南水北调西线工程与西北地区生态环境改善——(The Western Route of South-to-North Water Transfer Project and improvement of Ecologic Environment in the Northwest China)，本文主要内容关键词为：西北地区论文,南水北调论文,西线论文,生态环境论文,工程论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
南水北调西线工程是根据我国水资源南丰北缺的特点，从长江上游引水至黄河上中游的跨流域调水工程，旨在解决青海、甘肃、宁夏、内蒙古、山西、陕西等六省（区）沿黄及其邻近地区的缺水问题。工程规划从长江上游的通天河、雅砻江和大渡河调水跨越巴颜喀拉山进入黄河上游地区。共有五个调水方案可供选择：通天河调水55亿立方米，通天河调水100亿立方米，雅砻江调水45亿立方米，通天河、雅砻江组合调水145亿立方米，通天河、雅砻江、大渡河组合调水195亿立方米。
南水北调西线工程调水195亿立方米时，初步规划受水区包括山西、陕西、内蒙古、宁夏、甘肃和青海六省（区）的40个地区（市、州、盟），182个县（市、旗），44个市辖区。西线工程受水区是西北六省（区）经济发展水平较高的地区，同时也是我国生态环境非常脆弱的地区。地区内气候干燥少雨，水资源短缺，大部分地区多年平均降水量在400毫米以下，而蒸发量则超过1200毫米。多数地区地表植被稀疏低矮，土体疏松，自然条件较差，生态环境脆弱。在自然条件变迁和人类活动长期影响下，这些地区生态环境遭到严重破坏，并呈不断恶化的趋势，主要表现在：植被减少，水土流失和土地沙漠化面积逐年扩大，环境污染加剧，自然灾害频繁，每年因生态环境破坏造成的各种损失达百亿元以上。若不能改变本区的水条件，难以从根本上改变由于自然和人为因素叠加造成的脆弱的生态环境。水是西北地区总体生态环境改善的关键因素。
南水北调西线工程将长江上游195亿立方米水调入黄河，不仅会产生巨大的经济效益和社会效益，同时也将为遏制西北地区生态环境恶化，使其逐步走上良性循环做出重要贡献，产生巨大的生态效益。主要表现在：可以大面积增加植被，加快治理水土流失和土地沙化的进程；农业生态环境得到较大改善，使农业资源潜力得到充分发挥；增加河川径流量，改善水环境；调节气候，减少旱灾、风灾等自然灾害发生及其造成的损失。
一、增加植被，改善农业生态环境
近代生态研究理论认为，森林是陆地生态系统的主体和人类赖以生存的重要自然资源，是创造和维护良好生态环境的基础。我国西北地区植被覆盖率低，天然植被以草原为主。南水北调西线工程受水区森林覆盖率仅为5.97%，只及全国平均水平的46%，草地面积占受水区总面积的48.8%；由于缺少灌溉条件，生产方式基本上是以粗放的游牧方式为主，大部分草场长期超载放牧，草原植被缺乏适当的休养生息和恢复过程，加上无计划的垦植，草地退化严重。改善此地区生态环境的重要手段是植树种草，增加植被，但受水区降水量少，蒸发量大，在干旱缺水的条件下，种草种树成效甚微，只有解决灌溉用水，林草植被的生态系统才能逐步形成和发挥作用。
根据六省（区）的初步研究结果，南水北调西线工程调水195亿立方米时，用于农业（含林业、牧业）的水占总调水量的55%，受水区可增加灌溉面积3038.5万亩，其中农田2507万亩，林地324.8万亩，草地206.7万亩。
根据生态经济学原理，农业生态环境改善后的生态效益评估主要是评价系统内部的生态资源利用情况和各种生态转化率。根据本地区的特点，由于水份条件改变导致农业生态环境改善的指标主要有光能利用率、森林覆盖率、土壤有机质含量改变等。
1.提高光能利用率
受水区光照充足，日照时间长，年太阳总辐射量53～83亿焦耳／平方米，年日照时数在3000小时以上，有利于植物生长，但由于水资源短缺，光能利用率低。引水灌溉后，由于改变了植物缺水状况，在很大程度上扩大了绿色植物吸收太阳能的规模，并提高了光能的转换效率。1988年对宁夏受水区已建成的几个工程的调查结果表明，同心、中宁、中卫等境内扬黄灌区旱作农田灌溉前小麦平均亩产30公斤，光能利用率仅0.19%；同心河西乡扬黄灌溉后小麦亩产达275公斤，光能利用率达1.68%。灌溉前后相比光能利用率提高7.8倍，粮食产量提高8.2倍。南水北调西线工程调水195亿立方米，可增加灌溉农田2507万亩，相当于1990年受水区灌溉农田的55%；旱地改变水分条件后，光能利用率大幅度提高，使土地的生产潜力得到发挥，农作物的光能利用率也将大大提高，为稳产高产创造条件。
2.提高森林覆盖率
风沙灾害是受水区农业生产中主要的自然灾害，大力植树造林是改善农业生态环境，减少风沙灾害的重要手段。因调水大幅度增加了灌溉面积，使受水区的植被的数量和质量均得到较大提高，如调水195亿立方米时，内蒙古用24.66亿立方米于农林牧生产，可发展灌溉农田500万亩，建设防护林104.89万亩，林木覆盖率由4.78%上升到10.57%，林草覆盖率达到18.7%，加上播种面积，植被覆盖率达68.7%，生态状况将大为好转。已建成的灌溉工程表明，水为本区改善生态环境提供了最基本的条件，使植树造林成为现实；只有植树造林后，生态环境才能从根本上得到改善。
3.土壤有机质含量增加
农业要保持稳产高产，必须着重抓好以增加土壤有机质为中心的改土培肥工作，把提高土壤中有机含量作为生态环境建设的目标之一。据宁夏同心河乡调查，荒地开垦灌溉耕作九年后，土壤耕作层（厚20厘米）中有机质含量由原来的0.31%提高到0.75%，增加1.42倍。从新灌区引用黄河水灌溉情况看，土壤中有机质含量逐年提高，灌溉水中淤泥物有机质及养分含量比较丰富，平均每灌溉1立方米水，带进泥沙2公斤，而每公斤淤泥物含有机质0.0107公斤，按每亩灌水300立方米计算，每亩每年增加淤泥物600公斤，可增加有机质6.42公斤。
二、促进水土流失治理，减少入黄泥沙
黄河是世界上有名的多泥沙河，而黄河流域水土流失主要集中在黄土高原的广大地区，黄土高原有水土流失面积43万平方公里，其中最严重的地区又主要分布在西线调水的受水区，即晋西、陕北与内蒙古的接壤地区以及陇中、陇东及宁南、青海东部的一些地区。黄土高原的水土流失不仅造成当地生态环境恶化，人民生活贫困，更严重的是大量泥沙冲入黄河，造成黄河下游河道淤积。黄河平均每年下泄泥沙达16亿吨之多，其中约4亿吨淤积在下游河道，使河床每年平均淤高10厘米左右，由于河床逐年抬高，目前河床已高出地面4～10米，黄河已成为地上悬河，行洪能力大大减小，黄河决口的潜在威胁仍非常严重。
南水北调西线工程受水区是全国水土流失最严重的地区，现有水土流失面积33.63万平方公里，占受水区总面积的42.9%。其中，内蒙古伊克昭盟和陕北地区土壤侵蚀模数最高，为每年1～3万吨／平方公里。西线调水实施后，在荒滩、塬地上建设新灌区，采用移民等方式，使不宜耕种的土地退耕，还林还草，可使农民逐步走向富裕和有效综合治理控制水土流失的双重目的。受水区已有许多成功的经验，如宁夏固原上黄村，1982年有可利用土地20717亩，其中耕地占33.2%，林地占2.1%，人工草地占1%，天然草场占63.7%，人均粮食230公斤。1985年退耕2000亩坡耕地改为人工种草，沟坡植树造林4300亩，农林牧比例调整为1：1：3，植被覆盖率达到70%以上，水土流失减少50～80%，人均粮食达到540公斤。青海省初步估算，调水后通过5～10年综合治理，湟水民和站土壤侵蚀模数由现在的每年281吨／平方公里减少到180吨／平方公里，较原来减少36%。西线调水增加灌溉面积3038.5万亩，若按土壤年侵蚀模数0.8～1.5万吨／平方公里，输沙量较原来减少40%计算，因增加灌溉面积每年可减少0.65～1.2亿吨土壤流失量。调水后，随着本区水土流失的逐步治理和生态环境的改善，入黄泥沙将不断减少。
三、有效遏制土地沙漠化的发展
土地沙漠化是当今世界一个重要的环境问题。我国北方广泛分布着沙漠和沙漠化土地，总面积153.3万平方公里，占全国土地总面积的15.9%，其中沙漠、戈壁116.2万平方公里，沙漠化土地33.4万平方公里，主要分布在新疆、甘肃、青海、宁夏、陕西、内蒙古、山西、河北、辽宁、吉林、黑龙江等11个省（区）。
南水北调西线工程受水区现有沙漠化土地13.97万平方公里，占全国沙漠化土地总面积的41.8%，主要分布在内蒙古、宁夏、陕西、甘肃和青海省，其中内蒙古受水区土地沙漠化面积达6.55万平方公里，占自治区沙漠化总面积的32%。受水区土地沙漠化面积不断扩大，据卫星资料分析，1976～1986年十年间沙漠化土地年均增长率为0.3%，其中，中度和重度沙漠化土地年均增长率分别为1.9%和0.02%，而轻度沙漠化土地由于转变为重度和中度沙漠化土地，年均递减1.6%。西北地区土地沙漠化面积不断扩大，危害十分严重，已成为当地经济发展和人民生活水平提高的障碍。土地沙漠化不仅使土地生产力下降，吞噬农田和草场，甚至埋没公路、铁路和居民房屋。由于西线工程受水区地处我国能源开发的重点地区，今后20～30年内，随着能源产量大幅度增加，矿产资源的开发势将破坏植被，更促使土地的沙漠化。
增加灌溉用水、种树种草是使沙化土地逆转的重要措施。以陕西榆林地区治沙为例，在风沙区建成了1500公里的四条防风固沙林，在沙漠腹地营造了万亩以上的159块成片林，使流沙面积减少了40%，固定、半固定沙地增加76%，初步改变了“沙进人退”的局面。水在治沙中起着关键的作用，正是利用了榆林河（无定河上游）的水，才使林草成活，沙漠变为绿洲。据初步测算，平均每亩林地可使2.5亩沙漠化土地得到控制。西线调水将使受水区植被和灌溉农业有较大幅度增长，为土地沙漠化的综合治理创造有利条件，不仅将大大加快治理的进程，更有益于治理成果的巩固。预计南水北调西线工程实施后，晋西北的1000万亩沙漠化土地可改造过来；宁夏北部50%农田得到灌溉，造林40万亩，使林木面积增加到100万亩左右，森林覆盖率可达到24%；封育优良草场30万亩，累计达到100万亩以上；治理沙化面积50%以上，治理流沙面积30%左右，沙漠化基本得到控制。
四、减少自然灾害
西线工程受水区的自然灾害主要有旱灾、风灾，局部地区还有洪灾和地质灾害。干旱是受水区最主要的自然灾害，除一些灌区外，大部地区十年九旱。例如，山西从1464～1980年的517年间共出现干旱306年次，其中特大旱8年次，大旱74年次，干旱最长持续时间达19年；内蒙古除灌区外，一般是三年一小旱，五年一大旱，春旱出现频率高达93%以上。旱灾使水库、水井干涸，草木枯死，庄稼颗粒无收，甚至人畜饮水都发生困难，破坏性很大。
大风和沙暴也是对当地生产和生活造成严重损失的自然灾害。如1993年5月5日，一场罕见的特大黑风暴席卷新疆、甘肃、内蒙古、宁夏四省区的72个县，造成人员伤亡、房屋倒塌、农业基础设施毁坏严重。据调查，甘肃的金昌、武威、古浪、景泰等地，死亡67人，失踪30多人，受伤近100人，死亡和丢失羊3.2万只，倒塌房屋4320间，受灾耕地达96.6万亩，经济林5.6万亩，直接经济损失2.45亿元。调水后可增加大面积植被，可起防风固沙，调节空气湿度，大大减少自然灾害发生的频率和强度的作用。据宁夏对1993年5月5日“黑风暴”灾害调查发现，防护林对减少风沙灾害具有重要作用。在陶乐县月牙湖吊庄村，有宽50米防护林防护的农田基本完好，而没有防护林防护的农田几乎全被沙尘掩埋。宁夏北部利用黄河灌溉之便，形成了广袤的绿洲，成为全自治区生态效益和经济效益的精华之地，素有“塞上江南”之称。可以预见，实施南水北调西线工程后，可以大大减少本区的自然灾害，将有更多的绿洲出现。
五、增加河川径流量，改善水环境
南水北调西线工程受水区内河川径流量因多种因素的影响在逐年减少，气候也更加干旱，水的供需矛盾日趋突出，与此同时也引发一系列环境问题。
草原上湖泊水位降低，水面缩小甚至干涸。50年代居延海水面面积330平方公里，现在分成东西两个小海，东侧小海已经干涸，西侧即将干涸。70年代可以从地形图上查出腾格里沙漠与乌兰布和沙漠之间有342处、639个湖泊，水面面积75平方公里，目前大部分已经消失。
因超采地下水造成水位下降，导致局部地区地面沉降。如太原市，为满足工农业用水超采地下水，日超采量达20万立方米，造成地下水位急剧下降，最大沉降量已达1232毫米，最大年沉降量达200多毫米。甘肃石羊河下游民勤盆地50年代地下水位在1～3米之间，多年生灌木、半灌木和草类生长良好；70年代中期至80年代中期，地下水位下降4米以上，草甸植被严重退化，50多万亩人工沙枣和梭梭林成片枯死，沙枣和毛柳林死亡8.7万亩，108.6万亩天然柴湾有2/3退化和沙化，预计到2000年地下水位可能继续下降3～6米，势将严重威胁民勤绿洲的生存。
地表径流减少，河流自净能力下降。随着工业发展、农业化肥使用量增加、乡镇企业迅速崛起，排放未经处理的污水现象非常严重。由于大量污水直接排入黄河，使黄河水质明显变坏。1990年银川以北陶乐渡口断面监测结果：悬浮物、砷、石油类和COD年超标率分别为91.67%，100%，36.36%和100%。
南水北调西线工程可使河川径流量大幅度增加，水环境得到改善。
1.使黄河干流河川径流大幅度增加，径流年内分配改善，各月流量更加均匀
青海循化站，多年平均流量为733立方米／秒，若调水量达195亿立方米时，流量将增加84.4%；调水前9月流量最大，为1450立方米／秒，1月流量最小，为212立方米／秒，前者是后者的6.8倍，当调水量为195亿立方米时，1月平均流量可增至830立方米／秒。
2.促进地下水发育，形成区域内水循环
受水区内河流少，塬高水低，沟深坡陡，降水量少，降水入渗补给量有限，一般只有3～8%。调水后通过大面积灌溉，将增加水的入渗转化为地下水，提高地下蓄水量，为形成区域水资源循环奠定基础。由于黄河水量增加，超采地下水的地区改用黄河水，可使地下水位逐年恢复，使太原、大同等地超采地下水并引起地面沉降的问题得以解决，使一些已经消失或正在枯竭的名泉再现昔日风采。
3.提高水的自净能力，改善水质
河川径流量大幅度增加，可以提高水的自净能力，水质明显改善。
水资源是改善西北地区生态环境的关键因素，南水北调西线工程对解决西北受水区生态环境问题将起至关重要的作用。
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