青海湖为恢复罗布泊提供了天然参照系

关键词:罗布泊，塔里木盆地，生态环境建设，去盐碱化，陆海统筹

原标题：青海湖为建立沙漠人造海提供了天然参照系

摘自：《海水西调与再造西北》（河北人民出版社2005，48万字，国家软科学研究计划指导性项目）。

http://www.q766.com/soft/445874.htm（飞速软件）

http://www.bookschina.com/1394136.htm

http://bbs.sciencenet.cn/blog-533560-409567.html（科学网）

http://blog.sina.com.cn/s/blog_5cdb83550100na74.html

（笔者手头有网上盗版的pdf格式：《海水西调与再造西北》，有意者请与hyg9910@mail.xjtu.edu.cn联系）

   在沙漠中建造人造海有没有可行性？人造海对沙漠及周边生态环境将产生什么样的影响？回答这些问题，可以从我国现存的沙漠湖泊来寻找答案。可以说，青海湖以及柴达木盆地便是最好的参照系。

   柴达木盆地地处青海湖的西缘，属封闭性的巨大山间断陷盆地。盆地降雨稀少，蒸发量大，气候干燥，形成了荒漠生态地貌景观，面积约25万平方公里，地势由西北向东南微倾，盆地底部有大小盐湖20多个，水源主要来自周边的山系冰川。珍贵而稀缺的水资源，形成了河道以及湖泊周缘的沼泽地与潮湿地，滋润了盐生灌木、莎草科密生草丘、芦苇、赖草等耐旱植物；养育了野骆驼、野驴、野牦牛、黄羊、青羊等10余种哺乳动物；提供了743.7万公顷草场，占全省草场面积的22.5%，成为青海有名的纯牧区。尽管有限的水资源，与25万平方公里的浩瀚沙漠根本不成比例，但生命之水哪怕是湖泊咸水，却为沙漠盆地带来了无限生机。

   青海湖与柴达木盆地毗邻，位于其东北缘，属内陆断陷湖。与柴达木盆地相似的是，青海湖盆地也是一个大型山间断陷盆地，围限于祁连山系内部；与柴达木盆地不同的是，由于青海湖盆地水资源环境比较好，沙漠地貌不像柴达木盆地那样发育。

   青海湖环湖地区系指青海湖盆地地区，东起日月山分水岭以西，西至天峻县阿木尼尼库山，北达大通山，南到青海南山，面积29661平方公里。海拔在3194～5174米之间，地形为四周高山、中间是湖区。行政区划范围主要包括海北州刚察县、海晏县，海西州天峻县和海南州共和县的部分地区。是青海重要的牧业基地之一，渔业和旅游业也占有较重要的地位，另有少量农业。

   青海湖流域海拔3194～5174米，年平均气温-3.0℃～3.0℃。年降水量290～580毫米，年蒸发量1300～2000毫米，日照时数2700～3090小时，平均风速2～4米/秒，区内气候属典型的内陆高寒型气候类型，具有干旱、寒冷、强辐射、多大风等特点。青海湖流域约有50多条河流入湖，主要有布哈河、沙柳河、哈尔盖河、倒淌河等，流域内多年平均径流16.12亿立方米。流域径流受降水影响，径流季节变化极端不均。环青海湖地区总面积约300万公顷，区内草地、野生动物及旅游资源十分丰富，半干旱沙地上，生长着柽柳、梭梭、沙拐枣、麻黄等组成的植物群，是全国五大牧区之一，也是青海省重要牧业基地之一，又是主要的旅游区。可以说，青海湖对于青海湖盆地的自然环境有着举足轻重的作用，它为盆地与周边带来了巨大的生态效益。通过类比与想象，在北方大沙漠中建立人造海，就像众多咸水湖泊对于柴达木盆地、青海湖对于青海湖盆地一样，必将为彻底改造北方沙漠环境发挥巨大的作用。那么青海湖对改造北方沙漠有那些启示呢？

   （1）青海湖有巨额的咸水资源而北方沙漠中无此资源。青海湖盆地，流域面积为3.495万平方公里。盆地底部的湖泊由周边注入的数十条河流汇聚而成，使之成为我国最大的内陆咸水湖。青海湖呈北西西向展布，最长106公里，最宽63公里，周长360公里，面积4635平方公里，大约是盆地流域面积的十五分之二，蓄水量854.45亿立方米。巨大沙漠水体的存在，使得青海湖地区蒸发量与降水量比率相对要低得多，如青海湖环湖地区蒸发量为降水量的4.3～5.0倍，而一般缺少水体的西北沙漠蒸发量为降水量的十几倍乃至数十倍，也就是说，青海湖为沙漠提供了相对湿润的气候环境。假如分阶段实施东水西调计划，先利用滦河北西向河谷、调渤海水至浑善达克沙漠，或者迁就和串联海河、永定河、洋河河谷，调渤海水至黄旗海（咸水湖）盆地建立人造海，像青海湖一样蓄积850亿立方米咸水，这笔可观的水资源，对几乎无水体出露的北方干旱的沙漠生态环境，必将产生深远的影响。

   （2）咸水对附近沙土虽有局部的盐渍化现象，但并不可怕。咸水一方面要受封闭的构造盆地所围限，不可能无限渗透与浸染；另一方面亦为盐生植物提供了潮湿的生存环境，起到了固沙作用。青海湖含盐量为12.49克/升～15.5克/升，PH值9.1～9.4，属氯化钠质水。渤海水含盐量为23克/升～31克/升，其含盐浓度大约是青海湖咸水的2倍。虽然渤海水比青海湖水要咸许多，但它同样能滋养生命。青海湖为著名的青海裸鲤（俗称湟鱼）提供了良好的生存环境，是青、甘两省重要的鱼类产地。湖中岛屿每年栖息十余万只鸟类，主要有斑头雁、棕头鸥、鸬鹚、鱼鸥、赤麻鸭、大天鹅、黑颈鹤等珍禽，是我国内陆少有的候鸟栖息地。同样，沙漠中出现人造海，可发展人造海养殖业，人工移植和繁育渤海生物种群（鱼类），同时也能为野生鸟类和兽类提供良好的栖息地。据新华社专电，英国利兹大学正在与以色列、丹麦、希腊的同行合作，开发可在沙漠深处进行海洋鱼类养殖的新技术。该项国际合作课题预计投资98万美元，利兹大学计划用18个月的时间在以色列内盖夫沙漠中建起一个小型系统，先期放养数千条鲷鱼。攻克沙漠中海水养殖技术，看来只是时间问题。

   （3）人造海大量蒸发，形成可观的云气资源，不仅可以湿润干燥的沙漠环境，而且可成为区内及周边重要的降雨来源。如青海湖区大约年均蒸发量为1411毫米，也就是说，1平方公里的湖面，全年可蒸发淡水141万立方米。湖区全年降水量为371.4毫米，其中夏季平均降水量为247.6毫米。青海湖表面积为4635平方公里，由单位蒸发量换算可知，湖水全年可蒸发云气资源65.35亿立方米。已知区内降雨量大约是蒸发量的三分之二，那么通过就地蒸发——降雨循环，青海湖每年提供的云气资源中，至少有43.6亿立方米的淡水经大气降雨，又回落到青海湖盆地，使盆地和周边地区获得滋润。由于存在湖水，显然有利于生态环境，青海湖南北有可利用草场683.77万公顷，占全省草场面积的20.4%，成为青海绵羊改良的重点地区和商品畜产品的集中产区。青海湖湖水蒸发，还为青海湖滨湖平原和河湟谷地补充了一定的雨水资源，使之成为青海重要的粮食、油料、蔬菜、水果生产基地。

   值得一提的是，以色列自1976年起，在基内雷特湖流域已成功地将碘化银晶体播于云中，使该地区年降雨量增加了15%～18%，成为世界范围内惟一获得重大成功的国家。世界气象组织嘉奖了以色列的这一项目，因为这是世界范围内惟一获得重的成功的项目。以色列沙漠地区基内雷特湖流域的水汽资源，显然不能与地处高原环境的青海湖流域水汽资源相比拟，青海湖完全可以实施人工催雨工程，以增加区内的降雨量。

   （4）青海湖如果水体持续减少并彻底消失，将失去巨大的生态环境功能。青海湖流域作为青海省主要草原区和江河源头及环湖水源的主要产流区以及我国水汽循环重要的通道和屏障、气候变化的敏感区，其生态环境的优劣，不仅影响着本流域，而且深刻影响着江河源头、柴达木盆地、祁连山东部以及青海省东部湟水谷地的生态环境和农牧业生产。然而，近几十年来，由于自然环境条件变化和人为活动的综合影响，青海湖区已出现了包括湖水位明显下降、环湖区土地沙漠化趋势加剧、草场植被破坏严重，导致畜牧业生产效率低下，渔业资源锐减，鸟类栖息环境恶化等一系列的生态环境问题。人们已经开始看到如果青海湖从青藏高原上消失，将会带来的是什么样生态环境恶果。

   青海省气象局周陆生等先生（1996）指出：青海湖湖水位由1959年的3196.55米急剧下降到1992年的3193.69米，34年水位下降了2.86米，平均每年下降8.7厘米。水位年变化特点是，湖水位最高出现在9月，比青海湖流域最多降水月滞后2个月；最低水位出现在12月，与青海湖流域降水量最少月出现的时间一致。1年内6～9月为净蓄水期，10～12月为净耗水期，1～3月由于湖面封冻结冰，基本上处于平衡期。1月平均水位比12月高出5厘米，这可能是湖水结冰后体积膨胀引起的。环青海湖地区年平均气温、年蒸发量分别以0.459℃/10a（℃/10年）和11.67mm/10a（毫米/10年）的速率升高和增加，降水量自90年代来出现明显的减少趋势以及气温显著增暖、降水和蒸发量在90年代后出现的减少和增加的突变现象，使该地区地表径流量出现明显减少趋势。

   研究表明，青海湖地区由于20世纪70年代以来，气温逐渐升高，致使湖水蒸发量增大青海湖水位下降，湖底裸露面积已达1万余公顷，且目前水位仍以每年10厘米的速率下降；草地退化面积已达69万公顷，并以每年3%的速度递增，区内湿度与提供的水汽降低，由此导致降雨量逐年递减。青海省气候资料中心李林等先生（2002）指出：对环青海湖地区1976年以来的气温、降水、蒸发等气候要素的气候变化趋势及突变现象进行了分析和检验后表明，①气温出明显的上升趋势。春、夏、秋、冬及年平均气温的线性变率分别为0.434、0.430、0.532、0.560和0.459℃/10a，其中以秋、冬两季增温最为显著。年平均气温线性变率尽管仅为0.459℃/10a，但其数值明显高于全青海省平均增幅(0.15℃/10a)和全球气温增幅(0.03～0.06℃/10a)。②年平均降水量及春、夏、冬季降水自90年代后出现减少趋势，秋季降水始终呈减少趋势，且线性变率达-7.28mm/10a。③各季及年蒸发量呈增大趋势，其中年、夏季蒸发量的线性变率分别为11.7、9.39mm/a（毫米/年）。各季及年气温出现过一次明显的增暖现象。④降水虽然出现过一次明显的增加和减少，但增加出现在80年代，而减少则出现在90年代；同样，蒸发也出现过一次明显的增大和减小现象，只是减少出现在80年代，而增大则出现在90年代。这种气候趋势和突变现象的发生，加剧了环青海湖地区荒漠化的蔓延，致使草地退化、河流流量减少、湖泊水位下降，生态环境受到严重影响。

   青海湖湖面缩小，进一步加剧了干旱化进程。青海师范大学地理与资源环境系虞卫国等先生（2002）通过解译遥感资料发现，自1956年航测资料记录以来到1972年，沙漠化土地面积分别是452.9平方公里、498.4平方公里；1986年TM数据解译结果显示沙漠化土地面积为756.6平方公里；到2000年沙漠化土地面积已增加到1247.7966平方公里，土地沙漠化正处于过程发展阶段，1956～2000年平均年净增18.07平方公里，尤其是在20世纪80年代以后扩展速度在加快，1986～2000年间均净增35.08平方公里。对1986年和2000年两期ＴM数据解译结果空间叠置分析可得，青海湖湖体内有4450公顷的水域和1550公顷的沼泽地变为流动沙地。青海湖湖体外有3360公顷水域、470公顷草地、310公顷半固定沙地变为流动沙地；有65932公顷草地变为潜在的沙化土地；1960公顷固定沙地、50公顷灌木林变为半固定沙地。区内沙漠化土地面积扩大的发展趋势是：一是青海湖体内水域和沼泽地变为流动沙地；二是青海湖体外水域变为流动沙地；三是青海湖体外其它地类如草地变成潜在沙化土地、流动沙地，灌木林变为固定沙地；四是沙地本身的变化，半固定沙地变为流动沙地，固定沙地变为半固定沙地。

   气温作为热量指标对径流量的主要影响有以下四个方面：一是影响冰川和积雪的消融；二是影响流域总蒸散量；三是改变流域高山区降水形态；四是改变流域下垫面与近地层空气之间的温差。有研究者通过气候数值模拟推算了气温变化对径流量的影响：若降水不变，气温升高4℃，则径流量可减少15%左右。气候对湖泊水位的影响主要是通过影响湖泊水量的收支平衡体现出来。一方面，环青海湖地区气候变化使入湖河流的流量减少，进而导致湖泊水位的下降。另一方面，气温的升高和蒸发的增大，无疑使湖面蒸发量增大，致使青海湖水量存储减少，最终出现水位下降。同样，数值模拟结果表明，当气温不变、降水量增加1毫米时，水位上升4.1毫米；当降水量不变、气温升高1℃时，水位下降95毫米；若不计降水量变化，当陆面蒸发增加20毫米时，水位减少6.3%。即降水增加对湖泊水位的影响是正效应，而气温上升和蒸发增大对水位的影响是负效应。显然，环青海湖地区气候变化特别是90年代以来气温升高、降水减少和蒸发增大直接造成了青海湖水位的下降。

   气候对草场植被的影响主要表现在三个方面：一是影响牧草的生长期；二是影响牧草产量；三是影响牧草的群体结构。首先，牧草返青期与当年春季降水量和上年秋季降水量有着显著的正相关关系，而牧草的枯黄期与热量及水分条件相关密切，若牧草枯黄前出现干旱天气则可使牧草提前枯黄。如上所述，环青海湖地区秋季降水量自1976年以来呈现出明显的减少趋势，且春季降水从90年代开始出现显著的减少趋势，这一变化趋势导致了牧草返青的推迟。同时，在该地区牧草枯黄前的8、9月份降水呈减少趋势，气温明显升高，加剧了干旱对牧草的影响，致使牧草枯黄期提前。因此，气候干旱化使环青海湖地区牧草的有效生长季呈缩短趋势。其次，牧草产量与牧草生长季(3～9月)与降水量有着明显的对应关系，降水偏多的年份牧草产量相应的也较高，反之则相反。环青海湖地区降水量逐年减少的趋势，同样导致了牧草产量的下降。由于受干旱影响，使大量的抗旱能力弱、对干旱反应敏感的牧草群体结构出现显著的年际变化，平均密度明显减少，导致草场植被稀疏，土地裸露，荒漠化现象日趋严重。

   青海师范大学地理系王小梅等先生（1999）对青海湖作为高原“湿地”的生态环境功能，进行了有意义的研究与探讨。认为：“流域区受青海湖水体对气候的调节，这里的降水量比柴达木和共和盆地充沛，气候温凉，雨热同季、昼夜温差大，有利于牧草生长和有机物积累。加之湖滨土地辽阔，地势平坦，土质肥沃，水草丰美，是优良的冬春草场。因此，流域内有一定数量的生物、水、土、光、热和能源等生态资源，特别是普遍发育着类型多样的草地，为当地建立农业为主的人工生态系统提供了物质保障。”然而，青海湖流域由于气候变暖引起湿地缩小，湿地缩小反过来又引起降水减少。“青海湖形成的全盛时期水面约8200平方公里，为现在湖水面积的2倍。又据资料推算，1908年，青海湖水位为3205米，1975年降至3196.57米，这期间湖水位每年平均下降17.2厘米，湖面每年平均减少8.4平方公里；到1991年湖水位又降为3193.59米。在自然演进中湖水水位不断呈下降趋势，湖面缩小，进而影响到自然湿地的沼泽面积进一步减少。”

   可见西调渤海水为干旱的沙漠系统输入了巨额的渤海水资源（如模拟形成一个青海湖），生态环境系统会日益走向有序化；而咸海由于改变了区域水资源配置，上游地区截留了本属下游的水资源配额，导致下游地区沙漠湖泊干涸、生态环境系统日益走向无序化。正是四千多平方公里的青海湖，为地表植被提供了一定规模的水资源与云气资源，才有力地遏制了青海湖盆地及其周边地区发生沙（盐）尘暴。反之，假设没有青海湖，青海省又是我国常年多大风的地区之一，那么青海湖盆地沙尘暴之多将不可想象。