0 引言

民勤綠洲位于東經103°02′-104°02′，北緯38°05′-39°06′，處于河西走廊東部北側石羊河流域下游，深居沙漠腹地，處于騰格里和巴丹吉林2個沙漠間，中部由石羊河洪積及湖積形成的綠洲[1],總面積1.6×104km2,其中沙漠、戈壁、剝蝕山地和鹽堿灘地占總面積的91%,農田綠洲占總面積的9%.轄20個農業鄉（鎮），3個牧業鄉，共249個行政村，總人口28.86萬。盆地大部分為沙漠所覆蓋，氣候干燥，年降水量僅為115 mm,但蒸發量卻高達2646 mm.

民勤綠洲地區，曾經是植被茂密、物種豐富、水草特別豐美的天然柴灣[2].但是，由于石羊河上游農業生產規模擴大及水資源的需求增加，流入石羊河中下游的水量急劇減少[3-4].為了維持下游的生產規模和緩解生態用水的需求，在上游來水量急劇減少的情況下，從20世紀70年代開始，該流域中下游地區出現了大規模開采地下水的現象，特別是民勤綠洲區更為嚴重，到1995 年該縣已打井 11000 余眼，造成地下水位下降 4~17 m.據統計，1995 年民勤全縣實際播種面積僅占總耕地的1/2,造成土地大面積棄耕而撂荒[5-7].如果管理不當，這些退耕地就會不斷退化，甚至引起風蝕沙化，成為新的沙塵源，勢必會加快石羊河中下游地區向中國沙塵源區和特級生態危機區轉變，由于上述人類活動，違背了綠洲的生態規律，使自然條件嚴酷、生態環境脆弱的民勤綠洲呈現不斷衰退的趨勢[8],生態環境面臨著嚴峻的挑戰。因此，如何促進該地區生態環境的保護、修復和改善是亟待解決的新課題，同時也關系到該地區生態環境的可持續發展及綠洲生態系統的安全及穩定。

1 民勤綠洲生態環境現狀及其特征

1.1 地下水位下降，水質惡化

近年來，隨著石羊河流域中上游工農業生產規模的不斷擴大和超量開采地下水，使地下水位大幅下降，民勤流域水資源嚴重缺乏，生態環境進一步惡化[9-10].

民勤綠洲目前地下水位已達10~30 m,重復利用地下水，加劇水質的惡化，地下水礦化度增加了0.5~5.6 g/L,同時范圍也逐漸擴大，水質惡化的趨勢由北向南推移。1995年湖區一帶分布約250 km2土地地下水礦化度超過5 g/L,有的地方高達16 g/L.導致7.61萬人、12.41 萬頭牲畜飲水極度困難，目前仍以年均 0.12 g/L的速度上升[11].

1.2 土壤鹽漬化

民勤綠洲是該地區一種特殊水熱條件組合下形成的特殊景觀， 綠洲內部土壤鹽漬化區域是人類活動最為集中的地方，也是遭受鹽漬化危害最嚴重的地方[12].

近些年來，石羊河流入民勤境內的水量急劇減少、淡水資源緊缺，不得不打井引用地下水灌溉或棄耕，地下咸水大量灌溉于農業，而全年有效降水不能淋溶出植物根區的鹽分，使得鹽分在土壤中不斷積累，影響土壤質量，進而降低作物產量[13-14].20世紀60年代初退耕地鹽漬化面積從1.25×104hm2上升到80年代初的2.2×104hm2,到90年代初，鹽漬面積已擴大到4.1×104hm2.根據甘肅省地礦局統計，1994 年民勤具有細土帶面積3733.5 km2,其 中 非 鹽 漬 化 土 地 1205 km2,剩 余2528.5 km2土地都有不同程度的鹽漬化。其中，輕鹽漬化的有325 km2,輕鹽土為20 km2,多數分布在湖區一 帶 . 據 調 查 湖 區 1958 年 耕 地 鹽 漬 化 面 積 為105.33 km2,到1981年上升到255.93 km2[15].

1.3 植被減少，沙丘活化

上游地區超量用水，使下游地區的地表徑流量銳減，不能滿足農田灌溉，便轉向地下水開采。近20年來，地下水量的嚴重超采，造成民勤綠洲地下水大幅度下降，植被枯梢甚至死亡。20世紀50年代民勤僅天然“柴灣”就有724 km2,截至1991年，累計營造灌木林274.2 km2,沙棗林172.5 km2.后來人工林發生嚴重衰退，天然“柴灣”有58 km2生長不良，360 km2死亡；沙化退化面積有4463.33 km2[16].

近20年來，地下水位逐年下降，草本嚴重衰退，尤其是草甸植被，大幅降低生物生產量。20世紀50年代，沙棗是民勤綠洲主要的治沙造林樹種，地下水位下降到6 m以下時，沙棗就會衰敗甚至死亡[17-18].旱生的沙拐棗、油蒿等取代了由于缺水逐步衰亡的半固定沙丘上的梭梭；旱生的白刺群叢逐步代替了棄耕地上的濕生植物。在現存的小灌木、半灌木荒漠植被中，只有衰敗的沙蒿和苦豆子群叢，其他植物很少，植物衰退十分嚴重，凝結水與大氣降水成了天然植被生長所需要的唯一水分。植物根系由于吸不到水分而嚴重衰退甚至死亡，導致風沙威逼民勤綠洲，流動沙丘每年以3~6 m的速度向前推進[19].

1.4 土地荒漠化和沙漠化

土壤鹽漬化會影響人類的生存環境，同時，也會加劇土壤荒漠化和沙漠化，綠洲邊緣的沙丘正逐步推向農戶住宅區，面積也在逐步擴大，生態環境的日益惡化，嚴重摧殘了本來就十分脆弱的荒漠生態系統，使其處于危機之中。

自清代康熙年間，土地荒漠化程度不斷加重。解放前200年內，民勤綠洲內大量農田遭到了流沙埋壓，被吞噬的農田約1.7×104hm2;原石羊河的終端湖--青土湖，成了沙漠入侵綠洲的通道；綠洲內唐代連古城及漢代三角城這2座文化遺址陷入沙漠6 km[20].

植被衰退甚至死亡，導致民勤綠洲防風固沙天然屏障的破壞，使沙丘活化，荒漠化與風沙災害加劇。全縣有荒漠化土地889.20 km2 [21],約1/3的現有灌區內耕地遭受風沙威脅，時常發生毀種、毀苗的現象。

1.5 土地因灌溉水源嚴重不足而棄耕

石羊河流域中上游大量用水，下游來水量的減少，造成民勤盆地地表水嚴重不足，使成片土地撂荒或者棄耕。民勤綠洲內用河水灌溉播種的面積，由原來6×104hm2減少到2.7×104hm2,壩區原有2×104hm2耕地可利用河水灌溉苗水1~2次，現已全部用井水灌溉。湖區因缺水大約 0.67×104hm2水歇地全部棄耕或者撂荒，1.2×104hm2耕地改為輪休地或部分撂荒棄耕。據民勤縣資料顯示，1995年，全縣耕地有8×104hm2以上，而實際耕種面積只有4×104hm2[22].長期的棄耕又會引起土地風蝕沙化，形成一個惡性循環。水源匱乏是制約民勤綠洲生態環境恢復及工、農業發展的主要的限制因子[23].

1.6 土壤板結適耕性日趨變差

民勤綠洲由于水源匱缺，部分耕地灌溉不得不使用高鹽、高堿的地下水，使土壤含鹽、咸量迅速增加，土地生產力持續下降，破壞了耕地的物理性質、化學性質及生物學性質，久而久之土地的適耕性逐漸變壞。鈉離子大量存在于高礦化度地下水中，使土壤中膠體分散，耕地板結硬化，孔隙堵塞，透氣性變差，不但翻耕困難，而且耕后土塊大而堅硬，難以敲碎，使農業用工和費用增加。

1.7 風沙災害和沙塵暴

據記載，近年來歷史上罕見的強東風和沙塵暴多次襲擊民勤綠洲，次數越來越頻繁，間隔時間也越來越短，且風力大多數在 9 級以上，有時風速達 22 m/s.1993 年 5 月 5 日，在民勤綠洲一帶出現的特沙塵暴，黑霾墻高300~400 m,瞬時高達700 m,最大風速34 m/s,使民勤遭受的直接經濟損失達2.36億元，并造成數十名小學生和數千頭牲畜傷亡[24].2010年4月24日，民勤縣遭受了10~11級特強沙塵暴襲擊，持續約3 h.最小能見度為0 m,瞬間極大風速達到28 m/（s陣風10級）。據初步統計，這次災害給民勤縣造成直接經濟損失達2.5億元。

1.8 部分水體污染加劇

河西走廊疏勒河水系污染較嚴重，其支流石油河有66.7%的項目超標，揮發性酚超標65.2倍、石油類24.2 倍、氨氮 2.74 倍、銅 2.00 倍、高錳酸鉀鹽指數超標0.45 倍；其次是石羊河水系，僅武威市 2000 年排入石羊河的廢污水量就達2471147萬t[25],生化需氧量、高錳酸鉀鹽指數、大腸菌數等均超標。水質的污染及鹽化不僅加劇了水資源危機，而且也加劇了生態環境的劣變。綠洲農業中下游生態環境嚴重惡化，造成中游報喜，下游報憂，綠洲上移的局面，這都是由于石羊河上、中游過度用水而造成的不良結果。

上述體現的由于水體污染而使生態環境惡化問題中，土壤積鹽和氣候干旱極其相關的[26].民勤綠洲區內不斷退化和被損壞的生態系統功能，限制了社會經濟的發展，同時隨著生態屏障的消失，不但加劇了民勤綠洲生態環境的惡化，也會使武威盆地環境與經濟的發展面臨更大的威脅。

2 民勤綠洲生態環境惡化的驅動因素

2.1 自然生態環境十分脆弱

民勤綠洲地處黃土高原與內蒙古高原交匯地帶，是中國生態環境脆弱區之一。三面環沙，綠洲北部、西部、東部為巴丹吉林沙漠和騰格里沙漠，僅有南部沿石羊河一條綠色通道與流域中上游的武威綠洲相連，綠洲內大部分土地由沙礫石覆蓋，具有地緣性、維水性和脆弱性的特點。在氣候上是溫帶半干旱荒漠氣候區，日照豐富，寒暑巨變，大風、沙塵暴多，降水量少，蒸發量大；在景觀上表現為一望無際的沙漠與戈壁。

2.2 上游需水量增加，流入中下游水量急劇減少。

石羊河是唯一流入民勤地區的地表水源河流，流域上游各支流的出山口徑流量由20世紀50年代的15.592×108m3減少成20世紀90年代的的13.716×108m3[6],且上游支流出山口年均徑流量最小值11.606億m3出現于40年前的1970-1974年[27].近30年，由于上游武威盆地興建山谷水庫和水利配套工程，上流灌溉等用水量增加，使得流入民勤綠洲地表水逐年遞減，由50 年代 5.935 億 m3降到90年代1.805億m3,上、下游地表用水比例由1950年的1:0.62降至1990年的1:0.15（見表1）。

石羊河徑流的演變情況表明，該流域在水資源管理及開發利用等各方面都存在弊端，這些弊病已造成民勤綠洲缺水嚴重，耕地面積日益退化萎縮，使民勤綠洲乃至整個石羊河流域的土地沙化及荒漠化嚴重，農業及生態環境日趨惡化[28].

2.3 掠奪式開采地下水資源

近些年來，石羊河流入民勤綠洲內的水量急劇減少。根據有關水文資料，20世紀50年代民勤綠洲地表水年均徑流量為5.0億~6.0億m3,70年代大幅減少，平均為3.23億m3,到90年代僅約2億m3,比50年代減少了近2/3.特別是近40年來，民勤綠洲地表水流量以年均2%的速度減少。為了維持原有的農業生產及生態用水，大規模超量開采地下水的現象出現，人們從20 世紀 60 年代末 70 年代初開始打井提取地下水，至今已打井11000余眼，其中6000眼深水井。年均提水量4.5億~5.0億m3,年均超采約2.4億m3.由于采補失調，最后導致地下水位大幅度下降，有的地區下降17 m.

當地農民為了提水，不斷更換深井機泵，取水材料及電費等運行成本逐年增加。掠奪式開采地下水使地下苦水出現了穿層運動，造成湖區人畜飲水質量惡化；地表水的嚴重不足，不得不反復提灌地下水，導致地下水濃縮水質變劣，造成大面積土地鹽漬化[18].

2.4 區內人口壓力過大

據史料記載，1934 年民勤縣僅有人口 11.3 萬，1996 年達到了 28.86 萬，增長 2.5 倍以上。過去人們主要依靠泉水與河水進行農業灌溉。近幾十年來，由于人口迅速增加，河水急劇減少，開采地下水成為民勤綠洲生存的必然之舉。導致地下水位急劇下降，使得綠洲內原有林木逐漸死亡，很多“柴灣”變為活化沙丘。不僅如此，由于沒有根本解決將近30萬人的糧食、燃料及家畜飼料等問題，其長期的樵采天然植被、開墾農田，嚴重地破壞生態環境，加劇了民勤綠洲的沙化進程。

總之，民勤綠洲生態環境的惡化無論是自然因素還是人為因素，各種矛頭都指向日益短缺的水資源。

3 結論與討論

經過對民勤綠洲生態環境現狀、特征及其惡化的因素進行分析，筆者認為從以下8點出發，可促進民勤綠洲該地區生態環境的保護、修復、改善及其可持續發展，同時也有得于民勤綠洲生態系統的安全及穩定。

3.1 充分發揮石羊河流域管理機構的職能，統籌規劃，依法治水

3.1.1 按照“代內公平”原則，合理調配流域水量 在干旱環境條件下，一個流域的水資源數量是有限的。要發展河流全流域的社會經濟，不能超越“綠洲經濟”發展的客觀規律。必須參照國內外用水標準，在上、中、下游全范圍內，根據其發展狀現狀和水資源的多少，以水定人口、耕地、林牧，甚至以水定產業結構。但從目前經濟發展狀況看，不可能也不應該為保證上、中游的經濟發展而犧牲下游，更不能以制約上、中游發展工業與農業的代價來維持下游的生態自然平衡。這些矛盾迫切需要尋求一種切實可行的水資源調配方案，確保石羊河流域上、中、下游3個范圍內可持續的發展。

據石羊河水土資源現狀分析顯示，多年平均水資源量為17億m3.按照現行灌水方法，可灌溉面積最大為24.5×104hm2,而當前實際灌溉面積已達33.4×104hm2[22],而且流域內生活和工業用水不斷增加，水資源明顯利用過度，使得中下游用水矛盾突顯。今后需根據水土資源的承載能力，流域綜合水利合理開發利用程度，并結合適度規模經營的實際，統籌兼顧，妥善處理全流域內的關系，發揮流域生態系統的調節功能，增加石羊河下游水量。要以持續發展的戰略統籌考慮環境與資源的承載能力。在提高水資源利用效率和節約用水同時，應給予民勤綠洲地區合理適量的地表水，盡早制定落實整個流域分水方案，使民勤盆地有一定的生態用水和生產用水。

首先，按照統籌兼顧的原則，使石羊河流域各地區用水得到合理分配，不能偏廢任何一個區域，真正發揮甘肅省石羊河流域管理局的權威水量管理職能，并以工程措施及相應的管理制定，保證實施流域內地表水分配方案；其次，以建設節水型社會為中心，破解“結構性缺水”難題，進行跨流域調水，促進生態持續好轉；最后，扎實推進石羊河流域后期治理項目，將民勤地下水開采量控制在8506萬m3,確保石羊河流域內蔡旗斷面過水量在3億m3.

3.1.2 改善地下水質，合理治理地下水 民勤綠洲地下水水質差是符合水質分異規律的，從地理位置來講民勤盆地是石羊河流域的尾閭區；從自然形成過程來講，這個區域成了積鹽場。改善地下水質最終目標就是降低地下水的礦化度，最好的方法就是使地下水中的鹽分合理轉移。其主要途徑有：（1）建立鹽場進行曬鹽，或將高礦化度的地下水抽出并排入沙漠低地，綜合利用地下水；（2）利用地表水源補給地下水，稀釋地下水；（3）結合鹽堿地改良，進行綜合治理。

3.1.3 采取嚴厲措施，限額地下開采《武威快報》顯示，民勤綠洲的湖區在1995-1997年間共打井170眼，靜水位逐年下降，有的區域下降10 m,水質日趨惡化。為解決人畜及生產用水，原中渠鄉（現合并為西渠鎮）所打的70眼深井中，已有20眼井水中礦化度超過2 g/L,5 眼已超過 5 g/L 以上。根據考察成果可知，應采取嚴厲措施，在采補平衡的前提下進行限量開采，使地下水資源得到合理利用，對當地開采地下水的行為作出規劃，并論證。逐步實現生態平衡，使地下水位停止下降，使生態環境得到改善和恢復。

3.1.4 從外流域調水，以緩解當地的用水矛盾 武威地區水利部門資料顯示，民勤綠洲共有水資源2.8億m3/a,其中，可利用的水資源有2.2億m3/a,已實施調水工程可供水6×107m3/a.人畜的用水量為 2.95×106m3/a,林地、草的地用水量為0.2億m3/a,工業的用水量為 1.27×106m3/a,可利用于農業的水資源每年只有2.5578億m3.

按當前平均灌溉用水量7.5×103m3/hm2計算，可灌溉農業用地 3.14×104hm2,也就是說 3.14×104hm2耕地與2.56 億 m3水是維持生態系統良性循環的平衡點。石羊河流域屬于典型的水資源匱乏地區，從長遠看節流確有巨大潛力，但跨流域調水是破解該區域“結構性缺水”的根本途徑，應加快改善技術和經濟條件，使異域調水切實可行。

自20世紀50年代以來，石羊河流域上游建立水庫13 座，截留了流入民勤綠洲的地表水，同時又高標準襯砌水渠786 km,渠道滲入量大為減少，各項水利工程在興建前都沒有進行對生態環境影響的論證。環境影響評價是大的水利工程必不可少的過程，對生態環境的影響尤其要多方論證。故應堅持生態環境影響論證評價，分析論證地表水與地下水的相互作用，通過石羊河流域綜合治理項目的實施，真正達到可持續發展的目的。

3.2 發展人工植被的同時保護現有植被

為了保護現有植被應該加強林業保護區的管護，嚴禁濫墾濫伐；與此同時，借助天保工程和中央財政造林補貼項目等大力發展人工植被；借助石羊河流域防沙治沙及生態恢復項目和省財政防沙治沙項目加速防護林體系的建設，減少民勤綠洲風沙災害。樹種選用上應把營造防護林帶和建設燃料基地結合起來，要選用耐干旱的沙拐棗、檸條等優良固沙植物，也可引種黃芪、枸杞、甘草等藥用植物和一些效益好的經濟抗旱植物，如文冠果、沙棘、新疆大沙棗等，使民勤綠洲修復與開發齊頭并進，走可持續發展之路。

3.3 合理分流當地居民，限制牲畜數量

為了緩解人口及牲畜等動物給民勤綠洲生態環境帶來的壓力，根據當地現有水土資源，核定區域內人口及牲畜承載量，嚴格控制人畜量的增長，并把富余的農民，部分勞務輸出到外地；努力提高人口素質，把優質人力輸入鄉鎮企業，穩步推進農村轉移人口市民化。

按照以水定牧的原則，限制牲畜數量，優先保證當地居民的生存及生活環境。

3.4 增強環保意識，積極治理污染

從區域上協調環境與發展的根本途徑是協調人口、資源、環境及經濟發展的關系。加大環保宣傳力度，提高全民環保意識，落實嚴格的源頭保護制度和節能減排目標責任制，認真搞好環境規劃，實施大氣污染防治行動和清潔水行動計劃，提高環境承載能力。同時，實施“誰污染、誰治理”,把環境治理納入法制的軌道。只有道德和法律的雙重約束，才能確保民勤綠洲水土資源的可持續發展。

3.5 調整農業結構，推廣節水灌溉

建立節水型高效農業是民勤綠洲的最終出路和前途，利用節水灌溉（滴灌、噴灌等）及溫棚種植、養殖技術，提高規模效益；通過農副產品的深加工，提高當地居民的經濟收入；發展第三產業與環保工業，調整經濟及農業結構。推廣抗旱節水作物品種，提高水的經濟效益與生態效益。把民勤綠洲建設成一個穩定、高效、良性循環的農業生態系統。

根據調查資料顯示，地膜種植每hm2可節水4500m3,如果地膜種植 1.3×104hm2,產量可以增加。15%~20%.如果采用滴灌節水技術，原來灌 1 hm2地的水現在可以灌4~5 hm2,每公頃地用水量相當于漫灌的1/4.

測算成本可得，1 hm2滲灌需投入近1.5萬元，基礎設施可用 20 年，比漫灌 1 年每 hm2節水 6000 m3,節約電1200 kW· h,節約化肥 450~600 kg,節工 135 個，增產幅度為15%~30%,這樣3年可以收回成本。根據民勤縣薛百鄉的實際調查，他們采用地膜栽培、棚膜育苗等方法，使得辣椒產量增長為52.5 t/hm2,為過去的5倍，使原來1 hm2地的利用率相當于現在5 hm2的。這種做法不僅提高了用水效率，大大緩解了水資源緊缺的現狀，更提高了單位產量，改善了農民的生活環境和生存條件?；谝陨险{查研究，民勤綠洲應利用噴灌、滴灌等節水措施，大力推廣日光溫棚養殖及溫棚、地膜種植等農業新技術。

3.6 加強科學研究和水資源管理

認真做好天然植被的退化與地表水、地下水之間的相關性研究，深入探討降水、蒸發、林地滲透量、流沙地含水量等因素之間的關系，測定固沙林植物種的蒸騰強度，測算可供植物生長利用的有效水量，研究固沙林合理的營造密度，基于定量的科學研究基礎來建立生態環境保護方案。在管理方面，首先石羊河流域管理局要加強對水資源的行政立法管理，及時做到監督檢查；然后，各級政府部門要加大對生態環境保護和水資源緊缺的宣傳力度，增強當地居民堅持走可持續發展道路的意識。

3.7 積極申請國家支持

在搞好現有灌區節水灌溉、退耕還草工作的同時，抓住《全國生態環境建設規劃》和對西部地區生態環境建設投資基金，積極向國家爭取資金，在民勤綠洲選擇具有代表性的區域，申請建立省級甚至國家級沙漠化治理及節水性生態工程示范區。

3.8 充分利用已經建的連古城自然生態保護區做好宣傳教育工作，提高民勤綠洲內人民群眾的生態環境保護意識，嚴禁農民采挖沙生藥材提高經濟收入及砍伐植物作燃料首先要解決認識問題，上至農村干部，下至群眾。要充分利用已經建立的連古城自然保護區，耐心細致的對當地農民進行思想教育工作，讓群眾認識到生態危機，不要為了眼前利益而破壞長遠利益，不但要做到造福當代，還要惠及子孫。以上措施的貫徹實施，可以很好地遏制民勤綠洲的土地荒漠化趨勢，有效防止騰格里沙漠南侵，改善該地區群眾的生存條件，使民勤綠洲的生態環境實現可持續發展，上可為國分憂，下可為民造福。

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