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0前言 西藏自治區地處我國西南邊陲，素有“世界屋脊”之稱。全自治區有天然草原0．82億hm2，占全國草原總面積的21%，是我國五大牧區之一，也是重要的綠色生態屏障，被稱為地球氣候“敏感區”和“驅動器”［1］。西藏草原牧區以高、寒、旱為主要特征，加之水、熱資源時空分配不均，土壤貧瘠，草地生態系統抗逆性能力較低，一旦破壞，便很難恢復。近年來，由于氣候變化和利用不當等自然、人為影響，約52%的天然草原發生沙退化，草地生態系統破壞嚴重。如何合理開發草地資源，高效利用水資源，發展灌溉草地，促進草地生態修復成為當前亟待解決的問題。 本文介紹了西藏牧區水資源、草資源概況，歸納總結了近年西藏草原生態系統與牧區水利研究進展，對牧區生態水利發展面臨的問題進行了分析，從科學研究的角度對西藏生態水利科研工作提出建議，旨在為區域牧區生態水利建設提供理論支撐。 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，為全國平均水平的82倍，水資源總量、人均水資源量均居全國第一［2］。西藏的水資源具有4個特點。①時空分布不均。時間上，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的55%，而西部39%的土地上水資源量僅占全省區的6%。②河流眾多，西藏境內有河流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，金沙江、瀾滄江、怒江、雅魯藏布江等大河都流經這里，其中怒江、雅魯藏布江發源于西藏。西藏還是中國國際河流分布最多的一個省區，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水能開發潛力巨大，由于河流落差大，西藏可開發的水能資源約為5659萬kW，占全國總量的15%。④水質極好，雅魯藏布江、金沙江、怒江、瀾滄江等主要江河干流水質達到國家《地表水環境質量標準》的二類水域標準;拉薩河、年楚河、尼洋河等流經主要城鎮的河流水質達到了三類水域標準;發源于珠穆朗瑪峰的絨布河水質達到了一類水域標準。環保部門的監測還表明，各市鎮中、深層地下水水源豐富，水質良好，總體上達到二類水質標準。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，灌溉水利用系數不到0．35，水資源利用率低是西藏水資源開發利用面臨的主要問題之一。 1．2草地資源概況 西藏自治區有天然草原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。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，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及半山區，海拔2500～3000m。西藏草原牧草種類豐富，可初步分為8個大類，18個亞類，40余個草地型。其中對牧業意義較大的有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基礎，也是藏民族文化得以傳承和發揚的根基。雖然草地資源豐富，但西藏草原生態惡化問題日漸突出。目前沙退化面積已達0．43億hm2，尤其以那曲為主的藏北草原退化趨勢更為嚴重，退化草地面積已達0．14億hm2，約占當地草地總面積的49%，在日喀則地區，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，可歸結為兩個方面。一個方面是自然因素，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，同時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，同時優良的、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、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下，冬春風蝕導致草原粗礫化。另外西藏草原的鼠害、蟲害、毒雜草等生物破壞對草原生態危害也較大。 2西藏牧區生態水利研究進展 2．1牧區生態系統研究 受特殊自然地理與研究基礎條件影響，西藏牧區生態系統研究相對緩慢。20世紀70年代之前青藏高原資料零散，科學研究工作進展不大。1973年－1976年中科院青藏高原綜合科學考察隊對青藏高原進行了系統的綜合考察，包括農林牧、地球物理、地質、地理、生物等學科領域50多個專業，共400多位科學工作者參加了考察，獲得了全面詳實的一手資料及各專業科研成果，為開展草地生態水利研究提供了基礎。西藏草地生態系統早期研究主要集中于草地資源基礎情況調查、病蟲害防治等。如劉起等［3］(1993)對全自治區草地飼用植物的科屬組成、經濟類群、營養價值等進行了全面調查和分析。蘇大學等［4］(1995)對西藏地區草地資源特點、產草量、草地等級等進行了評價。進入21世紀以來，隨著區域草地退化的加劇，草地生態系統研究日益得到關注，草地生態系統評價及沙退化防治對策成為研究重點。如蔡曉布等［5］(2007)對藏北高寒草原退化及驅動力進行了分析。謝國平等［6］(2008)介紹了西藏草原生態現狀，分析了其生態退化的原因，指出草原生態退化的害處，并提出了防治西藏草原生態退化的對策。Wujianshuang等［7］(2009)對藏北草原草地生態系統研究進展進行了系統分析，提出今后的研究要科學探索與社會發展并重、定位監測、模型研究與3S技術相結合、擴大研究空間，延長試驗時段等。隨著衛星與計算機技術的發展，以“3S技術”為依托的區域性研究逐漸增多，邊多［8］等(2008)以藏西北高寒牧區為研究區域，綜合利用NOAA、MODIS衛星NDVI、氣象資料、社會統計資料并結合GIS技術，對藏西北高寒牧區的草地狀況和退化機理作了分析，認為草地退化的主要原因一是與近年來該區域的氣候變化有關。二是草地超載率達到59．18%，過度放牧引起的草地退化和沙化現象也越來越嚴重，是局部草地退化的根本原因，人口的增加和人類活動頻繁對草場的破壞，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遙感數據研究了近20年藏北高寒生態系統植被變化趨勢，分析造成植被變化的氣候原因(溫度、降水，風)和人為原因，認為藏北東部地區，植被變化受人類活動因素影響比較顯著;中部地區，同期氣候條件有所改善，植被覆蓋呈增加趨勢，年平均最低溫度和降水對植被生長具有正效應，而風力和輻射減少引起該區植被蒸散下降也有利于植被生長。藏北地區西部為無人區，不受人類活動太大的影響，植被變化可能更多的表現出藏北高原植被的自然變動。魏學紅等［10］(2009)對西藏草原生產現狀進行了分析，認為確定合理載畜量，建設人工草地、改良天然草地是解決區域生態惡化的重要手段。張冰松等［11］(2009)分析了西藏當雄高寒草甸碳通量站4a高密度小氣候觀測資料，認為土壤溫度年變化較小，土壤濕度和降水有明顯的對應關系，降水節律是土壤濕度的決定因素。王建林等［12］(2009)對西藏高寒草原生態系統表層土壤活性有機碳梯度分布及其與氣候因子的關系進行了研究，認為表層土壤活性有機碳含量隨著經度的增加而增加，當經度增加到一定程度后，則隨著經度的增加而減少，呈現出東西低、中間高的分布特征。影響南北樣帶內表層土壤活性有機碳分布的關鍵氣候因子是年均氣溫，而影響東西樣帶內表層土壤活性有機碳分布的關鍵氣候因子則是年均降水量。近年來，隨著國家對西藏生態問題的重視，越來越多學者在氣候變化的背景下，對區域性的草地退化問題進行研究，分析了草地生態系統演變與沙退化成因，提出了西藏草原生態系統保護與治理對策。同時，隨著研究的深入，光、水、熱、養、碳等變化及其在高寒條件下的傳輸與轉化機理受到關注，高寒草地生態系統基礎理論研究得到一定加強，這些成果為區域草地生態保護提供了理論與技術支撐。#p#分頁標題#e# 2．2牧區水利研究 長期以來，西藏大部地區的牧業生產一直停留在天然放牧狀態，由于用水制度不健全，水利設施不完善導致西藏牧區水利科研事業發展緩慢，20世紀90年代前牧區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項目。“十一五”期間，西藏牧區水利發展快速發展，截止2010年末，建成各類水利工程3000多處，灌溉草場面積6．07萬hm2［13］。牧區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，如阿里地區噶爾縣首次在海拔4300m的昆莎鄉成功種植80hm2紫花苜蓿，打破了阿里在海拔4000m以上不能人工種植優質牧草的歷史。21世紀以來，隨著國家和自治區的重視，牧區水利科研工作逐漸開展。郭萬軍［14］(2001)對西藏當雄縣人工草地建設現狀進行了調查，認為健全水利設施，發展多年生人工牧草是解決當地草畜矛盾的有效措施。張文賢等［15］(2002)通過對藏北地區牧草需水量的分析，確定了藏北地區人工草場灌溉系統的設計參數。高英才等基于現有的噴灌技術和新能源提水技術，探究了適合那曲地區的新型灌溉方式，即風力提水－光伏水泵加壓－噴灌。徐冰等(2010－2011)在拉薩市當雄縣進行高寒草原人工牧草需水規律與灌溉制度、人工草地節水灌溉關鍵技術初步研究，以田間灌溉試驗為基礎，以草地節水灌溉理論為依托，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。由于西藏牧區水利起步較晚，以草地灌溉為主的牧區水利科研相對落后，雖然近年已有學者開始關注該領域，但高寒條件下牧草水分生理性狀與耐寒耐旱機理、SPAC系統水分運移消耗規律、牧草需水量與灌溉制度、不同節水灌溉工程參數優化、節水技術優選與適用性評價等、灌溉草地管理技術、牧區灌溉草地發展模式等研究和技術應用及其薄弱，急需拓展和深化，以適應新時期牧區水利科技發展的要求。 3研究展望 隨著全球氣候進一步變化和西藏經濟社會發展，草地生態系統開發與保護將面臨更多難題，面對西藏牧區特殊的自然、地理、人文環境，科學開發利用水資源、草地資源，發展灌溉草地，促進草地修復尚需解決諸多關鍵科學問題，研究時應注意以下幾點: (1)生態與水利緊密結合。牧區水利與草地生態密不可分，特別在生態系統脆弱的西藏地區，從生態的角度出發進行牧區水利工程建設，注重研究牧區水利與生態的關系，特別是灌溉草地的生態效應，建立滿足良性循環和可持續利用的水利發展體系，草地保護與開發管理體系顯得尤為重要。 (2)定位觀測與空間技術相結合。以定位觀測研究為基礎，發揮定位觀測在機理、規律研究上的優勢。加強研究成果的尺度內插和外推，注重定位觀測研究與地理信息系統、遙感技術的有機結合，摸清機理，掌握規律的同時，兼顧解決更多區域尺度存在的科技問題。 (3)科學研究與技術推廣并重。西藏牧區生態水利科研基礎薄弱，牧民文化水平不高，在注重高寒牧草需水、水資源高效利用、草地生態系統修復理論研究的同時，應加強科學技術的推廣，根據廣大牧民實際需求，著重灌溉、種植、草地修復等技術熟化、簡單化、實用化，模式集成與示范推廣，保障先進科學技術被廣大牧民接受、掌握。 (4)因地制宜，注意理論與技術的適用性。西藏高寒草原的特殊性決定其牧區生態水利研究必然具有獨特性和針對性。在低海拔牧區成熟的理論和技術不一定適合西藏牧區，不能簡單引進或使用，要根據西藏牧區實際情況進行熟化和適用性檢驗、評價，形成具有西藏獨特地域特點的牧區生態水利理論與技術體系。
