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0前言   西藏自治區(qū)地處我國(guó)西南邊陲，素有“世界屋脊”之稱。全自治區(qū)有天然草原0．82億hm2，占全國(guó)草原總面積的21%，是我國(guó)五大牧區(qū)之一，也是重要的綠色生態(tài)屏障，被稱為地球氣候“敏感區(qū)”和“驅(qū)動(dòng)器”［1］。西藏草原牧區(qū)以高、寒、旱為主要特征，加之水、熱資源時(shí)空分配不均，土壤貧瘠，草地生態(tài)系統(tǒng)抗逆性能力較低，一旦破壞，便很難恢復(fù)。近年來，由于氣候變化和利用不當(dāng)?shù)茸匀弧⑷藶橛绊懀s52%的天然草原發(fā)生沙退化，草地生態(tài)系統(tǒng)破壞嚴(yán)重。如何合理開發(fā)草地資源，高效利用水資源，發(fā)展灌溉草地，促進(jìn)草地生態(tài)修復(fù)成為當(dāng)前亟待解決的問題。   本文介紹了西藏牧區(qū)水資源、草資源概況，歸納總結(jié)了近年西藏草原生態(tài)系統(tǒng)與牧區(qū)水利研究進(jìn)展，對(duì)牧區(qū)生態(tài)水利發(fā)展面臨的問題進(jìn)行了分析，從科學(xué)研究的角度對(duì)西藏生態(tài)水利科研工作提出建議，旨在為區(qū)域牧區(qū)生態(tài)水利建設(shè)提供理論支撐。   1西藏水草資源概況   1．1水資源概況   西藏水資源非常豐富，地表水資源總量4482億m3，地下水資源總量1107億m3，人均水資源量約18．7萬m3，為全國(guó)平均水平的82倍，水資源總量、人均水資源量均居全國(guó)第一［2］。西藏的水資源具有4個(gè)特點(diǎn)。①時(shí)空分布不均。時(shí)間上，夏季降水占全年的70%～90%，夏季徑流量占全年的65%以上;空間上，東部8%的面積上水資源量為全區(qū)的55%，而西部39%的土地上水資源量?jī)H占全省區(qū)的6%。②河流眾多，西藏境內(nèi)有河流356條，其中流域面積大于1．0萬km2的河流有20余條，流域面積大于0．2萬km2的河流有100多條。西藏還有“亞洲水塔”的美譽(yù)，金沙江、瀾滄江、怒江、雅魯藏布江等大河都流經(jīng)這里，其中怒江、雅魯藏布江發(fā)源于西藏。西藏還是中國(guó)國(guó)際河流分布最多的一個(gè)省區(qū)，亞洲著名的恒河、印度河、布拉馬普特拉河、湄公河、薩爾溫江、伊洛瓦底江等河流的上源都在這里。③水能開發(fā)潛力巨大，由于河流落差大，西藏可開發(fā)的水能資源約為5659萬kW，占全國(guó)總量的15%。④水質(zhì)極好，雅魯藏布江、金沙江、怒江、瀾滄江等主要江河干流水質(zhì)達(dá)到國(guó)家《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》的二類水域標(biāo)準(zhǔn);拉薩河、年楚河、尼洋河等流經(jīng)主要城鎮(zhèn)的河流水質(zhì)達(dá)到了三類水域標(biāo)準(zhǔn);發(fā)源于珠穆朗瑪峰的絨布河水質(zhì)達(dá)到了一類水域標(biāo)準(zhǔn)。環(huán)保部門的監(jiān)測(cè)還表明，各市鎮(zhèn)中、深層地下水水源豐富，水質(zhì)良好，總體上達(dá)到二類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。雖然水資源總量豐富，但西藏有近1/4的耕地灌溉得不到保障，田間灌溉仍以漫灌為主，灌溉水利用系數(shù)不到0．35，水資源利用率低是西藏水資源開發(fā)利用面臨的主要問題之一。   1．2草地資源概況   西藏自治區(qū)有天然草原0．82億hm2，其中可利用草原0．55億hm2，占草原總面積的66%，大部分分布在高海拔地區(qū)。西藏的草地資源主要由草原、草山、草坡和灘涂草地等組成，其中草原是主要部分，分布于藏北西部的阿里，那曲地區(qū)，平均海拔4000m以上。由高山草甸、亞高山草甸、高山灌叢、高山寒漠、高山草甸草原、高山干草原、荒漠草原等組成。草山、草坡主要分布在藏東藏南山區(qū)及半山區(qū)，海拔2500～3000m。西藏草原牧草種類豐富，可初步分為8個(gè)大類，18個(gè)亞類，40余個(gè)草地型。其中對(duì)牧業(yè)意義較大的有6類草地，分別是高山草甸類、高原寬谷草原類、山地草原類、山地荒漠草地類，高原荒漠草地類、低洼沼澤化草甸類。草原是廣大牧民賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)，也是藏民族文化得以傳承和發(fā)揚(yáng)的根基。雖然草地資源豐富，但西藏草原生態(tài)惡化問題日漸突出。目前沙退化面積已達(dá)0．43億hm2，尤其以那曲為主的藏北草原退化趨勢(shì)更為嚴(yán)重，退化草地面積已達(dá)0．14億hm2，約占當(dāng)?shù)夭莸乜偯娣e的49%，在日喀則地區(qū)，95%的可利用草地不同程度地有所退化，并仍以每年1%的速度遞增。造成西藏草原退化的原因有很多，可歸結(jié)為兩個(gè)方面。一個(gè)方面是自然因素，西藏處于青藏高原的最高地帶，高寒缺氧、干旱少雨、土壤瘠薄等自然條件不利于于天然草地及其牧草的生長(zhǎng)，同時(shí)近期全球氣候干旱化也是促使草地退化的自然因素之一。另一方面，過度放牧使得天然草原植被蓋度不斷下降，得不到有效恢復(fù)，同時(shí)優(yōu)良的、牲畜喜食的牧草受害最重，而有毒的和牲畜不喜采食的植物卻得以保存下來，造成草原植被的退化。亂墾天然草地、公路建設(shè)、礦藏開采及交通車輛碾壓等也造成天然草地處于無覆蓋狀態(tài)下，冬春風(fēng)蝕導(dǎo)致草原粗礫化。另外西藏草原的鼠害、蟲害、毒雜草等生物破壞對(duì)草原生態(tài)危害也較大。   2西藏牧區(qū)生態(tài)水利研究進(jìn)展   2．1牧區(qū)生態(tài)系統(tǒng)研究   受特殊自然地理與研究基礎(chǔ)條件影響，西藏牧區(qū)生態(tài)系統(tǒng)研究相對(duì)緩慢。20世紀(jì)70年代之前青藏高原資料零散，科學(xué)研究工作進(jìn)展不大。1973年－1976年中科院青藏高原綜合科學(xué)考察隊(duì)對(duì)青藏高原進(jìn)行了系統(tǒng)的綜合考察，包括農(nóng)林牧、地球物理、地質(zhì)、地理、生物等學(xué)科領(lǐng)域50多個(gè)專業(yè)，共400多位科學(xué)工作者參加了考察，獲得了全面詳實(shí)的一手資料及各專業(yè)科研成果，為開展草地生態(tài)水利研究提供了基礎(chǔ)。西藏草地生態(tài)系統(tǒng)早期研究主要集中于草地資源基礎(chǔ)情況調(diào)查、病蟲害防治等。如劉起等［3］(1993)對(duì)全自治區(qū)草地飼用植物的科屬組成、經(jīng)濟(jì)類群、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值等進(jìn)行了全面調(diào)查和分析。蘇大學(xué)等［4］(1995)對(duì)西藏地區(qū)草地資源特點(diǎn)、產(chǎn)草量、草地等級(jí)等進(jìn)行了評(píng)價(jià)。進(jìn)入21世紀(jì)以來，隨著區(qū)域草地退化的加劇，草地生態(tài)系統(tǒng)研究日益得到關(guān)注，草地生態(tài)系統(tǒng)評(píng)價(jià)及沙退化防治對(duì)策成為研究重點(diǎn)。如蔡曉布等［5］(2007)對(duì)藏北高寒草原退化及驅(qū)動(dòng)力進(jìn)行了分析。謝國(guó)平等［6］(2008)介紹了西藏草原生態(tài)現(xiàn)狀，分析了其生態(tài)退化的原因，指出草原生態(tài)退化的害處，并提出了防治西藏草原生態(tài)退化的對(duì)策。Wujianshuang等［7］(2009)對(duì)藏北草原草地生態(tài)系統(tǒng)研究進(jìn)展進(jìn)行了系統(tǒng)分析，提出今后的研究要科學(xué)探索與社會(huì)發(fā)展并重、定位監(jiān)測(cè)、模型研究與3S技術(shù)相結(jié)合、擴(kuò)大研究空間，延長(zhǎng)試驗(yàn)時(shí)段等。隨著衛(wèi)星與計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，以“3S技術(shù)”為依托的區(qū)域性研究逐漸增多，邊多［8］等(2008)以藏西北高寒牧區(qū)為研究區(qū)域，綜合利用NOAA、MODIS衛(wèi)星NDVI、氣象資料、社會(huì)統(tǒng)計(jì)資料并結(jié)合GIS技術(shù)，對(duì)藏西北高寒牧區(qū)的草地狀況和退化機(jī)理作了分析，認(rèn)為草地退化的主要原因一是與近年來該區(qū)域的氣候變化有關(guān)。二是草地超載率達(dá)到59．18%，過度放牧引起的草地退化和沙化現(xiàn)象也越來越嚴(yán)重，是局部草地退化的根本原因，人口的增加和人類活動(dòng)頻繁對(duì)草場(chǎng)的破壞，也是近年來草地退化的主要原因。張佳華等［9］(2009)利用NOAA/AVHRR－NDVI遙感數(shù)據(jù)研究了近20年藏北高寒生態(tài)系統(tǒng)植被變化趨勢(shì)，分析造成植被變化的氣候原因(溫度、降水，風(fēng))和人為原因，認(rèn)為藏北東部地區(qū)，植被變化受人類活動(dòng)因素影響比較顯著;中部地區(qū)，同期氣候條件有所改善，植被覆蓋呈增加趨勢(shì)，年平均最低溫度和降水對(duì)植被生長(zhǎng)具有正效應(yīng)，而風(fēng)力和輻射減少引起該區(qū)植被蒸散下降也有利于植被生長(zhǎng)。藏北地區(qū)西部為無人區(qū)，不受人類活動(dòng)太大的影響，植被變化可能更多的表現(xiàn)出藏北高原植被的自然變動(dòng)。魏學(xué)紅等［10］(2009)對(duì)西藏草原生產(chǎn)現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，認(rèn)為確定合理載畜量，建設(shè)人工草地、改良天然草地是解決區(qū)域生態(tài)惡化的重要手段。張冰松等［11］(2009)分析了西藏當(dāng)雄高寒草甸碳通量站4a高密度小氣候觀測(cè)資料，認(rèn)為土壤溫度年變化較小，土壤濕度和降水有明顯的對(duì)應(yīng)關(guān)系，降水節(jié)律是土壤濕度的決定因素。王建林等［12］(2009)對(duì)西藏高寒草原生態(tài)系統(tǒng)表層土壤活性有機(jī)碳梯度分布及其與氣候因子的關(guān)系進(jìn)行了研究，認(rèn)為表層土壤活性有機(jī)碳含量隨著經(jīng)度的增加而增加，當(dāng)經(jīng)度增加到一定程度后，則隨著經(jīng)度的增加而減少，呈現(xiàn)出東西低、中間高的分布特征。影響南北樣帶內(nèi)表層土壤活性有機(jī)碳分布的關(guān)鍵氣候因子是年均氣溫，而影響東西樣帶內(nèi)表層土壤活性有機(jī)碳分布的關(guān)鍵氣候因子則是年均降水量。近年來，隨著國(guó)家對(duì)西藏生態(tài)問題的重視，越來越多學(xué)者在氣候變化的背景下，對(duì)區(qū)域性的草地退化問題進(jìn)行研究，分析了草地生態(tài)系統(tǒng)演變與沙退化成因，提出了西藏草原生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)與治理對(duì)策。同時(shí)，隨著研究的深入，光、水、熱、養(yǎng)、碳等變化及其在高寒條件下的傳輸與轉(zhuǎn)化機(jī)理受到關(guān)注，高寒草地生態(tài)系統(tǒng)基礎(chǔ)理論研究得到一定加強(qiáng)，這些成果為區(qū)域草地生態(tài)保護(hù)提供了理論與技術(shù)支撐。#p#分頁標(biāo)題#e#   2．2牧區(qū)水利研究   長(zhǎng)期以來，西藏大部地區(qū)的牧業(yè)生產(chǎn)一直停留在天然放牧狀態(tài)，由于用水制度不健全，水利設(shè)施不完善導(dǎo)致西藏牧區(qū)水利科研事業(yè)發(fā)展緩慢，20世紀(jì)90年代前牧區(qū)水利主要集中于解決牧民安全飲水。“九五”、“十五”期間主要以渠道防滲為主，兼有小型的噴灌試點(diǎn)項(xiàng)目。“十一五”期間，西藏牧區(qū)水利發(fā)展快速發(fā)展，截止2010年末，建成各類水利工程3000多處，灌溉草場(chǎng)面積6．07萬hm2［13］。牧區(qū)由單一灌溉天然草原或種植青稞等耐寒作物向多元種植改變，如阿里地區(qū)噶爾縣首次在海拔4300m的昆莎鄉(xiāng)成功種植80hm2紫花苜蓿，打破了阿里在海拔4000m以上不能人工種植優(yōu)質(zhì)牧草的歷史。21世紀(jì)以來，隨著國(guó)家和自治區(qū)的重視，牧區(qū)水利科研工作逐漸開展。郭萬軍［14］(2001)對(duì)西藏當(dāng)雄縣人工草地建設(shè)現(xiàn)狀進(jìn)行了調(diào)查，認(rèn)為健全水利設(shè)施，發(fā)展多年生人工牧草是解決當(dāng)?shù)夭菪竺艿挠行Т胧埼馁t等［15］(2002)通過對(duì)藏北地區(qū)牧草需水量的分析，確定了藏北地區(qū)人工草場(chǎng)灌溉系統(tǒng)的設(shè)計(jì)參數(shù)。高英才等基于現(xiàn)有的噴灌技術(shù)和新能源提水技術(shù)，探究了適合那曲地區(qū)的新型灌溉方式，即風(fēng)力提水－光伏水泵加壓－噴灌。徐冰等(2010－2011)在拉薩市當(dāng)雄縣進(jìn)行高寒草原人工牧草需水規(guī)律與灌溉制度、人工草地節(jié)水灌溉關(guān)鍵技術(shù)初步研究，以田間灌溉試驗(yàn)為基礎(chǔ)，以草地節(jié)水灌溉理論為依托，掌握了西藏耐寒人工牧草選種、灌溉、田間管理的第一手資料，初步確定了典型耐寒人工牧草的需水量。由于西藏牧區(qū)水利起步較晚，以草地灌溉為主的牧區(qū)水利科研相對(duì)落后，雖然近年已有學(xué)者開始關(guān)注該領(lǐng)域，但高寒條件下牧草水分生理性狀與耐寒耐旱機(jī)理、SPAC系統(tǒng)水分運(yùn)移消耗規(guī)律、牧草需水量與灌溉制度、不同節(jié)水灌溉工程參數(shù)優(yōu)化、節(jié)水技術(shù)優(yōu)選與適用性評(píng)價(jià)等、灌溉草地管理技術(shù)、牧區(qū)灌溉草地發(fā)展模式等研究和技術(shù)應(yīng)用及其薄弱，急需拓展和深化，以適應(yīng)新時(shí)期牧區(qū)水利科技發(fā)展的要求。   3研究展望   隨著全球氣候進(jìn)一步變化和西藏經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，草地生態(tài)系統(tǒng)開發(fā)與保護(hù)將面臨更多難題，面對(duì)西藏牧區(qū)特殊的自然、地理、人文環(huán)境，科學(xué)開發(fā)利用水資源、草地資源，發(fā)展灌溉草地，促進(jìn)草地修復(fù)尚需解決諸多關(guān)鍵科學(xué)問題，研究時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn):   (1)生態(tài)與水利緊密結(jié)合。牧區(qū)水利與草地生態(tài)密不可分，特別在生態(tài)系統(tǒng)脆弱的西藏地區(qū)，從生態(tài)的角度出發(fā)進(jìn)行牧區(qū)水利工程建設(shè)，注重研究牧區(qū)水利與生態(tài)的關(guān)系，特別是灌溉草地的生態(tài)效應(yīng)，建立滿足良性循環(huán)和可持續(xù)利用的水利發(fā)展體系，草地保護(hù)與開發(fā)管理體系顯得尤為重要。   (2)定位觀測(cè)與空間技術(shù)相結(jié)合。以定位觀測(cè)研究為基礎(chǔ)，發(fā)揮定位觀測(cè)在機(jī)理、規(guī)律研究上的優(yōu)勢(shì)。加強(qiáng)研究成果的尺度內(nèi)插和外推，注重定位觀測(cè)研究與地理信息系統(tǒng)、遙感技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，摸清機(jī)理，掌握規(guī)律的同時(shí)，兼顧解決更多區(qū)域尺度存在的科技問題。   (3)科學(xué)研究與技術(shù)推廣并重。西藏牧區(qū)生態(tài)水利科研基礎(chǔ)薄弱，牧民文化水平不高，在注重高寒牧草需水、水資源高效利用、草地生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)理論研究的同時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)科學(xué)技術(shù)的推廣，根據(jù)廣大牧民實(shí)際需求，著重灌溉、種植、草地修復(fù)等技術(shù)熟化、簡(jiǎn)單化、實(shí)用化，模式集成與示范推廣，保障先進(jìn)科學(xué)技術(shù)被廣大牧民接受、掌握。   (4)因地制宜，注意理論與技術(shù)的適用性。西藏高寒草原的特殊性決定其牧區(qū)生態(tài)水利研究必然具有獨(dú)特性和針對(duì)性。在低海拔牧區(qū)成熟的理論和技術(shù)不一定適合西藏牧區(qū)，不能簡(jiǎn)單引進(jìn)或使用，要根據(jù)西藏牧區(qū)實(shí)際情況進(jìn)行熟化和適用性檢驗(yàn)、評(píng)價(jià)，形成具有西藏獨(dú)特地域特點(diǎn)的牧區(qū)生態(tài)水利理論與技術(shù)體系。