PAGE1編號：10009110222南陽師范學院2014屆畢業生畢業論文（設計）題目：石河子綠洲可持續發展研究完成人：班級：2010-2學制：4年專業：地理科學指導教師：完成日期：2014-04-1目錄摘要 （1）0引言 （1）1石河子綠洲自然地理概況 （1）1.1地形 （2）1.2土壤 （2）1.3氣候特征 （2）1.4水資源 （2）2石河子綠洲生態環境發展歷程 （3）2.1原始利用—生態自然平衡階段 （3）2.2初級利用—生態平衡失調階段 （3）2.3低效利用—生態受損惡化階段 （4）2.4合理利用—生態逐漸恢復階段 （5）3石河子綠洲可持續發展問題 （5）3.1土地資源利用中存在的問題 （5）3.2水資源利用中存在的問題 （6）3.3石河子生態環境的綜合評價 （7）4石河子綠洲可持續發展的對策 （8）4.1提高土壤肥力 （8）4.2科學開發水資源 （9）4.3改善綠洲生態環境 （9）4.4發展石河子綠洲經濟的戰略措施 （10）5結論 （10）參考文獻 （11）Abstract （11）第12頁（共11頁）第1頁共13頁石河子綠洲可持續發展研究摘要：綠洲與自然的矛盾日益尖銳，綠洲可持續發展問題備受各方重視與關注。通過對石河子綠洲的不同歷史時期水資源與生態環境的關系的描述以及綠洲的自然地理環境的研究,分析了影響石河子綠洲可持續發展的各種因素，并對實現石河子綠洲可持續發展提出了一些合理的建議。關鍵詞：石河子綠洲;可持續發展;改善生態環境0引言綠洲是在干旱半干旱自然地理條件下，社會經濟的發展依賴于灌溉發展起來的近年來人口經濟快速增長的壓力，資源的不合理開發利用導致了原本生態脆弱的綠洲生態急劇退化土地荒漠化土地鹽堿化等一系列生態問題嚴重阻礙了綠洲的可持續性發展,在人類不斷加劇利用環境程度及規模的條件下,如何走生態環境可持續發展道路成為綠洲開發過程中面臨的一項重大任務。生態環境可持續發展的綜合評價是在充分認識生態環境質量現狀的基礎上客觀、準確地評價區域生態環境質量優劣,不僅可為各級政府部門的環境管理與決策提供科學依據,同時對于制定區域可持續發展戰略決策具有重要的現實意義。尋求合理可行的生態發展道路，對于綠洲經濟增長，促進農民增收，保護綠洲生態環境勢在必行。1石河子綠洲自然地理概況石河子地區位于43°20′～45°20′N，東經84°45′～86°00′E,石河子綠洲分布于新疆天山北麓中部,瑪納斯河流域中游地段,準噶爾盆地南緣。綠洲區平均積溫3400～3800℃,無霜期160～180d,日照時數平均2600～3000h,年蒸發量為1700～2200mm,屬于大陸性氣候區農田灌溉主要依靠天山山區降水及雪冰融水匯集的河川徑流。海拔高度差異較大。石河子綠洲地處天山北麓中段,北接古爾班通古特沙漠,面積7681km2,包括莫索灣、下野地、安集海、石河子市4個小綠洲相互聯接組成。1.1地形石河子綠洲與荒漠背景和天山山脈有機地融合,構成亞洲內陸地區典型山地一綠洲一荒漠禍合生態系統,其中山地、綠洲和荒漠面積比例分別為11.88%、35.92%和51.42%,瑪納斯河水系將3個子系統和4個小綠洲串連起來。石河子地區地勢由東南向西北傾斜,地貌依次為天山山區、山前丘陵區、山前傾斜平原、洪水沖積平原、古爾班通古特沙漠。綠洲坐落于山前傾斜平原和洪水沖積平原,部分延伸至古爾班通古特沙漠,平均海拔300～500m。1.2土壤土壤多為棕漠土、灰鈣土,沖積扇上分布有潮土,地下水位較淺地段有鹽化草甸土、沼澤土。土質有礫質土、沙質土、粘質土等,分布在山前傾斜平原、沙漠和沙丘間的低地上。在適度耕作條件下,灌溉、耕作和施肥使得棕模土、灰鈣土、鹽化草甸土和沼澤土演變為灌漠土或罐淤土(河水灌溉,泥沙沉積),而不良耕作,則導致土壤沙化或次生鹽漬化。1.3氣候特征石河子地區屬典型的溫帶大陸性氣候,冬季長且寒冷,夏季短而酷熱。長年平均氣溫6.5～7.2℃,靠近沙漠的北部平均氣溫低于南部近山地區。夏季平均溫度23.7℃,冬季平均氣溫-13.5℃。一年平均氣溫最高月為7月,25.1～26.1℃,其中北部高于南部。一年平均氣溫最低月為1月,-18.6～-15.5℃,北部低于南部。晝夜溫差大,平均11.3℃。年均降水量為124.9～316.2mm;4~7月降水較多,北部平均13.0～20.0mm南部平均21.7～27.6mm。歷史上日最大降雨量為1999年8月14日,達39.2mm;日最大降雪量為19.6mm,出現在2000年l月3日。年均蒸發量1000～1500mm。光照充分,年日照時數2318～2732h,北部多于南部,年均最多日照出現在7月。無霜期147～191d。年平均風速1.5m/s,夏季最大風速20m/s,冬季最大風速12m/s。1.4水資源石河子有瑪納斯河、寧家河、金溝河、大南溝河、巴音溝河5條河流,全年石河子墾區徑流量14.29億m3,其中地表水資源11.15億m3,有地下水資源3.14億m3,水庫11座,蓄水量5.33億m3。全年總用水量16.75m3,其中農業灌溉用水15.74億m3,其他用水1.01億m3。2石河子綠洲生態環境發展歷程人們對水資源的開發利用與社會、經濟和水利技術發展密切相關,在不同時期對其開發利用方式、程度不同,其對生態平衡影響也不相同。墾區水資源的開發利用方式與綠洲發展及生態平衡的關系,大致可以劃分為4個階段。2.1原始利用—生態自然平衡階段清代之前,由于歷史上居住在這里的匈奴、烏孫、突厥、回鶻、蒙古以及后來的瓦刺人,都是以牧為主的民族。因此,位于瑪河流域的石河子墾區到清初都處于“不田作種樹,隨畜逐水草”的生活狀況,在很長時期內是以游牧為主的“行國”。史料記載最早的農業生產是唐代駐軍的清海(今石河子附近)屯田,但面積不過一萬畝,分布在石河子及瑪納斯河下游大拐、小拐附近。后因戰亂,屯田時興時廢,綠洲呈點狀分布在交通驛站周圍。從社會經濟條件分析,當時生產和生活水平很低,人們改造利用自然受到限制。只能在引水容易的河流下游三角洲地帶或潛水溢出帶周圍“以人就水”開挖簡陋渠道引水灌溉農田。因人工綠洲面積很小,農業灌溉用水有限,水資源除消耗蒸騰外,大部分流入瑪納斯湖,生態處于自然平衡。成書于1756年的《西域圖志》援引宋代王延德《高昌行記》中所述本區自然生態環境“川長廣數千里,鷹鷂周鳥鶻之所生,多美草不生花,泛舟于池中四面作鼓樂”[1],可知自然生態環境比較原始。在水資源利用的原始階段,生態以自然平衡為主,90%以上的水資源用于維護生態,但自然生態的生產水平很低[2]。2.2初級利用—生態平衡失調階段清代至民國時期,是水資源的初步利用時期。內地移民和屯兵的大量涌入,帶來了先進的生產技術和生產工具,生產工具的提高和水利技術的發展,使人由被動適應水源變為主動利用水源,增強了人們的治水能力,就可“以水就人”,發展灌溉,引水灌溉由下游三角洲的大拐、小拐等處移向山前地帶,綠洲向山前沖洪積扇或沖積平原的河流兩側發展。民國時期,隨著水利技術發展,修建了新順渠、新盛渠等渠道,更推動了人工綠洲向可引用水量較多的山前地帶發展[3]。隨著上游農墾事業的發展,水源被引走,一些大小尾閭湖逐漸干涸。比較嘉慶時的《西域水道記》[4]和清末宣統年的《新疆圖志》可知[9],由于上游修渠引水開荒,導致原先匯入瑪納斯湖的幾條河流水量減少甚至斷流,最后只剩徑流量最大的瑪納斯河水注入湖中。約在250年前位于莫索灣的半尾閭湖、馬昌湖最先干涸。在莫索灣一帶,清同治年間建有東固城、西固城和野馬城三個城鎮及數萬畝耕地,后因上游大量開荒,用水加劇,加之民族糾紛,水源被阻斷,農田被棄耕約150多年,直到解放后才被兵團農八師重新開墾。歷代水利設施,都屬臨時性無壩引水,雖然民國期間修建了一些渠道,但多數渠道工程無壩引水,工程簡陋,沖刷、淤積嚴重,致渠道易淤而廢,耕種面積僅有數千畝,大部分水量耗于滲漏蒸發,渠系利用效能小。農民往往隨水渠而耕而居,一旦渠道不能引水,農民亦即遷徙中國科學院新疆資源開發綜合考察隊編,《新疆資源開發和生產布局研究綜合考察報告集(1985年度)》。,造成土地棄耕撂荒,加劇了土地退化,加之戰亂導致的民逃地荒,產生了生態平衡失調,所以到1949年,整個流域綠洲面積僅為156.385km2,播種面積不足20萬畝,其中石河子墾區綠洲面積不足5萬畝[1]。中國科學院新疆資源開發綜合考察隊編,《新疆資源開發和生產布局研究綜合考察報告集(1985年度)》。2.3低效利用—生態受損惡化階段20世紀50年代至70年代,是墾區水資源低效利用階段。新中國成立后,瑪納斯河流域作為重點區開發治理,從1952年起在流域內進行全面勘測規劃。50年代至60年代,是墾區大規模墾荒造田開發綠洲時期,墾荒主要集中在河流中下游戈壁、荒漠區,形成了石河子、下野地、安集海、莫索灣四大灌區,建設和發展了石河子墾區。隨著農業灌耕面積的擴大,灌溉引水量也不斷增大,修建了蘑菇湖等大中小型水庫9座,引水樞紐5座,引水率70%～80%,5條干渠也在此期完工,農田灌溉網基本形成,墾區各水系引、蓄、輸水工程和河流整治基本完成,1967年綠洲耕地面積達到歷史最高水平。之后,“文化大革命”使綠洲開發過程幾乎停頓。大面積的耕地由于缺乏水資源和合理管理被撂荒,農田面積急劇下降,一部分已經轉化為荒漠或荒漠草原。至1985年共修建平原水庫11座,總庫容4.89億m3;各級渠道11046條,總長15052.49km,累計開荒305.89萬畝,擁有耕地274.87萬畝[8]。此期農業以開發利用地表水為主,地下水基本上未得到利用。山前平原區河道已被人工渠道所代替,特別是利用溢出帶泉水而修建的眾多平原水庫,把冬閑水和多余水儲存起來用于灌溉,大大加速了綠洲開發和經濟建設,綠洲內部環境得到改善。但因水資源利用重點放在增加地表水的可利用量上,使水利建設側重于引水、蓄水工程,千方百計擴大從自然河道引水,從而造成水資源地域分配失調。此外,由于水利設施配套率低,渠系滲漏嚴重,開墾灌溉方法不當等,造成大面積次生鹽漬化發生,使生態平衡遭受破壞,局部生態環境惡化。2.4合理利用—生態逐漸恢復階段實現水資源合理利用,目標不是繼續增加水資源的可利用量,而是提高水資源可利用量中的可供水量,可供水量包括了部分水資源轉化重復量,因此可供水量可大于水資源可利用量,甚至大于水資源量[7]。1976年以后,農業生產重新步入正軌,綠洲和農田用地面積又開始穩步擴張,此期以綠洲內部夾荒地開發為主,綠洲外圍不再擴張。安集海、石河子和下野地三大綠洲之間的大片荒漠被開發,莫索灣、下野地等山前沖積平原區綠洲繼續向外擴張,各綠洲之間基本相連。80年代以來,面對日趨嚴重的水土流失,墾區采取多種水利改良措施,提高水資源利用水平,進行全面生態重建。3石河子綠洲可持續發展問題3.1土地資源利用中存在的問題3.1.1重用輕養土地利用不合理,重用輕養,土壤養分耗損大于積累,理化性狀惡化,結構不良,肥力衰退,根據石河子農業土壤普查資料,耕地土壤有機質含量大于3%的為200xl04hm2,占耕地總面積的4.5%,分布在石總場、143團、151團;土壤有機質含量為1%～3%的有1675.5×104hm2,占耕地總面積的37.4%,而土壤有機質含量小于1%的卻有2647.5×l04hm2,占耕地總面積的58.1%。耕地土壤中全氮、全磷含量大致為0.75%～0.15%與0.067%,由以上分析可知,現有耕地土壤有機質含量由開墾初期的2%～3%下1%,造成作物單產低,耕地土壤中潛在養分不足,速效養分也不足。3.1.2林帶覆蓋率低干旱風頻繁,土壤沙漠化。新疆生產建設兵團林帶覆蓋率占耕地面積的4.8%,僅占土地面積1.3%,1990年右河子林業用地總面積342x104hm2,占耕地面積8.32%,覆蓋率僅為2.0%。林帶覆蓋率低將導致春夏兩季干旱頻繁,土壤風蝕嚴重,土壤表層的細粒和養分吹失,沙粒聚積使土壤粗?；毌徎?土壤物理水分性狀和化學營養性惡化,肥力降低。3.2水資源利用中存在的問題3.2.1河水斷流湖泊干涸隨著墾區水利事業迅速發展,大量河水被水庫引水截流引入灌區,人工水庫代替自然湖泊,人工渠系代替了自然河流,水資源分配情況發生了根本性改變。除瑪納斯河下游在豐水年短期內有徑流通過外,其他河流的下游已經斷流干涸,寧家河、八音溝河下游河道已被農田、居民點和交通干線擠占。國際上干旱區常為河道保持30%～40%的水量下流,而不全部引入灌區,以保持下游生態用水然而墾區各河流的引水率達70%～80%,用于保護生態環境的地表徑流量百分比遠遠低于國際干旱區的標準。這就造成瑪納斯河小拐以下河段斷流,河灣和河流三角洲的大面積蘆葦枯死;原面積550km2的瑪納斯湖于70年代初干涸,湖周和河岸土地明顯荒漠化。由于水體的消失,魚類等水生動物、水禽及湖周圍的野生動物也基本絕跡。分布于河流兩岸的胡楊林及湖周圍大片的胡楊林和沼生植物(如蘆葦等)因缺水而逐漸干枯乃至死亡,同時強烈的蒸發作用使該區地下水位急劇下降,加上冬季過度放牧,使固定或半固定沙丘開始活化,風沙嚴重威脅著綠洲的可持續發展[5]。3.2.2沙漠化趨勢加強綠洲外圍沙丘間低地,成為灌區主要的排堿區域,由此造成這一帶的原生荒漠固沙植被死亡。同時,隨著上游農業、生活用水不斷增加,下游水資源量逐漸減少,地下水位亦降低。下游生態用水主要靠洪水期水庫下泄水量及灌溉后的回歸水量,而且生態林用水被農業用水占用,導致固沙植物衰敗或死亡,加之人伐畜吃對荒漠的破壞,致使古爾班通古特沙漠南緣土地沙漠化,沙丘逐漸被活化,固定半固定沙丘復活為流動沙丘,已活化的流動沙丘以每年0.5米～2.5米的速度向偏南方向移動,吞噬著大片良田。僅莫索灣、下野地灌區,受沙漠化威脅的農田約30萬畝,有3000畝耕地因嚴重沙漠化而棄耕,沙丘爬上公路阻礙交通。沙漠化加速了大風和沙塵暴的危害,對綠洲構成極大的威脅[5]。3.3石河子生態環境的綜合評價生態環境質量的綜合評價采用人們廣泛使用的綜合指數模型[10]：E=Ci×XijCi為第n個因子的系統權重,Xij為第i類因子在j年的隸屬度值。E為第j年評價區生態環境質量綜合指數。本研究將區域生態環境質量分為5個等級,在量化過程中用連續實數區間(0,1)表示質量優劣范圍,當質量處于最理想狀態時,其值為1,處于最惡劣狀態時,其值為0,具體質量分級(表1)。表1區域生態環境質量分級等級分級優良一般較差差區間值(0.75,1)(0.55,0.75)(0.35,0.55)(0.20,0.35)(0,0.20)結果與分析：表2石河子市綠洲生態環境可持續發展綜合評價指標值評估項目評估年份植被覆蓋水網密度污染負荷經濟狀況綜合評價值2000年0.13600.05020.18580.10830.482001年0.13590.03880.17680.10810.462002年0.13630.05720.25010.10750.552003年0.13950.03650.04920.10700.332004年0.14000.03860.15640.10830.442005年0.14010.04170.13390.10910.42石河子市綠洲生態環境可持續發展現狀的綜合評價值均不是很高,得分介于0.35-0.55之間,屬于一般級別。說明本區生態環境總體上處于中等水平,較適合人類生存,但偶爾有不適人類生存的制約性因子出現,導致這種結果的原因在不同評估項目上有不同的體現,下面分別評述。(1)與2000年相比,2005年石河子地區林地、耕地均有不同程度的增加,草地、未利用地面積有所減少,其中林地、耕地增長率分別為0.48%、0.08%,草地、沙地及鹽堿地減少率分別為0.09%、0.84%,植被覆蓋指數總體呈上升趨勢。近年來,人們依靠節水灌溉技術、生態林業工程等現代技術和現代理念促成土地資源的重新分布,使得綠洲區氣候趨向相對濕度提高、降雨量增加、氣溫年較差降低、蒸發量減少的方向變化[7,8],逐步形成適宜生物生存的生態環境。整體的氣候變化在人口較為密集的石河子市綠洲表現尤為明顯,進一步促進該市生態環境質量的提高。但是,隨著牧區人口的增加和市場經濟的驅動,一方面盲目增加牲畜頭數導致草場嚴重超載放牧,另一方面受生態地理區劃的影響沒有與綠洲農區聯系起來,使得原本生產條件相對較好的山地草原牧區瀕臨崩潰。人工綠洲內的草地則多是因灌溉抬高地水位或人工灌溉形成,系統結構簡單,受人工灌溉控制,面積基本穩定。(2)水是綠洲發育的生命線?，敿{斯河流域可利用水資源量28.89×108m3,其中國民經濟耗水24.86×108m3,平原區生態用水9.24×108m3(除去國民經濟用水重復部分),二者之和遠小于流域水資源總量,在大的尺度上,流域水資源總量可滿足各種需水要求。但是,水資源在時空上的分布不均往往導致下游湖泊干涸、林地衰敗。同時,隨著人口增長及城市工業化的發展,水資源短缺帶來的一系列生態環境及社會問題,勢必影響到石河子市綠洲的可持續發展。為此,如何提升區域內水資源的整體利用水平是促進生態環境建設的關鍵。4石河子綠洲可持續發展的對策4.1提高土壤肥力(1)用地與養地相結合,保持土壤具有良好的肥力。土壤中增施有機質,使土壤養分平衡,維持和提高土壤肥力是改善土壤結構獲得農業持續豐收的重要途徑,因此,大力種植綠肥,實行秸桿還田都是增加土壤有機質的有力措施。(2)營造防風固沙和護田林網,將荒漠生態改變成綠洲生態系統。根據農區自然條件,宜農則農,宜林則林,宜牧則牧,這樣有利于維護生態平衡。育林、育草、保護荒漠植被可以起到防風固沙的重要作用,防止沙漠侵吞農田。實踐證明:沙地在林木和草木植物的保護下3至5年土壤就會由沙漠化過程轉為生草過程,土壤肥力也隨之逐漸提高。4.2科學開發水資源(1)開挖排渠,合理開發地下水20世紀70年代后期普遍應用挖掘機開挖排渠,既提高了工效,又增加了排堿渠深度,提高了排堿效果,控制了地下水位過高帶來的危害,投資較少、見效快。到2002年兵團農八師開挖各種排堿渠3458km,成為棄耕地生態重建的基礎。80年代又普遍使用激光照準平地平整條田,既避免了鹽包及洼坑的鹽漬化危害,又降低了灌水定額。在含水層富水性好的沖洪積扇下部地下水溢出帶,有計劃地集中布井開發水源地,實行井灌井排開發利用地下水資源,建設水源地20世紀80年代初,121、142等團場開始有計劃地布置井位,集中開采地下水實現井灌井排,既開發水資源,也形成地下水漏斗,降低和控制了過高的地下水位,迅速推廣到整個流域[6]。(2)加強庫、渠防滲,推廣節水灌溉20世紀80年代開始大規模用塑膜或水泥加強干、支、斗渠防滲,提高灌水利用率及控制地下水位,防治土壤次生鹽漬化。2003年,兵團農八師各級渠道總長20255.37km,防滲長度3623.79km,取得了較好的生態效果。全面實行節水灌溉技術,采用噴灌、滴灌、渠道防滲等節水灌溉措施能降低灌溉定額,減少或克服灌溉滲漏帶來的危害,增加下游農業灌溉和生態用水。1996年121團開創了用膜下滴灌技術植棉收復棄耕地的先例,灌溉定額303.8m3/畝,比常規灌減少了160.36m3/畝,節水率34.5%。膜下滴灌植棉技術迅速推廣,并將井灌井排與膜下滴灌結合,將水土開發及鹽漬化土壤的改良提升到新的高度。4.3改善綠洲生態環境(1)根據石河子綠洲不同地理區域自然條件的不同，可因地制宜，發展各具特色的農業產業化布局:山區以牧業為主，農牧結合的產業模式，發展肉毛皮乳業及乳制品等;綠洲核心區發展經濟作物糧食作物蔬菜花卉以及其它高附加值的農產品，同時興建與之相關的食品番茄加工等產業，以農促工，以工補農，促進整個石河子綠洲農業經濟的發展;綠洲－荒漠交錯生態屏障為核心，生態防護與農業生產并舉的生態結構模式。(2)該區的農業生態系統能量物質和價值的產出水平及投入產出效率還較低對此，要調整種植結構，大力發展畜牧業，將第一產業與第二產業有機結合，發展循環經濟，提高農產品附加值，加速農業生態系統能量流動轉化，提高經濟效益。4.4發展石河子綠洲經濟的戰略措施(1)解放思想,轉變觀念改革開放二十多年,特別是近幾年石河子經濟總量較快擴張,農業基礎明顯加強,工業化長足進步,城市化水平提高,為經濟發展奠定了良好基礎,為對外開放取得了比較好的條件。但離兩個根本轉變距離較遠,轉軌的最大難度是制度建設的難度。因此,要進一步解放思想更新觀念,沖破傳統的思維模式和發展模式,堅持發展才是硬道理,克服小富即安的落后意識,改變固步自封、墨守成規的落后思想,用新觀念、新思路、新方法、新機制、新政策、新舉措去組織和推動。積極加強橫向經濟聯合協作,拓寬招商引資渠道,廣泛吸引市外資金、技術、人才、企業、產品及市場,引導其向基礎產業、重點產業、高科技產業投入和對現有企業嫁接、改造,以思想、觀念的跨越促進石河子經濟的騰飛和振興。(2)加大改革力度,努力推進市場化從當前石河子實際情況分析,市場化建設可從以下幾個方面著手:一是信息市場化,實現信息資源全社會有償共享。二是教育市場化,放寬投資教育產業的范圍方式和規模限制,引導和支持社會力量多種形式辦學,公辦和民辦共同發展,打破由教育主管部門和其他行業主管部門獨家占有。三是社會福利市場化,主要指醫療、住房,采用補貼形式,市場為調節機制。四是公用事業適度市場化,如水、電、氣、暖、有線電視等,由政府給予企業和老百姓一定補貼,讓百姓去選市場,由賣方市場變為買方市場。五是文化產業市場化。上述幾方面,即有待于國家出臺政策,又可由地方政府進行改革試點。5結論綠洲開發實際上就是水資源開發和利用過程。水資源開發利用在很大程度上受社會、經濟和技術條件的限制。干旱地區的開發和利用應從生態經濟的思想出發,堅持水土資源的開發利用與治理保護相結合,保護是基礎。從長遠觀點來看,開發要積極的保護,保護才能更好的開發,合理利用開發過程中的一些環境變化,不等于環境破壞,而是舊生態平衡向新生態平衡轉化的必由之路。因而對干旱地區存在的問題,不是開發與否,而是開發是否合理。通過對石河子市綠洲區可持續發展進行研究和分析,通過對人類活動的優化調控,進而達到資源、環境和人口的協調統一,必然能使本區社會經濟的可持續發展走上一條健康之路。參考文獻[1]傅恒.欽定皇輿西域圖志