導(dǎo)語：綠洲可持續(xù)發(fā)展的思考與建議一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：基于策勒國家野外站長期監(jiān)測與研究成果，以塔里木盆地南緣綠洲可持續(xù)發(fā)展為主題，總結(jié)分析指出，當(dāng)前綠洲可持續(xù)發(fā)展的核心還是以水資源為主線的綠洲適宜規(guī)模開發(fā)。在認(rèn)識(shí)論層面，需要對(duì)綠洲化進(jìn)行再認(rèn)識(shí)，強(qiáng)調(diào)荒漠化與綠洲化的本質(zhì)統(tǒng)一，即在極端干旱背景下，荒漠化或風(fēng)沙危害加劇的深層原因還是綠洲“入侵”的不合理性。在方法論層面，需要重視綠洲規(guī)模不確定性的本質(zhì)特征，并在充分考慮自然與社會(huì)各模塊基礎(chǔ)上，提出綠洲適宜規(guī)模不確定性的概念模型。最后，強(qiáng)調(diào)多學(xué)科交叉、長期監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)在綠洲研究中的重要性?？傊鉀Q新疆極端干旱背景下風(fēng)沙危害治理、實(shí)現(xiàn)綠洲生態(tài)穩(wěn)定與可持續(xù)發(fā)展的核心問題是探尋綠洲與荒漠共存的平衡點(diǎn)（閾），進(jìn)而對(duì)綠洲持續(xù)利用與保護(hù)提供理論依據(jù)和決策支持。

關(guān)鍵詞：綠洲；可持續(xù)發(fā)展；風(fēng)沙危害；不確定性；策勒

引言

塔里木盆地南緣是指西起和田地區(qū)的皮山縣、東至巴音郭楞蒙古自治州的若羌縣、跨越1400km的狹長地帶。其南部直面昆侖山脈，北部與塔克拉瑪干沙漠相接。區(qū)域內(nèi)分布著大大小小百余片綠洲，其中較大規(guī)模的主要有皮山、和田、策勒、于田、民豐、且末、若羌等綠洲（圖1）。極端干旱少雨與多風(fēng)是該區(qū)域主要不利氣候特征。暖溫帶極端干旱氣候使得山前綠洲主體區(qū)域年降水量少于50mm，而潛在蒸發(fā)量是降水量的40倍以上。因此發(fā)源于昆侖山大大小小的融雪型河流對(duì)綠洲的演變、更迭施以決定性作用，限定了綠洲發(fā)展的規(guī)模、尺度與方向。此外，風(fēng)沙危害又使得荒漠化治理更為困難。然而，這里有著十分有利的光熱資源，可以滿足特色農(nóng)業(yè)與林果業(yè)的發(fā)展。作為生態(tài)與社會(huì)問題突出的區(qū)域，塔里木盆地南緣一直是學(xué)者與政府關(guān)注的焦點(diǎn)。熊黑剛等［1］對(duì)綠洲變遷歷史進(jìn)行研究，鐘巍等［2］通過孢粉研究了近4000a來環(huán)境變化狀況，高前兆［3］對(duì)水資源開發(fā)與綠洲生態(tài)環(huán)境效應(yīng)進(jìn)行了系統(tǒng)闡述，萬的軍等［4］對(duì)近50多年的沙塵天氣變化特征進(jìn)行闡述，劉新春等［5］、李紅軍等［6］針對(duì)塔里木盆地分別就大氣降塵、春季沙塵暴頻次與大氣環(huán)流關(guān)系進(jìn)行分析，馬金珠等［7］對(duì)地下水脆弱性進(jìn)行了評(píng)價(jià)。2007—2012年執(zhí)行的“973”項(xiàng)目“干旱區(qū)綠洲化、荒漠化過程及其對(duì)人類活動(dòng)、氣候變化的響應(yīng)與調(diào)控”，更是將塔里木盆地南緣的荒漠化、綠洲化設(shè)定為一個(gè)課題進(jìn)行系統(tǒng)研究，探討綠洲化演變過程的同時(shí)，亦對(duì)社會(huì)人文狀況進(jìn)行細(xì)致探討。2008—2013年執(zhí)行的國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目“塔里木盆地西南緣生態(tài)綜合整治關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)與示范”把重點(diǎn)放在防沙固沙、防風(fēng)減災(zāi)關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)上，探討如何兼顧農(nóng)民增收，即如何將生態(tài)文明與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展有機(jī)結(jié)合，做到可持續(xù)發(fā)展。位于塔南中部策勒綠洲、隸屬于中國科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所的國家野外站———策勒荒漠草地生態(tài)系統(tǒng)國家野外科學(xué)觀測研究站（下簡稱策勒站），自1981年建站以來，長期致力于該區(qū)域風(fēng)沙環(huán)境、綠洲生態(tài)安全研究，無論應(yīng)用技術(shù)還是理論研究，均做出了諸多卓有成效的研究與示范工作。本文將在前述研究，尤其策勒站多年工作的基礎(chǔ)上，針對(duì)塔里木盆地南緣區(qū)域特征，以該區(qū)域綠洲可持續(xù)發(fā)展為主題，結(jié)合當(dāng)前該區(qū)域的研究成果，系統(tǒng)討論實(shí)現(xiàn)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的可能性及實(shí)現(xiàn)該區(qū)域持續(xù)發(fā)展的科學(xué)基礎(chǔ)和現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)，并給出相關(guān)建議。

1塔里木盆地南緣綠洲影響可持續(xù)發(fā)展的主要生態(tài)問題

1．1風(fēng)沙危害與治理

塔里木盆地南緣常年盛行西北與東北風(fēng)，并在中部策勒綠洲形成交匯帶。歷史上由于風(fēng)沙肆虐，沙進(jìn)人退現(xiàn)象非常普遍。以策勒綠洲為例，縣城就因風(fēng)沙侵襲，被迫2次搬遷。也正是在此背景下，受當(dāng)?shù)匚校?981年中國科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所在此建站，展開了長達(dá)30多年的沙漠治理、研究、監(jiān)測和綠洲保護(hù)工作。近些年來，由于打井技術(shù)成本降低與大規(guī)模使用，極大促進(jìn)了綠洲外圍防護(hù)林建設(shè)，也有效形成了綠洲外圍風(fēng)沙防護(hù)帶。但如何既能建立防護(hù)帶，又能保障防護(hù)帶的可持續(xù)運(yùn)營，成為新的課題?；诖?，國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目“塔里木盆地西南緣生態(tài)綜合整治關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)與示范”應(yīng)運(yùn)而生（2009—2013年執(zhí)行）。該項(xiàng)目集成了當(dāng)前生態(tài)屏障建設(shè)的成功模式，也試驗(yàn)并提出新的技術(shù)模式，取得良好效果。該項(xiàng)目在理清風(fēng)動(dòng)力環(huán)境、沙丘運(yùn)移規(guī)律等環(huán)境背景基礎(chǔ)上，成功地在以下三個(gè)方面展開工作：①藻類（結(jié)皮）、草本、灌木、喬木物種的篩選與擴(kuò)繁種植；②過渡帶優(yōu)勢植物種保護(hù)；③兼顧經(jīng)濟(jì)效益的生態(tài)屏障結(jié)構(gòu)、功能。在物種配置方面，形成結(jié)皮、草本、灌木、喬木相結(jié)合的多層次結(jié)構(gòu)特征，在功能上實(shí)現(xiàn)固阻沙、防大風(fēng)、可經(jīng)營，在經(jīng)濟(jì)效益上做到林果、飼草、藥材、用材相兼顧。以圖2為例，綠洲－荒漠交錯(cuò)帶可以作為生態(tài)屏障的前沿第一道屏障，沙拐棗與檉柳的組合可以構(gòu)成效果良好的阻沙帶，肉蓯蓉、紅棗等當(dāng)?shù)靥厣r(nóng)業(yè)、林果業(yè)則可以有效構(gòu)成經(jīng)濟(jì)帶，中間輔助以沙棗、新疆楊等喬木進(jìn)一步鞏固防風(fēng)效果。通過上述項(xiàng)目的實(shí)施，已經(jīng)確定利用當(dāng)前的種植技術(shù)、物種篩選、管理水平，基本可以滿足高質(zhì)量生態(tài)屏障的建設(shè)要求，綠洲外圍的防風(fēng)固／阻沙模式可以有效保護(hù)綠洲，并初步具有一定經(jīng)濟(jì)效益，支持其可持續(xù)管理。就綠洲面臨的風(fēng)沙危害與水資源短缺問題進(jìn)行比較，風(fēng)沙危害已不再占主導(dǎo)地位。綠洲的大規(guī)模開發(fā)利用，尤其是地下水的抽采，使得水資源的可持續(xù)利用成為綠洲發(fā)展面臨的首要問題。

1．2農(nóng)田開墾及水資源問題

以策勒綠洲為例，1977—2010年綠洲農(nóng)田面積已經(jīng)擴(kuò)大了近80％，達(dá)到約90km2，同時(shí)交錯(cuò)帶面積則減少近40％，不到60km2。近幾年策勒綠洲依然高速擴(kuò)張，有超過10km2的交錯(cuò)帶與沙漠直接被墾殖為農(nóng)田，同時(shí)塔南諸綠洲自1977年以來面積也不斷增加［8］。為探討風(fēng)蝕、風(fēng)積等風(fēng)沙危害對(duì)土壤環(huán)境的影響，對(duì)策勒綠洲不同位置農(nóng)田（其表征風(fēng)蝕強(qiáng)度不同）表層土壤粒徑分布進(jìn)行取樣分析［9］，結(jié)果顯示，在影響土壤粒徑特性方面，風(fēng)蝕、風(fēng)積等作用并不占主導(dǎo)地位，相反農(nóng)田的耕作年限是起到主導(dǎo)地位，并顯示出農(nóng)田持續(xù)耕作30a土壤質(zhì)地變化的一個(gè)界限。量化分析結(jié)果也顯示，耕作年限對(duì)土壤質(zhì)地的獨(dú)立影響占據(jù)67％，而風(fēng)沙作用僅占到11％?？紤]到土壤粒徑分布特性既能有效反映出對(duì)風(fēng)蝕作用的響應(yīng)，又與土壤其它指標(biāo)或土壤綜合質(zhì)量高度相關(guān)［10］，可以推斷，農(nóng)田墾殖后持續(xù)30a耕作將會(huì)對(duì)土壤綜合環(huán)境產(chǎn)生積極影響，反之則會(huì)加劇土壤環(huán)境惡化。因此，問題的核心又回到綠洲發(fā)展面臨的經(jīng)典問題———水資源命題。綠洲擴(kuò)張與持續(xù)發(fā)展將對(duì)土壤環(huán)境產(chǎn)生積極影響，而諸多研究也表明綠洲其它生態(tài)要素（如小氣候、降塵等）具有正面影響，但問題是已有水資源是否足以支持當(dāng)前綠洲持續(xù)發(fā)展？這需要在長期系統(tǒng)的監(jiān)測基礎(chǔ)上，進(jìn)行區(qū)域水循環(huán)與水平衡等相關(guān)研究。目前綠洲擴(kuò)張已經(jīng)對(duì)當(dāng)?shù)厮Y源循環(huán)、配給方式產(chǎn)生重要影響，如曾經(jīng)對(duì)交錯(cuò)帶植被生長繁殖有重要作用的洪水更多地直接引入農(nóng)田，地下水則逐漸成為綠洲生產(chǎn)的主要水源。僅基于目前和田區(qū)域地下水調(diào)查數(shù)據(jù)，就可以發(fā)現(xiàn)該區(qū)域地下水呈現(xiàn)顯著下降趨勢，地下水抽采井越打越深，井位埋深由幾年前的30m到目前的動(dòng)輒百米。因此，盡管風(fēng)沙危害是綠洲面臨的重要問題，但水資源問題仍是綠洲發(fā)展的唯一制約因素，其補(bǔ)給、循環(huán)、水分利用效率等諸多方面，除了本身內(nèi)在的規(guī)律需要進(jìn)一步揭示外，政府政策、水資源利用方式和規(guī)模等諸多人為因素又加大了該命題破題的難度，即不僅需要從自然科學(xué)去揭示，更需要將社會(huì)科學(xué)引入進(jìn)來。因此，如何將社會(huì)科學(xué)有效融入自然科學(xué)研究已經(jīng)成為目前國際相關(guān)研究中的一個(gè)前沿和熱點(diǎn)?；诖?，下面以水為主線，對(duì)當(dāng)前沙漠有效治理及綠洲可持續(xù)發(fā)展面臨的問題，從認(rèn)識(shí)論以及方法論層面重點(diǎn)進(jìn)行闡述。

2對(duì)綠洲可持續(xù)發(fā)展的再探討

2．1認(rèn)識(shí)論———對(duì)綠洲化的再認(rèn)識(shí)

綠洲的高速擴(kuò)張，即綠洲化進(jìn)程，是研究區(qū)當(dāng)前自然地理過程改變的主要方式。在該區(qū)域極端干旱背景下，荒漠或沙漠是主體，如果沒有外來融雪型河流的侵入，則不會(huì)有綠洲存在。換言之，不同于其他區(qū)域荒漠作為侵入體的狀況，在該區(qū)域本質(zhì)上綠洲是“侵入體”。極端干旱少雨及多風(fēng)的氣候背景使得沙漠時(shí)刻要“奪回”自己領(lǐng)地，即荒漠化在該區(qū)域的發(fā)生具有“合理、正常”性。帶著這種觀念，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)需要做的不是像其他區(qū)域的根除荒漠化，而是正視荒漠化的存在合理性，如何鞏固或合理調(diào)控綠洲化，使得荒漠化反噬作用達(dá)到最小，而非消滅。這樣，所有矛盾及認(rèn)識(shí)問題的出發(fā)點(diǎn)將會(huì)回到人為對(duì)荒漠改造過程是否合理，探尋綠洲與沙漠動(dòng)態(tài)搏弈中的合適尺度或邊界，如何使二者達(dá)到一種動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。因此，荒漠化的治理就轉(zhuǎn)變?yōu)榫G洲擴(kuò)張尺度適宜性或綠洲適宜性規(guī)模的探討，這又需要對(duì)水資源及政策等人為因素的全方位考量。由于綠洲發(fā)展中起決定性作用的水分補(bǔ)給、消耗、循環(huán)過程，以及政策導(dǎo)向等均充斥著不確定特征，綠洲適宜規(guī)模也注定不是一個(gè)固定邊界，而是一個(gè)范圍或者一個(gè)分布，這就需要從方法論上，重新對(duì)綠洲適宜規(guī)模進(jìn)行再探討。

2．2方法論———不確定性理論在綠洲適宜規(guī)模研究中的應(yīng)用

綠洲適宜規(guī)模一直是干旱區(qū)研究者關(guān)注的重點(diǎn)科學(xué)問題。但已有研究思路均是從已有水資源供給量及耗水量出發(fā)，基于某個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)或具體區(qū)域，定性或定量提供一個(gè)靜態(tài)的綠洲規(guī)模范圍［11－13］，并沒有考慮水資源補(bǔ)給、消耗過程中各環(huán)節(jié)的不確定性，因此也提供不出綠洲適宜規(guī)模及其不確定性的動(dòng)態(tài)特征?！安淮_定性”是指我們對(duì)事物“不能完全確信”的狀態(tài)，包括事物固有不確定性和認(rèn)知不確定性［14－15］，前者源于事物固有的隨機(jī)性，后者源于人們對(duì)所掌握知識(shí)和信息的局限性。不確定性廣泛存在于各個(gè)學(xué)科領(lǐng)域。以模型研究為例，存在模型輸入不確定性、結(jié)構(gòu)不確定性及參數(shù)不確定性［16］。盡管不確定理論起步很早［17］，但局限于計(jì)算能力，長時(shí)間處于停滯狀態(tài)。自20世紀(jì)90年代起，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)及運(yùn)算能力的飛快發(fā)展，各學(xué)科中不確定性理論及方法研究都取得重大進(jìn)展。

3思考與建議

3．1數(shù)據(jù)持續(xù)獲取與共享

野外監(jiān)測數(shù)據(jù)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，以及社會(huì)、人文、經(jīng)濟(jì)發(fā)展層面數(shù)據(jù)，均構(gòu)成研究工作的基礎(chǔ)，而長時(shí)間序列的數(shù)據(jù)更是高質(zhì)量研究的保障，也是科學(xué)決策支持過程中的重要論據(jù)。既然綠洲的可持續(xù)發(fā)展是一個(gè)系統(tǒng)命題，就需要各方面的長期、高質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)而進(jìn)行求解，但事實(shí)上，這方面目前還存在諸多問題。首先，一些需要監(jiān)測的地方存在盲點(diǎn)，如流域內(nèi)高海拔區(qū)域的氣象監(jiān)測；其次，監(jiān)測點(diǎn)位少，如地下水位監(jiān)測中，可能一個(gè)點(diǎn)在監(jiān)測，缺乏多點(diǎn)監(jiān)測數(shù)據(jù)；最后，數(shù)據(jù)質(zhì)量差，如人工監(jiān)測誤差或儀器精度不高等。這些問題有客觀原因，如高海拔作業(yè)困難，但也不能逃避一些人為原因，如以項(xiàng)目為驅(qū)動(dòng)的方式，項(xiàng)目開始則進(jìn)行監(jiān)測，項(xiàng)目結(jié)束則一切結(jié)束。應(yīng)該說，目前中國生態(tài)系統(tǒng)研究網(wǎng)絡(luò)（CERN）站長期監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)有重要意義，但對(duì)塔里木盆地南緣諸綠洲研究來說，僅是一個(gè)參照點(diǎn)，距離高精度研究要求還有距離，因此還是需要從各學(xué)科背景出發(fā)建立長期有效的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)或?qū)嶒?yàn)地。如從風(fēng)沙危害角度，需要建立長期氣象、集沙、降塵監(jiān)測點(diǎn)；從流域水文角度，需要建立高海拔氣象觀測點(diǎn)，徑流與地下水的實(shí)時(shí)監(jiān)測等；從植物生理生態(tài)，則需要建立長期小區(qū)實(shí)驗(yàn)等等。此外，打破行政壁壘，做到數(shù)據(jù)共享也至關(guān)重要，如水文站、水利局等觀測資料，以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展資料等如何實(shí)現(xiàn)有效共享，都需要得到政策層面支持。

3．2注重多學(xué)科發(fā)展與交叉

綠洲生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性與可持續(xù)發(fā)展需要多學(xué)科的配合來實(shí)現(xiàn)，如風(fēng)沙物理學(xué)、流域水文、植物／作物生理生態(tài)學(xué)，甚至社會(huì)人文科學(xué)的輔助，以及自然科學(xué)與社會(huì)科學(xué)的如何耦合等等。僅從單一學(xué)科角度出發(fā)探討綠洲可持續(xù)發(fā)展，得出的結(jié)果也勢必具有很大局限性。就目前而言，各學(xué)科的理論深入研究還欠缺。如風(fēng)沙治理方面，雖然目前已有較完善技術(shù)體系，也取得了良好的效果，但這些體系多出于實(shí)驗(yàn)或者長期形成的經(jīng)驗(yàn)，從理論上揭示、證明方面還不足夠，即缺乏足夠的數(shù)理解釋；水循環(huán)方面，融雪型河流徑流變化對(duì)綠洲發(fā)展有直接影響，而在流域尺度內(nèi)，或更大尺度內(nèi)，水文循環(huán)的物理過程與機(jī)制，也還有待深入揭示；農(nóng)作物及各種生態(tài)防護(hù)植物構(gòu)成綠洲水分消耗的主體，但具體有關(guān)植物水分利用效率的研究還缺乏完整認(rèn)識(shí)。綠洲穩(wěn)定性與可持續(xù)發(fā)展的研究中，各個(gè)學(xué)科的耦合與交叉也亟待加強(qiáng)。如上述公式（6）中，綠洲適宜規(guī)模分布就由多個(gè)模塊與參數(shù)。此外，具體在每個(gè)方向研究過程中，不僅僅要從實(shí)驗(yàn)科學(xué)中尋找答案，更需要進(jìn)行對(duì)數(shù)據(jù)的挖掘與模擬，因此與數(shù)學(xué)、農(nóng)學(xué)、水文學(xué)，甚至社會(huì)科學(xué)等專業(yè)的交叉勢在必行。

4小結(jié)

塔里木盆地南緣作為一個(gè)少數(shù)民族聚居的社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平相對(duì)低下而自然環(huán)境又相當(dāng)惡劣的區(qū)域，從各方面來說都應(yīng)該值得各領(lǐng)域的科學(xué)家們?nèi)パ芯?，最終目的是使得我們的研究落到地上，實(shí)現(xiàn)綠洲生態(tài)與經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)的可持續(xù)發(fā)展。切實(shí)回答綠洲可持續(xù)發(fā)展命題，必須以水為主線、多學(xué)科配合，輔以長期監(jiān)測數(shù)據(jù)，充分考慮不確定性特征后，逐步解決。這不但需要高屋建瓴地進(jìn)行全面布局，還需要細(xì)化科學(xué)問題，整合多學(xué)科背景人員團(tuán)隊(duì)漸入式破題，更需要堅(jiān)持，尤其是以水為主的各生態(tài)要素的持續(xù)監(jiān)測、實(shí)驗(yàn)。以目前研究手段，相信在獲取長期高質(zhì)量數(shù)據(jù)后，細(xì)致深入回答綠洲可持續(xù)發(fā)展命題是可以實(shí)現(xiàn)的。該問題的解決，既找到綠洲與沙漠博弈過程的平衡點(diǎn)（閾），事實(shí)上也間接回答了荒漠化治理等相關(guān)生態(tài)問題。致謝：值奈曼站建站30周年之際，謹(jǐn)代表策勒站表達(dá)恭賀的同時(shí)，亦與兄弟臺(tái)站分享我站在風(fēng)沙危害防治及綠洲可持續(xù)發(fā)展方面所做的工作與些許想法。工作仍然有諸多不足之處，想法亦未必成熟、方案未必合理，希望能藉此良機(jī)得到各兄弟臺(tái)站的指點(diǎn)與幫助，共同為荒漠治理與區(qū)域可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)力量。

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作者:桂東偉 曾凡江 雷加強(qiáng) 馮新龍 單位:中國科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所