地貌及气候特征

第一章　极端环境的地形、地貌及气候特征

——以塔里木河流域为例

由于人类对环境的影响与日俱增，全球的生态状况不断恶化，尤其是非洲和亚洲的一些发展中国家正在遭受严重的荒漠化危害。荒漠化是由于气候变异和人类活动在内的种种因素造成的干旱、半干旱和亚湿润干旱地区的土地退化。是人类不合理经济活动和脆弱生态环境相互作用造成的土地生产力下降，土地资源丧失，地表呈现类似荒漠景观的土地退化过程。1977年联合国召开了世界荒漠化会议，讨论了荒漠化过程及其严重性。20世纪80年代初，UNEP及FAO等国际组织在《荒漠化评价和制图方案》中，提出了荒漠化现状、评价、危险性的具体定量标准及荒漠化发展程度等级。1992年联合国环境与发展大会上明确了荒漠化的概念，并被1994年签署的《荒漠化防治国际公约》所采纳。

塔里木河流域位于塔里木盆地北部，其干流从阿克苏河、叶尔羌河及和田河三河汇合处至台特玛湖长约1321　km，流域总面积92.06万km²，地理位置约在北纬40°40′～41°12′之间，属中纬度暖温带区。由于盆地远离海洋的内陆性和四面环山的封闭性，造成了流域异常强烈的大陆性荒漠气候，干旱、风沙、盐碱为其基本特征。年降水量30～60　mm，蒸发量2000～3000 mm，蒸发量为降水量的40～100倍。年平均气温10.5～11.4 ℃，≥10　℃年积温4000～4300 ℃，极端最高气温39.8～42.6 ℃，极端最低气温－24.6～－30.9　℃，无霜期212～240 d。塔里木河流域是我国LUCC研究的关键区域之一，受人类活动的影响，特别是对水资源利用的不合理，使河流下游水量大为减少，地下水位下降，水质变差，植被衰败，土地沙漠化急剧发展，“绿色走廊”的范围日益缩小。历史上下游地区水草丰富，生态环境稳定，而今水量短缺，植被残败，生态环境严重恶化，这种状况的不断发展，影响着生态系统的稳定性，制约着下游资源的开发及经济的可持续发展(王让会等,2000)。

塔里木河地处中国西部干旱地区，是中国最长的内陆河，干流全长1321　km，具有自然资源丰富和生态环境脆弱的双重特点。近50年来，塔里木河流域在以水资源开发利用为核心的大强度人类经济、社会活动的作用下，流域自然生态过程发生了显著变化。特别是塔里木河中、下游以天然植被为主体的生态系统和生态过程因人为对自然水资源时空格局的改变而受到严重影响，致使水资源环境恶化，荒漠化加剧，生物多样性降低和天然草地退化严重。塔里木河下游主要位于罗布泊微弱拗陷区，构造稳定，第四纪沉积物厚约350　m，沉积物以黏土质的河湖相沉积物为主；地形平坦，坡度为3‰左右；该地区属暖温带荒漠干旱气候，降水稀少，区内年平均降水量为17.4～42.0　mm，而年蒸发量(潜势)平均值却达2500～3000　mm；地带性植被属温性灌木和半灌木，但由于有河水和地下水补给，河漫滩及两岸的低阶地发育着大面积非地带性的草甸植被，形成由胡杨、灌木和草本植物组成的面积广阔的乔木、灌木、草带和天然草地。

塔里木河下游生态系统变化是自然与人为作用的结果。20世纪50年代初，塔里木河下游恰拉以南，阿拉干以北的塔里木河沿岸胡杨林茂盛，林带宽达7～10　km，林带随河流的改道而繁衍或衰败。1958年以后，新疆生产建设兵团农二师垦荒至今，已有50余年的开发历史，建场以来开垦荒地、大兴水利，建成了恰拉和大西海子两座水库，形成了大面积的人工绿洲。而1962年修建的大西海子水库实际上已经变成塔里木河的尾闾，其下320　km的河道也从20世纪70年代开始干枯断流，“绿色走廊”危在旦夕，塔里木河下游成了风沙活动的场所，沙漠化面积迅速扩大，1996年比1959年增加了123.1　km²，沙漠化土地面积由86.98%增加到94.34%，沙漠化的年增长率平均为0.24%。现在大西海子除洪水期外也常年无水，下游区地下水位由2～4　m降到6～16　m不等，断绝了大量天然林草植被的水分补给源，胡杨林面积从20世纪50年代的5.4×10⁴hm²减少到同世纪90年代仅0.73×10⁴hm²，减少了86.4%，并呈星点状分布，下层草被枯死，已不再为“绿色走廊”。由于荒漠植被盖度下降，生物量很低，多种野生动物的栖息地丧失，生物多样性急剧降低，以天然植被为主体的塔里木河下游生态系统受到严重损害。“绿色走廊”在库姆塔格沙漠和塔克拉玛干沙漠的夹击下，其宽度由20～30　km减至7～8　km，局部地段仅1～2　km，致使从库尔勒到若羌的218国道阿拉干以南的道路遭受严重危害。1982年阿拉干到罗布庄段流沙危害公路95处，1996年增至145处，其中极严重沙害18处(许英勤等，2003)。

大西海子水库至台特玛湖的断流河段处于塔里木河下游冲积平原，构造上是一个长时期的缓慢沉积带，接受了较厚的第四纪松散堆积层。在漫长的地质时期，河水携带的大量泥沙在河道频繁改道的过程中沉积、淤积，形成了以细沙和粉沙为主的带状冲积湖积层，为地下水的贮存和运动提供了良好的场所。该区含水层岩性单一，主要为河湖相细沙和粉细沙，局部为风积沙，按岩性属于典型的孔隙含水层。本地区水文地质结构简单，含水层具有多层结构，按其埋藏条件可分为潜水含水层和承压含水层。其中上部潜层地下水与河水联系密切，是河道两侧野生植被维持生命活动的主要来源。上部潜水含水层主要岩性为细沙和粉细沙，渗透性和富水性相对较差，渗透系数在1.2～4.8　m·d^-1之间，单孔单位涌水量小于150　m³·d^-1·m^-1。潜水含水层厚度大约在30～40　m之间，与下部承压含水层几乎无任何水力联系，隔水底板岩性为黏土和亚黏土，连续性比较好，基本呈水平状态(阿里木·吐尔逊等，2003)。

塔里木河下游段系指从尉犁县的恰拉至若羌县的台特玛湖，地处塔克拉玛干沙漠与库鲁克塔格沙漠之间，呈东南向的狭长条状，总调查面积约13308.6　km²。区内地形呈西北高、东南低的态势，海拔高度798～982　m。流动沙丘和半固定沙丘星罗棋布，地面高低不平，沟道纵横。受塔克拉玛干沙漠的影响，形成典型的大陆性气候，干燥多风，蒸发强烈，降雨稀少，温差大，光照资源十分丰富(潘晓玲等，2001)。本区属暖温带极气候区。太阳年总辐射5692～6360　M J·m^-2，日照时数2780～2980　h。≥10　℃的年积温为4040～4300　℃，平均日较差13～17　℃。植物区系包括亚洲中部成分、中亚成分、古地中海成分和少量泛热带成分，组成了灌丛、草甸、荒漠、灌草丛、隐域性森林等植被类型。地带性植被类型为荒漠(刘加珍等，2004)。近30年来，由于河水断流，缺乏地表径流补给，地下水位大幅度下降，英苏以下水位大都下降到8～12　m，由地下水过程维系的天然植被严重衰败，胡杨林大面积衰败，林间沙地活化，夹持在塔克拉玛干沙漠与库姆塔格两大沙漠之间的“绿色走廊”日益萎缩，濒临毁灭(张宏锋等，2004)。