作者：張青青 徐海量 樊自立 王月健 凌洪波 單位：中國科學院新疆生態與地理研究所 中國科學院研究生院 石河子大學地理系

生態安全有廣義和狹義兩種理解，前者包括自然生態安全、經濟生態安全和社會生態安全，后者是指自然和半自然生態系統的安全，即生態系統完整性和健康的整體水平反映〔1－2〕。不同學者由于研究視角和研究出發點不同，對生態安全理解的側重點也有所不同。生態安全評價可以對同一地區生態安全發展趨勢進行研究〔3〕，以此來分析研究區的生態安全發展變化的特點和規律，也可以對不同地區的生態安全狀況的比較〔4－5〕，以此來了解不同區域之間的生態安全差異和各自的發展特點。這是從不同的時空角度來研究生態安全問題的。在對生態安全進行定量評價時，也可以從兩個角度來研究:一是確定研究區的生態安全閾值〔6〕，把研究時期的生態安全指標數值與之相比較來判斷其生態安全狀況，但是生態安全閾值的確定有相當的難度;二是對各個時期的生態安全指標的數值進行相對比較，來判斷其在研究期間的相對發展情況。這相對比較容易做到。本文同時采用兩種方法，在瑪納斯河流域生態經濟功能分區的基礎上，根據瑪納斯河流域綠洲不同的生態經濟功能分區的生態特征和經濟發展中存在的問題，對不同分區的生態安全發展狀況進行評價，為瑪納斯河流域生態經濟協調發展的科學決策提供參考。瑪納斯河流域是干旱區比較典型的山地—綠洲—荒漠系統〔7〕，地處新疆天山北坡經濟帶，是目前新疆著重開發的農業產業化經濟區之一，區位優勢突出，開發潛力巨大。該區域以農業為主，經過幾十年的大規模的興修水利、引水灌溉，耕地面積迅速增加，流域的生態環境以及經濟社會面貌都發生了很大的變化，綠洲面積迅速擴張，防護林體系的建立使得風沙危害減弱，氣候極大改善，承載了近百萬的人口，每年為國家提供大批糧食和農、牧、工、副產品，這是人類綠洲開發的典范，也是整個干早區環境變遷的縮影〔8〕。但隨著該區農業開發的深入和經濟的迅速發展，部分地區對水土資源利用不合理，使流域生態環境發生了劇烈的變化，粗放型經濟增長模式與有限的生態環境承載力之間的矛盾不斷加劇，生態安全問題突出。

1研究區概況

新疆瑪納斯河流域地理坐標為84°42'～86°33'E，43°5'～45°58'N，地處天山北坡和準噶爾盆地南?，地處干旱區內部，屬于典型的溫帶大陸性氣候，其氣候特征是降水少、蒸發大、溫差大、溫度小，年平均降水量100～200mm〔9〕，且時空分布不均勻。干旱區水資源在生態維護與經濟發展中起著關鍵作用〔7〕，流域主要有瑪納斯河及其東側的塔西河、西側的金溝河、寧家河、八音溝河等(圖1)，而水資源的形成、轉化和消耗主要取決于大地貌類型，由不同的大地貌類型所決定的生態經濟系統是不同的。所以按大地貌類型可將流域分為3個一級區〔13〕，在以上3個一級分區的基礎上，再根據中地貌條件、生態類型、經濟結構及環境保護對策等劃分為9個二級分區〔10〕(圖1)。瑪納斯河流域按行政位置主要在瑪納斯縣和沙灣縣，另有克拉瑪依市和和豐縣的一部分，新疆生產建設兵團的石河子市和農八師各農場插花分布其間。1949年后由于大規模水土資源開發利用，現已形成南依天山，北抵古爾班通古特沙漠的連片大綠洲，為新疆第四大灌區，以國營農場為主體，在新疆農業生產中有舉足輕重的作用。從1978年改革開放以來，工業發展迅速，以石河子為中心，東向瑪納斯，西向沙灣輻射，已形成以綠色食品加工，棉紡織，現代農業裝備，重化工及電力五大產業集群。據2007年統計，全流域人口106．4×104人，為1949年的15．4倍，耕地面積31．18×104hm2，為1949年的17．32倍，國內生產總值236．8×108元，人均GDP為19423元，位于全疆前列，成為天山北坡經濟帶的重要組成部分。

2研究方法

2．1數據來源本文采用的數據一方面來源于從1998年的美國陸地衛星TM影像和2006年的CBERS影像進行遙感影像解譯所獲得的兩期土地利用/土地覆被圖形數據和屬性數據，另一方面來源于實地調查、2008年石河子市社會經濟統計年鑒、2008年沙灣縣領導干部手冊、2008年瑪納斯縣領導干部手冊，2003年新疆生產建設兵團勘測規劃設計院編寫的《水資源保護規劃報告》及《節水規劃報告》等統計數據。

2．2生態安全評價指標體系的構建

2．2．1不同生態經濟功能區的生態安全問題瑪納斯河流域大的地貌類型，決定了流域的生態系統不同，因而表現出區域的生態、經濟要素的空間狀況有所分異，經過幾十年大規模的水土資源開發，流域不同的生態經濟功能分區在環境演變和經濟發展過程中所存在的生態安全問題的表現形式各不相同:Ⅰ1山地針葉林以雪嶺云杉為主，由于超采過伐，破壞嚴重，使林區降水量比未受到破壞的塔西河林區減少20%，河流年輸沙量由20世紀50年代的117×104t增加到20世紀90年代的246×104t〔11〕;該區域的草地主要是亞高山草甸和草甸草原，由于山區超載嚴重(估計超載約60%左右)，導致本區的草地生產力下降，同時草地植被群落物種組成中有毒和不可食植物比例不斷升高。Ⅰ2本區作為低山丘陵區，降水量比Ⅰ1大幅降低，草地覆蓋率和產草量明顯減少;同時作為河流的出山口所在地，洪澇災害頻繁;交通不便，經濟發展滯后。Ⅱ1該區屬城鎮綠洲與農業綠洲的結合帶，有石河子、瑪納斯、沙灣三個城鎮，城市化水平較高、工業化發展較快。特別是石河子市是天山北麓重要的中心城市之一，經濟發展水平相對較高。隨著城市化發展，城市供水成為最大的問題，地下水年超采量達110%以上，造成地下水位每年以0．5～1．0m的速度下降。另外，棉花播種面積比例較大，種植作物單一，且不能輪作倒茬，造成病蟲害增加。Ⅱ2該區地處扇緣洪積扇，地下徑流條件差，由于修建了夾河子、大泉溝及蘑菇湖等26座水庫(總庫容5．2×108m3)〔12〕，造成本區地下水位較高，土壤鹽漬化比較普遍。同時，本區一些水庫接納了石河子等市縣的生活和工業污水，水質污染也比較嚴重。Ⅱ3該區地處沙漠邊緣，地表水嚴重不足，造成地下水利用率較高，地下水位下降和埋藏較深，同時由于土地開發等導致原生的荒漠梭梭林破壞嚴重，土地沙化是本區最嚴重的生態問題;另外，由于本區大量種植棉花，出現了因種植作物單一引起的病蟲害增加的問題。Ⅱ4該區位于瑪納斯河中下段，排水條件較好，但西側的西岸大渠沒有防滲設施，造成地下水位升高，土壤鹽漬化較重，加之臨近沙漠，風沙災害也較嚴重。土地開發造成的梭梭林面積的減少也是本區突出的生態問題。Ⅲ1作為綠洲和荒漠的過渡帶，本區原有的大量天然植被成為保護綠洲的屏障，但是由于沙漠邊緣30～50km范圍內的梭梭和檉柳被大量砍伐，本區天然植被的保護成為各方關注的焦點，同時過度放牧和地下水下降造成的植被破壞也是本區突出的生態問題。Ⅲ2該區植被覆蓋率較低，植物對牲畜的適口性不佳，加之沙漠嚴酷的氣候和干旱缺水生境，不宜放牧家畜。且其生態系統十分脆弱，稍重的放牧壓力就會導致沙漠植被退化和珍貴野生動物資源破壞。因此已建成了石西、石南和陸九三個油氣田對豐富的地下油氣資源的勘探開發是一個點多、線長、面廣的污染和生態破壞項目，對沙漠脆弱生態環境影響很大。Ⅲ3已瀕臨消失的瑪納斯湖位于該區，這里植被稀疏，地表沙化嚴重，干涸的湖底形成的鹽殼在風力作用下造成的鹽塵對環境危害很大，因此保護該區生態意義重大。