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中国自然资源报:让黄河成为造福人民的幸福河——聚焦黄河流域差别化生态修复与保护

  阅读提示:习近平总书记在黄河流域生态保护和高质量发展座谈会上强调,治理黄河,重在保护,要在治理。要坚持山水林田湖草综合治理、系统治理、源头治理,统筹推进各项工作,加强协同配合,推动黄河流域高质量发展。 

  黄河流域是我国重要的生态屏障,是连接青藏高原、黄土高原、华北平原的生态廊道,拥有三江源、祁连山等多个国家公园和国家重点生态功能区。发源于世界屋脊青藏高原的黄河,流经黄土高原水土流失区、五大沙漠沙地,绵延5000多公里,经过漫长征途最终汇入蔚蓝浩瀚的渤海湾,造就了黄河流域不同的地貌特征和生态环境。如何充分考虑上中下游差异实施水土保持和生态修复,成为当前黄河流域生态保护的重要课题。本期特邀有关专家在分析黄河流域生态环境差异的基础上,分别就上游水源涵养、中游水土保持、下游湿地保护提出政策建议。

  黄河上游

  受气候变暖影响,黄河源区的生态环境发生显著变化,主要表现为冰川退缩、冻土退化、湿地干化、湖泊萎缩等,建议建立“冰冻圈—生态—水资源协同保护与优质利用示范区”,加强统筹保护

  确保黄河源头安澜稳固

  丁永建 杨建平 谢昌卫

  黄河源区地处青藏高原东北部,面积约12.2万平方公里(龙羊峡水库以上),约占黄河流域总面积的16.2%。黄河源区地势高亢且终年气候寒冷,海拔一般3500米~4200米,尽管区域降水并不丰沛,但径流量约占黄河天然来水量的36%,是整个黄河流域的主要产流区。正是冰川、冻土、积雪等冰冻圈要素的存在,常年为河流提供丰富的水量,孕育出奔腾数千公里的黄河。然而,近年来黄河源区的生态环境因气候变暖产生显著变化,主要表现为冰川退缩、冻土退化、湿地干化、湖泊萎缩等,这也直接导致土地沙化范围扩大、土壤严重裸土化、草地明显退化。

  冰冻圈退化导致源区生态显著变化

  近几十年来,黄河水源涵养区气温显著升高,总体上呈暖干化趋势;降水量自2000年以来呈增加趋势,气候出现由暖干向暖湿转变的迹象。受气候变暖影响,黄河水源涵养区冰冻圈要素呈现退缩状态:一是主要冰川区域阿尼玛卿山冰川区急剧退缩;二是大片连续多年冻土逐渐向岛状多年冻土、片状多年冻土和季节冻土退化;三是源区积雪过去几十年略呈增加态势。目前来看,源区冰冻圈稳定性已被破坏,出现冰川跃动、湖泊溃决风险增加,以及春季径流增加等现象。

  伴随着冰冻圈的这些变化,黄河水源涵养区水文系统(包括河流、湖泊和高寒沼泽草甸)并未出现扩张现象,而是处于萎缩状态,表现在河流径流量减少,湖泊与高寒沼泽草甸面积显著减少:1956年~2009年间,黄河上游流域的吉迈、唐克、玛曲、唐乃亥站年径流呈现显著下降趋势;1969年~2013年源区高寒沼泽草甸减少了29.7%,河流与湖泊面积不同程度减少。值得注意的是,2000年尤其2007年以来,源区高寒湿地的退缩速率减小了,湖泊面积增加了,近期降水增加对源区水文与生态系统的影响显著增强。

  总体来看,黄河水源涵养区由于冰川面积相对较小,从水量供给角度而言,冰川退缩对源区水文系统的影响有限。但是,冰冻圈要素不仅仅是水资源的供给者,由于冰川、冻土温度一般低于环境温度,其本身的存在对区域水资源能起到“汇”的作用,冰川面积的减少将导致其在水循环中的“源”“汇”作用同时减弱。

  近几十年来,由于气温持续升高,源区多年冻土明显退化,活动层中原有的水热平衡被打破,近地表层土壤水分含量明显降低,土壤有机质分解加快,植物生长期延长,土壤根系生长空间增大。植物生境的变化致使源区植物群落由沼泽化草甸逐渐向草原化草甸转化,原来适应低温高湿的优良牧草禾本科和莎草科植物在现存群落中的数量减少,而杂草类植物的数量在增多。更令人担忧的是,植物群落的变化使草场退化,植被覆盖度降低,产草量明显减少,土壤坚实度降低,大量杂草类植物入侵,为害鼠提供了丰富的食物和适宜的栖息环境。大量害鼠繁殖导致形成“黑土型”退化草地,加剧沙漠化进程,从而形成源区生态环境的恶性循环。

  建立冰冻圈—生态—水资源协同保护区

  鉴于冰冻圈的上述变化与影响,为服务黄河上游生态保护与治理,维护水源涵养区的生态环境与水环境安全,笔者提出以下几点对策建议:

  将冰冻圈纳入自然资源组成部分,构建立体监测系统,科学辨析冰冻圈变化对源区生态环境影响的真实情况。长期以来,我国冰川、积雪、冻土冰冻圈三大要素在资源管理中的定位不清,目前主要着眼于基础研究层面。在当前气候加速变暖的情况下,黄河上游冰川、多年冻土发生了怎样的变化,变化程度如何,对水源涵养区径流的贡献如何,以及冰崩、冻融灾害的危害程度如何?要保障黄河流域水资源供给,保护与治理上游脆弱生态环境,支撑流域高质量发展,首先需要回答这些基础性与全局性的问题。同时,冰冻圈要素还具有资源属性(淡水资源、旅游资源、冷储资源等),以及生态服务、环境调节(气候调节、径流调节、水源涵养)及工程服役等功能。为此,建议将冰冻圈要素纳入自然资源立体化、系统化监测体系,在现有基础上运用遥感、遥测、无人机、地面观测等多种技术手段,切实弄清冰冻圈变化带来的一系列复杂影响。

  针对黄河流域生态保护和高质量发展的要求,建议结合三江源、祁连山等国家公园建设契机,建立源区“冰冻圈—生态—水资源协同保护与优质利用示范区”。目前,我国已到了有条件、有能力解决生态环境突出问题的重要窗口期。黄河源部分地区先期已经划入三江源国家公园,今年以来中国科学院启动的“生态脆弱区绿色发展途径与区域综合示范项目”针对江河源区生态环境修复和保护开展了深入研究,取得了一批针对不同冰冻圈环境要素的修复治理技术,如冻土区退化草地修复适宜性技术与人工草地群落稳定性调控技术、冻土灾害防治技术、工矿场地遗迹地植被恢复技术等。这些技术可为源区优先启动生态修复、保护与治理工程提供强大科技支撑。对此,建议结合三江源国家公园建设,选择具有代表性的地区,将冰冻圈资源综合效应、生态保育与民生发展、水源涵养区保护与资源持续利用等有机结合,建立“冰冻圈—生态—水资源协同保护与优质利用示范区”,为推动黄河流域生态保护和高质量发展提供范例。

  在整个黄河流域构建“山、水、林、田、湖、草、人”生态环境保护与社会经济发展体系,源区的重点是保护,兼顾发展要义。黄河流域生态保护与治理是一系统性工程,上下游生态问题不同,发展质量存在差异。上游地区是冰冻圈环境支撑下的水源涵养功能区,主要是畜牧业经济,因此应从源头着手,统筹考虑冰川、多年冻土、水文系统、植被生态的变化以及畜牧业发展等,以水定草,以草定牧,适度开发冰雪资源,发挥其资源价值,打造山上、山前、山下既相互兼顾又一体化发展的模式。中下游地区主要是用水矛盾、水沙治理、高质量发展问题,多年来为保证下游各省经济发展对水资源的需求,黄河流域一直实行分水方案。在黄河来水量有限的情况下,既要坚持生态优先,又要追求高质量发展,破解途径就是做好“水文章”,从“山、水、林、田、湖、草、人”7大要素系统谋划,以水而定、量水而行,走绿色发展道路。另外,从流域整体推进、整体发展、整体谋划的视角,应探讨中下游经济较发达地区对源区生态和水源保护进行补偿的实现路径,以达到全流域生态保护和高质量发展的要求。

  (作者单位:中国科学院西北生态环境资源研究院)

  黄河中游

  黄土高原地区生态环境脆弱,长期以来高强度的自然资源开发和利用曾导致严重的水土流失,建议将自然恢复、人工促进恢复和农业工程相配合,突出山水林田湖草沙系统治理的适宜性与和谐性

  走最适宜的生态恢复道路

  吕一河

  黄土高原位于我国中北部、黄河中游,面积约64万平方公里。黄土高原地区生态环境脆弱,长期以来高强度的自然资源开发和利用曾导致严重的水土流失,成为黄河泥沙的主要来源区和重点治理区。在黄河流域生态保护和高质量发展座谈会上,习近平总书记强调中游要突出抓好水土保持和污染治理。有条件的地方要大力建设旱作梯田、淤地坝等,有的地方则要以自然恢复为主,减少人为干扰,逐步改善局部小气候。对此,笔者认为应准确把握植被生态恢复、农业工程措施、资源开发利用的“度”,将自然恢复、人工促进恢复和农业工程相配合,突出山水林田湖草沙系统治理的适宜性与和谐性。

  植被恢复:从“速绿”转向“近自然改造”模式

  从历史来看,商末周初时期黄土高原森林覆盖率约为40%~53%,气候较现今温暖湿润,当时农业不发达、人口较少,人类活动对生态环境的影响并不明显。其后的3000年间,黄土高原生态环境演化总的趋势是在长期气候干冷化格局下农耕文化间歇北进,最终占据主导地位,人口增加、农业开垦、战乱等多重因素导致自然植被破坏、土壤侵蚀加重、沙漠化蔓延。

  20世纪80年代以后,我国开始在黄土高原开展以小流域为基本单元的水土保持综合治理试验示范,恢复植被、修建梯田和淤地坝,部分地区生态状况开始改善。1998年黄土高原的吴起县和延安市率先探索坡耕地退耕还林。近20年来,黄土高原开展大规模退耕还林还草,生态状况发生了显著改善,成为全国植被覆盖度增加面积和程度最大的区域。基于遥感数据的定量分析表明,到2015年整个黄土高原地区的林木覆盖率达到21.8%。由于植被覆盖条件的改善,地表易产沙和高产沙风险区面积同期分别减少了37.6%和82.5%,从而对近年来黄河输沙量的大幅减少发挥了重要作用。

  在退耕还林(草)政策的强力推动下,为了取得“速绿”效果并降低成本,黄土高原大部分退耕地采取了人工林草恢复模式,而且以人工速生林(如刺槐)为主。随着恢复时间的延长,一些地区出现了土壤干化加重、人工植被群落早衰等不良现象。也有研究认为,当前黄土高原的植被生态恢复正在逼近区域降水植被承载力的阈值。为此,必须重新审视既往人工植被恢复为主的实践模式的适宜性问题,并根据梁峁丘陵、丘陵沟壑、高原沟壑、风沙滩地等不同地貌类型区和生物气候区的差异,逐步进行因地制宜的“近自然改造”,从追求初级阶段的“速绿”效果,转向中后期以自然恢复为主、结构优化、功能提升、植被与环境条件协调、自我更新、稳定可持续的修复方向。

  工程措施:适应人口流动和经济转型等现实需求

  梯田和淤地坝是黄土高原地区历史悠久、最具特色、数量众多的农业工程措施,在维护区域粮食安全、控制水土流失等方面发挥了重要作用。但随着城镇化推进和生态恢复工程实施,黄土高原地区的乡村经济社会环境发生着显著变化:一方面,乡村常住人口减少、空心村现象普遍;另一方面,生态移民搬迁等政策促进了偏远落后地区居民点和人口数量减少。

  在常住人口减少的情况下,老旧梯田普遍存在弃耕和撂荒现象,甚至在偏关、榆林北部等地区50%以上的宽幅水平梯田也有弃耕现象;同时淤地坝年久失修、损毁严重,如府谷县中型以上淤地坝病险率超过55%,抗灾能力弱。近年来暴雨事件有所增加,对淤地坝、梯田等水土保持工程措施的安全构成威胁。而且,随着区域大规模退耕还林(草)工程水土保持效益的显现,2000年以后新建淤地坝的拦沙量大为减少,难以在短时间内拦沙造地。

  鉴于此,梯田、淤地坝和治沟造地等农业工程要与城乡人口流动、社会经济转型等相适应、相协调,实现向重存量、提质量、控增量的管理模式转变。在乡村振兴战略实施的新形势下,建议黄土高原地区应以现实需求为导向,对淤地坝、坝地、梯田等建立高精度对地观测为主的资源清查和变化监测系统,准确掌握资源存量和变化趋势。在此基础上,重视基层群众和相关管理部门的意见,以存量淤地坝、坝地和梯田为主,开展土地整治和高标准农田建设,切实提高其质量和抗灾能力。对于淤地坝和梯田等土地整治工程的新建、扩建要严格审批,避免大规模新、扩建梯田,以维护退耕还林还草成果和流域生态安全。其中,淤地坝建设需要将以往拦沙造地的目标向拦沙调水、灾害防控和综合利用等方向适当调整,在人口聚集区上游或水蚀严重地区开展以中型坝和骨干坝为主的淤地坝规划和建设。

  资源利用:探索适度生态化开发以促进保护与恢复

  黄土高原在退耕还林还草、天然林保护、水土保持综合治理等推动下,通过工程措施和生物措施的综合应用,促进了山水林田湖草沙等生态要素在不同生态空间中的配置趋于优化。随着经济社会转型,人类活动的影响大大降低,随之而来的问题是如何更好地维护植被恢复、农业工程及水土保持等综合治理成果。破解这一问题就需要处理好保护与利用的适宜性和协调性,探索治理成果的适度、可持续利用模式。

  历史上,黄土高原主要是游牧民族活动的区域,并未发生明显的生态退化和破坏。这说明,低强度的牧业利用是半干旱区生态系统可持续利用的模式之一。同时,根据生态学中的中度干扰理论,对生态系统的适度利用会维持其活力,提高其生物多样性和生产力。因此,建议针对生态恢复和重建形成的生态系统,探索不破坏地被层的适度生态化开发利用模式,使系统在提供生态产品和服务的同时产生一定的经济效益,增强生态恢复和保护的内生动力。对于梯田和淤地坝建设所形成的库塘湿地、坝地等,也可以根据生态农业、乡村旅游等产业发展需求,促进多元化开发利用,在利用中寻求更好的保护和发展。

  总之,作为黄河中游的重要地域单元,黄土高原在生态保护和高质量发展中发挥着重要作用,生态恢复必须符合其在黄河流域中的生态功能定位。同时,也要顺应环境变化而不断调整,提升生态恢复措施和模式的系统性、时空配置的适宜性,并且通过生态恢复的推进,促进区域人与生态环境的和谐、产业发展及民生福祉与生态环境保护的和谐。(作者单位:中国科学院生态环境研究中心)

  黄河下游

  黄河三角洲湿地面临着天然湿地面积缩减、生物多样性降低、生态系统服务功能下降等问题,应坚持生态优先、绿色发展,以水而定、陆海统筹,将湿地生态保护、生态修复与高质量发展有机结合

  双流入海修复湿地绿洲

  韩广轩 杨红生 邹涛 王光美

  在黄河的入海口山东省东营市,有一片历经黄河千万年冲刷,由河水自上游携带的泥沙堆积而成的平原绿洲——黄河三角洲湿地。这片总面积15.3万公顷的湿地,不仅具有河流湿地、河口湿地、潮间带滩涂湿地、潮上带重盐碱化湿地、芦苇沼泽、疏林沼泽、灌丛沼泽和湿草甸等湿地类型,而且具备典型的原生性、脆弱性、稀有性以及国际重要性等特征,是世界暖温带唯一一块保存最完整、最典型、最年轻的湿地生态系统。这里近海鱼类资源丰富,是大量虾蟹类和贝类的天然索饵场。作为东北亚内陆和环西太平洋鸟类迁徙的重要中转站,这里还是鸟类重要的越冬栖息地和繁殖地。

  天然湿地面积缩减,生态服务功能下降

  受自然和人为因素影响,黄河三角洲湿地面临着天然湿地面积缩减、生物多样性降低、生态系统服务功能下降等问题,保护形势依然严峻:

  一是黄河水沙通量减少,湿地水资源保障形势严峻。黄河改道和长时间固定流路入海导致老河口蚀退严重。1976年以来,自然保护区北部向内陆蚀退已达11公里,面积近115平方公里,并且仍以年均200多米的速度蚀退。同时,黄河水沙通量减少,入海水量严重不足直接导致河流分叉减少,形成海水倒灌,陆域植被逆向演替。

  二是保护与开发矛盾突出,湿地开发利用粗放低效。油田开发、围海养殖、农业开垦等在不同程度上破坏了黄河三角洲天然湿地的生态环境,造成湿地退化。不合理的农业开发和滩涂养殖消耗了有限的淡水资源,减少了对湿地淡水的供给,导致了湿地的退化和萎缩。1976年~2017年,天然湿地面积共减少了927.9平方公里,人工湿地面积增加了805.4平方公里。而且,天然湿地破碎化程度增强,野生生物栖息地丧失,生境质量下降,生物多样性降低。

  三是陆海连通性阻隔,湿地生态系统服务功能下降。近年来,黄河三角洲集约化的围填海活动隔断了湿地的生态连通性,使浅海湿地生物失去陆地食物源,同时陆域湿地栖息地逐渐消失,影响湿地生物栖息地的完整和生物多样性的维持。过去50多年来,黄河入海口大型底栖动物群落在物种数、生物量、丰度以及群落结构组成等方面都发生了较大变动,具体表现为寿命长、体积大、具有高竞争力的优势种正逐渐丧失。另外,互花米草等外来物种入侵不断挤占原生物种生存空间,并导致海草床、盐地碱蓬等湿地生态系统严重退化。

  以水而定设置红线,陆海统筹管护生态

  要实现黄河三角洲湿地的生态保护与高质量发展,应坚持生态优先、绿色发展,以水而定、陆海统筹,将黄河三角洲湿地生态保护、生态修复与高质量发展有机结合。

  双流入海,保障黄河三角洲湿地淡水补给。建议以水而定、量水而行,设定黄河三角洲水资源开发利用红线,以湿地用水、近海生态系统淡水资源补充为约束,加大生态补水力度,保障黄河河道和入海口自身的生态用水,促进河流生态系统和湿地生态系统健康。推进水系连通,加快实施黄河三角洲国家级自然保护区水资源配置与水系连通工程,构建保护区补水和合理配水的大循环体系,提高生物多样性。同时,着眼于黄河三角洲生态大保护,实施丰水期清水沟流路和刁口河流路“双流入海”机制,恢复刁口河流域淡水湿地,减缓或防止自然岸线侵蚀,保证近海渔业资源安全;科学评估双流入海的生态环境效应,最大限度发挥黄河入海径流的综合效益。

  陆海统筹,加强黄河三角洲湿地生态保护。坚持陆海统筹,生态保护优先,实施自然岸线保有率目标控制,使保有率不低于40%,并严格管制海岸线周边生态空间,实施海岸线建筑退缩制度。加快黄河三角洲自然保护地优化整合,推进黄河口国家公园建设,同时加强珍稀濒危鸟类栖息地保护,重点实施鸟类栖息地保护工程,积极开展世界自然遗产申报工作。建议实施湿地分区保护,在湿地范围内划定水产养殖禁养区、限养区和养殖区,严格控制新增水产养殖项目,禁止擅自扩大养殖规模,科学确定养殖密度。坚持节约集约,推动水资源高效利用。积极发展节水农业,加强节水灌溉工程建设和节水改造等;统筹利用黄河水、地表水、地下水、雨洪水、再生水等多种水资源,有效增加水资源供给。在此基础上,抓好入海入河排污口整治,针对排查发现的问题排口,坚持“一口一策”,落实责任主体,实施分类整治,建立入海入河排污口名录。

  科技引领,推动黄河三角洲湿地生态修复。坚持科技引领,构建“监测、修复理论、技术与模式集成、工程示范”一体化的生态修复技术体系:一是强化监测平台的长期监测作用,加快黄河三角洲湿地国家级野外生态站建设,开展系统性综合调查,摸清自然资源家底。二是加强湿地退化机制及其恢复重建基础研究,理清湿地演变规律与退化机制,探索构建湿地生态修复关键技术。三是集成研发生境恢复技术与综合治理模式,研发生态的互花米草防治技术,结合红海滩和鳗草修复技术,恢复本土生境,建立修复技术的客观评价体系,实施全程跟踪和绩效评价。四是加快研究成果推广应用,启动一批创新、试点、示范项目,运用最新技术成果提升修复效果,并探索开展以湿地微生境改造、互花米草防治、盐地碱蓬和海草床恢复为主要内容的黄河三角洲湿地综合恢复技术。

  生态优先,推动海岸带产业高质量发展。统筹农业用水与生态用水,推动“科研院所+龙头企业+合作社+农/渔民”的生产模式,探索“生态优先、陆海联动、三产融合”的海岸带高质量发展模式。具体来说:“生态优先”,发展盐碱地生态农业,实现土壤改良向适应土壤转变、粮食功能向粮经饲功能与生态功能转变;“陆海联动”,建设滩涂生态农牧场,选择生物扰动作用较强的经济动物和对滩涂环境修复能力强大型海草(藻),研发高效苗种培育和“畜禽渔”复合增养殖技术,高效利用滩涂并恢复湿地的生态功能;“三产融合”,构建浅海生态牧场,通过生境修复、改造与资源养护,构建海洋牧场,发展加工利用、休闲旅游等产业,实现三产融合发展。

  (作者单位:中国科学院烟台海岸带研究所,中国科学院黄河三角洲滨海湿地生态试验站)


发布时间:2019年11月28日 责任编辑:云琦  来源:
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