如题所述
区内地下水资源的开发利用在取得巨大的经济效益和社会效益的同时，也引起了一些环境效应，主要有：地下水位持续下降、湿地萎缩、植被退化、土地沙漠化和土壤盐渍化等。
一、地下水位持续下降
近50多年的断续观测资料表明，区内安西-敦煌盆地、玉门-踏实盆地地下水位呈现大范围整体下降的趋势（泉水溢出带除外），下降幅度总体表现为南部大于北部，东部大于西部；下降速度表现为逐年增大。
昌马戈壁南部的2002号观测孔1987～1999年间水位下降6.59m，年均下降0.51m；2003～2004年间水位下降2.92m，年均降幅1.46m；昌马戈壁东部的S97-2观测孔2003～2004年间水位下降5.28m，年均降幅2.64m。近50年来昌马戈壁地下水位累计下降5～10m以上，昌马水库建成运行后，下降速度陡增。昌马洪积扇细土平原的黄闸湾供销社YT004号孔1997～2004年，地下水位下降1.07m，年均下降0.14m；河东乡供销社YT014号孔1997～2004年地下水位下降1.33m，年均下降0.166m；踏实乡水管所YT023号孔1997～2004年地下水位下降0.48m，年均下降0.06m；自1997年以来，玉门-踏实盆地除桥子局部地段地下水位略有上升外，其余大部分地带水位普遍下降0.2～1.33m，年均下降0.025～0.177m。近10年昌马灌区细土平原地下水位累计下降0.6～3.00m。
安西-敦煌盆地双塔灌区1987～1999年间地下水位下降幅度稍大于同期昌马灌区，其空间变化为中部安西县城外围（及南岔）降幅最大，为1.19m，东部十工及小宛一带较小，为0.30～0.85m，多年平均降幅为0.11～0.03m。2003～2004年间地下水位降幅普遍增大，大多位于0.11～0.48m，其中小宛农场（A1观测孔）水位下降0.21m，年均下降0.11m；县城（A2观测孔）下降0.95m，年均下降0.48m；南岔（AD09观测孔）一带下降0.48m，降幅0.24m。近10年双塔灌区水位累计下降0.9～4.0m（图9-1），近20年双塔灌区水位累计下降2～8m。
图9-1 安西县十工农场五连（A7）观测孔多年动态曲线图
安西-敦煌盆地党河灌区南部的月牙泉泉湖水位从20世纪50年代至2004年水位累计下降9～10m，最大水深由50年代的10m左右，降至目前的1.2m左右，水位下降速度也由70年代的年均下降几厘米、十几厘米逐渐增至现在的二三十厘米，致使著名的月牙泉面临消亡的困境（图9-2）。七里镇、铁家堡一带1966～1980年水位下降了4.99～5.90m，1997～2003年下降1.03m，年均下降0.15m；东部五墩乡一带（D3观测孔）1999～2004年水位下降1.88m，降幅0.38m。玉门关—马迷兔一带2003～2004年地下水位下降0.03～0.09m，降幅不大，基本稳定。近10年党河灌区南部水位累计下降0.64～4.0m，近50年来局部水位累计下降5～10m（表9-1）。
图9-2 月牙泉泉域变化对比照片（左摄于1947，右摄于1997）
表9-1 玉门-踏实、安西-敦煌盆地灌区地下水位降幅统计表
区内地下水位下降的主要原因是地下水补给量的减少和开采量的增加，另外气温升高、气候干旱化趋势等因素也起了一定作用。
南部山前地带含水层巨厚、地下水水力坡度较大，当地下水补给量减少以后，在一定时期内地下水系统的补径排服从于流体静力学规律，即盆地南部高水位带的一部分储存量转化为盆地北部的补给量，这就是山前水位下降幅度大而细土带渐趋稳定的主要原因。
二、湿地萎缩
按照国际公认的《湿地公约》定义及其对湿地类型的划分，我国湿地主要类型包括湖泊湿地、沼泽湿地、河流湿地、河口湿地、海岸滩涂、浅海水域、水库、池塘、稻田等自然湿地和人工湿地。它们的共同特点是其表面常年或经常覆盖着水或充满了水，是介于陆地和水体之间的过渡带。湿地在调节气候，净化环境，维持生物多样性和生态平衡，提供资源等方面具有十分重要的作用，被誉为“地球之肾”、“生命的摇篮”、“物种基因库”等受到全世界的广泛关注。
区内湖泊湿地零星分布于疏勒河下游的玉门关、后坑等地。沼泽湿地在安西-敦煌盆地主要分布于党河扇前地下水溢出带的湾窑、马迷兔、后坑、玉门关及大方盘等地湖泊湿地外围；在玉门-踏实盆地呈孤立小面积状分布于双塔水库上游、昌马扇与踏实扇扇间洼地和北截山南侧山前芦草沟一带地下水溢出带；花海盆地分布于北石河河谷中的局部地段。池塘则主要分布于三道沟—十道沟中下游区。
近几十年来，由于地下水资源的不断减少所引起的地下水位持续下降和泉水资源大幅度削减，导致区内湿地大面积萎缩。三道沟—布隆一带泉水溢出带与20世纪50年代相比下移了1000～2000m，沿泉沟分布的湿地面积随溢出带的下移而减少；安西县桥子乡10前水资源比较丰富，由泉水汇集的塘坝水除保证农业灌溉外，每年有250万m3水灌溉草原，到2004年7月几乎所有塘坝水都已干枯。而今随着大面积垦荒（相当一部分是开发的湿地、草地），地表水已经远远不能满足农业灌溉的要求，在此情况下大量开采地下水，10年时间地下水位累积下降了0.6～4m，导致部分泉眼干枯，湖泽消失，湿地萎缩。20世纪90年代调查，玉门关—湾窑一带共有泉眼320多个，植被生长较好，2005年调查泉眼大幅度减少，湾窑、马迷兔一带的胡杨、柽柳大部分死亡，湿地周边芦苇等植被生长不良（图9-3、图9-4）。目前敦煌湿地面积从1950年的375万亩减少到现在的不足30万亩，而且地下水位仍在不断下降，湿地萎缩的趋势并没有得到有效遏制。
图9-3 2005年湾窑湿地周边芦苇、胡杨、柽柳生长状况图
图9-4 湾窑一带萎缩的湿地
TM片解译显示，20世纪80年代，全区湿地面积443.72km2，90年代末萎缩至358.1km2，减少85.62km2，减少率20%。（表9-2）。
表9-2 疏勒河中下游地区20世纪不同时期湿地面积统计表
三、植被退化
区域性地下水位下降和泉水资源的大幅度衰减直接导致了区内植被生态系统的衰退。近几十年来，由于河流的干涸和河道迁移，使原来沿疏勒河、党河河岸发育的林带及灌丛迅速退化乃至消失，沿泉水溢出带广为分布的沼泽及喜水植被随着泉水减少而衰亡，代之而起的是旱生、沙生和盐生草甸。20世纪50年代生长于安西西湖的49.5万亩灌木林，到80年代初只剩下不足10万亩，且长势秃萎，濒临死亡；原来生长于双塔堡-望杆子疏勒河两岸的约1.95万亩天然胡杨林已所剩无几；雁脖子湖一带的胡杨林已全部死亡而沦为风蚀地。安西西沙窝近60万亩的草地现已全部沙化，甘草草甸破坏殆尽；桥子乡草湖面积20世纪90年代与50年代相比减少了90%，芦草沟的芦苇50年代高达2m，现已全部枯死。近30年来，仅疏勒河中游草原退化面积就达130.5万亩，占草地面积的80%以上；全流域草原退化面积达199.5万亩以上。
此外，水质恶化也是造成植被退化的主要原因之一。由表9-3可以看出：地下水TDS小于3～3.5g/L，植物大多生长良好；大于6～10g/L，植物稀疏退化；大于10g/L以上，植物枯萎死亡。
由水质恶化引起的植被退化主要发生在河流中下游区。随着地下水TDS逐渐增高，植物也由不耐盐的退化为耐盐的，由生长茂密变为生长稀疏，进而枯萎死亡，最后留下大片的盐壳。如哈拉诺尔、哈拉池、波罗湖、干海子和敦煌伊塘湖等都因地下水TDS过高而使植被死亡，地表积盐形成了大片的盐壳。
截至1998年底，TM片解译全区共有林地面积199.2km2（表9-4），草地面积1569.5km2，田地面积1491.96km2，与20世纪80年代相比分别减少了4.1%，17.8%和10.4%。
表9-3 主要植物生长状态与地下水TDS的关系（单位：g/L）
表9-4 疏勒河流域绿洲景观20世纪不同时期面积统计表（遥感解译）
四、土地沙漠化
区内沙漠化土地按成灾机理可划分为流沙掩埋与风蚀沙化两种类型；按沙漠化程度可划分为轻沙漠化、中等沙漠化、重沙漠化和严重沙漠化。流沙掩埋型分布于库木塔格、长沙岭、西沙窝、花海盆地北部等地的固定、半固定沙漠沙丘周围，多属严重沙化地；风蚀沙化地主要分布于玉门关以西、转渠口北、黄墩子农场北、西湖西、锁阳城-兔葫芦、七墩滩、花海盆地中部等地。
流沙掩埋型灾害大小与沙丘面积的大小、流沙移动方向、植被发育状态等有关。距沙漠越近、沙丘沙垄面积越大、植被不发育，则流沙掩埋灾害大；反之，距沙漠越远、沙丘沙垄面积小、植被发育，流沙掩埋灾害轻。风蚀沙化现象在区内广泛分布，主要在绿洲外围植被不发育的戈壁、荒漠区。风蚀沙化灾害程度总的分布规律为东西部强于中部，北部强于南部，荒区强于绿洲区。
土地沙漠化与人类过度垦荒，大量开发利用水资源引起的地下水位下降、植被衰亡关系十分密切。自从双塔水库修建以后，河流下游来水量减少甚至断流，绿洲萎缩或整体消亡，荒废的河流故道，包括河流归宿的尾闾湖细土沉积被风蚀演化为风蚀地，河道变为流动沙丘。如小宛农场至安西县城间疏勒河河道中高约2m左右的移动沙丘便是典型的例证。同样由于水位下降，植被退化、衰亡，使区内风蚀作用不断加强，土地沙漠化进程加快。目前，长沙岭沙漠每年以2m的速度向西移动，仅1990年以来北桥子被沙埋压田林就达799.5亩。花海盆地20世纪50年代至今沙丘前移50～80m，每年有40%的土地需补种两次才能基本保住苗株。双塔-锁阳城、安西黄墩子农场一带已演化为严重沙化地。此外，近期实施的移民工程破土面积较大，毁坏和扰动了原地貌，使地表细颗粒物质松散，形成新的沙源。部分地区如花海毕家滩等地因迁移移民的减少或不到位而使大片开垦的土地因无人耕种而逐渐沙漠化。安西的七墩滩乡移民开发区，原来的荒漠草地新出现高近2m的沙丘和小型风蚀沙地。
据TM片解译和对有关资料的对比分析，20世纪80年代区内沙漠化土地总面积3039.59km2，90年代3066.12km2（表9-5），增加26.59km2，增幅不大，但不同类型的沙漠化土地不同时期在各盆地的分布面积变化较大。90年代与80年代相比全区沙地面积一直处于增长状态，玉门-踏实、花海盆地增幅分别为38.9%、64.2%，安西-敦煌盆地基本不变；盐碱沙地面积玉门-踏实、花海盆地增大，增幅分别为39.8%、13.5%，安西-敦煌盆地减少，减幅10%。沙地面积的增大主要是土漠带沙化，盐碱沙地面积增大主要是盐碱地沙化所致。
表9-5 疏勒河流域沙漠化土地20世纪不同时期面积统计表（遥感解译）
五、土壤盐渍化
（一）盐渍化土的分布及特征
疏勒河中下游地区降水稀少、蒸发强烈、水位浅埋，分布有大片的盐渍化土地，盐渍化程度在不同地段差别较大，但总体表现出自南而北，从东到西，沿地表坡降和河流流向土壤含盐量逐渐增高的趋势。根据2004～2005年间野外调查所取土壤样（86个点506组样）的易溶盐分析结果，和收集前人土壤易溶盐分析资料，将疏勒河绿洲区0～100cm深度土壤平均含盐量按盐渍化程度划分为：非盐渍土、盐渍化土、轻盐土、中盐土、重盐土和特重盐土6种类型（表9-6、图9-5）。此外，土壤中各种易溶盐的离子对农作物的危害程度不同，在相同条件下氯化物盐的危害重，硫酸盐类较轻，根据Cl-和S浓度之比，将土壤的化学类型划分为4类（表9-7）。
表9-6 盐渍土类型划分标准
图9-5 疏勒河流域绿洲区土壤盐渍化程度图
表9-7 盐渍土的化学类型划分标准
非盐渍化土：主要分布于花海镇、玉门镇、三道沟镇、布隆吉乡以南的昌马洪积扇前缘及小宛农场、南岔-四工、敦煌-黄渠一带农灌区。地下水埋深大于3～5m，TDS小于1g/L，地下水径流较快，水盐垂向上交替相对较弱。土壤含盐量垂向上表层与中下部基本一致（图9-6A）。土壤化学类型以Cl-—S为主。
盐渍化土：主要分布于七墩滩、黄花农场九队—十队、安西雁脖子分场以及西湖一带。地下水埋深1～3m，TDS1.0～3.0g/L。地下水径流较慢。土壤含盐量垂向上1m以上较高，1m以下逐步减少（图9-6B），土壤化学类型以S—Cl-型为主。
图9-6 疏勒河中下游区土壤盐分垂向分布类型图
轻盐土：分布较分散，呈片状分布于北桥子-店子河、向阳乡、黄墩子-甜水井北一带。地下水埋深1～3m，局部小于1m，TDS1～3g/L，部分地段大于3g/L。地下水径流条件较差。土壤含盐量表层及1m以下较高，中部较低，呈“工”字形（图9-6C），土壤化学类型以S—Cl-和Cl-—S型为主。
中盐土：主要分布于花海盆地北部、黄闸湾北东及兔葫芦西的胡葱泉-下槽子、望杆子-西湖北、转渠口北及玉门关以西的大部分天然绿洲区。地下水埋深1～3m，或3～5m，TDS2～3g/L或大于3g/L，地下水径流滞缓，以蒸发排泄为主，土壤含盐量表层、中间及底部均较高，其他地段较低的倒“山”字形（图9-6D），土壤化学类型以S—Cl-和Cl-—S型为主。表层结有2cm厚的盐壳。
重盐土：主要分布于北截山南麓的芦草河沿岸、敦煌伊塘湖西侧、库穆塔格沙漠东缘的哈拉齐以及花海盆地的花三井到芦草井一带。地下水埋深小于1m或1～3m，TDS2～4g/L，地下水基本呈滞流状态。土壤盐分垂向上表现为表层含盐量很高，向下逐步减少的“楼梯”型（图9-6E）。土壤化学类型以—Cl-和Cl-为主。表层有2～5cm的厚的盐壳。
特重盐土：主要分布于西湖北、伊塘湖以及湾窑西北部区，花海盆地中部也有零星分布。地下水埋深1～3m，或小于1m，TDS3～5g/L，地下水多呈滞流状态。土壤含盐量表层很高，向下逐渐减少的“楼梯”型（图9-6F）。土壤化学类型以Cl-为主。表层有大于5cm厚的盐壳。
盐渍土对农作物的生长有强烈的抑制作用。据有关资料，轻、中盐渍化土一般产量仅为非盐渍土的60%～70%，而重盐渍土中仅能生长红柳、芨芨草等耐盐碱植物。重、特重盐土大多寸草难生，呈现一片颓废景观。
（二）地下水资源开发利用对土壤盐渍化的影响
地下水资源开发利用对土壤盐渍化的影响主要表现在两个方面：一是大量开采高矿化的地下水（TDS大于3g/L）灌溉，在强烈的蒸发浓缩作用下，表层土壤积盐速度加快，土壤盐渍化程度加重；二是地下水浅埋区大量引灌地表水、泉水资源（大水漫灌抬高了地下水位），加之排水不畅，盐分在土壤上层聚集产生次生盐渍化现象或使原生盐渍土盐渍化程度加重。
1.开采微咸水咸水灌溉，使土壤盐渍化程度加重
疏勒河、党河等河流出山口后带入区内的盐分为66.50万t/a（按TDS0.50g/L计算），这些盐分随地表水和地下水从河流上游到下游，从地形高的区段到低的区段迁移，沿途由于蒸发浓缩、土壤颗粒吸附等作用，致使地表水、地下水TDS逐渐增高。如疏勒河出山后TDS为0.50g/L，经饮马农场、双塔水库、安西县城最后到望杆子林场，地表水TDS分别增大到0.70g/L，1.08g/L，1.41g/L和2.48g/L，即从出山口到望杆子TDS增大5倍；地下水TDS由东到西增大趋势更加显著。就对土壤积盐有直接影响的地下水埋深2m左右的TDS来看，三道沟、河东乡、布隆吉、安西县环城、西湖乡分别为0.61g/L，0.61g/L，1.76～4.22g/L，2.80～6.11g/L，2.29～12.51g/L，地下水TDS由三道沟到西湖增大了3.75～20.49倍。一般条件下，地表水、地下水TDS越高，土壤积盐程度越大。以地下水埋深1～3m的不同TDS作比较，可以看出它对土壤积盐的影响（表9-8）。当地下水TDS为1.0～3.0g/L时，1.0～2.0m土层平均含盐量为9.54～53.83g/kg，土壤为盐渍化土至中盐渍土；当地下水TDS为3.0～5.0g/L时，1.0～3.0m土层平均含盐量为32.13～133.27g/kg，土壤为轻盐渍土至重盐土。
表9-8 地下水TDS、水位埋深和土壤含盐量关系统计表
由此表明，水资源的利用过程是土壤不断积盐，土壤向盐渍化土发育的过程，而长期大量开采咸水微咸水进行灌溉，其结果必将加快土壤表层积盐的速度，使土壤盐渍化程度进一步加重。
2.灌溉引起地下水位上升，土壤盐渍化程度加重
区内部分地段由于只重视增加地表水的引用，而节水工程灌溉技术落后，部分灌区为了洗盐压盐，不断提高灌溉定额，致使土壤改良区的平均灌溉定额高达1500～2500m3/亩，大量田间渗漏虽然能暂时降低土中的含盐量，却人为地抬高了地下水位，到来年春夏随着蒸发强度的增大，土壤含盐量急剧上升，反而加重了土壤的盐渍化程度，形成了恶性循环。如安西向阳一带，多次大水漫灌洗盐压盐后，由于地下水位上升和下部粘土层阻隔，易溶盐不能外泄，经大气蒸发向地表集中，产生次生盐渍化现象，地表有大量盐斑，播种的小麦80%禾苗死亡。此外，由于地下水位上升，原生盐渍土区蒸发量增大，使盐渍化程度进一步加重。如敦煌安敦公路、玉门-踏实一带2004年9月和2005年8月在同一位置同一深度所取的0～30cm、0～100cm土壤含盐量对比结果显示，2005年土壤平均含盐量普遍比2004年含盐量高（表9-9）。
表9-9 不同年份土壤含盐量对比表
3.塘坝渗漏，地下水位上升，土壤次生盐渍化
新中国成立以来，昌马灌区沿二道沟—十道沟陆续修建了规模大小不等的平原型塘坝14座，用以拦截泉水溢出量，这些水利设施在初期阶段对调节水量、预防春早起到了较好的作用，但随着时间的推移，塘容水量愈来愈小，水质逐渐变差，并引起塘坝周围地下水位大幅度上升和水质恶化，促使耕地向盐渍化方向发展。如三道沟的1号、3号塘坝周围约1.5万亩地出现不同程度的土壤盐渍化，个别地带甚至因盐渍化严重而弃耕。
从TM片解译结果可以看出，玉门-踏实盆地盐渍化土地面积20世纪70年代397.95km2（表9-10），80年代445.14km2，90年代479.28km2，90年代比70年代增加了81.33km2，增幅20.4%，增加的主要为玉门-踏实盆地湿地萎缩并转化为盐渍化土地；花海盆地80年代盐渍化土地面积235.24km2，90年代240.37km2，相对稳定，分析原因与当地盐渍土改良有关。安西-敦煌盆地80年代盐渍化土地面积579.57km2，90年代609.14km2，90年代比80年代增加了29.57km2，增幅5.3%，增加的主要为玉门关以西的湿地萎缩并转化为盐渍化土地。全区80年代盐渍化土地面积1259.95km2，90年代1328.79km2，90年代比80年代增加19.59km2，增幅5.4%。
表9-10 疏勒河流域盐渍化土地20世纪不同时期面积统计表（遥感解译）
（三）土壤盐渍化的防治
区内盐渍土的形成大部分属于自然因素长期作用的结果，但原生盐渍土盐渍化程度的加重和次生盐渍土的产生与人类不合理利用水资源所导致的水资源分布格局和水、盐关系的改变密切相关。因此，灌区土壤盐渍化的防治必须在农业灌溉节水的基础上，对区内水、盐动态进行调控。主要措施如下：
1.大力推广节水灌溉技术，有效降低地下水位
在中上游区采用先进合理的灌溉技术，改大水漫灌为畦灌，按农业用水量调控灌溉定额，控制地表水的供给量，减少地下水的入渗补给量；在中下游区加大地下水的开采量，发展竖井排灌，以灌代排，或开挖排水沟（主要是TDS大于3g/L的浅埋区），降低并控制地下水位，使地下水位处于临界深度2.5～3.0m以下。
2.增加植被覆盖率，使恶性的地表蒸发变为良性的植物蒸腾
植树造林、种植耐盐的苜蓿等不但可美化环境，而且能降低地下水位，防止土壤表层积盐。新疆阿克苏的观测资料表明，一条成年钻天杨林带蒸腾水量200天为8364m3，每株蒸腾量1.4m3，一条成年沙枣林带在生长期200天中蒸腾量30150m3，平均每株蒸腾量为6m3，相当于一条排水沟排水量。种植苜蓿具有增加绿肥、减少地面蒸发和使土壤脱盐的多种作用。黄花农场试验观测资料表明，种植苜蓿3年后潜水位可降低0.93m，在1.0m深度内平均脱盐33%。
3.采用农业技术，减少盐分向土壤表层聚集
农业措施主要有：精耕细作，深翻晒垡、平田压沙、增加肥料，种植绿肥，培肥土壤，种植耐盐作物等，它们都可以消除土壤板结硬化，增加孔隙率，减少毛细作用，对防止土壤表层积盐有显著作用。
目前由于区域性地下水位下降，土壤次生盐渍化现象只在局部地段零星出现。现状盐渍土的治理主要是对开垦的盐渍化土地进行改良。“疏勒河移民综合开发项目”垦荒面积较大，新开垦的40.81万亩土地中70%以上属于中盐渍化土至重盐土，由于土壤盐分含量高，改良难度大，因此在改良初期可采用水利措施降低地下水位，然后采用农业管理和生物措施使土壤进一步脱盐，达到改良治理的最终目的。
