塔里木河干流输水堤建设对两岸天然植被的影响及保护对策

张宏安 李晓铃 曹海涛

(水库环保处)

(摘  要) 塔里木河是我国最大的内陆河,干流沿岸是我国胡杨林分布最集中的地区,在世界上占有极其重要的地位。为了挽救下游濒于衰败的胡杨林,规划在上中游修建输水堤,以防止洪水的过度漫溢。输水堤建成后,保证向下游输水的同时,也将对两岸天然植被产生一定的负面影响。为了保护两岸植被的生长环境,应结合生态闸建设,因地制宜,开展人工引洪灌溉,促进天然植被的更新繁育。
(关键词) 塔里木河  胡杨林  输水堤  生态闸

1 塔里木河干流概况

    塔里木河(以下简称“塔河”)干流位于塔里木盆地北缘,起始于叶尔羌河、阿克苏河及和田河的交汇处,归宿于台特玛湖,三河汇合口到英巴扎大桥为上游,英巴扎到恰拉为中游,恰拉到台特玛户为下游,干流全长1321km,流域面积1.76万km2。塔河干流属大陆性暖温带极端干旱气候,降水稀少,蒸发强烈,气候干燥、多风、日照长、温差大,夏季炎热,冬季干冷。多年平均气温10.7℃,极端最高气温43.6℃,极端最低气温-30.9℃。大于10℃的积温在4000℃~4500℃之间,日照时数约3000h,无霜期187~233d。多年平均降水量17.4~42.8mm,蒸发能力为1125~1600mm,干旱指数为17~50。
    塔河干流是典型的平原型内陆河流,自身不产流,干流水量主要由阿克苏河、和田河、叶尔羌河三源流补给(见图1)。干流阿拉尔站多年平均径流量为45.83亿m3(1957~2000年)。随着源流区农业用水的增加,阿拉尔站来水量呈逐年递减趋势。同时,干流河段私扒乱引现象严重,大量的水量耗散在上中游,进入下游的水量逐年减少,大西海子水库以下自1972年开始断流,断流河道长达320km,造成台特玛湖干涸。
    随着下游河道断流,两岸地下水位逐年降低,下游两岸胡杨林大片死亡,胡杨林面积由20世纪50年代的81万亩锐减到现在的11万亩,具有战略意义的下游绿色走廊濒临毁灭,塔克拉玛干与库鲁克两大沙漠趋于合拢。

2 植被类型及分布

2.1 植被类型
    塔河干流天然植被类型少、结构单纯,是我国植物种类最贫乏的地区之一。在植被区划中属暖温带灌木、半灌木荒漠区,分为河岸落叶阔叶林、温性落叶阔叶林灌丛、荒漠小乔木、半灌木、荒漠小半灌木、典型草甸、草本沼泽等植被类型,分属26科63属86种。
    以胡杨、灰杨为主的河岸林是塔河干流荒漠区的主体森林类型,也是我国胡杨林分布最集中的地区,在世界上占有极其重要的地位。灌木以柽柳属植物、铃铛刺、黑刺、白刺、梭梭为主;草本植物以芦苇、大花罗布麻、胀果甘草、花花柴、疏叶骆驼刺为主。

2.2 天然植被分布
    塔河干流植被主要由不依赖天然降水的非地带性植被构成,多分布在地下水位较高的河漫滩、低阶地、湖滨及低洼地,依靠洪水漫溢或地下水维持生命,沿河形成断续的、宽窄不一的由乔、灌、草组成的植被带。胡杨林、柽柳灌丛、盐化草甸在塔河干流沿岸广泛分布,其中盐化草甸为隐域性自然植被的主体。
    塔河干流天然植被总面积2130.87万亩,其中胡杨林面积670.54万亩,灌木林211.4万亩,草地1248.85万亩(见表1)。上游天然植被总面积949.90万亩,占44.6%;中游936.42万亩,占44.0%;下游244.55万亩,占11.4%。

表1 塔里木河干流天然植被分布

    

植被面积(万亩)

总计

有林地

灌木林

疏林地

天然草地

上游

949.90

214.43

136.14

187.55

411.78

中游

936.42

101.47

70.42

110.04

654.41

下游

244.55

18.91

4.84

38.14

182.66

合计

2130.87

334.81

211.40

335.73

1248.85

3 输水堤及生态闸布局

3.1 输水堤
    为了挽救塔河下游濒于衰败死亡的胡杨林,保护绿色走廊的畅通,国务院于2001年6月批复了《塔里木河流域近期综合治理规划》,规划用5~6年时间,在源流区和干流上中游进行灌区节水改造,使多年平均阿拉尔站水量达到46.5亿 m3,大西海子水库下泄生态水量3.5亿m3,水流到达台特玛湖,下游绿色走廊生态系统得到显著改善。为了防止洪水在上中游的过度漫溢,保证向下游输水,规划在上游沙雅县二牧场至新其满河段和中下游河段(英巴扎以下)修建输水堤,输水堤总长度为655km。堤防间距在沙子河口以上为2~3.5km,沙子河口以下为1km,见表2。

表2 塔里木河干流输水堤工程总体布局

河段名称

合计

工程位置

输水堤长度(km)

输水堤间距(km)

已建

新建

加培

         
沙雅二牧场~新其满
新其满~英巴扎

 
左岸
右岸

 
沙雅县
沙雅县

275.45
9.40
35.93

334.46
15.27
9.52

45.33
9.40
35.93

 
3
4
 

英巴扎~沙子河口

左岸

轮台县


43.23


23.5

右岸

尉犁县


61.29


23.5

沙子河口~阿其河口

左岸

尉犁县

116.22



12

右岸

尉犁县

113.90



12

阿其河口~恰拉

左岸

尉犁县


69.25


1km左右

右岸

尉犁县


25.89


1km左右

恰拉~大西海子

左岸

农二师


71.02


1km左右

右岸

农二师


38.99


1km左右

3.2 生态闸
    输水堤修建后,两岸天然植被的生态用水主要通过生态闸提供,生态闸的供水能力依据保护范围内天然植被生态需水量确定。大西海子以上共布置生态闸40座(含吐皮塔西、铁孜尔),其中已建生态闸14座、改建7座,新建生态闸19座。生态闸一般布置在现有引水口上,并尽可能与输水堤相结合。

4 输水堤修建后对两岸植被的影响

    水是植物体的重要组成成份之一,水的吸收、运输与蒸腾是植物体的主要生理活动。塔河干流干旱少雨,多年平均降水量在50mm以下,而蒸发十分强烈,仅靠天然降水根本无法维持植物的正常生理活动。就塔河干流而言,地下水是天然植被维持生命活动的根本来源,汛期洪水漫溢是地下水补给的主要来源。输水堤修建后,两岸洪水漫溢水量减少,改变了胡杨的自然繁育环境和水分条件,将对两岸植被的演替产生一系列的影响。

4.1 对胡杨天然落种的影响
    河流摆动形成的河漫滩是胡杨幼苗的萌发地,洪水期与胡杨种子成熟期相吻合,胡杨种子飘落在河漫滩上,受到洪水灌溉而萌发,堤防修建后,部分河漫滩难以受到洪水漫溢,从而影响胡杨种子繁殖,使自然更新能力减弱,同时还会影响到林龄结构,使幼林减少,成过熟林增加。

4.2 对林地水分条件的影响
    输水堤修建后,将使河流两岸天然植被有洪灌、淹灌转变为依靠河流侧渗灌溉,补给水量大幅度减少,随着植物叶面的蒸腾,地下水位将逐渐降低。这对根系较深的乔木和灌木影响较小,而对浅根系草甸植物影响较大,草甸植物的衰败死亡,将对当地畜牧业发展带来不利影响。

4.3 对自然湿地的影响
    由于洪水泛滥,在塔里木河上、中游局部洼地,经常形成大面积的积水坑,有些已经演变成为湿地。湿地对维护塔河两岸生物多样性具有重要的意义。输水堤修建后,随着洪水漫溢机会的减少,湿地面积将逐渐萎缩,这对珍稀濒危鸟类的繁殖、迁徙和越冬将产生一定的不利影响。

4.4 对土壤积盐的影响
    洪水泛滥,淹没河漫滩、低阶地及湖滨低地,可以淋洗土壤表层和上部的盐分。洪泛减少后,聚积在土壤表层的盐分得不到淋洗,易产生表层积盐。胡杨成林耐盐性较强,但幼苗对地下水和土壤中的含盐量非常敏感,表层含盐量的升高,对胡杨的天然落种和幼苗的成长极为不利。

5 植被保护的对策措施

    塔河沿岸以胡杨林为主的河岸林是阻挡塔克拉玛干沙漠北移,保护天山南麓绿洲的天然屏障。输水堤修建后,天然植被的生态用水主要通过生态闸提供,生态闸的建设仅仅为天然植被的合理用水提供了可能,但要最终实现两岸生态保护目标,还需配合一定的生态工程措施。加强林草封育管护的同时,开展引洪灌溉,可以将输水堤建设带来的不利影响降低到最低限度。

5.1 封育管护
  封育管护是防止植被遭受人为破坏,促进生态自我修复的重要措施。上中游输水堤防修建后,交通条件将得到显著的改善,便于工程管理的同时,也为毁林开荒、乱砍滥伐等不法行为提供了方便。在交通道路两侧和农区附近设置围栏,建立护林站和了望塔,配备相应的管护人员,进行定期巡视,防止植被人为破坏,负责林区的森林防火、病虫害防治等。塔河两岸的天然林草既是防御风沙危害的天然屏障,又是当地牧民的天然牧场。生态建设应兼顾当地牧业的发展,在植被再生能力范围内进行适度放牧。为了防止羊只对幼树的破坏,可以采用半封的方式,在林木主要生长季节实施封禁,其他季节,在保护幼树的前提下,进行适度放牧。

5.2 引洪灌溉
    塔河沿岸林草植被的生长主要依懒于地下水,维持合理的地下水位是植被保护的先决条件。根据生态闸的分布、供水能力,充分利用塔河两岸的古河道、古河汊,开展引洪灌溉,是塔河沿岸植被保护的重要措施。当地的实践表明,发展人工灌溉是使有限的水资源在空间分布趋于合理的有效途径,通过人工灌溉可以将有限的水资源通过工程措施直接配置到天然绿洲的不同区域,大大提高水资源的利用率,优化水资源在空间上的合理配置,最大限度地发挥水资源的生态效益。
    根据塔河两岸地形地貌条件,天然植被主要采用沟灌与沟间平地漫灌相结合的灌溉方法。每条支渠控制面积1~2万亩。在支渠上每隔1km开挖一条斗渠,在斗渠上平均每1km修建一条埂坝,埂高在1.5m左右,控制面积1km2,自上而下,逐埂进行灌溉。

5.3 抚育更新
    充分利用胡杨和柽柳种子成熟期与洪水期(8~9月)相吻合的特点,引洪灌溉,促进天然落种。同时,还可通过挖桩、开沟断根、桩萌更新等措施进行抚育更新。2~3年后,在夏季或秋季对胡杨幼林进行疏丛。疏丛时每丛留1株,桩萌更新的林地按伐桩大小,每一伐桩留3~5株,每公顷均匀保留3000~3750株。更新疏丛后,在林木生长前期进行修枝,主要修剪竞争枝和树干三分之一以上的侧枝。

6 结语

    塔里木河历史上是一条自然河流,人类活动影响较小。鉴于自然生态系统演替规律的复杂性,输水堤防建设后,应加强河流两侧地下水位、水质的监测,建立植物样地,对植物生长势及生理特性进行监测,分析植被的演替趋势,不断优化生态用水的配置。