面向世界科技前沿,面向国家重大需求,面向国民经济主战场,率先实现科学技术跨越发展,率先建成国家创新人才高地,率先建成国家高水平科技智库,率先建设国际一流科研机构。

——lovebet体育|爱博体育官网办院方针

首页 > 访谈·视点

陈怡平 傅伯杰:关于黄河流域生态文明建设的思考

2019-12-20 中国科学报
【字体:

语音播报

  中共十八大首次把生态文明建设纳入中国特色社会主义事业总体布局,标志着人类社会迈入生态文明时代。生态文明是人类在适应自然、利用自然、改造自然过程中遵循生态平衡这一自然法则,对自然资源取之有度,用之有节,达到人与自然、经济社会发展相互和谐的状态。

  黄河是中华民族的母亲河,黄河流域是中华文明的重要发祥地,也是我国重要的生态屏障带。由于历史、自然条件等原因,黄河流域经济社会发展相对滞后,也是当前脱贫攻坚战的重要区域。2019年9月18日,习近平总书记在郑州主持召开黄河流域生态保护和高质量发展座谈会并发表重要讲话。习近平总书记站在实现中华民族伟大复兴和永续发展的战略高度,为黄河生态环境保护与高质量发展把脉开方。作者理解高质量发展是“既要绿水青山,也要金山银山”,在高质量保护生态环境的前提条件下,充分发展黄河流域经济,达到生态环境保护与经济社会发展互促互进、增效共赢,实现人与自然、经济社会的高度和谐。黄河自西向东流经青藏高原、黄土高原和华北平原的9个省区,气候条件、地貌地质条件、资源禀赋迥然不同。如何推进黄河流域生态文明建设,推动黄河流域高质量发展是科技界的重要任务。作者在学习习近平总书记重要讲话精神的基础上,结合科研工作,总结历史文献资料,剖析了黄河流域生态文明建设的成绩与问题。作者认为未来黄河流域生态文明建设必须具体问题具体分析,“望闻问切”,对症下药,精准施策。

  1 黄河源头水源涵养区着力“固本增元”

  “问渠那得清如许?为有源头活水来。”没有源头水源涵养,就没有几千年来在几千公里奔流不息的滚滚黄河。黄河发源于青藏高原巴颜喀拉山,流经青海、四川、甘肃、宁夏、内蒙古、山西、陕西、河南和山东九省区。三江源是黄河主要水源涵养区,被誉为中华水塔,黄河约60%的水来自兰州以上,因此,黄河上游水源涵养对黄河流域水资源可持续开发利用具有决定性的作用。但是,水源涵养区属于青藏高原气候系统,有冷暖之分,无四季之别,属于典型高寒生态系统,生态环境十分脆弱,从上世纪70年代开始,三江源地区生态系统开始持续退化。

  (1)草原退化原因

  ① 受自然气候条件制约,三江源植被以高山草甸和草原为主,高原年积温偏低,牧草生长时间短且产量低。② 由于过度放牧,2005年之前,夏秋季草地载畜量超载1.42倍,而冬春季超载2.5倍。③ 毒杂草蔓延,导致草原退化。草原毒杂草主要为菊科植物黄帚橐吾、细叶亚菊和南山蒿,川断续科的青海刺参,瑞香科的狼毒,等等。这些毒杂草具有极强的无性繁殖能力,毒杂草与牧草在生态关系上属于竞争关系,毒杂草在竞争营养资源过程中处于强势,另一方面,毒杂草牛羊不食,适者生存的自然法则导致毒杂草比例逐步扩大,需要更多营养维系其生长发育,从而形成恶性循环,导致土壤肥力下降,土壤退化。④ 高原啮齿类动物(鼠兔和鼢鼠)是导致草原退化的另一个罪魁祸首,鼠兔导致三江源自然保护区约50%的草原退化,如达日县高原鼠兔的平均数量高达374只/公顷。鼠害不仅消耗了大量的牧草,而且通过啃食、掘洞等活动破坏地表结构,加剧土壤退化与水土流失。据统计,2005年三江源自然保护区发生鼠害面积约644万公顷,占三江源自然保护区总面积的17%,占可利用草场面积的33%。

  (2)草原退化与水源涵养能力

  从上世纪70年代至2004年,三江源自然保护区约40%草地面积出现不同程度的退化,草地总面积减少了约1990平方公里,水体与湿地总面积净减少约375平方公里。草原退化严重降低了水源涵养能力,1995—2004年三江源自然保护区多年平均年水源涵养量为142亿立方米。为了保护黄河水源涵养区生态环境,2005 年,国务院批准了《青海三江源自然保护区生态保护和建设总体规划》(以下简称《一期生态规划》),投资75亿元在三江源自然保护区开展生态保护。随着生态保护工程的实施,水源涵养量以19.35亿立方米/10年的趋势增加。至2012年,三江源自然保护区平均年水源涵养量为154亿立方米。2012年青海省兴海县唐乃亥水文站平均年径流量比2004年增加了36.9亿立方米,吉迈水文站比2004年增加了17.1亿立方米。目前,三江源自然保护区水源涵养能力约200亿立方米。与实施前相比(1988—2004年平均牧草产量为533公斤/公顷),2005—2013年草原产草量提高了30.31%,草地面积净增加124平方公里,湿地面积净增加约280平方公里,荒漠生态系统的面积净减少约490平方公里。

  (3)未来仍需固本增元

  由于土壤侵蚀和气候原因,草地生态系退化格局依然没有得到根本性扭转。物种多样性保护依然任重道远,部分生物及其种群数量呈现锐减趋势,受威胁的物种占比为15%~20%,高于世界平均水平(10%~15%)。近期,井梅秀研究了36.3万平方公里的三江源地区植被变化,三江源东部地区植被覆盖度高,西部地区植被覆盖度低。2017—2018年植被覆盖度下降明显的区域主要分布在玛多县西部、玛沁县东部、久治县、甘德县、斑马县、泽库县东北部、唐古拉山镇西部、达日县北部和南部。因此,这些退化严重区域仍需“固本增元”。

  国家从政策、资金方面已经给予支持,从科学和管理上,需要加强研究牧草与载畜量的当量关系,为三江源生态保护提供智力支持。鼠害短期内需要通过人工干预方法维护生态平衡,长期来看则需要构建生物防治的技术体系(如增加鼠兔天敌等);加强人工优质牧草培育,在低洼地带人工高产优质牧草,减少草场压力,还草原休养生息机会,维持其可持续利用性。同时,适度培育藏药资源,适度开展旅游,延长畜牧业产业链条,促进区域经济发展。2014年1月8日,国家发展与改革委员会正式印发《青海三江源生态保护和建设二期工程规划》,规划期限为2013—2020年。该规划对进一步加强三江源地区湿地、河流湖泊、草原生态系统保护具有十分重要的战略意义,为三江源进一步“固本增元”提供了资金与政策保障。从黄河流域高质量发展战略来考虑,有必要规划《青海三江源生态保护和建设三期工程规划》。

  2 黄河干支流着力“活血化瘀”

  中医上活血化瘀是指由于淤血导致人体出现了一些病症,如手麻等,用活血的药物,改善血液系统和神经系统,把淤血化开,达到脉络疏通的目的。在李白笔下,黄河“奔流到海不复回”,在王之涣笔下,“黄河入海流”,可是今日由于“淤血不通”,黄河“奔不到海”的情况曾经几度发生。而且,黄河流域水质污染日益加重。黄河生态环境保护需要按照习近平总书记指示精神,左右岸、干支流与上下游一体化治理,统筹山水林田湖草综合治理、系统治理、源头治理,不断提升黄河流域生态文明建设水平。

  (1)水量问题

  近年来,随着黄河流域社会经济的快速发展,黄河流域径流量日益减少。2013年黄河径流量减少32%~50%,2014年黄河出现罕见的全流域性干旱,2015年黄河干支流径流量为50年来的最低点,2016—2017年径流量保持低位运行,径流量减少削弱了干流对污染物的稀释能力。自三江源自然保护区《一期生态规划》工程实施以来,黄河上游水源涵养能力呈增加趋势,为黄河流域水资源生态安全作出了重要贡献。但黄河年径流量的下降趋势仍未得到根本性扭转。根据兰州水文站、三门峡站和花园口站观测数据计算,黄河兰州段径流基准量在255亿至445亿立方米(均值为356亿立方米)之间波动;三门峡段径流基准量在369亿至716亿立方米(均值为547亿立方米)之间波动;花园口段径流基准量在441亿至801亿立方米(均值为611亿立方米)之间波动。根据文献资料,兰州水文站、三门峡水文站以及花园口站观测数据,20世纪50年代以后黄河干流径流量在波动中下降,尤其是2000年以后。与基准流量相比,1999—2016年兰州站平均径流减少了21%,三门峡站平均径流减少了60%,花园口站平均径流减少了59.5%。

  黄河全域人均水资源为530立方米,低于水资源困乏地区水资源标准(1000立方米/人)。且全域水资源利用较为粗放,工农业用水效率不高,水资源开发利用率高达80%,远超一般流域40%生态警戒线,这是干流径流量下降的主要原因。黄河上游流经我国地势第一和第二级阶梯交接带,形成了龙羊峡、刘家峡等许多峡谷,这些峡谷山高水长,河床狭窄,水流湍急,水能资源丰富。目前全流域已建大、中、小型水库3100余座,总库容580亿立方米,装机容量25千瓦以上水电站有15个;修建引水工程4500余处,提水工程2.9万处;黄河下游还兴建了向黄淮海平原地区供水的引黄涵闸94处。沿黄河流域对水资源进行了大规模的开发利用,有力推动了黄河流域经济社会发展。从黄河健康运行来考虑,整个流域需要“活血化瘀,舒经通络”,合理拦蓄水资源,提高水资源利用效率,维护下游的生态安全。

  (2)水质问题

  黄河流域流经我国一次性能源(煤炭与石油)主要生产与供给基地,尤其是中游流经晋陕蒙能源化工基地,煤炭产量占全国的70%。黄河是中国西北、黄淮海平原、华北平原的重要水源,承担着占全国15%耕地面积的灌溉任务(宁夏平原、河套平原、汾渭平原、华北平原)和12%人口供水任务。近30年来,排入黄河的废污水总量呈逐年递增趋势。从20世纪80年代初期的21.7亿吨,增加至90年代初期的42亿吨,2016年为43.37亿吨,2017年为44.94亿吨,废污水大量排放是黄河水污染的主要原因。

  据1998年水质监测资料,黄河干流及主要支流可满足生活用水的河流长仅占29.2%,干流水质略好于支流,支流约62%的断面水质为劣五类。2003年干流超标河长竟达78.1%,污染最严重的河段集中在中游,主要超标指标为氨氮、化学需氧量、高锰酸盐等指数。与干流相比,支流污染指标显著增多。2002年出台了第一部治理黄河的行政法规《黄河近期重点治理开发规划》后,一系列政策法规陆续出台,有效促进了黄河流域的治理。但《2017中国生态环境状况公报》指出,与2016年相比,黄河干流Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ类水质断面比例分别下降0.7%、2.9%、4.3%,Ⅴ类和劣Ⅴ类水分别上升3.6%和2.2%;支流Ⅰ、Ⅱ类水质断面比例分别下降0.9%和1.8%,Ⅴ类和劣Ⅴ类水分别上升4.7%和2.9%,支流水质为中度污染。这些数据说明黄河治理是一项长期而艰巨的任务。

  黄河污染表象在干流,根子在支流。源洁则流清,支流比干流污染严重且对干流水质影响很大。2018年对黄河兰州段以下的主要支流进行了研究(清水河、大黑河、窟野河、无定河、汾河、渭河、伊洛河、沁河、金堤河和大汶河),发现中下游大型支流汇入干流的水体是导致干流污染加重的重要原因之一,其中流经晋陕蒙能源化工基地的黄河一级支流中窟野河、无定河、汾河以及下游的金堤河和大汶河生态风险较大。分析水体环境微生物发现,金堤河细菌群落多样性和物种丰度均为最大,病原微生物数量大,健康风险不容忽视。另外,农业面源污染也是黄河污染的一个重要原因。黄河下游兴建了向黄淮海平原地区供水的引黄涵闸94处;引黄灌溉面积由1950年的80万公顷,发展到目前的750万公顷。黄河流域的几大灌区(如华北平原,河套平原)是中国粮食产区,是保障中国乃至世界粮食安全的重要区域。近期研究发现灌区土壤中重金属浓度与黄河水中重金属有显著相关性。全域农业实施滴灌技术与测土施肥,推进精准农业,避免漫灌造成水资源浪费和过度施肥造成面源污染势在必行。

  微生物作为水生生态环境的重要组成部分,其种类和数量影响着水质的优劣,水质好坏也影响微生物的群落结构。水中存在大量的污染物会促进病微生物繁殖,增加其种群丰度,给人类与动物带来直接或间接的健康风险。建议环境监测把微生物相关指数作为必检指标。

  (3)泥沙问题

  黄河中游穿越黄土高原,左右岸是风成堆积而成的疏松黄土。由于土质疏松多孔,易于侵蚀,因此黄土高原水土流失一直是全球最为严重区域之一。新中国建立初期,为了根治黄河水患,中央政府相关部门先后在20世纪50年代和80年代组织专家对黄河流域进行了大规模的综合考察,摸清了黄河泥沙表象在黄河,根子在黄土高原。为此,制定了黄土高原土壤侵蚀治理的分区治理方案,为黄土高原水土流失综合治理提供了科学依据,也有效减少了入黄泥沙。20世纪50年代至今,黄土高原水土流失治理经历了坡面治理、沟坡联合治理、小流域综合治理和退耕还林还草等四个阶段,取得了举世瞩目的成效。其中,20世纪50年代至60年代中期治理主要对象为黄土坡面,这一时期黄河泥沙量没有明显减少,年入黄泥沙量约为15亿吨。20世纪60年代中期至70年代末期为沟坡联合治理阶段,这一阶段水土流失治理措施注重治沟和治坡相结合。20世纪70年代,黄河泥沙出现减少趋势,年入黄泥沙量大约为13亿吨。20世纪70年代末期至90年代为小流域综合治理阶段,探讨小流域水土流失综合治理模式,以农业生态系统功能提升和植被建设为重点,以提高区域生态效益、经济效益和社会可持续发展水平。这一阶段黄河泥沙量持续下降,年入黄泥沙量减至约8亿吨。2000年至今为退耕还林还草治理阶段,植被从1999年的31.6%增加至2017年的约65%,有效控制了黄土高原水土流失,入黄泥沙减少至2亿吨左右。未来黄土高原退耕还林草工程需要进一步优化和调整结构,巩固现有成绩,同时,须维持一定泥沙量,保障黄河三角洲海岸带生态安全。

  3 黄河三角洲着力“预防感染”

  (1)海水侵蚀问题

  “黄河之水天上来,奔流到海不复回。”新中国成立初期,黄河水携带着16亿吨泥沙奔流至东营与渤海激情交汇,在渤海凹陷处沉积形成冲积平原(东经117°31~119°18,北纬 36°55~38°16之间)。20世纪60至90年代,黄河水携带泥沙进入三角洲,每年新增淤地约1230公顷,为该地区提供了丰富的后备土地资源。但是黄河水携带大量泥沙,也导致下游形成800多公里地上悬河,水灾隐患极大。为此,毛泽东主席提出“要把黄河的事情办好”的要求。可是近年来黄河水沙减少,黄河三角洲被海水不断“感染”。根据利津站水文统计数据,1998—2016年河口面积减少约41平方公里,年均蚀退2.53平方公里,其中刁口河故道区域累计蚀退超过10公里,侵蚀导致退化面积超过200平方公里。

  (2)环境污染问题

  黄河三角洲是世界上最年轻的湿地生态系统(主要为河滩地、河流故道、决口淤积地区、洼地与背河洼、冲积岛等),黄河三角洲蕴含着大量的油气资源,已探明东营市石油地质储量约55亿吨,地下卤水资源量约58亿立方米,页岩油资源量约1545亿吨,砖瓦黏土资源量约28万立方米。在石油资源开采、运输和加工过程中,由于化石燃料的不完全燃烧,大量的持久性有机污染物进入环境中,并在不同环境介质中传递富集,造成盐渍化土壤被石油污染,从而导致生态系统结构破坏、功能衰退、生物多样性减少、生物生产力下降以及土壤地力衰退等环境问题。另外,据报道,自然保护区存在不同程度的重金属污染问题。例如,2017年研究表明黄河三角洲自然保护区重金属元素(Cu、Zn、Cr、Cd、Pb、Ni、As、Hg)空间分布呈现实验区>缓冲区>核心区趋势。

  (3)外来物种入侵问题

  黄河三角洲天然和人工湿地分别占全国湿地总面积的68.4%和31.6%。黄河三角洲国家级自然保护区总面积约15.3万公顷,其中核心区7.9万公顷,缓冲区1.1万公顷,实验区6.3万公顷。黄河三角洲自然保护区为动植物提供了良好的栖息环境。据统计,黄河三角洲分布各种野生动物达1524种,其中,海洋性水生动物418种,淡水鱼类108种,植物393种,野生鸟类368种,其中38种数量超过全球1%,是全球候鸟迁徙的重要栖息地。但1998—2016年湿地植被净初级生产力总量呈下降趋势,其原因除了气候和土地盐碱化之外,外来物种互花米草入侵(类似人体的萨斯病毒感染)也是导致湿地退化的主要原因。互花米草1990年开始“感染”黄河三角洲,2012年后在自然保护区内爆炸式蔓延,截至2018年已超过4400平方公里。互花米草具有强大的无性繁殖能力,使得盐地碱蓬、海草床生境逐渐被侵占,鸟类觅食、栖息生境逐渐减少或丧失,造成鸟类种数减少、多样性降低,滩涂底栖动物密度降低了60%,导致湿地生物群落组成和结构发生变化。

  习近平总书记指出“重在保护,要在治理”。目前黄河三角洲主要有三个“病”(海水倒灌、环境污染与互花米草入侵)需要治疗。山东省积极贯彻落实习近平总书记指示精神,决定在2020年彻底把油田等生产企业与设施退出黄河三角洲国家级自然保护区的核心区,避免黄河三角洲继续遭受重金属与持久性有机污染物污染,让生态系统进行自然修复,自我完善。其次,也需要遏制入侵生物互花米草恶性蔓延,促进河流生态系统健康,改善滩涂生物栖息地质量;加强河口海岸带治理和修复,预防海水侵蚀。

  4 生态环境保护对策建议

  黄河是中华民族的母亲河,黄河流域是中国古代政治文化中心和中华文明的发祥地。“君不见黄河之水天上来,奔流到海不复回”, 现如今“天上”生态系统退化没有得到彻底遏制,水源涵养能力有待进一步提升;干支流从上到下逐级接纳“污染”,导致水质下降。全域水资源利用较为粗放,工农业用水效率不高,水资源开发利用率高达80%,远超一般流域40%生态警戒线,导致李白笔下的“奔流到海”曾经几度断流,进而导致黄河三角洲海岸线不断被海水侵蚀,海岸线萎缩。为此提出如下几点建议。

  (1)重新调整黄河水资源分配方案

  1987年黄河径流低于正常区间值,黄河水利委员会对黄河流域用水进行了统筹分配(以下简称“87分水方案”)。“87分水方案”实施32年来,为黄河可持续发展提供了制度保障。但是,随着黄河流域用水结构的改变与径流量的持续下降,急需重新分配水资源。与“87分水方案”相比,近10年用水总量平均值甘肃超额46%,宁夏超额86%,内蒙古超额71%,陕西超额65%,山西、河南、山东分别超额4%、26%和24%。用水量严重超标一方面说明这些区域经济社会发展迅速,需要追加用水指标,另一方面也许是水资源利用效率低造成。“87分水方案”仅仅考虑了工业用水和农业用水,因此,未来黄河水资源分配不但要考虑工业、农业用水,还需考虑生态、生活以及地下水资源的分配。

  (2)建立水权交易制度

  黄河流域四分之三的面积地处干旱半干旱地区,水资源本底条件比较差,工业、农业、生活及生态建设对黄河水资源依赖性极大。目前全流域对水资源需求量过大,有必要在省与省之间、省内各企业之间、农业罐区之间进行水权交易,从而遏制浪费,以达到节约水资源的目的。

  (3)出台黄河流域“多规合一”中长期高质量发展规划

  建议国家组织专家对75万平方公里的黄河流域作综合考察,全面摸清全流域生态环境保护、工业、农业、文化旅游、经济社会发展现状与禀赋,在考察的基础上尽快制定黄河流域“多规合一”中长期高质量发展规划,系统布局工业、农业、生态、生活、旅游、文化等“一揽子”规划。“多规合一”规划出台后流域各省按照总体规划抓落实,市县严格按照规划抓执行,为节水减排、生态保护与高质量发展提供根本保障。

  (4)实施“黄河文化一线牵”计划

  目前沿黄公路基本开通,把黄河文化和红色文化统一规划,避免各地为了争夺旅游资源而相互拆台、争抢“祖先”的闹剧再次发生,维护中华民族在国际上的形象,筑牢中华五千年优秀文化根基。

  (本文受国家重点研发项目资助No.2017YFD0800500;作者陈怡平系lovebet体育|爱博体育官网地球环境研究所研究员,陕西省政协常委,人口资源环境委员会副主任,九三学社陕西省委副主委;傅伯杰系lovebet体育|爱博体育官网院士,lovebet体育|爱博体育官网生态环境研究中心研究员)

打印 责任编辑:侯茜
  • 植物化学研究亟待突破“瓶颈期”

扫一扫在手机打开当前页

© 1996 - lovebet体育|爱博体育官网 版权所有 京ICP备05002857号 京公网安备110402500047号

联系lovebet体育|爱博体育官网 地址:北京市三里河路52号 邮编:100864