草原牧区生态水利研究进展

0前言

西藏自治区地处我国西南边陲，素有“世界屋脊”之称。全自治区有天然草原0．82亿hm2，占全国草原总面积的21%，是我国五大牧区之一，也是重要的绿色生态屏障，被称为地球气候“敏感区”和“驱动器”［1］。西藏草原牧区以高、寒、旱为主要特征，加之水、热资源时空分配不均，土壤贫瘠，草地生态系统抗逆性能力较低，一旦破坏，便很难恢复。近年来，由于气候变化和利用不当等自然、人为影响，约52%的天然草原发生沙退化，草地生态系统破坏严重。如何合理开发草地资源，高效利用水资源，发展灌溉草地，促进草地生态修复成为当前亟待解决的问题。

本文介绍了西藏牧区水资源、草资源概况，归纳总结了近年西藏草原生态系统与牧区水利研究进展，对牧区生态水利发展面临的问题进行了分析，从科学研究的角度对西藏生态水利科研工作提出建议，旨在为区域牧区生态水利建设提供理论支撑。

1西藏水草资源概况

1．1水资源概况

西藏水资源非常丰富，地表水资源总量4482亿m3，地下水资源总量1107亿m3，人均水资源量约18．7万m3，为全国平均水平的82倍，水资源总量、人均水资源量均居全国第一［2］。西藏的水资源具有4个特点。①时空分布不均。时间上，夏季降水占全年的70%～90%，夏季径流量占全年的65%以上;空间上，东部8%的面积上水资源量为全区的55%，而西部39%的土地上水资源量仅占全省区的6%。②河流众多，西藏境内有河流356条，其中流域面积大于1．0万km2的河流有20余条，流域面积大于0．2万km2的河流有100多条。西藏还有“亚洲水塔”的美誉，金沙江、澜沧江、怒江、雅鲁藏布江等大河都流经这里，其中怒江、雅鲁藏布江发源于西藏。西藏还是中国国际河流分布最多的一个省区，亚洲著名的恒河、印度河、布拉马普特拉河、湄公河、萨尔温江、伊洛瓦底江等河流的上源都在这里。③水能开发潜力巨大，由于河流落差大，西藏可开发的水能资源约为5659万kW，占全国总量的15%。④水质极好，雅鲁藏布江、金沙江、怒江、澜沧江等主要江河干流水质达到国家《地表水环境质量标准》的二类水域标准;拉萨河、年楚河、尼洋河等流经主要城镇的河流水质达到了三类水域标准;发源于珠穆朗玛峰的绒布河水质达到了一类水域标准。环保部门的监测还表明，各市镇中、深层地下水水源丰富，水质良好，总体上达到二类水质标准。虽然水资源总量丰富，但西藏有近1/4的耕地灌溉得不到保障，田间灌溉仍以漫灌为主，灌溉水利用系数不到0．35，水资源利用率低是西藏水资源开发利用面临的主要问题之一。

1．2草地资源概况

西藏自治区有天然草原0．82亿hm2，其中可利用草原0．55亿hm2，占草原总面积的66%，大部分分布在高海拔地区。西藏的草地资源主要由草原、草山、草坡和滩涂草地等组成，其中草原是主要部分，分布于藏北西部的阿里，那曲地区，平均海拔4000m以上。由高山草甸、亚高山草甸、高山灌丛、高山寒漠、高山草甸草原、高山干草原、荒漠草原等组成。草山、草坡主要分布在藏东藏南山区及半山区，海拔2500～3000m。西藏草原牧草种类丰富，可初步分为8个大类，18个亚类，40余个草地型。其中对牧业意义较大的有6类草地，分别是高山草甸类、高原宽谷草原类、山地草原类、山地荒漠草地类，高原荒漠草地类、低洼沼泽化草甸类。草原是广大牧民赖以生存的物质基础，也是藏民族文化得以传承和发扬的根基。虽然草地资源丰富，但西藏草原生态恶化问题日渐突出。目前沙退化面积已达0．43亿hm2，尤其以那曲为主的藏北草原退化趋势更为严重，退化草地面积已达0．14亿hm2，约占当地草地总面积的49%，在日喀则地区，95%的可利用草地不同程度地有所退化，并仍以每年1%的速度递增。造成西藏草原退化的原因有很多，可归结为两个方面。一个方面是自然因素，西藏处于青藏高原的最高地带，高寒缺氧、干旱少雨、土壤瘠薄等自然条件不利于于天然草地及其牧草的生长，同时近期全球气候干旱化也是促使草地退化的自然因素之一。另一方面，过度放牧使得天然草原植被盖度不断下降，得不到有效恢复，同时优良的、牲畜喜食的牧草受害最重，而有毒的和牲畜不喜采食的植物却得以保存下来，造成草原植被的退化。乱垦天然草地、公路建设、矿藏开采及交通车辆碾压等也造成天然草地处于无覆盖状态下，冬春风蚀导致草原粗砾化。另外西藏草原的鼠害、虫害、毒杂草等生物破坏对草原生态危害也较大。

2西藏牧区生态水利研究进展

2．1牧区生态系统研究

受特殊自然地理与研究基础条件影响，西藏牧区生态系统研究相对缓慢。20世纪70年代之前青藏高原资料零散，科学研究工作进展不大。1973年－1976年中科院青藏高原综合科学考察队对青藏高原进行了系统的综合考察，包括农林牧、地球物理、地质、地理、生物等学科领域50多个专业，共400多位科学工作者参加了考察，获得了全面详实的一手资料及各专业科研成果，为开展草地生态水利研究提供了基础。西藏草地生态系统早期研究主要集中于草地资源基础情况调查、病虫害防治等。如刘起等［3］(1993)对全自治区草地饲用植物的科属组成、经济类群、营养价值等进行了全面调查和分析。苏大学等［4］(1995)对西藏地区草地资源特点、产草量、草地等级等进行了评价。进入21世纪以来，随着区域草地退化的加剧，草地生态系统研究日益得到关注，草地生态系统评价及沙退化防治对策成为研究重点。如蔡晓布等［5］(2007)对藏北高寒草原退化及驱动力进行了分析。谢国平等［6］(2008)介绍了西藏草原生态现状，分析了其生态退化的原因，指出草原生态退化的害处，并提出了防治西藏草原生态退化的对策。Wujianshuang等［7］(2009)对藏北草原草地生态系统研究进展进行了系统分析，提出今后的研究要科学探索与社会发展并重、定位监测、模型研究与3S技术相结合、扩大研究空间，延长试验时段等。随着卫星与计算机技术的发展，以“3S技术”为依托的区域性研究逐渐增多，边多［8］等(2008)以藏西北高寒牧区为研究区域，综合利用NOAA、MODIS卫星NDVI、气象资料、社会统计资料并结合GIS技术，对藏西北高寒牧区的草地状况和退化机理作了分析，认为草地退化的主要原因一是与近年来该区域的气候变化有关。二是草地超载率达到59．18%，过度放牧引起的草地退化和沙化现象也越来越严重，是局部草地退化的根本原因，人口的增加和人类活动频繁对草场的破坏，也是近年来草地退化的主要原因。张佳华等［9］(2009)利用NOAA/AVHRR－NDVI遥感数据研究了近20年藏北高寒生态系统植被变化趋势，分析造成植被变化的气候原因(温度、降水，风)和人为原因，认为藏北东部地区，植被变化受人类活动因素影响比较显著;中部地区，同期气候条件有所改善，植被覆盖呈增加趋势，年平均最低温度和降水对植被生长具有正效应，而风力和辐射减少引起该区植被蒸散下降也有利于植被生长。藏北地区西部为无人区，不受人类活动太大的影响，植被变化可能更多的表现出藏北高原植被的自然变动。魏学红等［10］(2009)对西藏草原生产现状进行了分析，认为确定合理载畜量，建设人工草地、改良天然草地是解决区域生态恶化的重要手段。张冰松等［11］(2009)分析了西藏当雄高寒草甸碳通量站4a高密度小气候观测资料，认为土壤温度年变化较小，土壤湿度和降水有明显的对应关系，降水节律是土壤湿度的决定因素。王建林等［12］(2009)对西藏高寒草原生态系统表层土壤活性有机碳梯度分布及其与气候因子的关系进行了研究，认为表层土壤活性有机碳含量随着经度的增加而增加，当经度增加到一定程度后，则随着经度的增加而减少，呈现出东西低、中间高的分布特征。影响南北样带内表层土壤活性有机碳分布的关键气候因子是年均气温，而影响东西样带内表层土壤活性有机碳分布的关键气候因子则是年均降水量。近年来，随着国家对西藏生态问题的重视，越来越多学者在气候变化的背景下，对区域性的草地退化问题进行研究，分析了草地生态系统演变与沙退化成因，提出了西藏草原生态系统保护与治理对策。同时，随着研究的深入，光、水、热、养、碳等变化及其在高寒条件下的传输与转化机理受到关注，高寒草地生态系统基础理论研究得到一定加强，这些成果为区域草地生态保护提供了理论与技术支撑。