论，也就是说即使在农耕规模不大的时期，只要气候变化导致入湖水量变化，湖泊就相应随之变化，天然来水过程主导了湖泊水面大小。1999年是最新一次充水，当年玛纳斯河出现五十年一遇洪水，年径流量达到18.8亿m3，是均值的1.5倍，上游用水没有减少，但湖水面依然恢复到60 km2以上。所以仅靠人工干预维持某个规模稳定水面的想法，不符合自然规律。（3）玛纳斯湖是一个游移湖。受地壳运动和河流冲淤变化影响，湖区的核心位置多次变迁，最近一次是1915年玛河改道向东进入现在的湖区位置。1999年洪水入湖，形成的水面重心也主要在小拐以下河段，到达老湖区的水量有限。所以，如果作为保护目标，确定湖区位置和边界范围都将很困难。（4）研究证明，水土开发直接影响湖泊状态，但流域生态环境总体向好。研究人员查到了1863年清代北疆昌吉至玛纳斯县一带耕地面积达到6.33 万hm2时的湖面范围，发现在当时湖面已大幅度萎缩，玛纳斯河水利志记载建国初期湖面尚有500多km2。此后流域屯垦快速发展，上游陆续新建了大量水利工程特别是平原水库，逐渐形成石河子等人口聚集区和诸多工矿企业，以人工绿洲为主的新生态环境格局逐渐形成。1962年灌溉面积达到17.67万hm2时，玛纳斯湖再次完全干涸。本次干涸得到了人们持续的关注，绿洲生态与自然生态合理边界的争论与研究一直在持续，特别是近年来借助卫星遥感影像资料的对比分析成果表明，人工绿洲成长与天然植被退化都存在，但流域植被覆盖度总体增加，是人与自然和谐共生状态[2]。（5）玛纳斯湖区生态需要继续深入研究。通过对湖区周围生态环境的实地考察发现，湖盆内部广布盐矿，根据有迹可见的湖岸高程看，湖水最深仅0.8 m，矿化度很高，没有发现鱼类生长迹象，水生植物甚至枯死的残留根系都少有发现。在离开湖区一定距离，盐生及沙生植物如梭梭等至今生长良好，这些植被显然是依靠稀少的天然降水生存的，与湖水关系不大。可见，降水量100～150 mm的玛纳斯湖区生态保护有其特殊性。

综上所述，虽然湖泊作为湿地的生态学意义不容置疑，但因对流域大的时间尺度下气候变化规律的认识有限，面对目前已形成的流域经济社会发展局面，人们对恢复玛纳斯湖均持审慎的态度。

4 流域生态保护原则

通过对流域生态演变回顾和经济社会可持续发展分析，在目前条件下，河流生态保护应在尊重自然规律基础上，建立明确的管控指标，规范人的行为。基本目标是流域经济社会用水总量不再增加，保证自然生态维持现状不再退化。近期应该遵循的生态保护原则是：第一要保证新疆裸重唇鱼这一珍稀水生生物物种延续；第二要维持河谷林及近岸植被不退化，保证汛期河流连续性、枯水期关键河段不断流；第三要保证下游河道多年平均输水量不减少，尽量延长1999年充盈的湖泊寿命。必须采取的强制性措施有：（1）肯斯瓦特水利枢纽工程建设必须在坝后同步新建鱼类人工增殖站，在工程运行寿命周期内，持续实施人工繁育工作，对土著珍稀鱼类进行种群保护，每年放流数量不少于50万尾。（2）肯斯瓦特水库电站运营期间1台10 MW的小机组24小时不间断运行，下泄生态基流不小于3.87 m3/s，并安装生态流量在线自动监测系统，进行实时监控，保证生态基流泄放。（3）流域灌溉面积21.09万hm2不增加、地表水不增引。灌区通过推广高新节水技术满足经济社会发展，保证夹河子水库断面多年平均下泄河道水量不低于6 556万m3，维持1970—2006年期间的水平，并在库后设置生态水量监测断面，由流域管理机构监督落实，保证下游河道和尾闾湖泊生态不退化。

5 下游生态水量控制合理性分析

根据1970—2006年夹河子水库管理资料，发现37年是一个不连续的泄水过程，有许多年份没有泄水记录，而1999年当年的下泄水量就达到6.39亿m3，使玛纳斯湖再现于沙漠边缘。经不连续系列统计分析，多年均值为6 556万m3，虽然仅占地表水量的5%，仍然具有极大的生态价值。

为满足玛纳斯河流域经济发展和社会稳定，解决防洪安全和水资源优化配置问题，需要修建山区水库，但建成后人类对玛纳斯河的水资源控制能力会更强，如果不采取有效管理，天然洪峰到达下游尾闾湖泊的概率会继续下降。为此，水利和环保专家从现实可能性和遏制自然生态恶化必要性考虑，提出流域水资源管理及工程调度运行应以此数据为刚性约束，并由流域机构负责监管。最近十年，此项指标的约束效果很好，湖区至今仍然维持一定的水面面积。