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戈壁滩上的绿色情怀 |
——新疆生产建设兵团科技工作掠影 |

新疆生产建设兵团石河子大学研究人员栽种在沙漠梭梭树下的肉苁蓉。王静/摄
□本报记者 王静
领略伊犁河谷的温润之后,专家组一行随后又来到石河子市。在这座石头城里,绿树有序地排列着,形成了浓荫,遮蔽了强烈的阳光,透着习习凉风。
如果不了解石河子市的发展历程,人们很难想象,作为准噶尔盆地南缘一部分的石河子市,原本是一片荒原戈壁。如今,这里却是新疆现代农业、工业、政治、经济、文化和科教中心,集中了全疆83%的重工业和62%的轻工业,每年GDP占全疆40%以上。这是因为自新中国成立以来,这里开始驻扎新疆建设兵团。正是一代代兵团人不断垦荒植树,发展工农业,使沉寂的“石头”焕发了荣光,创造出了今日的绿色繁荣。
持续发展隐藏危机
然而,开发开垦30年后,石河子市诸多生态问题逐渐浮出了水面。“石河子市北部为古尔班通古特沙漠,城市生活、工业和绿化用水,全部依靠地下水,城镇沿线地下水开采达每年1.5亿立方米,地下水位以每年0.2~0.5m速度下降;污水处理达标率低,排入自然水体,使水环境质量下降;耕地虽经多年改良,盐渍化耕地仍占52%;平原水库渗漏蒸发损失较严重,并对库区周边盐渍化有一定影响;大面积推行膜下滴灌,下渗水流只能湿润60~80cm土层,土壤不能稳定脱盐;农业结构中,畜牧业、林果业比重低,影响产值增加;由于地处灌区下游,树木生长受到严重影响,普遍衰退,有的成片死亡,有的树顶干枯;农业结构单一,种植业以棉花为主,占到耕地面积的82%,不利耕地轮作倒茬,易引发病虫害。石河子南部为西岸大渠,没有防渗,渗漏补给造成沿线地下水位较高,盐渍化较重;北部农田已深入沙漠中的垄间低地,受沙漠化威胁大,农田中也多有活化的零星沙丘……”石河子大学的一位教授细数着该市的种种危机。
如果从玛纳斯河流域的变化看,石河子大学的研究结果显示:玛纳斯河流域上游和山区中游城市绿洲区,2007年~2015年之间,生态警度属于一级警报,存在一定的生态问题。但随着石河子市工农业的发展,人口的不断增加,水土资源日益紧缺,污染也不断增加。玛纳斯河流域中下游绿洲农业区,2007~2015年之间,生态警度由较危险区转化为危险区,警级由二级转为三级警报,存在较为严重的生态问题。尤其是绿洲—荒漠过渡区边缘的某兵团等驻扎的区域,沙漠化现象已相当严重,有些团所在地次生盐渍化问题也相当突出。而下游荒漠区在2007~2015年之间,生态警度为较危险区,警度值也在不断上升,沙漠边缘打井开荒屡禁不止,地下水位迅速下降,过度樵牧、滥砍滥挖现象随处可见。加之油气资源的开发,破坏了沙漠的植被,促进了沙丘的活化。
因此,新疆生产建设兵团向科技部申请的“准噶尔盆地南缘荒漠化生态系统恢复与重建技术研究与示范”项目成功立项。
以水为核心调整用水机制
水是生命之源,抓住了水就挽救了生命,就能赢得可持续发展。石河子市科技局组织研究人员针对水的利用开展了深入细致的研究。不论是人类活动,还是动植物,几乎对当地的所有物种都一一进行认真的用水研究。
据介绍,针对准噶尔盆地南缘非常规水资源的特点,利用国内外关于非常规水灌溉适应性、灌溉技术以及对作物、土壤、环境影响的最新研究成果,课题组开展了非常规水灌溉荒漠植物的研究,针对该地区典型荒漠植物进行非常规水灌溉的高效利用技术集成,建立非常规水资源化利用示范区,开展非常规水灌溉安全性评价,为实现准噶尔盆地南缘非常规水资源化和生态恢复重建提供技术支撑。
如关于荒漠上的典型植物——梭梭,课题组开展其微咸水灌溉条件下的耗水规律研究、与沙漠退化的关系等研究。他们发现,这种植物在8月中旬生长最快,平均每天生长1.6mm。灌溉水中的盐分对梭梭株高生长的影响比较显著,低矿化度微咸水灌溉梭梭的生长率,明显比高矿化度速度快。梭梭土壤含水率下限指标为5%,约占田间持水率的40%左右,灌水矿化度上限指标为12g/L。因此,准噶尔盆地南缘1g/L以上的地下水非常规水资源可以用于梭梭、柽柳和胡杨等荒漠植物补充灌溉使用,可为区域生态恢复节约淡水资源。
研究人员还发现,古尔班通古特沙漠南部短命植物最多,占53.76%,其次是长营养期草本占20.43%,乔灌类占17.2%,多年生草本最小,占8.6%。
对于人类的活动,研究似乎更加透彻。如关于农田水盐运移规律,研究人员对盐渍化棉田土壤盐分动态变化进行了分析,发现随着生育期的延续滴水的开始,不同深层土壤盐分含量总体都有减少的趋势,吐絮期—收获期滴水停止,各深层土壤盐分含量在较短时间内有所增加。这些表明,膜下滴灌在连续的滴水作用下可在一定时间内降低土壤盐分,并不能从根本上减少土壤盐分,减轻土壤盐渍化程度。
其中,滴水对不同土层深度盐分含量都有影响,影响最大的是在0~60cm土层,其中0~20cm土层盐分变化幅度最大,而80~100cm土层盐分变化幅度最小。由于滴水的影响,盐分主要集中在40~60cm土层中;从另一个方面来讲,棉花生育期滴灌可使棉花根系主要吸水层在60cm土层以内,在滴灌期间不会引起地下水位的升高,基本不产生深层渗漏,可减少灌水定额,提高水的利用率。
关于该项目3年多的研究,新疆生产建设兵团形成了7万多字的报告。
期待更广泛、更长期的研究得以延续
研究人员介绍,“准噶尔盆地南缘荒漠化生态系统恢复与重建技术研究与示范”作为一个生态恢复与重建的示范项目,所取得的成果只是暂时的效应,生态项目的效益显现具有长期性、重要性、滞后性和隐蔽性,仅仅通过几年的研究是不能完全肯定能够达到预期的理想的效果,必须有一个中长期的研究依据来支撑其研究结果。
他们认为,对于非常规水资源,目前主要是地下水资源中的咸水和微咸水的开发利用,有着十分重大的意义,深入开展对非常规水的研究,可以起到开源节流、提高水资源利用效率的作用,希望能够得到进一步滚动支持。例如,还需要研究非常规水资源化及高效安全利用技术,研究不同水质与荒漠植物及作物相应非常规水灌溉综合配套技术,研究长期进行非常规水灌溉安全性评价和对策,研究水资源合理配置及高效利用技术。
再如,关于植物的研究,需要对退化梭梭进行大面积恢复研究和示范。古尔班通古特沙漠紧靠天山北坡,比邻新疆首府乌鲁木齐市以及石河子、克拉玛依市等著名城市,生态环境保护对于维护新疆的政治稳定、经济和文化发展举足轻重。梭梭是中国第二大沙漠——古尔班通古特沙漠的建群种,是沙漠防风固沙的主体,但其在沙漠西部发生了大面积退化现象,涉及面积达40万公顷,亟待恢复。研究人员通过大量研究发现了梭梭退化机制,提出了利用退化植株的种子进行幼苗更新,促进退化梭梭的恢复,试验证明效果良好。然而,受课题运行时间和经费所限,未对退化梭梭进行大面积恢复研究和示范等。
研究人员表示,该课题研究虽然提出且示范了准噶尔盆地南缘荒漠化生态恢复与重建技术模式,取得了良好示范效果,但古尔班通古特沙漠南缘是一个狭长区域,真正取得整体效果,必须将该技术在南缘地区进行大面积推广应用。
《科学时报》 (2010-10-20 A2 要闻)