(1)水土流失
主要发生在黄河流域、长江流域和河西风沙盛行区。全省水土流失面积达35.9万km2,每年输入江河的泥沙达5.99亿t,其中每年进入黄河的泥沙量约为5.04亿t,占总输沙量的84.14%。黄河甘肃段约931km,流域大部分地区为黄土覆盖,是整个黄河流域水土流失最严重的地区之一。陇东泾河流域和陇西渭河流域,也是黄土高原水土流失最为严重的地区。开垦历史悠久,人口密度大,土地利用强度大及对植被的过度垦伐,是造成黄土高原水土流失严重、生态环境愈加脆弱的主要原因。20世纪60年代,曾有过大面积耕地撂荒,但以后又陆续复垦,继而向更高、更陡处开垦。这里地形破碎,沟谷切割密度大,雨量少而集中、多暴雨。在暴雨的袭击下,产生大量水土流失,一般土壤侵蚀模数为50~100t/(hm2·a)。进入黄河的泥沙量为5.04亿t,约占黄河输沙量的1/3。例如,祖厉河是黄河上游右岸的一级支流,位于甘肃中部,集水面积10653km2,平均年降水量379mm,多年平均含沙量476.0kg/m3。流域内的暴雨具有雨量集中、历时短的特征,往往在10分钟内即可产生严重的水土流失。在黄河上游的6个上万平方公里的一级支流流域中,祖厉河流域面积仅占8.18%,但年均入黄河沙量(5 640万4t)却占40%。大量的泥沙进入黄河,造成河道淤塞,严重威胁黄河干流水利工程的安全运行和综合效益的发挥。
(2)土地沙漠化
甘肃沙漠和戈壁总面积约为1 407万hm2,沙漠面积约305.3万hm2,是我国沙漠主要分布地区之一,占全国沙漠总面积的3.8%左右,占全省总面积的7%,其中河西走廊沙漠面积占全省沙漠面积的65%。全省沙漠中,流动沙丘面积占70.1%,流动平沙地占1%,半固定沙丘占15.5%,固定沙丘面积占9.5%。砂物质主要来源于石羊河、黑河、疏勒河和党河等河流的冲洪积物。
甘肃土地沙漠化的发生区域主要在河西走廊,陇西和陇东地区也有较大面积分布。根据沙漠化土地所邻近的沙漠区域,全省可分为腾格里沙区、巴丹吉林沙区、库姆塔格沙区、河西走廊沙区和河东沙区。从沙漠化危害类型与成因分析,河西走廊沙区和河东沙区最为典型。河西走廊沙区包括西段沙区和黑河流域中段沙区两部分。西段沙区位于疏勒河、党河中下游的玉门-瓜州-敦煌绿洲盆地及黑河下游的酒泉绿洲盆地,涉及72个乡镇,沙漠及沙漠化土地面积为212.3万hm2,占该沙区总土地面积的13.6%,气候变化剧烈,风沙盛行,沙漠化发展迅速。黑河流域中段沙区,位于河西走廊中部,包括黑河流域中段的大部分地区,共42个乡镇,沙漠化态势较为稳定,部分沙漠化土地处于逆转过程。
河东沙区主要包括环北沙区、平川靖远沙区和玛曲沙区三部分。环北沙区位于甘肃东部、庆阳西北,包括环县北部12个乡镇,地处黄土高原南部,干旱多风和人为破坏导致土壤侵蚀和沙漠化加重。全区沙漠化土地面积为21万hm2,占该区土地面积的39%,环县沙漠化土地面积约为16.17万hm2,其中严重沙漠化及一般发展之中的沙漠化土地面积为2.24万hm2,正在发展中的沙漠化土地3.1万hm2,潜在沙漠化土地10.87万hm2。平川靖远沙区位于甘肃中部的靖远、平川两县区的北部地区,涉及8个乡镇。该区地处陇西黄土高原与蒙新高原交界地区,气候干燥、风蚀强烈并受腾格里沙漠影响,由于大面积垦殖、草场过载、土地压力过大,土地沙漠化加重,沙漠化面积达1.9万hm2,占沙区面积的6.4%。靖远县沙漠化土地面积约1.0万hm2,其中一般发展之中的沙漠化土地面积有0.22万hm2,正在发展中的沙漠化土地面积有0.53万hm2,潜在沙漠化土地面积有0.25万hm2。玛曲沙区位于甘肃省南部的甘南藏族自治州西部,涉及玛曲县东部的曼日玛、河曲、尼玛、欧拉4个乡镇,位于海拔3400m以上的高寒区。由于草场超载,植被破坏严重,引起土地沙漠化,属草原荒漠化类型。沙漠化土地面积0.3万hm2,占沙区面积的10%。目前,沿黄河岸边,已出现长达220km的沙丘带,草地沙化面积达3.9万hm2,有36处沙化点,沙化面积达0.6万hm2。黄河首曲河边沙丘每年以几米至几十米的速度向草原推进,以每年1%~3%的速度扩展。
(3)土壤盐渍化
甘肃省盐渍化土壤面积达102.37万hm2,占全省土壤总面积的2.3%。主要分布在河西走廊的酒泉、张掖和武威三大地区,其盐渍化土壤占全省盐土总面积的93.4%,其中酒泉市盐渍化土壤面积最大,为58.88万hm2。从甘肃省重盐渍土及盐漠分布面积看,全省重盐渍化土地面积达12.1万hm2,其中仍主要分布在上述三大地区。
由于甘肃省具备土壤盐渍化的自然条件,特别是干旱荒漠的大陆性气候、成土母质的石质性和高含盐量、水文地质以及地下水的高矿化度,均有利于土壤盐渍化的形成发展,加之不适当的人为活动影响,甘肃省的土壤盐渍化面临扩大和加重的局面。特别是河湖沿岸土壤中积累的盐分得不到泛滥水的冲洗,在强烈蒸发下,土壤含盐量逐渐增高,使原先非盐化土壤或轻盐化土壤可能发展成重盐化土壤或盐土。不科学的大水漫灌及过量灌溉,在排水不良的情况下易引起地下水位上升,盐分在土壤上层聚积;采用含盐量高的地下水进行灌溉,可加速土壤盐渍化的发展。如民勤盆地北部的土壤盐渍化,1958年湖区耕地盐渍化面积为1.1万hm2,1963年为1.23万hm2,1978年为2.21万hm2,1981年为2.56万hm2,至1992年达到4.01万hm2,发展十分迅速。(www.xing528.com)
(4)生物多样性下降
生物多样性(biodiversity)是指自然界有生命的部分及其所具有的多种多样的变化。生物多样性包含3个层次:遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性。在大小不同的地区内,由于生态系统呈斑块状分布、镶嵌,构成了景观多样性。与20世纪80年代初相比,本世纪甘肃省的生物多样性虽然在生态系统的类型多样性、种类组成以及动植物种类数量等方面并没有发生大的变化,但动植物资源过度开发,直接导致了某些稀有物种或敏感物种的消失,生物多样性的总体状况在不断恶化,主要表现在各类生态系统的退化及野生生物的生境丧失、分布区缩小、大量物种局域灭绝等方面。其后果是破坏自然生态系统的稳定,削弱工农业生产的原材料供应能力,严重破坏人类赖以生存和发展的物质基础,制约社会、经济的可持续发展。
根据国家环保局公布的濒危保护植物名录,20世纪80年代甘肃省共有保护植物30余种。目前甘肃被子植物中处于濒危或受威胁的种类已达186种1亚种9变种,濒危的裸子植物种类已有17种。20世纪80年代初,甘肃省有国家重点保护脊椎动物08种,至1994年,列入优先保护的种类已达136种。各类珍稀濒危物种或分布区已很狭窄,或生存环境受到破坏,或资源受到破坏,都有濒临灭绝的危险。
水生野生动物是生物界中的重要类群,在整个自然生态系统中发挥着巨大的作用。随着人口的增长及经济活动加剧,甘肃省水域土著鱼类资源已遭严重破坏,天然鱼类种群数量日趋缩小,生殖亲体朝小型化、低龄化方向发展。目前黄河水系兰州段鱼类资源明显减少,有8种在本段绝迹,如平鳍鳅早已灭绝。20世纪50年代在桑园子及黄河铁桥一带常能捕到北方铜鱼、大鼻吻鮈、圆筒吻鮈等,现在靖远到大庙一带有少量该物种。上世纪50年代至70年代在黄河玛曲段,捕捞年产量一直占全省渔产量的60%~85%,玛曲渔场最高年捕捞量215t,到70年代末期,年捕捞量只有十几吨,最低年仅为12.5t。被列为甘肃省“四大名鱼”之一的厚唇重唇鱼,年捕捞量已不足0.5t,捕捞规格已由70年代的1~4kg/尾,降至0.2~0.5kg/尾;而极边扁咽齿鱼,从渔获物的年龄组成、个体大小来看,5龄以下低龄鱼占57.6%,6~7龄的中龄鱼占38.6%,8龄以上高龄鱼占4.8%。在陇南文县白马河、丹堡河的齐口裂腹鱼、重口裂腹鱼种群数量已减少90%。在中部定西,原有的厚唇重唇鱼、裂腹鱼亚科鱼类和黄河高原鳅由于环境的改变数量明显减少,赤眼鳟、似鲶高原鳅、刺鱼句已难以见到;大量珍贵的两栖类生物资源如中国林蛙、秦岭雨蛙等,由于当地群众受经济利益驱动大量捕捉,数量急剧减少。更为严重的是采金、挖沙、开矿等人为活动给当地水质造成较为严重的污染,加速了鱼类资源的枯竭;一些水木工程、阶梯式电站的修建,人为阻断了原来生活在水域下游的鱼类到上游产卵的洄游线路,使得下游鱼不能上溯洄游生殖、索饵,上游鱼不能到深水过冬,导致自然水域鱼类的栖息环境缩小,土著鱼类已濒临枯竭。
全球气候变化是当今人类面临的一个最严重的生态环境问题,所引起的祁连山冰川变化,对水资源极为短缺和生态环境十分脆弱的河西地区来说,其生态环境效应对工农业生产和人民生活更为严峻。根据1999年完成的中国第一次冰川编目数据、2014年发布的中国第二次冰川编目数据和2015完成的甘肃祁连山冰川第一次地理国情普查数据,对上世纪60、70年代至2013年祁连山地区的冰川变化进行了调查。根据调查,在过去的50年间,祁连山冰川普遍处在退缩中,冰川面积平均退缩了35.6%。其中,酒泉市境内冰川退缩最少23%,武威市最大64%,张掖市居中,为49%。就水系而言,冰川面积退缩最小的是党河与疏勒河流域,面积变化率最大的为黑河流域,变化率达到了75.5%。从变化的空间特征来看,冰川面积较小的祁连山东段,冰川变化最为剧烈,而中西段冰川变化较小。换言之,冰川退缩速率与冰川规模成反比,规模越大的冰川退缩越小。
一般认为,冰川退缩的原因主要是在气候变暖背景下,规模较少的冰川非常敏感,退缩速率更快。祁连山区20世纪50年代中期以来气温明显下降,降水偏多,80年代开始增温。在全球变暖背景下,祁连山区年平均气温呈显著的升高趋势,这与全国、西北地区的气温变化趋势基本一致。祁连山及河西走廊气温的年际变化率为0.033℃/年,1960至2013年间年间累积上升了约1.78℃,气温的年际变化率和累积增温幅度均高于全国平均水平。祁连山区年降水量呈略微的升高趋势,年际变化率为1.136mm/年,在过去54年间累积上升了约70mm,这与西北地区的近50年降水量变化趋势基本一致。
总之,过去50多年以来无论是冰川条数和面积都处于退缩状态,这与过去同期气温快速变暖和降水量略微增加的水热组合完全一致。尽管在过去50多年以来,祁连山区的降水有所增加,但是降水量的增加量对于冰川补给作用远小于气温快速升高所造成的冰川融化量。在此种气候背景下,如果祁连山区夏季平均气温升高2℃左右,祁连山冰川径流量将达28.41亿m3,约相当于正常年的1.5倍。在祁连山西段以冰川融水补给为主的河流,如党河、疏勒河,不因干旱而影响农业用水。但是如遇到长时期干旱,将引起冰川长时期退缩,最终冰川融水对河流补给量相应也会减少。
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