毕业论文-石河子绿洲可持续发展研究

PAGE1编号：10009110222南阳师范学院2014届毕业生毕业论文（设计）题目：石河子绿洲可持续发展研究完成人：班级：2010-2学制：4年专业：地理科学指导教师：完成日期：2014-04-1目录摘要 （1）0引言 （1）1石河子绿洲自然地理概况 （1）1.1地形 （2）1.2土壤 （2）1.3气候特征 （2）1.4水资源 （2）2石河子绿洲生态环境发展历程 （3）2.1原始利用—生态自然平衡阶段 （3）2.2初级利用—生态平衡失调阶段 （3）2.3低效利用—生态受损恶化阶段 （4）2.4合理利用—生态逐渐恢复阶段 （5）3石河子绿洲可持续发展问题 （5）3.1土地资源利用中存在的问题 （5）3.2水资源利用中存在的问题 （6）3.3石河子生态环境的综合评价 （7）4石河子绿洲可持续发展的对策 （8）4.1提高土壤肥力 （8）4.2科学开发水资源 （9）4.3改善绿洲生态环境 （9）4.4发展石河子绿洲经济的战略措施 （10）5结论 （10）参考文献 （11）Abstract （11）第12页（共11页）第1页共13页石河子绿洲可持续发展研究摘要：绿洲与自然的矛盾日益尖锐，绿洲可持续发展问题备受各方重视与关注。通过对石河子绿洲的不同历史时期水资源与生态环境的关系的描述以及绿洲的自然地理环境的研究,分析了影响石河子绿洲可持续发展的各种因素，并对实现石河子绿洲可持续发展提出了一些合理的建议。关键词：石河子绿洲;可持续发展;改善生态环境0引言绿洲是在干旱半干旱自然地理条件下，社会经济的发展依赖于灌溉发展起来的近年来人口经济快速增长的压力，资源的不合理开发利用导致了原本生态脆弱的绿洲生态急剧退化土地荒漠化土地盐碱化等一系列生态问题严重阻碍了绿洲的可持续性发展,在人类不断加剧利用环境程度及规模的条件下,如何走生态环境可持续发展道路成为绿洲开发过程中面临的一项重大任务。生态环境可持续发展的综合评价是在充分认识生态环境质量现状的基础上客观、准确地评价区域生态环境质量优劣,不仅可为各级政府部门的环境管理与决策提供科学依据,同时对于制定区域可持续发展战略决策具有重要的现实意义。寻求合理可行的生态发展道路，对于绿洲经济增长，促进农民增收，保护绿洲生态环境势在必行。1石河子绿洲自然地理概况石河子地区位于43°20′～45°20′N，东经84°45′～86°00′E,石河子绿洲分布于新疆天山北麓中部,玛纳斯河流域中游地段,准噶尔盆地南缘。绿洲区平均积温3400～3800℃,无霜期160～180d,日照时数平均2600～3000h,年蒸发量为1700～2200mm,属于大陆性气候区农田灌溉主要依靠天山山区降水及雪冰融水汇集的河川径流。海拔高度差异较大。石河子绿洲地处天山北麓中段,北接古尔班通古特沙漠,面积7681km2,包括莫索湾、下野地、安集海、石河子市4个小绿洲相互联接组成。1.1地形石河子绿洲与荒漠背景和天山山脉有机地融合,构成亚洲内陆地区典型山地一绿洲一荒漠祸合生态系统,其中山地、绿洲和荒漠面积比例分别为11.88%、35.92%和51.42%,玛纳斯河水系将3个子系统和4个小绿洲串连起来。石河子地区地势由东南向西北倾斜,地貌依次为天山山区、山前丘陵区、山前倾斜平原、洪水冲积平原、古尔班通古特沙漠。绿洲坐落于山前倾斜平原和洪水冲积平原,部分延伸至古尔班通古特沙漠,平均海拔300～500m。1.2土壤土壤多为棕漠土、灰钙土,冲积扇上分布有潮土,地下水位较浅地段有盐化草甸土、沼泽土。土质有砾质土、沙质土、粘质土等,分布在山前倾斜平原、沙漠和沙丘间的低地上。在适度耕作条件下,灌溉、耕作和施肥使得棕模土、灰钙土、盐化草甸土和沼泽土演变为灌漠土或罐淤土(河水灌溉,泥沙沉积),而不良耕作,则导致土壤沙化或次生盐渍化。1.3气候特征石河子地区属典型的温带大陆性气候,冬季长且寒冷,夏季短而酷热。长年平均气温6.5～7.2℃,靠近沙漠的北部平均气温低于南部近山地区。夏季平均温度23.7℃,冬季平均气温-13.5℃。一年平均气温最高月为7月,25.1～26.1℃,其中北部高于南部。一年平均气温最低月为1月,-18.6～-15.5℃,北部低于南部。昼夜温差大,平均11.3℃。年均降水量为124.9～316.2mm;4~7月降水较多,北部平均13.0～20.0mm南部平均21.7～27.6mm。历史上日最大降雨量为1999年8月14日,达39.2mm;日最大降雪量为19.6mm,出现在2000年l月3日。年均蒸发量1000～1500mm。光照充分,年日照时数2318～2732h,北部多于南部,年均最多日照出现在7月。无霜期147～191d。年平均风速1.5m/s,夏季最大风速20m/s,冬季最大风速12m/s。1.4水资源石河子有玛纳斯河、宁家河、金沟河、大南沟河、巴音沟河5条河流,全年石河子垦区径流量14.29亿m3,其中地表水资源11.15亿m3,有地下水资源3.14亿m3,水库11座,蓄水量5.33亿m3。全年总用水量16.75m3,其中农业灌溉用水15.74亿m3,其他用水1.01亿m3。2石河子绿洲生态环境发展历程人们对水资源的开发利用与社会、经济和水利技术发展密切相关,在不同时期对其开发利用方式、程度不同,其对生态平衡影响也不相同。垦区水资源的开发利用方式与绿洲发展及生态平衡的关系,大致可以划分为4个阶段。2.1原始利用—生态自然平衡阶段清代之前,由于历史上居住在这里的匈奴、乌孙、突厥、回鹘、蒙古以及后来的瓦刺人,都是以牧为主的民族。因此,位于玛河流域的石河子垦区到清初都处于“不田作种树,随畜逐水草”的生活状况,在很长时期内是以游牧为主的“行国”。史料记载最早的农业生产是唐代驻军的清海(今石河子附近)屯田,但面积不过一万亩,分布在石河子及玛纳斯河下游大拐、小拐附近。后因战乱,屯田时兴时废,绿洲呈点状分布在交通驿站周围。从社会经济条件分析,当时生产和生活水平很低,人们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带或潜水溢出带周围“以人就水”开挖简陋渠道引水灌溉农田。因人工绿洲面积很小,农业灌溉用水有限,水资源除消耗蒸腾外,大部分流入玛纳斯湖,生态处于自然平衡。成书于1756年的《西域图志》援引宋代王延德《高昌行记》中所述本区自然生态环境“川长广数千里,鹰鹞周鸟鹘之所生,多美草不生花,泛舟于池中四面作鼓乐”[1],可知自然生态环境比较原始。在水资源利用的原始阶段,生态以自然平衡为主,90%以上的水资源用于维护生态,但自然生态的生产水平很低[2]。2.2初级利用—生态平衡失调阶段清代至民国时期,是水资源的初步利用时期。内地移民和屯兵的大量涌入,带来了先进的生产技术和生产工具,生产工具的提高和水利技术的发展,使人由被动适应水源变为主动利用水源,增强了人们的治水能力,就可“以水就人”,发展灌溉,引水灌溉由下游三角洲的大拐、小拐等处移向山前地带,绿洲向山前冲洪积扇或冲积平原的河流两侧发展。民国时期,随着水利技术发展,修建了新顺渠、新盛渠等渠道,更推动了人工绿洲向可引用水量较多的山前地带发展[3]。随着上游农垦事业的发展,水源被引走,一些大小尾闾湖逐渐干涸。比较嘉庆时的《西域水道记》[4]和清末宣统年的《新疆图志》可知[9],由于上游修渠引水开荒,导致原先汇入玛纳斯湖的几条河流水量减少甚至断流,最后只剩径流量最大的玛纳斯河水注入湖中。约在250年前位于莫索湾的半尾闾湖、马昌湖最先干涸。在莫索湾一带,清同治年间建有东固城、西固城和野马城三个城镇及数万亩耕地,后因上游大量开荒,用水加剧,加之民族纠纷,水源被阻断,农田被弃耕约150多年,直到解放后才被兵团农八师重新开垦。历代水利设施,都属临时性无坝引水,虽然民国期间修建了一些渠道,但多数渠道工程无坝引水,工程简陋,冲刷、淤积严重,致渠道易淤而废,耕种面积仅有数千亩,大部分水量耗于渗漏蒸发,渠系利用效能小。农民往往随水渠而耕而居,一旦渠道不能引水,农民亦即迁徙中国科学院新疆资源开发综合考察队编,《新疆资源开发和生产布局研究综合考察报告集(1985年度)》。,造成土地弃耕撂荒,加剧了土地退化,加之战乱导致的民逃地荒,产生了生态平衡失调,所以到1949年,整个流域绿洲面积仅为156.385km2,播种面积不足20万亩,其中石河子垦区绿洲面积不足5万亩[1]。中国科学院新疆资源开发综合考察队编,《新疆资源开发和生产布局研究综合考察报告集(1985年度)》。2.3低效利用—生态受损恶化阶段20世纪50年代至70年代,是垦区水资源低效利用阶段。新中国成立后,玛纳斯河流域作为重点区开发治理,从1952年起在流域内进行全面勘测规划。50年代至60年代,是垦区大规模垦荒造田开发绿洲时期,垦荒主要集中在河流中下游戈壁、荒漠区,形成了石河子、下野地、安集海、莫索湾四大灌区,建设和发展了石河子垦区。随着农业灌耕面积的扩大,灌溉引水量也不断增大,修建了蘑菇湖等大中小型水库9座,引水枢纽5座,引水率70%～80%,5条干渠也在此期完工,农田灌溉网基本形成,垦区各水系引、蓄、输水工程和河流整治基本完成,1967年绿洲耕地面积达到历史最高水平。之后,“文化大革命”使绿洲开发过程几乎停顿。大面积的耕地由于缺乏水资源和合理管理被撂荒,农田面积急剧下降,一部分已经转化为荒漠或荒漠草原。至1985年共修建平原水库11座,总库容4.89亿m3;各级渠道11046条,总长15052.49km,累计开荒305.89万亩,拥有耕地274.87万亩[8]。此期农业以开发利用地表水为主,地下水基本上未得到利用。山前平原区河道已被人工渠道所代替,特别是利用溢出带泉水而修建的众多平原水库,把冬闲水和多余水储存起来用于灌溉,大大加速了绿洲开发和经济建设,绿洲内部环境得到改善。但因水资源利用重点放在增加地表水的可利用量上,使水利建设侧重于引水、蓄水工程,千方百计扩大从自然河道引水,从而造成水资源地域分配失调。此外,由于水利设施配套率低,渠系渗漏严重,开垦灌溉方法不当等,造成大面积次生盐渍化发生,使生态平衡遭受破坏,局部生态环境恶化。2.4合理利用—生态逐渐恢复阶段实现水资源合理利用,目标不是继续增加水资源的可利用量,而是提高水资源可利用量中的可供水量,可供水量包括了部分水资源转化重复量,因此可供水量可大于水资源可利用量,甚至大于水资源量[7]。1976年以后,农业生产重新步入正轨,绿洲和农田用地面积又开始稳步扩张,此期以绿洲内部夹荒地开发为主,绿洲外围不再扩张。安集海、石河子和下野地三大绿洲之间的大片荒漠被开发,莫索湾、下野地等山前冲积平原区绿洲继续向外扩张,各绿洲之间基本相连。80年代以来,面对日趋严重的水土流失,垦区采取多种水利改良措施,提高水资源利用水平,进行全面生态重建。3石河子绿洲可持续发展问题3.1土地资源利用中存在的问题3.1.1重用轻养土地利用不合理,重用轻养,土壤养分耗损大于积累,理化性状恶化,结构不良,肥力衰退,根据石河子农业土壤普查资料,耕地土壤有机质含量大于3%的为200xl04hm2,占耕地总面积的4.5%,分布在石总场、143团、151团;土壤有机质含量为1%～3%的有1675.5×104hm2,占耕地总面积的37.4%,而土壤有机质含量小于1%的却有2647.5×l04hm2,占耕地总面积的58.1%。耕地土壤中全氮、全磷含量大致为0.75%～0.15%与0.067%,由以上分析可知,现有耕地土壤有机质含量由开垦初期的2%～3%下1%,造成作物单产低,耕地土壤中潜在养分不足,速效养分也不足。3.1.2林带覆盖率低干旱风频繁,土壤沙漠化。新疆生产建设兵团林带覆盖率占耕地面积的4.8%,仅占土地面积1.3%,1990年右河子林业用地总面积342x104hm2,占耕地面积8.32%,覆盖率仅为2.0%。林带覆盖率低将导致春夏两季干旱频繁,土壤风蚀严重,土壤表层的细粒和养分吹失,沙粒聚积使土壤粗粒化贫疮化,土壤物理水分性状和化学营养性恶化,肥力降低。3.2水资源利用中存在的问题3.2.1河水断流湖泊干涸随着垦区水利事业迅速发展,大量河水被水库引水截流引入灌区,人工水库代替自然湖泊,人工渠系代替了自然河流,水资源分配情况发生了根本性改变。除玛纳斯河下游在丰水年短期内有径流通过外,其他河流的下游已经断流干涸,宁家河、八音沟河下游河道已被农田、居民点和交通干线挤占。国际上干旱区常为河道保持30%～40%的水量下流,而不全部引入灌区,以保持下游生态用水然而垦区各河流的引水率达70%～80%,用于保护生态环境的地表径流量百分比远远低于国际干旱区的标准。这就造成玛纳斯河小拐以下河段断流,河湾和河流三角洲的大面积芦苇枯死;原面积550km2的玛纳斯湖于70年代初干涸,湖周和河岸土地明显荒漠化。由于水体的消失,鱼类等水生动物、水禽及湖周围的野生动物也基本绝迹。分布于河流两岸的胡杨林及湖周围大片的胡杨林和沼生植物(如芦苇等)因缺水而逐渐干枯乃至死亡,同时强烈的蒸发作用使该区地下水位急剧下降,加上冬季过度放牧,使固定或半固定沙丘开始活化,风沙严重威胁着绿洲的可持续发展[5]。3.2.2沙漠化趋势加强绿洲外围沙丘间低地,成为灌区主要的排碱区域,由此造成这一带的原生荒漠固沙植被死亡。同时,随着上游农业、生活用水不断增加,下游水资源量逐渐减少,地下水位亦降低。下游生态用水主要靠洪水期水库下泄水量及灌溉后的回归水量,而且生态林用水被农业用水占用,导致固沙植物衰败或死亡,加之人伐畜吃对荒漠的破坏,致使古尔班通古特沙漠南缘土地沙漠化,沙丘逐渐被活化,固定半固定沙丘复活为流动沙丘,已活化的流动沙丘以每年0.5米～2.5米的速度向偏南方向移动,吞噬着大片良田。仅莫索湾、下野地灌区,受沙漠化威胁的农田约30万亩,有3000亩耕地因严重沙漠化而弃耕,沙丘爬上公路阻碍交通。沙漠化加速了大风和沙尘暴的危害,对绿洲构成极大的威胁[5]。3.3石河子生态环境的综合评价生态环境质量的综合评价采用人们广泛使用的综合指数模型[10]：E=Ci×XijCi为第n个因子的系统权重,Xij为第i类因子在j年的隶属度值。E为第j年评价区生态环境质量综合指数。本研究将区域生态环境质量分为5个等级,在量化过程中用连续实数区间(0,1)表示质量优劣范围,当质量处于最理想状态时,其值为1,处于最恶劣状态时,其值为0,具体质量分级(表1)。表1区域生态环境质量分级等级分级优良一般较差差区间值(0.75,1)(0.55,0.75)(0.35,0.55)(0.20,0.35)(0,0.20)结果与分析：表2石河子市绿洲生态环境可持续发展综合评价指标值评估项目评估年份植被覆盖水网密度污染负荷经济状况综合评价值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石河子市绿洲生态环境可持续发展现状的综合评价值均不是很高,得分介于0.35-0.55之间,属于一般级别。说明本区生态环境总体上处于中等水平,较适合人类生存,但偶尔有不适人类生存的制约性因子出现,导致这种结果的原因在不同评估项目上有不同的体现,下面分别评述。(1)与2000年相比,2005年石河子地区林地、耕地均有不同程度的增加,草地、未利用地面积有所减少,其中林地、耕地增长率分别为0.48%、0.08%,草地、沙地及盐碱地减少率分别为0.09%、0.84%,植被覆盖指数总体呈上升趋势。近年来,人们依靠节水灌溉技术、生态林业工程等现代技术和现代理念促成土地资源的重新分布,使得绿洲区气候趋向相对湿度提高、降雨量增加、气温年较差降低、蒸发量减少的方向变化[7,8],逐步形成适宜生物生存的生态环境。整体的气候变化在人口较为密集的石河子市绿洲表现尤为明显,进一步促进该市生态环境质量的提高。但是,随着牧区人口的增加和市场经济的驱动,一方面盲目增加牲畜头数导致草场严重超载放牧,另一方面受生态地理区划的影响没有与绿洲农区联系起来,使得原本生产条件相对较好的山地草原牧区濒临崩溃。人工绿洲内的草地则多是因灌溉抬高地水位或人工灌溉形成,系统结构简单,受人工灌溉控制,面积基本稳定。(2)水是绿洲发育的生命线。玛纳斯河流域可利用水资源量28.89×108m3,其中国民经济耗水24.86×108m3,平原区生态用水9.24×108m3(除去国民经济用水重复部分),二者之和远小于流域水资源总量,在大的尺度上,流域水资源总量可满足各种需水要求。但是,水资源在时空上的分布不均往往导致下游湖泊干涸、林地衰败。同时,随着人口增长及城市工业化的发展,水资源短缺带来的一系列生态环境及社会问题,势必影响到石河子市绿洲的可持续发展。为此,如何提升区域内水资源的整体利用水平是促进生态环境建设的关键。4石河子绿洲可持续发展的对策4.1提高土壤肥力(1)用地与养地相结合,保持土壤具有良好的肥力。土壤中增施有机质,使土壤养分平衡,维持和提高土壤肥力是改善土壤结构获得农业持续丰收的重要途径,因此,大力种植绿肥,实行秸杆还田都是增加土壤有机质的有力措施。(2)营造防风固沙和护田林网,将荒漠生态改变成绿洲生态系统。根据农区自然条件,宜农则农,宜林则林,宜牧则牧,这样有利于维护生态平衡。育林、育草、保护荒漠植被可以起到防风固沙的重要作用,防止沙漠侵吞农田。实践证明:沙地在林木和草木植物的保护下3至5年土壤就会由沙漠化过程转为生草过程,土壤肥力也随之逐渐提高。4.2科学开发水资源(1)开挖排渠,合理开发地下水20世纪70年代后期普遍应用挖掘机开挖排渠,既提高了工效,又增加了排碱渠深度,提高了排碱效果,控制了地下水位过高带来的危害,投资较少、见效快。到2002年兵团农八师开挖各种排碱渠3458km,成为弃耕地生态重建的基础。80年代又普遍使用激光照准平地平整条田,既避免了盐包及洼坑的盐渍化危害,又降低了灌水定额。在含水层富水性好的冲洪积扇下部地下水溢出带,有计划地集中布井开发水源地,实行井灌井排开发利用地下水资源,建设水源地20世纪80年代初,121、142等团场开始有计划地布置井位,集中开采地下水实现井灌井排,既开发水资源,也形成地下水漏斗,降低和控制了过高的地下水位,迅速推广到整个流域[6]。(2)加强库、渠防渗,推广节水灌溉20世纪80年代开始大规模用塑膜或水泥加强干、支、斗渠防渗,提高灌水利用率及控制地下水位,防治土壤次生盐渍化。2003年,兵团农八师各级渠道总长20255.37km,防渗长度3623.79km,取得了较好的生态效果。全面实行节水灌溉技术,采用喷灌、滴灌、渠道防渗等节水灌溉措施能降低灌溉定额,减少或克服灌溉渗漏带来的危害,增加下游农业灌溉和生态用水。1996年121团开创了用膜下滴灌技术植棉收复弃耕地的先例,灌溉定额303.8m3/亩,比常规灌减少了160.36m3/亩,节水率34.5%。膜下滴灌植棉技术迅速推广,并将井灌井排与膜下滴灌结合,将水土开发及盐渍化土壤的改良提升到新的高度。4.3改善绿洲生态环境(1)根据石河子绿洲不同地理区域自然条件的不同，可因地制宜，发展各具特色的农业产业化布局:山区以牧业为主，农牧结合的产业模式，发展肉毛皮乳业及乳制品等;绿洲核心区发展经济作物粮食作物蔬菜花卉以及其它高附加值的农产品，同时兴建与之相关的食品番茄加工等产业，以农促工，以工补农，促进整个石河子绿洲农业经济的发展;绿洲－荒漠交错生态屏障为核心，生态防护与农业生产并举的生态结构模式。(2)该区的农业生态系统能量物质和价值的产出水平及投入产出效率还较低对此，要调整种植结构，大力发展畜牧业，将第一产业与第二产业有机结合，发展循环经济，提高农产品附加值，加速农业生态系统能量流动转化，提高经济效益。4.4发展石河子绿洲经济的战略措施(1)解放思想,转变观念改革开放二十多年,特别是近几年石河子经济总量较快扩张,农业基础明显加强,工业化长足进步,城市化水平提高,为经济发展奠定了良好基础,为对外开放取得了比较好的条件。但离两个根本转变距离较远,转轨的最大难度是制度建设的难度。因此,要进一步解放思想更新观念,冲破传统的思维模式和发展模式,坚持发展才是硬道理,克服小富即安的落后意识,改变固步自封、墨守成规的落后思想,用新观念、新思路、新方法、新机制、新政策、新举措去组织和推动。积极加强横向经济联合协作,拓宽招商引资渠道,广泛吸引市外资金、技术、人才、企业、产品及市场,引导其向基础产业、重点产业、高科技产业投入和对现有企业嫁接、改造,以思想、观念的跨越促进石河子经济的腾飞和振兴。(2)加大改革力度,努力推进市场化从当前石河子实际情况分析,市场化建设可从以下几个方面着手:一是信息市场化,实现信息资源全社会有偿共享。二是教育市场化,放宽投资教育产业的范围方式和规模限制,引导和支持社会力量多种形式办学,公办和民办共同发展,打破由教育主管部门和其他行业主管部门独家占有。三是社会福利市场化,主要指医疗、住房,采用补贴形式,市场为调节机制。四是公用事业适度市场化,如水、电、气、暖、有线电视等,由政府给予企业和老百姓一定补贴,让百姓去选市场,由卖方市场变为买方市场。五是文化产业市场化。上述几方面,即有待于国家出台政策,又可由地方政府进行改革试点。5结论绿洲开发实际上就是水资源开发和利用过程。水资源开发利用在很大程度上受社会、经济和技术条件的限制。干旱地区的开发和利用应从生态经济的思想出发,坚持水土资源的开发利用与治理保护相结合,保护是基础。从长远观点来看,开发要积极的保护,保护才能更好的开发,合理利用开发过程中的一些环境变化,不等于环境破坏,而是旧生态平衡向新生态平衡转化的必由之路。因而对干旱地区存在的问题,不是开发与否,而是开发是否合理。通过对石河子市绿洲区可持续发展进行研究和分析,通过对人类活动的优化调控,进而达到资源、环境和人口的协调统一,必然能使本区社会经济的可持续发展走上一条健康之路。参考文献[1]傅恒.钦定皇舆西域图志