中亚五国水资源开发及其对安全状态的影响

中亚五国水资源开发及其对安全状态的影响

0水资源合理利用的现状自然资源是国家经济和生产力发展的基础，资源分布也决定了经济发展的基本模式。资源的合理开发将促进整个国家的经济发展，但过度使用自然资源会造成环境破坏和环境问题。中亚是全球生态问题突出的地区之一,并以咸海生态危机为主要标志.根据世界水资源评估(GIWA),淡水资源缺乏是抑制中亚区域发展的最重要的问题.虽然中亚各国政府和国际社会为了改善这种状况付出了很大努力,但是该地区或各国之间的供水和经济发展问题还没有得到明显的改进.水资源的合理利用问题,包括资源管理和可持续发展战略,已成为目前这些国家层面上的主要任务.跨境水资源共同利用问题越来越引起国际性冲突,中亚国家是其中的典型例子.过去几十年来,哈萨克斯坦、吉尔吉斯斯坦、塔吉克斯坦、土库曼斯坦和乌兹别克斯坦等中亚5国的水资源供需矛盾越来越突出,一方面,该地区灌溉农业发展趋向于喜水作物,如玉米和棉花,农田灌溉用水量逐年增加;另一方面,前苏联的解体导致了以前集中和节制经济系统的崩解和社会经济的剧烈变动.农田灌溉发展迅速,加速了区域水资源再分配,再加上低效率的水资源管理引起的中亚区域水资源危机,从而导致了作为中亚较大的内陆河流\_\_阿姆河和锡尔河流向下游的径流量大幅度减少,减少了流入咸海的水量.这种过程最后又导致了整个咸海流域生态环境的变化,即土地退化,荒漠化面积扩大,土壤次生盐渍化发展,沙尘暴频繁发生,最后引起中亚区域水土生态系统的退化,生物多样性的减少[1,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17].这些问题也造成中亚区域经济的损失和公众健康的伤害.目前,中亚区域经济发展仍面临着水资源短缺.本文主要对前苏联解体后,近期中亚5国水土资源开发利用状况及其代表性水土资源安全状态指标进行对比分析.1中亚地区概况中亚区域(哈萨克斯坦,吉尔吉斯斯坦,塔吉克斯坦,土库曼斯坦和乌兹别克斯坦等中亚5个国家统称为中亚区域)地处欧亚大陆腹地,属典型的内陆干旱、半干旱地区,是欧亚大陆干旱中心西风环流作用下的独特生态单元.总面积为388.2×104km2,总人口为58×106人(2006年).气候属于暖温带大陆性气候,属里海以东的内陆封闭环境的特殊区域,自然地理条件是中亚区域干旱环境形成的基础因素.绿洲散布于这样的大环境中,使中亚区域气候具有独特的特点,光热资源丰富,但热量不稳定;水资源和风能资源时空分布不均,生态十分脆弱;灾害性天气较多,干旱少雨,春季多雨、夏季炎热;气温日较差和年较差较大等特点.地理景观以沙漠和草原为主,其中沙漠面积超过100×104km2,占总面积的1/4以上.哈萨克斯坦共和国位于中亚中部(45°27′～87°18′E,55°26′～40°56′N),国土总面积为272.43×104km2,是世界上最大的内陆国家.属强烈温带大陆性气候,降水量100～300mm不等,大部分国土位于荒漠和半荒漠地带,很多地区都存在着严重的水资源短缺问题.湖泊众多,约有4.8×104个,其中较大的有里海、咸海、巴尔喀什湖、斋桑泊和阿拉湖等.位于天山西段分布有冰川1500多条,矿产资源也十分丰富.吉尔吉斯斯坦面积为19.85×104km2,是位于中亚东北部的内陆国家,境内多山,1/3的地区在海拔3000～4000m之间.属大陆性气候,年降水量中部为200mm,北部和西部山坡为800mm.动植物品种繁多,植物达4000种左右.乌兹别克斯坦位于中亚中部的内陆国家,西北濒临咸海,总面积为44.74×104km2,是中亚人口最多的国家.全境地势东高西低,属严重干旱的大陆性气候,年均降水量平原低地为80～200mm、山区最高为1000mm,降水大部分集中在冬春两季.土库曼斯坦共和国位于中亚的西南部,面积48.81×104km2,全境地形平坦,有4/5土地是低平原,沙漠占土地面积的80%.属大陆干燥性气候,年降水量山区为300mm,东部沙漠区仅80mm.境内土壤以沙土为主,植物以荒漠植物为主,生物种类多,但数量少,石油和天然气资源丰富.丰富的矿物资源,水土地资源和其它自然资源为中亚区域农牧业和工业的发展提供了很好的物质基础,其中碳水化合物和矿物资源储存量在世界上最多.中亚也是世界棉花和谷类出口的主要区域之一.中亚作为发展中国家,人口问题是所有社会、经济和环境问题的主要根源,根据联合国开发计划署(UNDP)的统计报告,中亚地区总人口数从1990年的50.4×106人增加到2006年的58×106人,增长15.3%.1975年到2005年哈萨克斯坦的年均人口增长率为0.2%,吉尔吉斯斯坦为1.5%,塔吉克斯坦为2.1%,土库曼斯坦为2.2%,乌兹别克斯坦为2.1%;各区域总人口密度在1990年分别为6.1,22,38.7,7.8,48.2人·km-2,在2005年变化为5.5(哈萨克斯坦人口密度降低),26.8,46.8,10.29,61.51人·km-2,(图1a).根据2005年全球人类发展报告,172各国家之中,哈萨克斯坦排名为73,吉尔吉斯斯坦的116,塔吉克斯坦的122,土库曼斯坦的109,乌兹别克斯坦的113.中亚区域经济发展的总体趋势来看,从1990年到1998年为前苏联解体后的上段时间,中亚各国的国内生产总值(GDP)年均增长率和人均GDP出现明显的下降,从1999年开始逐渐提高.从图1(b)和图1(c)可以看出,哈萨克斯坦的人均GDP最高,其次分别为土库曼斯坦,乌兹别克斯坦,吉尔吉斯斯坦,最低为塔吉克斯坦.2评价指标体系目前,从国内外生态安全评价研究来看,评价体系大多引用联合国环境规划署(UNEP)和经济合作与发展组织(经合组织,OECD)等部门所完成的一项反映可持续发展机理的概念框架“压力-状态-响应”(pressure-state-response)或者它的扩展框架.本文根据此生态安全评估PSR模型以及建立评价指标的一般方法,并考虑中亚国家本身的地理环境特征和所面临的生态环境问题以及数据获得的区域可比性,选取数据较全面且能够反映中亚水土资源安全状态的典型指标,对中亚区域水土资源状态多年变化情况进行了对比分析.所示水资源状态指标包括人均可更新水资源总量(包括国内和国外)、人均国内可更新水资源量、人均总引水量、水资源利用强度、淡水产量指数以及农业、工业和生活用水比例等8个指标;土地资源状态指标包括人均耕地、草地和森林面积分别占总土地面积的比例,粮食产量指数和农田化肥施用强度等5个指标(参见表1)。3分析与讨论3.1地下水水资源量概况水资源是中亚5国经济、社会与环境可持续发展的关键因素,已经是国家独立的财产.在中亚5个国家范围内所有大河流,即东部的额尔齐斯河、依稀木河和伊犁河,南部的楚河、塔拉斯河、锡尔河和阿姆河,西部的乌拉尔河都是跨境国际河流,其中锡尔河和阿姆河穿流其中的三个国家范围内,跨境水资源利用问题越来越引起国家之间的冲突.因此,中亚水资源在流域内,上中下游的分配和利用问题是至关重要的问题.水资源供需量问题不仅仅是由中亚主要河流的国际性河流而导致的,而且是由可更新水资源在区域范围内分布的不均匀性和径流量年际变化幅度的大而引起的.中亚地区可更新地表水资源量的大部分形成在塔吉克斯坦和吉尔吉斯斯坦的山区,塔吉克斯坦境内就集中了中亚地区55.49%的水流量,以及60%以上的冰川.乌兹别克斯坦、土库曼斯坦、哈萨克斯坦是作为下游区域,是水资源消耗量较大的国家,属于缺水国家.中亚国家地下水总储存量估计为43.5km3·a-1,其中58%的储存在阿姆河流域.咸海流域范围内,哈萨克斯坦地下水取水量的68%以上用在饮用上,乌兹别克斯坦和土库曼斯坦大概为40%以上用在同样目的,但吉尔吉斯斯坦和塔吉克斯坦地下水资源的为59.4%和69.5%用于农业灌溉.中亚区域可利用水资源量的大部分是由回归水(灌溉回归水、工业污水和城市排水)组成,年均回归水量为32.4km3,从1990年到1999年该数字从28.0km3增加到33.5km3,部分回归水重复利用在农田灌溉,部分未进行处理直接排入到河流和自然盆地.农田回归水占总回归水量的95%以上,这是回归水矿化度高的原因,也是区域地下和地表水污染的主要原因之一.根据有关资料,在1960\_1999年期间,中亚区域农田灌溉用水量占区域总水资源量达到88.5%～92.6%,咸海流域灌溉面积从1960年的451×104hm2增加到1980年的692×104hm2,2000年达到785.1×104hm2.根据联合国粮农组织(FAO)的水资源统计数据,1988\_2007年期间,哈萨克斯坦的年均总可更新(国内和国外)水资源量为110×109m3,国内可更新水资源量为75.4×109m3;总取水量在1990年为36.6×109m3,在1995年降到33.7×109m3,在2000年又增加到35×109m3.水资源的人均分配量来看,人均总资源量、人均国内可更新资源量和人均总取水量从1988\_1992年的分别为6505m3,4476m3和2172m3增加到在2003\_2007年的7134m3,4904m3,2263m3(1998\_2002年),人均水资源量在此时间里出现上升的趋势,这是由哈萨克斯坦人口的降低而决定的.吉尔吉斯斯坦和塔吉克斯坦作为上游水资源丰富而人口较少区域,国内可更新水资源的人均分配量比其它中亚国家多,但是由于人口的逐年增多,人均水资源量的多年变化也服从人口数量的变化趋势,即吉尔吉斯斯坦和塔吉克斯坦的人均国内可更新水资源量在1988\_1992年期间的年平均量分别为10396m3、12035m3,在2003\_2007年该数据降到为8801m3、10431m3;人均总可更新水资源量和人均取水量也出现同样趋势(图2).土库曼斯坦和乌兹别克斯坦的多年平均国内可更新水资源量分别为1.36×109m3和16.3×109m3,比其它中亚区域而言,在国内形成的水资源量较少;这两区域的国内人均总可更新水资源量和人均取水量也从1988\_1992年到2003\_2007年呈明显的减少趋势(图2),其中乌兹别克斯坦的人均取水量远远大于人均国内可更新水资源量,为该区域的最大取水用户国家,次为土库曼斯坦.从中亚各区域不同部门水资源取水量情况来看,总取水量的80%以上用在了农业灌溉.从图3可以看出,从1988\_1992年期间,哈萨克斯坦和吉尔吉斯斯坦的年均农业取水量分别为80.3%和91.9%,在2003\_2007年增加到86%和94%;土库曼斯坦和塔吉克斯坦的农业取水量基本上保持不变,而乌兹别克斯坦从94.7%降到93%.从工业取水情况来看,哈萨克斯坦是中亚5国最大的工业取水国家(18%～16.5%),其次分别为吉尔吉斯斯坦(5.01%～3.08%),塔吉克斯坦(4.94%～4.68%),乌兹别克斯坦(2.02%～2.06%),工业取水量最少的是土库曼斯坦(0.509%～0.771%).从生活取水量来看,乌兹别克斯坦和塔吉克斯坦是最大生活取水用户国家,分别占总取水量的3.28%～4.75,4.04%～3.68%,其次为吉尔吉斯斯坦,哈萨克斯坦,生活取水量最少的是土库曼斯坦.从图4(a)可以看出,土库曼斯坦,乌兹别克斯坦,塔吉克斯坦的水资源利用强度较大,其中土库曼斯坦的水资源利用强度从1992到2005年呈逐年降低,乌兹别克斯坦、塔吉克斯坦和吉尔吉斯斯坦基本保持不变,而哈萨克斯坦有所增加.淡水产量指数是体现中亚淡水污染和人类过度捕捞的重要的指标之一,淡水产量从1989年到2005年期间,在哈萨克斯坦下降了93%,在塔吉克斯坦和土库曼斯坦下降了99%,在吉尔吉斯斯坦下降了98%,在乌兹别克斯坦下降了82%(图4(b)).3.2灌溉盐渍化现状和粮食产量变化中亚区域大部分的土地已经受到不同程度的沙漠化和土地退化威胁,风蚀、水蚀、过度放牧、次生盐渍化是土地退化主要原因,其中不合理灌溉而导致的土地盐碱化是导致中亚土地退化的主要原因之一.在1999年,乌兹别克斯坦的农田灌溉面积占总耕地面积的95%,土库曼斯坦为84.4%,吉尔吉斯斯坦为65.0%,塔吉克斯坦为5%,哈萨克斯坦仅占0.8%.在过去25～30a间,吉尔吉斯斯坦境内由于过渡放牧和不合理灌溉及其它侵蚀导致牧草产量下降了4倍,有害杂草繁殖很快,牧场退化过程快速发展,目前农业用地已经有530.21×104hm2受到侵蚀.在中亚区域实地调查中发现,许多有机污染物、有毒污染物和重金属被抛洒到土壤和地面水体,形成水和土壤严重污染.根据有关研究资料,中亚区域总灌溉面积的28%已经遭受中等及严重程度的盐渍化威胁,农业产量也下降了20%～30%.根据联合国粮农组织的统计资料,在1994年,哈萨克斯坦、吉尔吉斯斯坦、塔吉克斯坦、土库曼斯坦和乌兹别克斯坦的灌溉盐渍化面积分别占总灌溉面积的7%、6%、16%、37%和50%.其中,乌兹别克斯坦较严重,该国家的盐渍化面积在2000年占64.4%,在2001年达65.9%,出现逐年扩大的趋势.土地退化又是导致耕地面积减少的重要原因之一.在1992\_2005年间,除了土库曼斯坦以外其它中亚国家人均耕地面积逐年减少,哈萨克斯坦人均耕地面积从1992年的2.15hm2减少到2005年的1.52hm2,吉尔吉斯斯坦的0.31～0.26hm2,乌兹别克斯坦的0.23～0.19hm2(图5c).森林和草地面积的变化情况来看,在1990-2005年期间,土库曼斯坦和乌兹别克斯坦的年平均森林覆盖率分别为8.78%和7.5%,这在中亚国家是森林覆盖率较高国家;哈萨克斯坦是草地面积占总土地面积比例最大的国家,年均草地面积比例为68.41%,其次为土库曼斯坦65.38%,乌兹别克斯坦53.66%,吉尔吉斯斯坦47.56%,草地面积比例最小的是塔吉克斯坦,仅占23.96%.森林和草地面积比例的多年变化情况来看,哈萨克斯坦的森林面积在1992\_2005年之间有所减少,从覆盖率1.3%降到1.24%;草地面积比例也从69%降到68.6%;吉尔吉斯斯坦和乌兹别克斯坦的森林和草地面积在同期有所扩大;塔吉克斯坦和土库曼斯坦的森林面积基本保持不变,但草地面积有所降低(图5a,b).中亚各区域的多年粮食产量指数总体变化情况来讲,哈萨克斯坦和塔吉克斯坦的粮食产量指数在1992\_1998年间出现下降的趋势,从1999年开始逐年增加;部分年份以外,在1992\_2005年期间,吉尔吉斯斯坦和土库曼斯坦的此指数基本上保持上升的趋势;乌兹别克斯坦在1992\_1998年期间没有出现明显的上升或下降的趋势,从1999年开始出现逐年增加.从图6可以看出,乌兹别克斯坦的农田化肥施用强度在中亚区域最强,从1992年到1996年出现逐年下降趋势,但在1997年其强度为180kg·hm-2,对中亚5国在此期间的化肥施用强度,达到最高值;但从1998年开始逐年降低,到2002年降到148kg·hm-2.土库曼斯坦的化肥施用强度位列第二位,总体变化趋势和乌兹别克斯坦的相似,但是从1998年开始的下降幅度比乌兹别克斯坦大一些;次为塔吉克斯坦.吉尔吉斯斯坦的化肥施用强度在19.7～22.9kg·hm-2,多年变化幅度不大,没有出现明显的变化趋势;化肥施用强度最低的区域是哈萨克斯坦,在1998年出现最低值,即0.5kg·hm-2,从1992年到1998年逐年降低,从1999年开始有所增加,但幅度很小.4土地和土地利用率中亚是全球生态问题突出的区域之一,水资源问题是其中的至关重要问题.中亚的水资源问题主要不是量的问题,而且是水资源的区域内分配和利用及人口问题.由于自然资源的使用不当使得此区的水资源的短缺并污染、土地退化等一系列生态与环境问题.这些问题造成中亚的经济损失,危及公众健康.水资源开发利用方面,在1988\_2007年间,哈萨克斯坦人均总资源量、人均国内可更新水资源量和人均总取水量呈上升的趋势;吉尔吉斯斯坦和塔吉克斯坦由于位于大河(咸海流域)上游,人均国内可更新水资源量在其它中亚区域之中最高,但人均水资源量出现逐年降低的趋势;在大河(咸海流域)下游的土库曼斯坦和乌兹别克斯坦,也是国内形成水资源量较少区域,人均水资源量呈逐年减少的趋势,其中乌兹别克斯坦的人均取水量远远大于人均国内可更新水资源量.农业灌溉仍是中亚各国最大用水户,达到总取水量80%以上.在哈萨克斯坦和吉尔吉斯斯坦农业取水量还在增加,从1988\_1992年间里分别为80.3%和91.9%,到2003\_2007年增加到86%和94%;土库曼斯坦和塔吉克斯坦的农业取水量基本上不变;而乌兹别克斯坦从94.7%降到93%.哈萨克斯坦相对中亚5国而言是最大的工业取水国家,其次为吉尔吉斯斯坦、塔吉克斯坦和乌兹别克斯坦,工业取水量最少的是土库曼斯坦.乌兹别克斯坦和塔吉克斯坦是最大生活取水用户国家,分别占总取水量的3.28%～4.75%和4.04%～3.68%,其次为吉尔吉斯斯坦和哈萨克斯坦,生活取水量最少的是土库曼斯坦.土库曼斯坦,乌兹别克斯坦,塔吉克斯坦的水资源利用强度较大,但土库曼斯坦的水资源利用强度从1992到2005年呈逐年降低,乌兹别克斯坦、塔吉克斯坦和吉尔吉斯斯坦基本保持不变,哈萨克斯坦有所增加;淡水产量从1989年到