黄河流域水资源开发利用对下游生态环境的影响

　　黄河是中国的第二大河，流经北方干旱、半干旱地区，是西北、华北地区工农业生产和人民生活的重要水源。全流域多年平均降水量466毫米，水资源总量为728亿立方米，其中多年平均天然年径流量580亿立方米，地下水资源总量453亿立方米，重复计算量约为305亿立方米。新中国成立以来，由于流域内以及沿黄地区工农业生产迅速发展和人口的增加，黄河水资源供需矛盾异常突出。据黄河用水公报统计，1998年黄河总取用水量为497.12亿立方米，其中取用地表水量为370亿立方米，等于我国政府批准的黄河可供水量分配方案总和，占总取水量的74.4%；取用地下水为127.12亿立方米，占总取水量的25.6%；1998年取用的地表水量370亿立方米中，农业用水334.6亿立方米，占总取水量的90.4%；工业用水26.77亿立方米，占总取水量的7.2%；城镇生活用水5.17亿立方米，占总取水量的1.4%；其余为农村人畜用水。考虑到黄河输沙用水和环境用水以及输水损失等，实际引水量已接近黄河最大可供水能力。据统计，从1972至1997年的26年中，黄河下游利津水文站共有2010年发生断流，平均每5年就有4年发生断流。断流时间最长的1997年，断流时间长达226天。黄河下游频繁发生断流，不仅使沿黄地区工农业生产受到严重损失和城乡人民生活供水困难，而且使下游河道输沙用水得不到保证，河槽淤积加重，排洪能力下降，漫滩流量由20世纪80年代的6000立方米每秒减少到3000立方米每秒,引起了国内外的广泛关注。

　　黄河断流对下游沿河两岸生态环境影响

　　1.黄河下游两岸土地盐碱化对农业生产的影响

　　由于长期引黄灌溉，沿河两岸自流灌溉区地下水位较高，浅层地下水矿化度较高，当发生黄河断流时，无法引黄灌溉，加上本地区气候干燥，蒸发量大，浅层地下水顺土壤毛细管上升，将盐分带到土壤表层，引起土壤的盐碱化。20世纪50年代，引黄灌溉初期，由于引黄灌区规划设计不合理，引黄排水渠道淤积，在短短的几年里，黄河下游发生大面积土地盐碱化，盐碱土地增加到2000多万亩。1962年，引黄灌区被迫停止。20世纪60年代初期，采用科学的手段和途径，对黄河下游盐碱土地进行了大范围治理，使得盐碱地面积大大减少，引黄灌区内盐碱地面积一度减少到500万亩。20世纪60年代初期，黄河下游发生严重干旱，引黄灌溉陆续恢复，由于灌水不合理，有些地方灌溉定额每亩高达2000立方米，而有些地方却灌不上水，使得次生盐碱化开始蔓延，到90年代初期，黄河下游引黄灌区盐碱地面积发展到700多万亩。尤其是在山东省的菏泽、聊城、德州等地区，农林作物的生长形势将会越来越恶化，从而影响了本地区的农林业生产。黄河下游地区是我国的重要粮棉生产基地，因此土地盐碱化对农业生态环境的影响是十分突出的。

　　2.黄河下游滩区土壤沙化破坏了农田生态环境

　　黄河花园口断面多年平均天然径流量559亿立方米，实测进入黄河下游的多年平均水量470亿立方米，进入黄河下游河道的泥沙，年平均为16亿吨，平均含沙量为每立方米35千克。其中约4亿吨堆积在下游河床中。泥沙测验资料表明，进入黄河下游河道大于0.05毫米的泥沙仅有43%输送到利津断面以下，57%淤积在黄河河道中，而这些0.05～0.5毫米粒径颗粒的泥沙，一旦河床断流，在河床沙层干燥的情况下，特别是在冬春季节，很容易被风力吹扬搬运，并堆积成沙丘。野外观测资料表明，0.05～0.5毫米粒径的泥沙地表，当地表上空2米高度处的风速达到每秒4～5.6米，便可使沙粒启动，从而形成风沙流，导致沙丘的发育。黄河下游河道高悬于两岸耕地之上，黄河含沙量高，颗粒细，使得历史上的黄泛区和现今的黄河灌区“沙龙”、“沙岗”密集，冬春季干风季节，沙尘暴现象经常发生，土地沙化严重，给当地农业生产造成了极大的危害，也严重地影响了当地的人民生活和身体健康，局部气候干燥，疾病传播，生态物种退化。

　　黄河断流对黄河三角洲地区的生态环境影响

　　1.黄河三角洲土壤盐碱化使植物群落发生逆向演变

　　黄河河口三角洲的地表植被经常受到黄河改道、决口泛滥和海潮侵袭的影响，是一个极不稳定的生态系统。三角洲的地表植被以草地为主，林木稀少，草地可归属为普通草甸植被、盐湿生草甸植被、盐生草甸植被和盐生植被几种类型。

　　盐生植被以翅碱蓬为优势物种，主要分布在海拔1.6米以下的沿海海潮线以内，成带状向内陆分布，土壤含盐量高达1%～3%，潜水矿化度在每升50克以上，植物种类贫乏，生态环境条件恶劣，植被稀疏。应当积极采取措施，修建人工防潮坝，引黄补水，只要有充足的水分，几年后就会演变为盐生草甸植被。或者在低洼平地开展引黄淤灌，也会很快演变为盐湿草甸植被。

　　盐生草甸植被以獐茅为主要物种，主要分布在海拔2～3米处、土壤含盐量0.6～1.0%、潜水矿化度每升30克以下的弱盐碱化地区。但在年高潮线到达地区和强垦殖地返盐后又会很快演变成为盐生植被，一旦经过引黄灌溉，又会很快演变成为普通草甸植被。

　　盐湿生草甸植被以芦苇为主，主要分布在河口三角洲封闭洼地和低平积水洼地，土质黏重，有的还是海水月高潮或者年高潮到达地，但积水消退就会演变为普通草甸植被。普通草甸植被以白茅为主，主要分布在海拔4米以上的黄河故道和新淤土地上，土壤含盐量0.5%以下。普通草甸植被经过不合理的垦殖，三五年内就会返盐弃荒演变成为盐生草甸植被，一切过度放牧的草甸植被也会逐渐向盐生草甸植被及盐生植被演替。

　　由此可见，黄河三角洲的草甸植被生态十分脆弱，是一块极易演变的不稳定的生态系统。促使草甸生态良性发展的动因是黄河的水沙资源，而导致草甸生态逆向变化的重要原因除天然的海潮侵袭和人类的过度垦殖、放牧外，黄河的断流和水资源的不合理利用是一个重要因素。

　　2.河口湿地生态系统的破坏

　　黄河河口及其附近海域的生物资源极为丰富，初级生产力高，饵料生物基础雄厚，经济无脊椎动物和潮间带生物尤其是贝类资源十分丰富，春夏秋浮游植物密度为每平方米1000万个，浮游动物平均生物量为每平方米49毫克，是渤海中浮游动植物最丰富的海域，这主要源于黄河陆源性生物营养物质的大量携入，毫无疑问，黄河断流对渤海水域的生物资源将产生多方面的不利影响。观测证明，已经产生显著影响的有以下方面：①渤海水域已经失去部分饵料来源，使海域生物的生殖繁衍受到严重的影响；②洄游鱼类减少，将会造成渤海海洋生物链的断裂，会对渤海生态系统带来无法预计的危害；③河口海域氯度升高，会对河口鱼虾繁殖、生存和养殖造成不利影响；④黄河断流后，河口地区的污水继续排放，从而造成渤海地区水域的污染加重，对生物资源的生存繁衍更为不利。断流使黄河三角洲湿地水环境条件失去平衡，严重威胁到湿地保护区内800多种水生生物的正常生长，影响到上百种野生植物、180多种鸟类的生存和繁衍。同时使渤海10多种洄游鱼类不能繁衍生息，致使部分鱼类面临灭绝，断流将加重河口地区的海水侵入和土地盐碱化，并导致河口湿地生态系统退化和生物多样性的减少。

　　3.河流输沙量减少，海流输沙量增加，导致三角洲侵蚀缩退

　　黄河三角洲是由泥沙逐渐淤积而形成的，黄河平均每年约向河口输送泥沙10.5亿吨，其中约有70%的泥沙淤积在黄河三角洲，有27%的泥沙被海流携带到深海，致使三角洲以每年20多平方千米的造陆速度向外扩展，黄河三角洲近海沿岸是一个泥沙淤进造陆与海岸侵蚀退缩的相互交替的演变过程，1969年黄河改道由刁口河入海，一年之内河嘴向海延伸了28千米，1976年黄河改道清水沟入海，刁口河故道河口平均每年侵蚀后退1000米。据测算，黄河泥沙淤进与海岸后退的速度比为4∶1，黄河年入海泥沙为3亿吨时，三角洲的海岸侵蚀状况将基本平衡。据资料分析，黄河泥沙入海量20世纪50年代为13.2亿吨，20世纪60年代为10.9亿吨，20世纪70年代为9亿吨，20世纪 80年代为6.4亿吨，20世纪90年代为4.2亿吨。按此趋势分析，预测在未来10年后，黄河三角洲海岸线将会从现在的淤进大于侵蚀退缩演变为净退缩为主，在气候变暖、海平面上升以及黄河三角洲陆地构造沉降、黄河泥沙减少等多种因素作用下，预计21世纪中叶的黄河三角洲地区将会面临海岸线严重退缩的考验。

　　黄河断流对渤海及其莱州湾浅海生态环境的影响

　　1.淡水输入量减少，渤海湾和莱州湾海水水温降低而盐度增大

　　黄河三角洲浅海表层水温在13.1～18.7℃之间，水温变化受大陆性气候和黄河径流的影响较大，春季黄河水温高于浅海水温2～4％, 因此，春季3～5月黄河河口至小清河河口的浅水带有一暖水区。黄河断流入海水量6月份前骤减，势必降低近海水温。据多年观测资料统计，20世纪80年代前后春季海水水温较20世纪60年代偏低0.5～1.0％，证明黄河断流会导致近海水温降低，因而间接地影响海洋生产力。该海域春季低温期间最低盐度值在22‰以下，位于黄河口外。据1976年～1985年盐度资料，1980年后比前几年盐度偏高较大，这与黄河径流减少有关。黄河断流后，受东面外海海水推进的影响，盐度必然会进一步升高。

　　2.无机盐及其饵料输入量减少，改变海水中的养分含量，影响海洋生物生长繁殖

　　据1984年4月～1985年3月在黄河西双河断面采集的10个月的黄河水样水质分析，结合黄河流量，换算出这一年的黄河输入海的总无机氮为84500吨，火性磷酸盐为14500吨，黄河断流条件下，年平均减少入海总无机氮2535吨，换算为减少浮游植物鲜重50万吨，年减少入海的磷酸盐44吨，磷为浮游植物生长繁殖的必需元素，磷入海量的减少，直接影响了海洋的天然生产能力。按照20世纪80～90年代黄河断流条件下，三角洲近海域透明度增大，盐度升高，这有利于浮游植物的生长，但营养盐减少，生态环境恶化。近海岸浮游动物以低盐性种类为主，黄河断流后，海水温度、盐度改变，会使偏高盐性远海物种入侵，浮游动物种类多样性会增多。黄河断流期正值对虾、鹰爪虾和三疣梭子蟹在黄河口海域产卵，育幼期，水温的降低和盐度的增高，将影响其产卵期、产卵量和成活率，进而影响其资源量。黄河3～6月份出现断流，将直接影响梭鱼、鲈鱼、小黄鱼、银鲳等鱼类的产卵、育幼和分布，进而影响鱼类利用有限水域空间和种间生态平衡。例如，刀鲚鱼每年春季从渤海集群进入黄河到东平湖作生殖洄游，黄河断流致使刀鲚鱼不能溯河洄游产卵，既影响了其捕获量，又影响了其繁殖，近几年来，刀鲚鱼产量呈直线下降趋势，资源受到严重威胁。

　　黄河水资源合理开发利用与下游生态环境保护措施

　　1.构建维持黄河河流健康生命的新体系

　　要使黄河为全流域及其下游沿黄地区庞大的生态系统和经济社会系统提供持续支撑，必须先使黄河自身具有一个健康的生命。其生命力主要体现在水资源总量、洪水造床能力、水流挟沙能力、水流自净能力、河道生态维护能力等方面，其中黄河水资源合理开发利用是维持黄河健康生命的基本保证，首先要将水资源可持续利用和流域生态建设提升到压倒一切的高度，为盲目扩张的人类活动限定一个不可逾越的“保护区”，建立人与自然和谐相处的可以量化的指标体系。

　　2.实现流域水资源统一管理和水量统一调度

　　1999年黄河水利委员会按照水利部的部署，制定了水资源统一管理和水量统一调度办法，实现了黄河连续十年不断流。必须指出，目前的黄河不断流仅仅是初步的，使用手段单一，基础脆弱。最终解决黄河的断流问题要通过行政手段、工程手段、法律手段、科技手段和经济手段，五管齐下，还要再加上南水北调西线工程。其中，工程手段是极其重要的调控基础，黄河下游河道不断流得益于下游94座涵闸全部由黄河水利委员会管理，因此，要实现黄河不断流，流域机构应具有对流域内特别是干流河道上控制性工程的管理职能。进一步开展流域范围内的节约用水，尤其是引黄灌区的节水灌溉技术改造，实现农业灌溉和生态环境的协调可持续发展。

　　3.建设平原水库，缓冲水资源危机

　　在山东河口地区修建平原水库，做到丰蓄枯用，是缓解该地区水资源紧缺形式最直接而有效的方法。

　　4.南水北调，增加黄河径流量

　　通过南水北调，将长江流域较丰富的水资源调入黄河，补充黄河天然径流量之不足，通过工程措施，希望年调进水量300～500亿立方米，从根本上解决黄河的断流问题，才能真正解决黄河下游沿黄两岸生态需水问题，保证黄河河口地区的工农业生产及生态环境的协调可持续发展。

　　作者简介：周振民，华北水利水电学院国际教育学院院长，教授