河西走廊荒漠区及水源涵养区水保和人工植被建设刍议

许春娟，贾生海，白有帅，曹睿，王新海，杨耀峰，赵婷婷，党博琪

(甘肃农业大学水利水电工程学院，甘肃 兰州 730070)

河西走廊作为重要的农业区、商品粮和经济作物产地，西北至全国重要的生态屏障[1]，生态系统的稳定具有重要意义。河西走廊地处我国西北内陆干旱半干旱区，人工植被建设对区域生态系统稳定和风沙危害的防治具有重要作用。河西地区地势平坦、降雨稀少，因有石羊河、黑河、疏勒河3大水系，灌溉农业发达[2]。近年来随着生态建设工程的不断实施，河西地区人工植被建设规模不断扩大并向绿洲外围的荒漠区推进，但由于荒漠区水资源稀缺，大规模的人工植被建设特别是造林后，生态系统的稳定性和后续管理等问题亟需关注解决。

1 河西走廊荒漠区植被建设现状

河西走廊不仅是西部生态安全屏障建设的枢纽，也是丝绸之路经济带的生态敏感区[3]，重要的地理位置和生态系统的脆弱性，其生态系统的稳定一直备受关注。王琪等[4]对河西走廊沙漠戈壁光伏产业太阳能利用率进行研究，得出沙漠戈壁光伏产业相比荒漠植物可以有效改善区域气候，其在环境生态研究中具有一定价值。李传华等[5]对河西地区2002—2018年的NPP(净初级生产力)进行了估算，得出升温和增湿都可以使NPP增加，在西北地区气候的不断暖湿化下，河西走廊的植被会不断改善。谢宏杰[3]提出河西地区荒漠化和土地沙化问题十分严峻，急需关注和解决，将河西走廊打造为国家防沙治沙综合示范区是必要举措。河西走廊荒漠区生态巨变的2大主要因素是人类生产生活方式和气候、水文的变化相互交错[6]，水资源的短缺、荒漠化的加剧使得生态环境尤其脆弱，人工植被建设、防沙治沙等行动显得尤为重要。河西地区在1978年启动了“三北防护林工程”，以建设农田防护林、防风固沙林、水土保持林和牧场防护林为主，生态环境得到了较大改善，但因其特殊的地理位置、严重的风沙、水资源紧缺等条件影响，生态环境的治理需要持续加强[6]。河西走廊大面积荒漠化土地中天然草原所占比例较大，荒漠草原总面积占甘肃省草原总面积的28.78%[7]，在长期的自然环境下形成的荒漠草地植物群落和荒漠草原生态系统是河西走廊最主要的生态保障[8]。

河西走廊占据重要地理位置、气候独特，南与祁连山国家森林公园相接，北被沙漠环绕[5]，是西北重要的生态屏障，广泛分布有山地、荒漠、戈壁、绿洲，生态环境极其脆弱[2]。河西走廊位于北部祁连山脉和南部马鬃山、龙首山和合黎山系之间，内流区包括疏勒河、黑河和石羊河3个流域[9]，总面积30.9万km2，除南部山区降水量在300mm以上外，其它大部分地区降水量小于200mm，在下游尾闾地带甚至不足50mm[10]。主要植被为林地、草地、耕地、荒漠，荒漠是河西走廊主要的土地类型，面积达22.7万km2，占区域总面积的73%，绿洲仅占6%左右。其中以砾石覆盖的荒漠戈壁分布面积较广，大部分远离绿洲及河流，植被类型以靠降水维持的灌木、半灌木、多年生草本等为主，沙漠化面积约占荒漠总面积的5%左右。干旱区人工植被建设以造林为主，近年来河西地区造林面积呈逐年增加趋势，武威、金昌、张掖和酒泉等市2010年造林面积分别为18.8万、5.5万、14.1万、8.2万亩，2018年达51万、8.6万、51.3万、16.5万亩，每年造林面积分别增加了2.7、1.6、3.6、2倍。随植被建设规模扩大，绿洲内部及周边适宜造林区域逐渐缩小，绿洲外围的荒漠区逐渐成为造林重点区域，并有向远离绿洲、人烟稀少、水资源严重匮乏的外围区域扩展趋势。一些地方为打造贯穿荒漠戈壁的“绿色通道”，公铁路沿线实施的绿化工程也逐步向荒漠戈壁深处延伸。一些荒漠区的造林弱化了成本投入评估，较多追求规模面积，忽略了对荒漠区造林的合理性和实际生态效益的考量。

2 祁连山水源涵养区植被建设现状

祁连山融雪是河西走廊农业发展的主要灌溉水源[11]，其生态系统的稳定对于保证河西走廊地区农作物的生长和其战略地位具有重要意义。河西绿洲长廊通过祁连山的滋养，阻断了库木塔格、巴丹吉林、腾格里等沙漠的东移南侵，是中国西部重要的冰川和水源涵养生态功能区[12]。祁连山水源涵养区，是黑河、石羊河、疏勒河、大通河、党河、哈勒腾河等诸多河流的源头区，行政区主要涉及甘肃省的张掖、酒泉、武威等地市。该区生态系统类型主要有针叶林、灌丛及高山草甸和高山草原等，具有重要水源涵养功能。祁连山水源涵养区水土保持问题主要集中在浅山区，该区域水土流失主要以水力侵蚀为主，地形特殊，农田、草场交错分布，气候干旱，人类活动多，水土流失严重，山洪、泥石流时有发生。

早期由于祁连山林地陡峭，缺乏劳动力且交通不利，造林资金缺乏，无法实现人工造林，主要以封山育林措施增加森林面积，2002年前后林区面积约60.7万hm2，在森林覆盖率21.3%时约有20万hm2的灌木林地破坏非常严重，通过封山育林措施森林资源面积扩大了22.7万hm2[13]。自祁连山国家级自然保护区建立，保护区不断加强祁连山生态环境的保护，森林面积也实现了大幅增加，但由于森林资源缺乏、林牧矛盾突出等问题，灌木林、草原等出现严重退化，其生态环境的建设需继续加强和不断努力[14]。

3 植被建设存在的问题

3.1 祁连山水源涵养区植被建设存在的问题

(1)对植被建设的重视度不够，没有意识到林区植被建设对于维持祁连山水源涵养区生态环境稳定的重要性，当地村民长期过度放牧已成为习惯和经济收入的主要来源。

(2)没有制定专门的政策，传统观念较深，只有利用，没有保护和建设，林业管理者专业知识不够，与科学技术的结合极少。

(3)缺乏科学规划，对不同时期不同阶段的植被建设和保护没有科学规划和分类管理，植被种类单一，管理和建设方法单一，没有将植被的保护、恢复和重建结合起来。

3.2 河西走廊荒漠区植被建设存在的问题

(1)荒漠戈壁大规模造林增加绿洲水资源消耗

干旱区降水稀少、蒸发强烈，地表水和地下水仅占全国的3.5%和5.5%，水资源十分紧缺，在荒漠区大规模造林会增加绿洲水资源的消耗。据全省水资源公报，2010年河西走廊的内陆河黑河和石羊河流域林果灌溉面积为63.88万、25.73万亩，2019年为124.27万、48.06万亩，分别增加99%、87%；2010年林果灌溉用水量为1.95、0.24亿m3，2019为2.81、1.01亿m3，分别增加45%、321%。在水资源向远离绿洲及河流的荒漠区进行输送灌溉时，也会通过较强的蒸发、渗漏等过程大量损耗，降低水资源的利用效率。对水资源约束型的地域，过度挤占和损耗水资源将影响绿洲经济社会各个方面。

(2)荒漠戈壁造林影响生态系统稳定性

荒漠戈壁降水量多在150mm以下，植物主要依靠降水维持，其天然植被分布格局是水分、土壤等条件长期影响的结果，对干旱区气候等环境因子变化具有一定适应性。人工造林后原有植被格局发生变化，水分、养分等资源承载力不足，生态系统的稳定性需要人为干预才能维持，否则将迅速退化，加速荒漠化进程。砾石覆盖的荒漠戈壁区地表结构相对稳定，造林过程中对地表土壤的扰动疏松使之易受风蚀作用影响。在远离绿洲的荒漠区开展造林活动，不能对绿洲形成有效防护，不能达到美化人居环境的目的，局部造林也不能对大区域气候起到调节作用。

(3)荒漠戈壁造林投入和维护成本较高

一是荒漠戈壁土层较薄、砾石含量很高，为确保成活需要客土改壤，工程量很大；二是在降水量稀少、远离灌溉水源的荒漠区域，解决灌溉问题需进行水渠、管道等建设，或进行远距离运输灌溉；三是为保障造林成果，后期管护要跟上，需要持续的人力经费支持；四是造林对防止荒漠区公铁路沿线的风沙侵害作用不明显。干旱区著名的“包兰铁路”、“塔中公路”等穿越沙漠的公铁路，受风沙侵害严重，需要开展大规模防风固沙工程，但荒漠戈壁区流动沙源较少，地表以砾石覆盖为主，公铁路沿线受到风沙侵害威胁很小，通过造林防护安全意义不大；五是破坏了“大漠长河”的荒漠戈壁景观风光。许多南方游客到北方来参观考察或驾车旅游，是为了体验气势恢宏的大漠戈壁景观。如果说绿树成荫的江南是一种柔美，则“大漠长河”的荒漠戈壁是一种壮美，不同地域有不同特色，应尽量保持大漠戈壁的“壮美”。

4 未来发展建议

4.1 祁连山水源涵养区发展建议

(1)探索开展祁连山浅山区水土流失综合治理。围绕浅山区侵蚀沟道，通过浆砌石谷坊群治理措施，结合乡土树草种植，达到水土流失与山洪灾害共治的效果。

(2)加强水源涵养地保护与建设。持续推进退耕还林(草)、退牧还草、牧民搬迁、草地围栏封育、土地荒漠化治理等水土保持工程。

(3)加强祁连山区水土流失监测。依托卫星遥感、地理信息系统和全球定位系统技术，准确预报水土状况、植被状况等相关数据，为科学有效地保护水源涵养区提供数据支撑。

(4)出台祁连山水土保持条例。通过宣传和引导，树立尊重自然、顺应自然、保护自然的理念，明确祁连山生态保护责任，搭建不同区域与部门协同配合机制，共同推进祁连山大保护，协同推进祁连山大治理。

4.2 河西走廊荒漠区发展建议

(1)要有明确目标和科学规划

荒漠区的植被建设不应单纯以突出造林规模、扩大造林面积为主要目的，应综合考虑国防、经济、生态建设等重大战略需求，在经过充分论证的基础上制定统筹兼顾的长期规划，科学合理确定干旱区造林的区域、范围和规模。

(2)要注重合理空间布局

干旱区植树造林的重点区域应是人类居住区域(城区、村镇周边)、绿洲防护体系、风沙侵袭危害严重及具有重大国防、经济及生态建设意义的区域。绿洲外围荒漠戈壁区的造林应以耐旱的“雨养植被”为主，而不是速生的柳树、杨树、松树等高耗水树种。对远离绿洲、人烟稀少的荒漠戈壁应以自然植被生长为主，尽量减少人工干预。

(3)要坚持“以水定植被”原则

水资源是干旱区经济、社会和生态发展的命脉，而干旱区荒漠戈壁的面积非常广阔。若不坚持“以水定植被”的生态建设原则，将有限水资源投入到广阔地域的生态建设中，不仅生态系统难以为继、有违科学规律，也会制约干旱区经济社会的可持续发展。

(4)要加强已造林管理维护、后续跟踪监测和效益评估工作

加强造林后的管理维护，巩固前期造林成果，开展造林成活率、后期植被状况的跟踪监测，科学合理评价各地区造林实际成效。对造林后的生态效益进行评估，为干旱区今后植被建设提供参考依据。

5 结语

河西走廊荒漠区及水源涵养区的水土保持和植被建设工作一直备受关注，且取得了一定成效，但鉴于河西地区特殊的气候条件、自然地理位置等，其水土保持和植被建设工作还需进一步加强，在制定和实行管理方针政策的同时注重植被自然生长规律和过程管理。从根源上预防保护、加强过程跟踪管理，将预防保护、过程监测和强制管理有机结合起来。