韓瑞丹 朱雙偉

（1 河南建筑職業(yè)技術(shù)學院，河南 鄭州 450064 2 鄭州中核巖土工程有限公司測繪地理信息公司，河南 鄭州 450002）

中亞五國與新疆地區(qū)位于亞歐板塊腹地，擁有優(yōu)越的地理位置和資源稟賦，是絲綢之路經(jīng)濟帶建設的關(guān)鍵區(qū)和核心區(qū)，在國際上具有重要的地緣戰(zhàn)略位置。該地區(qū)屬于干旱半干旱地區(qū)，具有典型的溫帶沙漠、草原大陸性氣候，常年降水稀少，陽光充足，蒸發(fā)量大。中亞地區(qū)的地勢整體呈東南高、西北低，而新疆的地形特征被喻為“三山夾兩盆”。受地形、氣候等多元因素影響，研究區(qū)土地利用類型以草地、荒漠、農(nóng)田為主（圖1）。

圖1 中亞及新疆地區(qū)土地利用類型圖

1 中亞及新疆主要生態(tài)環(huán)境問題

干旱、半干旱的中亞和新疆地區(qū)，是氣候敏感的生態(tài)脆弱區(qū)，作為亞洲生態(tài)環(huán)境惡化的典型區(qū)域，其生態(tài)問題主要有：水資源危機、土地荒漠化、草地退化、鹽/沙塵暴頻發(fā)等。

1.1 水資源危機

（1）水資源短缺

在中亞地區(qū)，水資源問題已威脅到國家的政治安全。中亞地區(qū)的河流和湖泊多為內(nèi)陸河和內(nèi)陸湖，該地區(qū)常年降水稀少，蒸發(fā)量是降水量的幾倍甚至幾十倍，因此由缺乏水源補給導致河流斷流、湖泊萎縮甚至消失的現(xiàn)象早已發(fā)生。成晨等[1]利用多期Landsat影像對中亞典型內(nèi)陸湖泊進行研究，結(jié)果表明，自1978—2010年間，研究區(qū)內(nèi)有一半以上的湖泊急劇萎縮，面積減小了約50%，其中平原尾閭湖面積減小得最為明顯。同時，由水資源空間分布不均導致區(qū)域水資源短缺的問題也十分突出。在新疆地區(qū)，地表徑流、冰川和積雪是新疆水資源的重要組成部分，其中地表徑流是可利用水資源的主要來源。近年來，在溫度升高和降水量增加的趨勢下，冰川積雪消融速度加快，地表徑流量有所增長，在一定程度上緩解了可利用水資源短缺的緊張局面。但在過去近50年間，新疆冰川總面積縮小了11．7%，積雪天數(shù)也有所減少[2]，這樣的現(xiàn)象正在揭示著新疆水資源總量減少的事實。

（2）水資源污染

中亞及新疆地區(qū)的水體污染主要是由工農(nóng)業(yè)廢水及農(nóng)藥化肥過度使用引起的。在中亞地區(qū)，河流受污染的情況相當嚴重，該地區(qū)水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果顯示，清潔或輕度污染的水域僅占23%，且能達標的水資源僅存在于產(chǎn)流區(qū)——山區(qū)[3]，而在河流的下游區(qū)和灌區(qū)皆受到化肥農(nóng)藥、重金屬、石油產(chǎn)物等污染物不同程度的污染。與中亞地區(qū)相比，新疆水質(zhì)整體較好，但局部水質(zhì)惡化明顯。綠洲作為新疆人類活動的主要載體，擁有著相對豐富的水資源。然而正是由于人類活動的高度干預，綠洲內(nèi)不僅地表河流遭到污染，而且作為新疆居民日常飲水重要來源的淺層地下水也受到污染。究其綠洲水質(zhì)下降的原因，一是地下水開采過度，淺層污水下滲對深層水補給從而加大了地下水的污染面積，二是由人類產(chǎn)生的污染源所致。

圖2 1973—2013年咸海面積變化

1.2 土地荒漠化

中亞和新疆地區(qū)荒漠化的表現(xiàn)形式主要有鹽漬化和沙漠化兩種。其中土壤鹽漬化一方面受過去地質(zhì)歷史時期土壤積鹽的影響，另一方面由該地區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉用水肆意排放導致。王海平等[4]基于AVHRR數(shù)據(jù)對中亞地區(qū)自1989年至2009年的土地鹽漬化進行動態(tài)監(jiān)測分析發(fā)現(xiàn)，該地區(qū)鹽漬化面積從1989—2009年增加了約86%，鹽漬化土地多集中于哈薩克斯坦、土庫曼斯坦和烏茲別克斯坦的西部。劉愛霞[5]以MODIS遙感影像數(shù)據(jù)等為基礎，對中亞地區(qū)荒漠化進行監(jiān)測的結(jié)果顯示，僅在1995—2001年期間，塔、吉、烏、土、哈五國新增的荒漠化土地面積分別占其國土面積的32%、29．3%、26．7%、21．6%、5．4%。新疆是中國荒漠化土地面積最大的省區(qū)，2009年時土地荒漠化面積占新疆土地面積的64．34%[6]。土地沙漠化、鹽漬化使土壤的物理性狀惡化，水分和養(yǎng)分大量流失，使中亞地區(qū)可利用的土地資源更加短缺。

1.3 草地退化

草地退化與土地荒漠化相互影響，既包括植被的退化，也包括土壤的退化，不僅影響畜牧業(yè)的發(fā)展，也影響著地表生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定和平衡。草地生態(tài)是中亞和新疆整個生態(tài)的主體，占據(jù)一半以上的土地面積。然而，受氣候變化、蟲鼠災害、人類活動、社會政治變化的綜合影響，尤其自1991年蘇聯(lián)解體之后，天然牧場私有化，過度放牧更加嚴重，加快了自然植被的退化速度[7]。在新疆地區(qū)，草地資源以牧民居住點為中心出現(xiàn)不同程度的退化[8]，主要表現(xiàn)為中、低覆蓋度草地面積減少[9]。董智新等[10]對新疆草地變化做出研究分析發(fā)現(xiàn)，自1980年至2007年，新疆草地退化率從6%上升至80%，單位面積的產(chǎn)草量較20世紀60年代降低了30%～50%。草地退化導致土壤有機質(zhì)含量降低，土壤結(jié)構(gòu)遭到破壞，使土地沙化、風蝕的可能性大大提高。

1.4 鹽/沙塵暴頻發(fā)

中亞地區(qū)是全球鹽/沙塵暴的高發(fā)區(qū)之一，該地區(qū)鹽/沙塵暴發(fā)生的頻率從西北到東南逐漸遞增。在咸海流域，海水蒸發(fā)使干涸的海底發(fā)展成為一個新的白色風暴發(fā)源地——阿拉爾庫姆沙漠，其表層覆蓋的鹽沙和化學沉積物在風暴的促使下不斷吞噬周圍的耕地和牧場，加重了土壤鹽漬化的程度，同時也使空氣中的有害物質(zhì)增多，對當?shù)鼐用竦娜粘Ｉ詈蜕眢w健康產(chǎn)生了嚴重威脅[11]。資料表明，咸海地區(qū)鹽/沙塵暴發(fā)生頻率在1960—1980年間增加了三倍[12]，鹽塵傳輸距離從20世紀70年代的150km增加到2008年的600km，局部傳輸距離甚至更長[13]，其鹽塵、沙塵可擴散至帕米爾高原，導致冰川消融速度加快。起源于中亞的沙塵暴在經(jīng)過中國新疆等西北地區(qū)后，強度得到顯著提高，不僅對我國沙塵暴的發(fā)生起著引發(fā)作用，而且加大了沙塵暴的危害程度。此外，由于鹽/沙塵暴通過反射太陽光可降低地表溫度，通過抑制大氣對流可減少降水量，因此也對區(qū)域氣候產(chǎn)生了不利影響。

2 中亞典型流域生態(tài)環(huán)境問題

流域尺度的生態(tài)環(huán)境變化研究在干旱半干旱區(qū)具有特殊的意義。錫爾河、阿姆河—咸海流域、伊犁河—巴爾喀什湖流域和烏拉爾河—里海流域是中亞面積最大的三個流域，支撐著中亞五國的農(nóng)、工、漁業(yè)及其城市化等方面的發(fā)展，對區(qū)域氣候發(fā)揮著較大的調(diào)節(jié)作用。但自20世紀60年代以來，中亞流域生態(tài)環(huán)境發(fā)生顯著變化，普遍存在的環(huán)境問題有河流斷流、湖泊萎縮、水體污染、土地鹽漬化、植被退化等。

2.1 錫爾河、阿姆河—咸海流域

咸海位于哈薩克斯坦與烏茲別克斯坦交界處，錫爾河和阿姆河是其主要的補給水源。咸海流域曾是中亞地區(qū)面積最大、覆蓋范圍最廣的流域。20世紀60年代，中亞地區(qū)開展大墾荒運動，大力發(fā)展棉花、水稻等灌溉農(nóng)業(yè)，興建大型引水貯水工程，錫爾河和阿姆河的河水被開發(fā)利用，河流徑流量急劇減少，咸海危機逐步產(chǎn)生（圖2）。截至2006年，咸海水平面下降了約23m，水域面積減少了74%，體積減少了90%，海域南部含鹽量上升了約10倍[14]。農(nóng)業(yè)灌溉不僅消耗了大量的水資源，而且也污染了大片的水域和土地，原因在于從灌區(qū)里排出的水中富含農(nóng)藥、化肥、礦物鹽等物質(zhì)，這些水無論重新流入河中或是被流經(jīng)地表吸收，都會引起水土污染，加重土壤鹽漬化和水體咸化。隨著錫爾河、阿姆河、咸海水資源的減少和污染，流域內(nèi)其他生態(tài)環(huán)境問題也逐漸形成：牧場和天然植被退化成為鹽沼地或沙丘，三角洲內(nèi)眾多湖泊和濕地相繼消失，土壤鹽漬化加重、區(qū)域氣候惡化等。咸海危機已成為難以挽救的生態(tài)危機，其帶來的經(jīng)濟損失和社會問題引起了國際的廣泛關(guān)注。

2.2 伊犁河—巴爾喀什湖流域

巴爾喀什湖位于哈薩克斯坦東部，伊犁河是巴爾喀什湖最大的補給水源。與咸海相似，巴爾喀什湖也是中亞干旱地區(qū)的封閉型內(nèi)陸湖泊，存在海水蒸發(fā)旺盛、含鹽量高的現(xiàn)象。20世紀中期，中亞地區(qū)的工農(nóng)業(yè)和城市化迅速發(fā)展，伊犁河水資源被大規(guī)模地開發(fā)利用，尤其是1970年在其下游修建卡普恰蓋水庫和1982年沿岸開墾水田、挖鑿阿拉木圖大運河以及卡普恰蓋水庫左岸7條河流被過度開發(fā)利用之后，伊犁河徑流量大大減少，巴爾喀什湖的水位持續(xù)降低。朱磊等[15]基于Landsat遙感影像分析得到，在1970—1990年間，伊犁河中下游河流、湖泊和沼澤分別減少了4．62%、7．87%和8．72%，且在1990年時伊犁三角洲內(nèi)湖泊面積僅為1975年時的12．5%。除水量變化較大外，伊犁河中下游也受到沿岸工農(nóng)業(yè)的嚴重污染。流域內(nèi)的水體中普遍含有農(nóng)藥、有機化合物及礦物質(zhì)等，遏制了漁業(yè)發(fā)展的同時也使河流沿岸和灌區(qū)的土壤受到污染。

與咸海不同的是，巴爾喀什湖的水位具有周期性的豐枯變化，隨著哈薩克斯坦管理方式調(diào)整及氣候變化下伊犁河流量增加，其流域內(nèi)的總體水量在大尺度的時間范圍內(nèi)變化并不明顯。但是，由于哈薩克斯坦境內(nèi)流域人口相對密集，其生態(tài)環(huán)境受人類活動影響較大，故應加強管理，避免枯水期時出現(xiàn)危機。

2.3 烏拉爾河—里海流域

里海是世界上最大的咸水湖，位于亞洲與歐洲的交界處。烏拉爾河起源于俄羅斯的烏拉爾山脈，自北向南流經(jīng)哈薩克斯坦最終匯入里海。與咸海和巴爾喀什湖的狀況迥異，自1978年以后，里海的水位持續(xù)上升，海水外溢使周邊居民和工礦企業(yè)的經(jīng)濟蒙受巨大損失。早在20世紀30年代至70年代，里海的水位實則呈現(xiàn)逐漸降低的勢態(tài)。然而，從1978年起里海的水位或因氣候變化或地殼變動開始回升，持續(xù)上漲的水位淹沒了周圍的農(nóng)田、住宅、油井、交通干線等，迫使大量居民不得不移民遷徙。

里海地區(qū)是世界上重要的石油和天然氣產(chǎn)區(qū)，石油開采及運輸、廢棄物不合理排放等因素使里海難以逃脫石油污染的厄運。此外，里海同樣也遭受著伏爾加河沿岸眾多居民和工廠所產(chǎn)生的城市、工業(yè)、生活污水及灌區(qū)化肥農(nóng)藥的污染。

3 展望

目前，利用遙感技術(shù)對干旱區(qū)生態(tài)環(huán)境進行監(jiān)測的研究逐漸增多，但關(guān)于干旱區(qū)生態(tài)環(huán)境問題的跨境影響和跨境河流生態(tài)環(huán)境變化的定量研究相對較少，人為因素和氣候因素對中亞及新疆生態(tài)環(huán)境的具體影響也有待明確。未來，伴隨著絲綢之路經(jīng)濟帶的建設與發(fā)展，經(jīng)濟發(fā)展將越來越快，跨境合作項目將越來越多，勢必會對干旱區(qū)脆弱的生態(tài)環(huán)境帶來更大的挑戰(zhàn)，因此絲路經(jīng)濟帶沿線地區(qū)的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測評估必須走在前面，而且需要貫穿于絲路經(jīng)濟帶建設的整個過程，甚至更遠。

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