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黄河三角洲高效生态经济区生态环境瓶颈问题与突破方向

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黄河三角洲高效生态经济区生态环境瓶颈问题与突破方向

1黄河三角洲高效生态经济区生态环境瓶颈问题与突破方向田家怡(滨州学院山东省黄河三角洲生态环境重点实验室山东滨州256603)摘要解析了黄河三角洲高效生态经济区目前存在的黄河来水来沙减少、入海流路不稳定、生态灾害频繁发生、淡水资源短缺、水体污染严重、不合理开发、自然保护区域功能分区不合理、区域生态环境脆弱、环境保护主体分散9大生态环境瓶颈问题,并提出了8个科研方向,作为生态环境瓶颈问题突破的科技支撑。关键词黄河三角洲生态环境瓶颈问题突破方向2009年11月23日,国务院正式批复了黄河三角洲高效生态经济区发展规划,标志着中国三大江河三角洲之一的黄河三角洲地区的发展上升为国家战略,成为国家区域协调发展战略的重要组成部分。黄河三角洲地理区位条件优越,土地资源优势突出,自然资源丰富,生态系统独具特色,产业发展基础较好,发展高效生态经济为该区域资源综合开发利用和可持续发展带来了前所未有的机遇。但是,黄河三角洲是一片年轻的土地,生态系统脆弱,既是黄河中流黄土高原水土流失的承载体,也是沿海海潮侵袭的承载体,从而2形成了其特有的多重生态界面,难以抵御传统型大规模经济开发的冲击。科学解析黄河三角洲高效生态经济区(以下简称区域)生态环境瓶颈问题,准确标示生态环境瓶颈突破方向,制定合理的调控策略和措施,解除瓶颈要素对区域发展的制约,对实现黄河三角洲高效生态经济区发展规划具有重要的指导意义。为此,山东省环境保护厅于2010年12月正式下达了黄河三角洲高效生态经济区生态环境瓶颈问题解析研究课题,本文是该研究的部分重要内容。1生态环境瓶颈问题解析1.1黄河来水来沙减少,导致河口、近海等湿地生态环境退化黄河入海径流量与输沙量是三角洲形成和发育的物质基础,并对生态环境和景观格局产生重大影响。自20世纪70年代以来,由于黄河流域气候变化、工农业引水引沙量的急剧上升、水土保持减水减沙、干流库区拦水拦沙等因素,致使河口来水来沙明显减少。据利津水文站19502009年60a的实测资料统计,19501959年、19601969年黄河入海年平均径流量分别为480.5、501.1亿m3,进入70年代以来明显减少,以致90年代的入海径流量比60年代减少了71.9。自1972年黄河下游出现断流,至1999年的28a中有22a断流,其中1997年断流时间长达226d。自2000年实行黄河水量统一调度以来,平均年入海水量约为140.9m3,仅占多年3平均值的44.3。19501959年黄河年输沙量达13.2亿t,19601969年间明显减少,20002009年年平均输沙量仅为1.3亿t,为19501959年的9.8。19802009年的30a中,输沙总量还不及19501959年10a的输沙量。李希宁等1通过研究得出维持三角洲面积动态平衡的最低输沙量为2.45亿t/a,许炯心2用统计方法估算出最低输沙量为2.87亿t/a。20002009年的10a中有8a黄河入海泥沙量低于2.87亿t/a,故黄河来水来沙减少导致河口造陆面积锐减,整个黄河三角洲已由淤积转变为侵蚀。黄河来水来沙减少,改变了河口海域的海水盐度、营养条件和饵料生物的种群数量,导致近海生物资源下降,生物多样性降低3。来水量减少直接影响到湿地淡水水源的补给,打破了湿地土壤水盐平衡,土壤含盐量升高,植物群落发生逆向演替,植被覆盖率降低,致使河口原生湿地面积减少和生态系统退化,也影响到依赖于黄河水源的人工湿地的发育4。1.2黄河入海流路不稳定,致使尾闾河道萎缩、影响湿地发育黄河素以善徙、善决、善淤而著称于世。黄河自1855年在三角洲实际行水135a,决口达50多次,较大改道变迁有10次,仅1976年至今口门摆动就达15次之多,入海口门摆动弧线距离近150km。这种大环境的不稳定局面是该区域开发滞后的主要原因,也是影响其可持续发展的最重要制4约因素,使得黄河三角洲无法在长时间内保持稳定的陆地,工农业基地难以长期存在运营。如果没有黄河入海流路的长期稳定,会给胜利油田和东营市的发展造成不可估量的损失。虽然近年来控制黄河入海口门摆动比较成功,但它的这种特性对长期建设项目仍是一种潜在的威胁。黄河尾闾的改道、决口和口门摆动,致使尾闾河道严重萎缩,主槽过水断面面积大幅度减少,降低了河道的输水输沙能力,加重了河道主槽的淤积,抬高了同流量黄河防洪水位,防汛安全受到极大威胁,必须引起高度重视。此外,黄河尾闾每次改道、决口和口门摆动,就使原天然湿地遭到破坏,湿地景观格局破碎化,生物多样性丧失,水文生态系统发生演替,严重影响了湿地生态系统的稳定性。1.3生态灾害频繁发生,危害生态环境该区域海面上升、地面沉降、风暴潮、海水入侵、海岸侵蚀、生物入侵等多种生态环境灾害频繁发生,且它们相互联系、相互作用,对生态环境危害重,防治难度大。任美锷5经过研究得出现代黄河三角洲19902030年40a理论海平面上升率为4.5mm/a,地面沉降率为34mm/a,相对海平面上升率为7.88.5mm/a,海平面上升估计值为3035mm/a。全球气候变暖是引起海平面上升的主因,胜利油田石油开采和地下水过量开采,造成地面沉降。海平面上升加剧海岸侵蚀,扩大海水入侵面积,淹没沿海低地、潮滩湿地和盐田、5工矿企业等。该区域是风暴潮灾害多发区,建国后至2009年的59a间,平均每隔1.5a发生一次,平均3.3a出现一次强和特强风暴潮灾害6。风暴潮对该区域沿岸生态系统造成极大破坏,加速海岸侵蚀,加重海水入侵,对工农业生产和人民生命财产构成威胁。莱州湾沿岸是我国海(咸)水入侵最为严重的区域之一,30a来海(咸)水入侵一直在发展,1989年海水入侵面积只有627.3km2,2008年已发展到3812km2。近几年来,无棣、沾化、寒亭区、昌邑市海水入侵范围仍在扩大,入侵距离分别达13.36、29.50、30.10、23.87km。海水入侵造成地下水水质恶化,土壤次生盐渍化加重,生活和工农业水源减少,加剧淡水匮乏。该区域在黄河淤进造陆的同时,也受到海洋动力对海岸的侵蚀。套儿河以西岸段1983年以来海岸已蚀退8km,套儿河口岸线蚀退10km套儿河以东海岸现在蚀退率约为3050m/a黄河故道海岸蚀退率约120m/a7,神仙沟海岸段约430m/a,刁口河口至神仙沟口岸段约250m/a8。莱州湾南岸淤泥质海岸19581984年平均侵蚀速率为36m/a9,莱州砂质海岸侵蚀率为1.25.0m/a10。海岸侵蚀造成国土资源流失,威胁胜利油田勘探开发和工农业生产,破坏湿地植被等。现有75种外来有害生物入侵该区域1112,占我国外来入侵物种总数的26.5。外来入侵有害生物对该区域特定的生态系统的结构、功能及生态环境产生严重的干扰与危害,破坏了生6物多样性,给农林牧渔业带来很大损失。1.4淡水资源短缺且利用率低,生态用水缺乏保障该区域多年平均降水量为537.4mm,75.5集中在汛期69月,其他季节干旱少雨。多年平均蒸发量为1885.0mm,蒸发量是降水量的3.5倍。该区域当地淡水资源总量多年平均为29.2亿m3,人均占有296m3,仅为全国的1/7,属严重缺水地区。黄河水是该区域唯一可大规模开发利用的淡水水源,分配到该区域的引黄指标为年22.74亿m3,引黄指标限制和黄河来水量的不确定性,已成为该区域开发面临的一个重大问题。该区域年平均缺水量为5.9亿m3,缺水率为14.5,高于全省12.9的平均水平。而该区域水资源利用率却较低,农业灌溉水利用系数仅为0.53,工业用水重复利用率远低于国内先进水平。生态用水占有较高的优先权,该区域生态需水量汛期应不少于150亿m3,非汛期宜在50亿m3,即年平均生态需水量不少于200亿m3。但该区域淡水资源和引黄指标总计51.94m3,仅占生态需水量的26.0,生态用水根本没有保障,湿地生态系统难以维系。1.5水体污染仍很严重,威胁河口和近海生态系统健康境内海河水系的漳卫新河、徒骇河、马颊河、德惠新河,小清河水系的小清河,山东半岛诸河水系的潍河、弥河、白浪河、虞河、北胶莱河,黄河水系的黄河等,均汇集于该区域最终注入渤海湾和莱州湾。这些河流承纳了流域内跨行政7区(省、市)的工业、农业和生活污水,水体污染普遍较重,入境水质较差。该区域内结构性污染重,且城乡环境保护基础设施较薄弱,废水排放强度较高,致使入境的外污染和境内的自身污染相叠加,加重了水体污染程度。入海河流污染物汇入河口、近海海域,造成海水质量状况较差,氮磷比失衡,莱州湾水体富营养化状况依然严重,部分海洋生物体内铅、砷含量超过第一类海洋生物质量标准。陆源排污的污染,已威胁到重要经济生物的生长、繁殖,渔业资源衰退趋势未能得到有效遏制,生物多样性降低,影响到河口、近海海域生态环境健康状况。1.6不合理的开发,导致土地利用/覆被频繁变化人口不断增加,农业盲目垦荒与粗放经营,居民和城市、工业建设用地扩张以及水资源的不合理利用等人类活动,加上自然因素影响,造成该区域土地利用/覆被变化,土地退化严重,表现为土壤盐渍化、沙化、草地退化、土壤污染等等。该区域计有51种土地类型单元,其中42种型单元发生了土地利用/土地覆被变化,发生变化的面积占总面积的36.51。输出面积最大的类型是农业用地、荒地、牧草地3种,输入面积最大的类型是荒地、农业用地、水产养殖用地3种。一方面大力垦荒,轻盐碱地改良成了耕地,使大量未利用土地得到利用另一方面又有相当多的耕地由于利用不当,边开发边退化,发生了盐碱化、沙化,土地8受到污染其次是荒地转换成水产养殖用地,农业用地转换成居民、工业和城市用地,生态用地则相对减少。土地利用/覆被的变化,导致生态系统服务价值降低,湿地景观破碎化程度加剧,景观斑块个数增加,对区域生物多样性造成极其不利影响。1.7自然保护区域范围及功能分区不合理,影响了区域开发和总体战略的实施该区域现有自然保护区9个(国家级自然保护区2个),森林公园8个,地质公园1个,风景名胜区2个,湿地公园2个,水利风景区15个,生态功能保护区3个,城镇集中式饮用水源地保护区38个。该区域内共批准设立海洋和海岸生态系统类型自然保护区5个,大多始建于2005年以前,因当时技术手段比较落后,加之科学考察不够全面、细致,保护区本底资料不详,划定保护区时采取了抢救性保护、先划后建、逐步完善、宜大不宜小的原则,因而划定的滨海湿地保护区面积过大,有些区域没有保护对象自然保护区建设前就存在大量的油田、农田、盐田、养殖池、城镇规划用地、居民聚居区和工业区等,保护区建立后出现工业生产、居民生活、经济发展与保护区管理之间的矛盾,各市、区、县总体规划与自然保护的矛盾规划在海岸带建设的滨州、东营、潍坊、莱州四大临港工业区与现有自然保护区在范围上都有部分重叠,受阻于法律门槛,现保护区区划影响9了黄河三角洲高效生态经济区开发和国家整体经济战略的实施现有自然保护区往往以行政区界线完整性为依托,不利于保护区的高效管理,且存在同一湿地生态系统类型而被区划为不同市域管理的保护区的现象仍有大量重要保护对象游离于核心保护区之外,有些重要的生态功能保护区被遗漏集中式饮用水源地保护区区划工作滞后,批复率很低。现在自然保护区域的范围及功能分区亟需在科学研究基础上进行重新划定与优化调整。1.8区域生态环境脆弱,生态环境承载力小黄河三角洲成陆时间短,是我国东部沿海最年轻的陆地。该区域处于大气、河流、海洋与陆地的交错带,多种物质交汇、多种动力系统交融,陆地和淡水、淡水和咸水、陆生和水生、天然和人工等多类生态系统交错分布,是典型的多重生态界面,生态系统不稳定,干扰作用强烈。气候条件脆弱,增强了生态环境的敏感性,降低了生态系统的恢复力。黄河尾闾多次改道、摆动形成了空间上的岗、坡、洼相间的微地貌类型,加之较低的海拔高度,共同奠定了脆弱生态环境的空间格局。地下水埋深浅和矿化度高,蒸降比大,极易造成土地次生盐渍化、植被退化,森林植被难以发育。经常遭受生态环境灾害袭击,环境污染尚未得到有效治理。地质、地震构造背景复杂,面临潜在的安全问题。脆弱生态环境的承载力小,经受不了大规模开发的冲击和强烈的人类活动干10扰。1.9环境保护主体分散,造成环境污染和生态破坏一体化环境保护主体分散于环保、海洋、农业、水利、林业、交通等各个部门,条块分割,部分之间缺乏协商,各市之间各自为政,环保责任难以分清,特别是在跨流域、跨行政区的污染防治方面很难推进。该区域的经济一体化,将会造成环境污染和生态破坏一体化。因此,黄河三角洲高效生态经济区建设需要创新环境管理机制,探索环境一体化管理的模式。2.生态环境瓶颈问题突破方向针对该区域生态环境9大瓶颈问题,建议开展以下科学研究,提供科技支撑,作为瓶颈问题的突破方向。2.1黄河口综合治理与海岸防护技术黄河口演变与整治黄河三角洲海岸侵蚀、淤积转换机制和趋势预测海岸侵蚀与岸坡失稳灾害的防护技术。2.2黄河三角洲综合减灾机制与对策黄河三角洲灾害管理新体制构建经济社会与减灾同步发展规划减灾系统和能力建设减灾科技技术与手段。2.3黄河三角洲湿地生态系统保育与修复技术湿地生态系统演变过程与规律湿地退化机理与驱动力湿地生态安全与污染治理湿地生态修复机理与关键技11术湿地生态系统遥感动态监测和定位监测。2.4黄河三角洲珍稀濒危物种保护与管理技术珍稀濒危物种调查与编目珍稀濒危物种受威胁状况评估珍稀濒危物种保护技术珍稀濒危物种管理技术。2.5黄河三角洲海岸带防护林体系建设海岸带防护林衰退机理防护林树种筛选防护林带优化配置技术防护林营建技术与工程。2.6黄河三角洲近海生态环境管理与渔业资源生态恢复技术陆源污染源控制和综合治理技术河口水生态系统综合治理与修复技术近海渔业资源生态增殖技术近海渔业环境管理技术支持体系。2.7黄河三角洲自然保护区域优化调整与建设管理自然保护区域资源价值评价自然保护区域优化调整方案核心保护区核定与功能区划分自然保护区域管理体制与机制。2.8黄河三角洲高效生态经济区环境经济政策与分区管理对策区域环境经济政策体系构建重要环境经济政策的制定区域环境管理和分区环境管理对策。12参考文献1李希宁,刘曙光,李从先.黄河三角洲冲淤平衡来沙临界值分析J.人民黄河,2001,23(3)2022.2许炯心.黄河三角洲造陆过程中的陆域水沙临界值条件研究J.地理研究,2002,21(2)163170.3田家怡,贾文泽,窦洪云,等.黄河三角洲生物多样性研究M.青岛青岛出版社,1999.4田家怡,王秀凤,蔡学军,等.黄河三角洲湿地生态系统保护与恢复技术M.青岛中国海洋大学出版社,2005.5任美锷.黄河长江珠江三角洲30年海平面上升趋势及2030上升量预测J.地理学报,1993,43(5)385393.6田家怡,吕学军,闫永利,等.黄河三角洲生态环境灾害与减灾对策M.北京化学工业出版社,2008.7张晓龙,李培英.现代黄河三角洲的海岸侵蚀及其环境影响J.海洋环境科学,2008,27(5)475479.8夏东兴,武桂秋,杨鸣.山东省海洋灾害研究M.北京海洋出版社,1995.9丰爱平,夏东兴,谷东起,等.莱州湾海洋侵蚀过程与原因研究J.海洋科学进展,2006,24(1)8390.10庄振业,陈卫明,许卫东.山东半岛平原砂岸近期13强烈蚀退及其后果J.青岛海洋大学学报,1989,19(1)9089.11田家怡,刘俊展,刘庆年,等.山东外来入侵有害生物与综合防治技术M.北京科学出版社,2004.12田家怡,闫永利,李建庆,等.山东海洋外来入侵生物与防控对策J.海洋湖沼通报,2009(1)4146.13田家怡,钦佩,刘长安,等.黄河三角洲米草入侵与防治技术M.北京化学工业出版社,2009.

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