松嫩平原湿地生态环境退化机制探讨_罗新正

第16卷　第4期

干　旱　区　资　源　与　环　境Vol .16　No .42002年12月Jo urnal o f Arid Land Reso ur ces and Environment Dec .2002文章编号:1003-7578(2002)04-039-05

松嫩平原湿地生态环境退化机制探讨

罗新正1　朱坦1　孙广友2

(1.南开大学环境科学与工程学院,天津300071; 2.中国科学院长春地理研究所,吉林长春130021)

提要:随着人类活动对生态环境干扰的增强,生态环境的退化日益加剧。为避免人类活动的盲目性,有必要深入分析和研究生态环境的退化机制。本文界定了生态环境脆弱性的概念,探讨了松嫩平原湿地生态环境脆弱性的成因和湿地生态环境退化的机制,指出湿地退化的前提是湿地生态环境存在脆弱性,干扰因素是人类活动。研究结果可为人类活动提供指导,减少盲动性,以利于合理开发、利用湿地资源和保护湿地生态环境。

关键词:松嫩平原;湿地;生态环境;脆弱性;退化机制

中图分类号:S156.8　　　　　　文献标识码:A

生态环境退化是目前人类面临着的一个严峻局面,它是生态环境脆弱性的具体体现。只有深入地分析和了解生态环境脆弱性的成因和生态环境退化机制,才能趋利避害,才能持续有效地利用和保护生态环境和自然资源,促进社会、经济稳定发展。

湿地是地球表层长期或季节性为水饱和或覆盖的土地,伴生有湿生或水生生物。松嫩平原湿地集中在平原的中西部地区。半个多世纪以来,松嫩平原湿地生态环境退化严重,表现为湿地面积锐减、盐渍化面积扩张和盐渍化程度增强,体现出湿地生态环境较强的脆弱性。目前,松嫩平原湿地生态环境退化机图1　松嫩平原位置F ig .1　Lo catio n of Song nen P lain 制的研究还处于起步阶段,需进一步深化。本文探讨了松嫩

平原湿地生态环境退化的成因及引发机制,认为脆弱性是

湿地生态环境退化的前提,工程建设、垦荒和过度放牧等人

类活动是引发退化的干扰因素。松嫩平原湿地生态环境退

化机制的探讨有助于充实湿地科学理论和恢复、重建退化

的湿地生态环境。

1　松嫩平原生态环境特征

松嫩平原位于我国东北地区西部,介于44o 26 ～

48o 28 N ,121o 27 ～127o 00 E 之间(图1),由松花江、嫩江

及其支流冲积和洪积而成,总面积约17万km 2。

平原中部主要地貌类型为低平的冲积平原、湖积平原和

冲积、湖积平原区,坡降介于1/8000～1/5000之间,地表径

流泻泄不畅,尤其在白城、齐齐哈尔和哈尔滨之间的三角地

带,地势低,多漫岗洼地,因季节性积水而形成大面积湿地。 收稿日期:2002-01-31基金项目:中国科学院湿地创新项目(KZCX2-302)

作者简介:罗新正(1965.12～)男,河南临颍人,博士,副教授。主要从事区域生态环境与资源研究。

本区属于温带大陆性季风气候,自东向西大陆性逐渐增强。冬季受来自蒙古-西伯利亚冷高压的极地大陆气团影响,严寒少雪,夏季受来自副热带高压的热带海洋气团影响,温暖多雨。各地年平均气温0～5℃,1月份平均气温为-16℃～-26℃,7月均温为21～23℃[37]。大部分地区年降水量为400mm ～600mm ,6～9月份占70%～80%。

受人为干扰因素的长期影响,本区原生自然植被存量较少,多为次生或退化植被所代替。土壤经度地带性明显,自东向西依次是黑土、碳酸盐草甸黑钙土、泛滥地草甸土,砂土和草甸黑钙土,隐域性土壤有沼泽土和盐渍土。

2　松嫩平原湿地生态环境脆弱性

2.1　生态环境脆弱性概念

关于生态环境脆弱性的概念,有多种表述[1-3]

,多把生态环境的脆弱性理解为生态环境的退化或恶化现状。实际上,脆弱性是生态环境的自然属性,是生态环境所具有的容易退化的性质。

退化因子的存在和缓冲因子的弱抗干扰能力形成生态环境的脆弱性。退化因子是能够引起生态环境退化的因素,缓冲因子是化解退化因子作用的因素。缓冲因子的弱抗干扰能力表现为缓冲因子受到人为干扰后极易遭到破坏,一旦遭到破坏在短期内难以自然恢复。

生态环境脆弱性超然于生态环境状况而存在。生态环境无论受到干扰与否,其脆弱性都是客观存在的,在受人为干扰之前隐伏其中,受人为干扰之后显露于外。特别是当生态环境未受干扰之前,因缓冲因子的作用而处于良好状态时,退化因素的依然存在和缓冲因子的弱抗干扰能力成为人类盲目活动的一个陷阱。

2.2　湿地生态环境脆弱性的构成2.2.1　退化因子的存在

松嫩平原湿地生态环境的退化趋势是土壤盐渍化,盐渍化的影响因子如下。

潜水埋藏浅:松嫩平原的湿地多属季节性积水类型,除雨季积水外,其他季节潜水埋深一般为1～3m ,甚至0～2m ,均小于潜水临界深度,处于蒸发作用的有效范围之内。

潜水含盐量高:湿地分布区潜水矿化度一般为0.5～3g /L,最高可达4g /L,以HCO -3+Na +

型水为主。局部闭流区洼地或湖滨低地,潜水矿化度可达4.0g/L 以上,盐分组成复杂,阴离子除富含HCO -3

外,Cl -和SO 2-4也有显著积累,阳离子中富含Na +,属于HCO -3+Na +型水、Cl --HCO -3+Na +

型水或

SO 2-4-HCO -3+Na +型水[4]

。

蒸发旺盛:松嫩平原大部分地区实测蒸发量为1400mm ～2000mm (表1),由东向西递增,西部达2000mm 以上[5]

,等蒸发量线呈弧形向东凸出。

表1　松嫩平原部分地区月实测蒸发量　　单位:mm T ab.1　M o nt hly ev apor atio n in par t o f Songnen Plain (U nit:m m)

1

23456789101112全年嫩江齐齐哈尔哈尔滨白城长岭

6.811.311.320.536.7

13.123.123.136.737.8

48.777.477.4102.385.9

131.4170.8189.7228.7209.7

237.6280.2294.5360.6309.4

201.9247.9246.2290.6248.9

167.3209.7204.9236.4205.6

141.8181.6169.5203.6173.5

103.8138139.1168.4147.8

72.595.599.152.344.2

22.435.539.7123.4108.3

6.812.214.122.518.2

1154.01483.11508.71846.11600.2

当含盐水在地表蒸发时,盐分析出而残留地表,上述退化因子的协同作用将引起湿地盐渍化。2.2.2　缓冲因子的弱抗干扰能力

地表径流和植被在一定程度上能够化解盐分在地表的积累过程,成为松嫩平原湿地生态环境的保护伞。

松嫩平原降水的70%～80%、河川径流量的50～70%集中于6～9月份,松嫩水系的河流在山区段

的比降是平原段的12.54～50.94倍。降水和河流比降特征引起平原低湿地出现周期性的地表径流。地

?40?干　旱　区　资　源　与　环　境第16卷

表径流溶洗流经地区表土中的盐分,并携带进入局部低洼地区(表2)或直接汇入河流\+[6](表3)。

表2　大布苏泡湖水及其边缘水的pH 值、主要离子含量和总盐　　　单位:mg /L T ab .2　W ater's pH 、io ns co nt ent and to tal salt in D abusu lake and its vicinities (U nit :mg /L )

采样地点pH NO -3Cl -CO 2-3HCO -3SO 2-4K +M g 2+Na +Ca 2+总盐北岸冲沟湖泡北部湖泡东部

8.5210.6710.66

60.000.200.50

508.754786.16

14890.260.001202.60

3442.17

666.311054.372635.93

7.201.522.90

2.7424.3785.547

8.3441.6821.341

750.631718.304839.90

96.602.492.71

2100.578771.7025821.26

表3　松嫩平原主要河流的离子总量　　单位:mg /L T ab .3　T o tal io ns o f main river s in Songnen Plain (U nit :mg /L )

河流嫩江洮儿河乌裕尔河霍林河离子111.32(库漠)142.7(索伦)163.57(北安)362.73(白云胡硕)

总量

144.02(江桥)

229.74(洮南)

246.22(依安)

植被能够降低风速、反射和吸收太阳辐射,使地表空气相对湿度增大,弱化蒸发积盐过程;同时植物的蒸腾作用降低潜水水位,削弱蒸发强度,也弱化蒸发的积盐过程。在植物蒸腾过程中,由于植物根尖吸收水分、选择性吸收有限盐分的结果,水中大部分盐分滞留在植物根尖分布的层次,形成“暗碱层”。

松嫩平原地表径流和植被又具有弱抗干扰能力,地表径流和植被本是化解盐渍化作用的缓冲因素,但因其弱抗干扰能力而增强了湿地生态环境的脆弱性。

平原地势平坦开阔,坡降小,相对高度一般<5m ,在这种地貌条件下,人工构筑物(如堤防、道路等)极易改变原始地表形态。一方面为了防洪,路基高达1～2m,堤防则不断加高;另一方面由于设计中缺乏生态环境学原则,并受资金的限制而努力降低成本,道路呈直线型和缺少过水桥涵,堤防也缺少涵闸。这样的道路、堤防纵横交错,条块分割,使流域碎化,地表径流受阻。而且,由于定期的维护,这种人工构筑物在短期内很难自然消失。

松嫩平原植被的生存是地表径流与其自身顽强改善环境的结果,受气候、水土条件的限制,湿地植被接近生存的临界状态。以草本为主的湿地植被,极易受到人类或牲畜的破坏。而植被受到破坏后,生态环境的响应使其生存环境恶化,生存条件的丧失使植被在短时期内难以自然恢复。

3　松嫩平原湿地生态环境的人为干扰

3.1　主要干扰方式3.1.1　工程建设

松嫩平原的工程建设主要包括修建水库、堤防和道路。

1995年,松嫩水系大型水库库容达到248.2亿m 3

。1996年吉林省境内松嫩水系中型水库库容达到21.4亿m 3[7]。

20世纪90年代,松嫩平原铁路长度达到4110km ,公路达到15580km [8,9],吉林省境内的二松、嫩江、洮儿河、饮马河和拉林河上堤防总长度达到1781km [7]。3.1.2　农牧业生产

松嫩平原的原始自然景观为疏林草原和草原,垦荒活动使草原面积大幅减少。1995年平原上耕地面积达到784万hm 2,占平原土地总面积的46%。

自20世纪50年代至90年代,松嫩平原负载的牲畜数量大幅度增加。大牲畜由1949年的142万头增至1997年的670万头,增长了3.72倍;羊由1949年的6.85万只增至1997年的725.54万只,增长了104.92倍[10]。

3.2　人为干扰对缓冲因子的影响3.2.1　地表径流减弱

水库库容和堤防长度增长,拦截水源,减少平原供水量(表4)

[7]

,低标准的堤防和道路增加,切断地

?

41?第4期罗新正等　松嫩平原湿地生态环境退化机制探讨

表径流外泄通道,形成大面积内流化地区[11](图2)。

表4　吉林省松嫩平原区地表水资源变化T ab .4　Chang e of g r ound w ater of Songnen Plain in Jilin pro vince

年代平均地表水资源量(亿m 3/a)

特征

1950s

398.44

5年大于450亿m 3

4年介于270-450亿m 3之间1年小于270亿m 3

1960s

373.9

2年大于450亿m 3

6年介于270-450亿m 3之间2年小于270亿m 3

1970s

297.61

1年大于450亿m 3

4年介于270-450亿m 3之间5年小于270亿m 3

3.2.2　植被遭到破坏

垦荒彻底清理了地势高爽区域的地表植被,过度放牧使湿地植被不断退化,草地面积不断减少,

草地质量不断下降。

图2　松嫩平原内流化区分布

F ig.2　I nner -flo w ing ar eas in Song nen Plain

以吉林西部松嫩平原区为例,20世纪50年代初,可利用草地213万hm 2;1963年,可利用草原148万hm 2

,干草单产1125kg /hm 2

左右;70年代后期,可利用草原面积116万hm 2

,干草单产750kg /hm 2

[10]

。目前,除位置偏远和交通不便的低湿草甸草原,如大安姜家甸子、长岭腰井甸子和白城大沁他拉

甸子外,其他比较高燥的好草原,已多被耕地分割成小片草场[10]

。

4　松嫩平原湿地生态环境的退化

退化表明湿地生态环境脆弱性的存在。人为干扰破坏缓冲因子,退化因子的作用因失去缓冲因子的制衡而爆发。地表径流、地表植被受到干扰而遭到破坏后,根系层积盐过程减弱或消失,在强烈蒸发作用下地下水中的盐分不断在地表累积,引起湿地盐渍化,湿地盐渍化面积不断扩大,盐渍化程度不断增强。

松嫩平原盐渍化湿地面积从20世纪50年代到90年代初增加了1.6倍(表5)。

表5　松嫩平原土地盐渍化演化　　单位:万hm 2

T ab.5　Chang e of salinized land in Song nen P lain (U nit:104hm 2)

黑龙江

吉林松嫩平原1950s 63.434.798.11990s 初

103

57

160

表6　白城市不同类型盐渍化土地变化　　单位:万hm 2

T ab.6　Chang e of differ ent kinds of salinized

land in Baicheng city (U nit:104hm 2)

盐土碱土盐碱化土1950s 22.5 5.686.81990s 初

4.8

44.2

78.7

吉林省白城市土地盐渍化程度不断增强,其演变方式为:, 草甸土→轻度盐碱化草甸土→中度盐碱化草甸土→重度盐碱化草甸土→碱斑; 深位碱土→中位碱土→浅位碱土→白盖碱土; 草甸淡黑钙土→盐碱化淡黑钙土→碱斑。20世纪50年代盐渍土的面积对比是盐碱化土>盐土>碱土,而到90年代初则变为盐碱化土>碱土>盐土(表6),盐渍化程度不断加强[12]。

5　结论

(1)生态环境脆弱性是生态环境容易退化的属性,表现为退化因子的存在和缓冲因子的弱抗干扰能

?42?干　旱　区　资　源　与　环　境第16卷

力。脆弱性是生态环境的自然属性,它超然于生态环境的现状而存在。松嫩平原湿地生态环境的脆弱性表现为地下水埋藏浅、地下水含盐量高和蒸发旺盛等退化因子的存在和地表径流和植被等缓冲因子的弱抗干扰能力。

(2)脆弱性是松嫩平原湿地生态环境退化的前提,包括垦荒、过牧和工程建设在内的松嫩平原的人类活动,干扰并破坏了湿地生态环境的缓冲因子(植被和地表径流),缓冲因子对退化因子作用的制衡作用部分或全部失去,是湿地盐渍化的根本原因。

(3)人类活动的干扰是松嫩平原湿地生态环境盐渍化的引发因素。人口数量过快增长成为松嫩平原生态环境的沉重压力,为生存所迫而不顾自然规律,甚至根本不了解自然规律,盲目的活动在不经意间破坏了维系生态环境平衡的链条。控制人口增长数量,提高人口素质才能减轻生态环境压力,才能遵从自然规律办事。

参考文献

[1]王让会,樊自立.塔里木河流域生态脆弱性评价研究[J].干旱环境监测.12(4)1998,218-223.

[2]罗承平,薛纪瑜.中国北方农牧交错带生态环境脆弱性及其成因分析[J].干旱区资源与环境.9(1),1995,1-7.

[3]周劲松.山地生态系统的脆弱性与荒漠化[J ].自然资源学报.12(1),1997,10-16.

[4]中国科学院林业土壤研究所.中国东北土壤[M ].北京:科学出版社,1980,20.

[5]周琳.东北气候[M ].北京:气象出版社,1991,43-46.

[6]张学林,任淑芬,T.Rex.东北地区西部生态环境脆弱带水文地球化学特征[A ].黄锡畴主编:东北地区西部生态环境脆弱带研究[C].北京:科学出版社,1996,59-61.

[7]吉林省地方志编纂委员会,吉林省志,卷十八,水利志[R ].长春:吉林人民出版社,1996,64-140,171-371.

[8]马里千,陆逸志.中国铁路建筑编年简史(1881-1981)[R].北京:中国铁道出版社,1983;178-221.

[9]陈航,张文尝,金凤君等.中国交通运输地理[M ].北京:科学出版社,2000,225-238.

[10]吉林省地方志编纂委员会,吉林省志,卷十六,农业志,畜牧[R].长春:吉林人民出版社,1996,39-89.

[11]李昌华,何万云.松嫩平原盐渍土主要类型、性质及其形成过程[J].土壤学报,1963,11(2).

[12]王晶,肖延华,朱平.松嫩平原盐渍土的发展演化与影响因素[J ].吉林农业科学,1995,2.66-71.

Studies on Degradation Mechanism of Wetland

Ecological Environment in Songnen Plain

LU O Xin -zheng 1　ZHU T an 1　SU N G uang -y ou

2(1.College of En vironmen tal Science and E ngineering,Nankai University,Tianjin 300071;

2.Changch un Ins titute of Geography ,Chin es e Academy of S ciences ,Changch un 130021,J ilin )

Abstract

Along w ith the intensity o f human disturbance on ecolo gical environment ,the deg radatio n of eco-logical environment intensified day by day .In order to avo id the blind human activities ,it is necessary to deeply analy ze and resear ch the deg radatio n m echanism of ecolog ical enviro nm ent.The co ncept of e-cological env ir onm ent frailty w as ex plained,the frailty forming factors and the deg radation mechanism of w etland ecological enviro nm ent in Songnen plain were discussed and the facts that the frailty is the pr econditio n of w etland ecolog ical env ir onment deg radation and the evocable factor is hum an activities w er e indicated in the paper.

Key Words :Songnen plain,w etland,eco logical env ironment,frailty ,deg radation mechanism ?43?第4期罗新正等　松嫩平原湿地生态环境退化机制探讨

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