艾丁湖流域绿洲湿地退变成因及发展趋势预测

方 静，陈 立，刘 亮，刘 源

(新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局第一水文工程地质大队，新疆 乌鲁木齐 830000)

1 项目概况

湿地是一种特殊的生态系统,是人类宝贵的自然资源,具有重要而又独特的环境功能,蕴含着多样性的生物资源.近年来,在我国由于盲目开垦湿地资源,不合理修建水利工程,以及天气持续高温、干旱等,导致湿地面积减少,质量与功能下降[1]。我国西北干旱内陆盆地剧烈人类活动导致地下水水文过程发生改变，使与之休戚相关的绿洲和荒漠植被系统因缺水而退化乃至消亡，生态环境严重恶化。迫切需要将地下水水文过程与生态过程进行集成，深入研究西北地区干旱内陆盆地地下水生态功能，因地制宜提高水资源综合利用效率的同时加强生态系统保护。本项目新疆艾丁湖流域为主要研究区，通过搜集和分析与湿地息息相关的各因子来分析湿地退变的原因，并预测其发展趋势[2]。

2 艾丁湖湖面面积减少因素分析

艾丁湖是内陆流域尾闾湖泊，流域水循环决定了艾丁湖的生态状况。自然水循环结构包括“降水-坡面-河道-地下”四大路径，社会水循环包括“取水-给水-用水-排水-污水处理-再生回用”六大路径。自然与社会水循环交叉耦合、相互作用形成“自然-社会”二元水循环。由于艾丁湖湖水来源于区域地表河流和地下水的补给，受人类活动取水影响较大，影响艾丁湖湖面面积的因素主要包括自然水循环(径流量)和人类活动影响(用水量和耗水量)。

图1 1976-2018年期间艾丁湖湖面面积影响因素分析图

由图1可看出，1976-2018年期间，流域用水量及耗水量整体上均呈增加趋势，流域内径流量总体呈先增大后减小趋势，2015-2016年径流量突增。艾丁湖湖面面积整体呈减小的变化趋势，且1997-1999年期间和2016-2018年期间湖面面积突增。

图2 2011-2018期间艾丁湖流域实施高效节水和退地面积

1997年之后，流域径流量波动较大，2002年和2016年出现了两次波峰，流域用水及地下水开采量逐年增大，艾丁湖湖面面积波动也较大，1999年及2017年出现两次波峰，流域用水及地下水开采量逐年增大，艾丁湖湖面面积与流域径流量的变化趋势呈相同，与流域用水、地下水用水量的变化趋势相反。

从2012开始艾丁湖流域用水总量及耗水总量逐年降低；究其原因，主要为艾丁湖流域2013年以来开始实施退地、高效节水灌溉等措施(见图2)，使艾丁湖流域农业灌溉用水量逐年减少，最终导致艾丁湖流域用水总量和耗水量的下降。

艾丁湖流域2013年以来开始实施退地、高效节水灌溉等措施，高效节水面积的增加提高了艾丁湖流域的用水水平，退地面积的增加减少了艾丁湖流域的用水量和耗水量。同时，艾丁湖流域在十三五期间在继续保持高效节水建设的同时还加大了退地力度，降低了艾丁湖流域内用水总量和耗水总量，进而增大了艾丁湖湖面面积，为艾丁湖生态保护做出了强有力的措施。

3 天然绿洲衰退与地下水开发利用关系

1976-2018年期间，艾丁湖流域水资源利用量、地下水开采量、人类总耗水量与天然绿洲、人工绿洲的面积比的变化过程见图3。图3显示，人工绿洲面积在1976-2018期间，随着地下水开采量的先增加后减少呈现先增大后保持稳定的趋势。而天然绿洲面积在1976-2018期间，随着地下水开采量的先增大又逐渐减小的趋势，也呈现出先减小后增大的趋势。由此可见，天然绿洲面积与地下水开采量的变化趋势是相反的。

图3 1976-2018年艾丁湖流域天然绿洲、人工绿洲面积比和水资源利用量、地下水开采量、人类总耗水量之间的关系图

综上，在1976-2012年期间，艾丁湖流域的社会经济进入了一个迅速发展的时期，随着流域内人口对水资源以及粮食的需求不断地增大，地下水资源的开采量、人工绿洲面积及人工植被覆盖度均呈现明显的增大趋势。由于多年平均降水量呈轻微减少的趋势，且地下水开采量的明显增大，是导致此期间天然植被面积及天然植被覆盖度呈减小趋势的原因。到了2012年左右，地下水开采量达到极大值，随后在2012-2018年期间，由于当地政府提出并采取了生态保护的政策和科学的治理方略，推进了约束地下水资源开采、地下水合理开发利用、退耕还林、退牧还草的方案，地下水开采量呈现明显的下降趋势，尽管人工绿洲面积仍保持稳定，但人工植被覆盖度明显开始回落，天然绿洲的面积及天然植被覆盖度均开始回升，生态环境逐渐改善。

4 预测发展趋势分析

艾丁湖流域天然绿洲湿地系统的退变成因主要成因是流域水资源开发利用量超过水资源承载力造成地。分析流域未来水资源开发利用量，进而分析流域天然绿洲湿地系统的发展趋势。未来水资源开发利用量将按照吐鲁番市用水总量控制实施方案实施。

表1 吐鲁番市分行业、水源用水量控制方案汇总 万m3

从吐鲁番市现状到2030年的用水总量控制指标可知，总用水量将从2018年12.85亿 m3，减少到2030年的10.7亿 m3，减少16.6%；地下水用水量将从2018年6.79亿 m3，减少到2030年的3.96亿 m3,减少41.6%。不论从总用水量还是地下水用水量都是在减少。但是，由于现状水资源开发利用率已经达到102.0%，已经处于超载状态，2030年水资源开发利用率为85.0%，仍然为高开发利用状态。同时，由于耗水率将进一步增加，整体耗水量减少不明显，因此，进入艾丁湖的水量将不会继续恶化，略有改善。现状地下水为超采状态，2030年基本达到采补平衡，从2018-2030年期间的12 a，地下水仍处于超采状态。因此，未来天然植被区内地下水位整体将继续降低，地下水埋深还将增加，天然植被总体将进一步衰退。

5 结语

(1)艾丁湖流域2013年以来开始实施退地、高效节水灌溉等措施，高效节水面积的增加提高了艾丁湖流域的用水水平，退地面积的增加减少了艾丁湖流域的用水量和耗水量。同时，艾丁湖流域在十三五期间在继续保持高效节水建设的同时还加大了退地力度，降低了艾丁湖流域内用水总量和耗水总量，进而增大了艾丁湖湖面面积，为艾丁湖生态保护做出了强有力的措施。

(2)艾丁湖流域天然绿洲湿地系统的退变成因主要成因是流域水资源开发利用量超过水资源承载力造成地。

(3)由于现状水资源开发利用率已经达到102.0%，已经处于超载状态，2030年水资源开发利用率为85.0%，仍然为高开发利用状态。同时，由于耗水率将进一步增加，整体耗水量减少不明显，因此，进入艾丁湖的水量将不会继续恶化，略有改善。现状地下水为超采状态，2030年基本达到采补平衡，从2018-2030年期间的12 a，地下水仍处于超采状态。因此，未来天然植被区内地下水位整体将继续降低，地下水埋深还将增加，天然植被总体将进一步衰退。