水文地质环境在土地沙漠化发展过程中的控制作用.pdf

水文地质环境在土地沙漠化发展过程中的控制作用 第六图书馆 水文地质环境 土地沙漠化 控制作用 地下水位甘肃农业李伯权甘肃省水利水电勘测设计院三总队,7480002001第六图书馆 甘 肃 农 业2 0 0 1年第 l期 总 第 1 7 4期 7 一 、关于 土 地 沙漠化 的概 念及 危 害程 度 目前 ， 不 同学 科 的 专 家 对 沙 漠 化 的 概 念 理 解 还 存在 一定 差 别 。从 水 文地 质 角 度 看 ， 所 谓 土 地 沙 漠 化 ． 是 指在人 类 活 动影 响 下 ． 由于水 文 地 质环 境 的 变 化 而 导致 植 被衰 亡 、 土 壤 盐 渍 化 、 草 原 退 化 、 土 地 抄 化 等 土地 生 产力 下 降 ， 进 而 出现 风 沙 危 害 为 主 的 环 境退 化 过程 。 我 国沙 漠 化 土 地 分 布 极 为 广 阔 。据 有 关 资 料 ， 我 国现 有 沙 漠 及 沙 化 土地 面 积 达 1 6 8 9万 平 方 千 米 ， 占国 土 陆 地 面 积 的 1 7 6 ％ ． 主 要 分 布在 北 纬 3 5 -- 5 0度 之 间的 内 陆盆 地 高原 ， 形 成 一 条 西 起 塔 里 术 盆 地 ， 东至 松 嫩平 原 西部 ， 东西 长 4 5 o 0千米 、 南 北 宽 6 0 0千米 的沙 漠带 ， 其 每 年 以 2 4 6 0平 方 千 米 的速 度 扩展 ， 表 明 我 国沙 漠及 沙 化投 有得 到 根本 遏 制 ， 扩 展 中的 沙化 导致 生 态 环 境 恶 化 、 沙 尘 暴 等 恶 劣天 气增 多 近 5 0年的 强 沙尘 暴 在 我 国 的 发 生 率 呈 急 速 上 升趋 势 ． 且 其 频 率与 荒 漠化 扩 展速 度 成正 比 表 1 。 我 国 强沙 尘 暴 出现频 率 统计 表 表 l 2 0世 纪 出现 次数 抄 化土 地 扩展 速率 5 0年 代 5 1 5 6 0 印 年 代 8 7 O年 代 1 3 2 1 o 0 8 0年 代 1 4 9 0年 代 2 3 2 4 印 2 0 o 0年 近 1 0次 二 、 土地 沙 漠化 的 原 因 土 地沙 漠 化一 般 都是 从 植被 遭受 破坏 开 始 。如 果绿 洲 周边 的 植 被受 到破 坏 ． 就 失 去 抵 御 风 沙 的保 护屏 障 ， “ 寸 草 遮 丈风 ． 一 棵 草 可 以挡住 一碗 沙 ” ， 一 棵 9米 高 的怪 柳 灌 丛 沙 滩 的 固沙 量 可 达 2 5 0 0立 方 米 ， 这是 实验 证 明 了的科 学 结 论 。如果 绿 洲 表 面 的 植 被 遭受破 坏 ， 土壤 就 失去 保 护层 ， 则 土 壤 风蚀 得 以 发 生和 发展 ， 随着 土 壤 中细 粒 和 营 养 物 质 被 不 断 吹 失 ． 就地 起 沙 ， 绿 洲变 沙漠 如 表 2， 对 毛 乌索 沙 地草 场 沙漠 化研 究 。 沙 地 及壤 土地 植 被 退化 与 营养 物 质 及 牯粒 关 系统 计表 表 2 植 被退 化 涉地 草 场 土壤 中的 物 质组 成 土壤 质地 为抄 质埔 情况 有机质 垒氮 量 速效 磷 速效钾 土中 粘嗣 台量 嘣 ％ ra g n lg 含量 ％ 未退 化或 轻度 退化 1 ． 0 0 ． 0 6 l 0 1 3 2 2 中度 退经 0 5 叫_ 0 Q 0 0 0 Q 卜 D左右 D左右 严 重退 化 Ⅷ[ 1 1 ．Ⅱ a } J O 几乎 投有 极严 重退 让 0 ． 2 7 全 部 死亡 严 重抄 化 天 l 0 全 部死 亡 严 重沙 化 l O 全 部死 亡 严 重 沙化 类 似的 情 况 也 正 在发 生 在 河 西 走 廊 疏 勒 河 蔬 域 。设 流 域在地 表 水 、 地 下 水 资 源 尚未 开 发 利 用 之 前 ， 水 资 源 在时 间 和 空 间 的 分 配 上 处 于 天 然 平 衡 状 态 ， 其 分 布 、 地 下 球 储 量 变 化 及 动 态 均 受 自然 环 境 水 文 、 气象 、 地 质 、 地 貌 条 件 控 制 ， 但 因 生产 发展 的 要求 ， 人 为 词 配 水 资 源 后 ， 原 有 平 衡 被 打 破 。如 宜 1 9 5 8年 开 始建 成 了 玉 门 昌马 太 坝 粲 首 、 总 干 、 东北 干 、 西 干 、 南 干榘 等 地 表 水 控 制 工 程 ， 由 于 每 年 引 水 灌溉 ， 促使戈壁带及前缘带地下水 渗补给量减小 ， 而 细 土平 原带 由于 灌 水 的 田 问 渗 人 ． 使 地 下 术 补 给 量逐 年 增加 ， 结 果 产生 了一 种 新 的平衡 状 态 ． 即 史 壁 带及 前缘 带 ， 潜水 位一 直处 于 下 降趋 势 ， 累 计 降 幅 已 达 3 7米 。通 过 诃查 ， 在分 布约 2 o o 0平 方 千 米 的戈 壁草场 ， 已引虐不同程度的植被群落衰埕 丈 面积的 草 场退 化 、 载畜 量逐 年 下降现 象 。 耳前 ， 昌马 水 库 工 程 正 在 修 建 。该 项 工 程是 以 库 、 渠 为 主体 的 大型 水利 工 程 。其建 成 后 ， 河 水 利 用 率将达 到 9 1 ％． 灌 溉水利用率将达到 6 2 ％ 渠系水 渗 入 量大 大地 减 小 ． 除 以保 证 工 业 用 水 8 2 7 5 x 1 矿 立方 米 ， a外 ， 昌 马 灌 区引 水 量 4 8 7 3 7Xl 立 方 米 ／ a o该 项工 程 规划 实施 后 ， 必然 对 地 下水 天 然资 源 产 生 重 太 影响 ， 预计 昌马灌 区由 于河 水的 调 出 ， 其 渗 耩 量将 减 少 8 5 ％， 渠 系 水 渗 量 虽 增 加 7 3 ． 0 ％ ， 但 天 维普资讯 第六图书馆 甘 肃农 业2 0 0 1年第 1 期 总 第 1 7 4期 然资 源 仍将 减 少 4 8 ． 6 ％。通 过 预 测 ， 昌马 工 程 建 成 1 0年 后 ， 新 的水 资 娠 平 衡 即 已形 成 ， 这 时 昌 马灌 区 玉 门 镇 至下 西号 、 北部 蘑 菇 滩 、 七道 沟以及 兔 葫芦 西 南 至 桥 子承 压水 头 普遍 有所 下 降 表 4 。 昌 马 灌 区地下 水 位变 化预 测 表 表 4 第 1至第 第 6至 第 地 区 5年水 位 【 0年水 位 1 0年 水位 最 大 降 幅 m 降幅 m 降幅 m 玉r 1 镇、 下西号 3 8 7 2 5 l 9 4 9 南 干 渠～ 带 蘑 菇 滩 1 7 6 0 ． 5 5 2 ． 1 1 戗 马 场西 0 ． 3 1 七 道 沟 1 ． 5 7 2 ．7 4 七 道 沟上 段 r 于 } 、 兔葫 芦 西南 都 1 ． 6 6 0 6 4 7 ． 7 3 南部 山前 洪 积 扇 中上 部 l 3 ． 6 7 9 0 3 3 l 3 9 山前 从 表 中可 以 看 出 ， 区 内 水 位 降 幅 最 大 地 域 奠 过 于 昌 马洪积 扇 中 上部 ， 由于 河 水 量 减 少 ， 这 里 l 0年 累 加潜 水 降幅 达 3 l _ 3 9米 。这样 使 戈 壁 带 草 场全 部 退化 ， 从而 引起 疏 勒 河下 游 的生 态环 境严 重 恶 化 ， 植 被大 面 积枯 死 ， 进 而 发展 为 沙化 土地 。 植物 生 长 情况 还与 地 下水 质好 坏 有关 。据 我 们 实 地考 察 ， 凡 是地 下 水 矿 化 度 小 于 l 层 ／ J的 地 方 ， 只 要 水 位适 宜 ， 林 木 植被 发 育 良好 ； 当地 下水 矿 化 度 在 1 ～ 1 ． 5 g ／ 1时 ， 植 被群 落覆 盖 度 为 6 0 ％～7 0 ％ ； 当 地 下水 矿 化 度 在 2 ～2 ． 5 g ／ l ， 植被 就 戚 片死 亡 。 2 ． 土 壤 次 生 盐 渍 化 ， 导 致 土地 资 源成 为不 毛 之 地 在 自然状 态下 ， 地下 水 排 泄既有 地 表 的 蒸发 、 燕 腾 ． 又 有 向地 表 水 的 排 泄 ， 特别 是 地 表 水 的泄 流 ， 对 地 球 表 面元 素 迁移 起 着 重 要 作 用 ， 垒 世 界 每 年 由河 流挟 带 海 的 可溶 盐 含量 达 1 3 0l 0 8吨 以上 ， 正 是 由于地 下 水 、 地 表水 、 大 气 水 这 种 持 续 循 环 ， 才 使 得 地 球上 淡 水 资 源不 断更 新 ， 盐 分也 保 持 了 自然 平 衡 。 但是 人 为 活 动 一旦 改变水 盐 自然运 动规 拌 ， 例 如 ， 拦 河 蓄水 、 河道 断 流 、 引水 灌溉 、 地下 水 位抬 升 等 ， 结 果 向地 表 水 泄 流减 步 ， 蒸发 排泄 加强 ． 使大 量 盐 分 在 土 壤和 地 下 水 中不 断 积累 ， 导致 土地发 生盐 渍 化 。 干 早地 区 由 于降 雨 量 都 在 2 5 0毫 米 以 下 ， j 殳有 灌溉 便 没有 农业 ， 大 量引 水 灌溉 ， 不 断增 加 了 土壤 中 的盐 分 ， 若 得不 到 淋 洗 ． 就会 引起 土 地 次 生 盐 碱 化 。 据 粗略估 计 ， 干旱 区每 年 灌 水 携 灌 区 盐分 达 3 0 0 0 吨 之多 ， 从 l 9 5 8年 到 1 9 7 8年 ， 我 国北 方 干 旱地 区约 有 6 6 6 6 7平 方 千 米耕 地 的 土壤 次生 盐 渍 化 。如 河 西 走 廊 疏勒 河流 域 ， 在 灌 区细 土 平 原带 ， 由 于多 年 引水 灌 溉 ， 使 表层 潜 水 位 只 升 不 降 ． 潜 水 水 平 排 泄 不 畅 。 地表强烈 的蒸发 、 蒸 腾作用使地下水中盐分 在地表 不 断浓缩 积 聚 ， 使 本 区 土壤 均 有 不 同程 度 的盐 渍 化 现象 。特 别是 疏 勒 河 自玉 门镇 澄 河 以 下 、 砾 石 平 原 与细 土平 原 的交 替 带 ， 由于 双 塔 堡 及 北 山隆 起 构 造 的阻 挡 ， 造成 双 塔 堡至 三道 沟 一 带过 湿 盐 碱 区 ， 尤 其 在北 山附 近 的黄 花 、 饮 马 农 场 有 5 0 ％的 耕 地 土 壤 有 不 同程 度 的盐 渍 土 分 布 。 随 着 昌马 工 程 的 逐 步 实 施 ， 一 方 面大 面 积 的农 灌 引起 细 土 带 潜 水 位 普 遍 升 高 ， 将有 大量 的 现灌 区存 在 土壤 盐 渍化 问 题 男 一 方 面 ， 玉 门镇 挢湾泉 水 区 ， 泉 水 量 减少 ， 泉 脑 下 穆 ， 溢 出带 幅变 窄 ， 泉 集性 沼 泽 干涸 缩小 ， 随 着 水分 条 件 变 化 ， 溢 出带 由湿 变干 ， 积盐 程 度 加强 ， 多 呈 盐碱 化 ， 引起植 被群 落水 面 积 的 退 化 及 死 亡 ． 进 而 变 化 为沙 地 。 四 、 结论 1 ． 我国干 早 、 半 干 旱地 区的土 地 沙 漠化 ， 从 地 球 演 化 的历史 看 ， 是 自然 力主 导 了沙 漠 化形 成 过 程 ； 从 人类 社 会发 展 的 历 史 看 ， 抄 漠 化 的 发 生 和 发 展 则 是 人类 对 自然 环境 的需求 和 干 预 与 日俱 增 的 结果 。 2 ． 导 致 土地 沙化 人 为 因素 ， 可 归 结 为植 被 的破 坏和 水 文地 质环 境 的恶 化 两 个 方 面 ， 其 中 后 者 起 控 铷作 用 。 3 ． 控 制土 地 沙漠 化发 生 发展 的最 佳 水 文地 质 环 境 的基 本含 义 是 ， 这 种 环 境 能 够 维 系 生 态 系 统 的 自 我 调 节 、 自我稳 定 。水 文 地 质 环 境 的主 要 定 量 指 标 一 个是 最佳 水 位埋 深 蒸 发 极 限深 度 植 被 主 要群 落 的根 系密 集 层深 度 ． 男一个 是 地 下水 矿 化 度 ， 再 一 个 是土 壤含 盐 量 。 4 水 文地 质 环 境 的 整 治关 键 是 水 资 源 的合 理 开 发利用 。 水 资源 管 理 决 策 得 当 ， 才 能 有 利 于生 态 系 统各 种功 能 的最 佳协 调 。 作者单位 甘肃省水利水 电勘酬设计院三总队 邮鳊 7 4 8 0 0 O 维普资讯 第六图书馆