● 摘要
黑河流域是西北地区重要的一条内陆河流域,也是其社会经济发展的命脉。建国以来,人们大肆垦荒造田、填湖种粮等运动使黑河流域生态系统持续恶化。为尽快遏制恶化趋势,2001年国务院批复了《黑河流域近期治理规划》项目,标志着黑河流域综合治理工作的开始。研究《规划》实施以来,黑河流域生态健康状态的时空变化规律,不仅对黑河流域的综合治理具有一定的理论指导意义,而且对于流域的可持续发展是一项很好的实证研究,具有一定的实践意义。
本研究在RS/GIS的技术支持下,以2000-2010年为评价时序,利用PSR模型进行指标体系构建,综合指数模型进行生态系统健康评价,对黑河流域11年间的生态系统健康状态进行了动态监测,并深入研究了生态系统健康状况的影响因素。主要得出以下结论:
(1)对黑河流域总体2000-2010年生态系统健康水平作时空变化特征分析。
从时间上看,黑河流域2000 -2010年生态系统健康水平有所提高,区域内部生态系统健康水平差异缩小,生态系统结构趋于稳定,但生态系统仍然处于临界状态级别,说明黑河流域生态系统健康水平有所改善,但仍受到较强程度的胁迫。
从空间上看,黑河流域生态系统健康指数的多年平均值在0.34-0.58之间。平均值在0.34-0.40的区域主要分布在高台、金塔、额济纳旗地区,在0.40-0.45的区域分布在山丹及祁连和肃南中部地区,在0.45-0.50的区域主要分布在嘉峪关、酒泉及肃南西部,在0.50-0.58的区域主要集中在张掖地区。
近11年来黑河流域生态系统健康具有5种变化类型,即只有明显变差区、略微变差区、无明显变化区、略微变好区、明显变好区,而不存在显著变差及显著变好区。明显变差区只分布在山丹县境内北部狭小的区域,占总面积的0.004%;略微变差区主要分布在祁连、肃南东南部、山丹、张掖、高台及山丹、民乐的局部地区,其面积占23.01%;肃南西北部、民乐和临泽的大部分地区、金塔及额济纳旗南部地区属于生态系统健康无明显变化,其占流域面积比例最大,为50.97%;嘉峪关市及酒泉市西部、额济纳旗天鹅湖外围地区为生态系统健康略微变好区,面积比例为15.28%;额济纳旗天鹅湖区域属于生态系统健康明显变好区,面积比例为10.74%。
(2)对黑河流域2000-2010年各县市生态系统健康水平作时空变化特征分析。
从时间变化上来看,黑河流域各县市的生态系统健康变化有明显差异,张掖、民乐、山丹、祁连、肃南、临泽、高台7个地区的生态系统健康指数呈减小趋势,酒泉、嘉峪关、金塔、额济纳旗4个地区的生态系统健康指数呈增加趋势,说明张掖、祁连等7个县市的生态系统呈退化趋势,酒泉、额济纳旗等4个县市的生态系统呈改善趋势。
从空间分布上来看,2000-2010年,张掖、民乐、祁连、肃南、山丹、嘉峪关、酒泉、临泽生态系统健康程度较高,历年生态健康指数均大于0.4,而高台、金塔、额济纳旗生态系统健康程度相对较低,2000年3个地区的生态健康指数均小于0.4,随着黑河流域治理工作的进行,2010年金塔、额济纳旗健康指数达到最大值,但仍远低于其他8个县市的健康水平。
(3)利用GM(1,1)模型预测各县市生态系统健康发展趋势,对于生态系统健康水平上升的4个县市,预计嘉峪关2022年进入较健康级别;酒泉市2024年将进入较健康级别;金塔县2026年将进入较健康级别;虽然额济纳旗的生态系统健康改善速率较快,但由于该地区目前的生态系统健康状况相对较低,因此额济纳旗进入较健康级别的年份是2086年。
在生态系统健康水平下降的7个县市中,高台县健康程度最低且下降速度最快,2078年退化至病态级别;临泽县2016年指数值即下降到0.400以下,2060年降至0.300;2010年祁连县健康指数0.413,2042年指数值即下降到0.400以下。民乐、张掖将分别于2076、2090年相继过渡到0.400以下;肃南、山丹的下降速度相对较慢,现状年份两者健康程度一致,健康指数值分别为0.430、0.431,将分别于2044、2068年指数值下降至0.420以下,其中肃南健康水平下降较快,2096年健康指数值降至0.400以下,山丹则仍然处于0.410范围内。
(4)各县市的三个子系统对综合生态系统健康贡献度不同,说明其生态系统健康程度变化是受不同子系统影响的,其中张掖市、金塔县受压力子系统影响较大,临泽、高台受状态子系统相对较大,嘉峪关、酒泉、额济纳旗、民乐、山丹、祁连、肃南等县市受响应子系统影响较大。据此,提出具体对策及综合对策,分别为增加有效水资源量、分区治理因地制宜、严格执行分水方案、封育保护及建立生态系统健康体系等对策。