王 浩，王 琳

（中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室，100038，北京）

我国江河源头区水生态保护战略

王 浩，王 琳

（中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室，100038，北京）

山区是大多数江河的源头和发源地，江河源头区的生态保护对于整个流域的水安全具有重要战略意义。根据DEM数字高程图，参照我国主要山脉分布，叠加我国水资源分区图和水土保持分区图，综合得到八大类江河源头区。分析各类江河源头区气候、降水量、主要植被类型、主要土壤类型等特点，提出我国江河源头区上蓄、限牧、调农和补偿的水生态保护战略，具体包括源头区水库拦蓄工程建设和源头区林草植被建设，加强海绵调蓄功能，在西北风沙区和青藏高原江河源头区的牧区草地实施封育、轮牧、严限载畜量、适当控制源头区牧业人口等措施，在我国农牧交错带区域实施产业结构调整、减粮增饲、生态种养等措施，在源头区推进水生态补偿政策实施。

源头区；水生态保护；林草覆盖；牧区草地；农牧交错带；生态补偿

一、背景介绍

我国陆地国土面积960万km2，疆域广阔，地形起伏，山区面积（含丘陵和高原）约占70%。我国降水相对集中于山丘区，其降水量占全国降水量的85.2%，山区也是大多数江河的源头和发源地。长期以来，自然气候变化与人类活动作为最重要的双重驱动因子，不断改变着河流源头区的生态环境状况，对流域中下游的水生态安全产生影响。江河源头区的生态保护对于整个流域的水安全具有重要战略意义。

二、我国江河源头区分类及特征

根据我国DEM数字高程图，参照我国主要山脉分布，叠加我国水资源分区图和水土保持分区图，综合得到我国江河源头区类型。共计八大类：

①东北黑土区江河源头区。该区主要分布有大小兴安岭、长白山、呼伦贝尔高原，主要河流涉及黑龙江、松花江、嫩江等。该区属温带季风区，年降水量480～800 mm，主要植被类型为落叶针叶林、落叶针阔混交林和草原等。大小兴安岭山地区嫩江、松花江等江河源头区具有重要的水源涵养功能。

②西北风沙区江河源头区。该区主要分布有内蒙古高原、阿尔泰山、天山、昆仑山、阿尔金山。主要涉及塔里木河、黑河、石羊河、疏勒河等内陆河，以及额尔齐斯河、伊犁河等河流。该区属温带干旱半干旱气候区，年降水量100～350 mm，主要植被类型为荒漠草原、典型草原以及疏林灌木草原等。天山、祁连山、昆仑山、阿尔泰山是区内主要河流的发源地，生态环境脆弱，在我国生态安全战略格局中具有十分重要的地位。

③华北土石山区江河源头区。该区主要分布有燕山、太行山、胶东低山丘陵、沂蒙山、泰山，主要河流涉及滦河、北三河、永定河、大清河、子牙河、漳卫河以及大汶河、沂河、沭河、泗河等，属温带半干旱、暖温带半干旱及半湿润气候区，年降水量400～800 mm，主要植被类型有温带落叶阔叶林。太行山、燕山等山地是华北重要饮用水水源地，在西部和西北部山区、丘陵区有森林分布。

④黄土高原区江河源头区。该区主要分布有鄂尔多斯高原、陕北高原、陇中高原，主要河流涉及无定河、渭河、泾河等，属暖温带半湿润、半干旱气候区，年降水量300～700 mm，植被类型主要为暖温带落叶阔叶林和森林草原。西北黄土高原区是世界上面积最大的黄土覆盖地区和黄河泥沙的主要策源地，是阻止内蒙古高原风沙南移的生态屏障。

⑤南方红壤区江河源头区。该区主要是南方山地丘陵区，主要分布有大别山、桐柏山、江南丘陵、淮阳丘陵、浙闽山地丘陵、南岭山地丘陵，主要河流涉及淮河部分支流、长江中下游湘江、赣江等重要支流，珠江中下游桂江、东江、北江等重要支流，钱塘江、韩江、闽江等东南沿海诸河，属亚热带、热带湿润气候区，年降水量1350～2000 mm，主要植被类型为常绿针叶林、阔叶林、针阔混交林以及热带季雨林。大别山山地丘陵、南岭山地、海南岛中部山区等是重要的生态功能区。

⑥西南紫色土区江河源头区。该区分布有秦岭、武当山、大巴山、巫山、武陵山、岷山，主要河流涉及长江上游干流以及岷江、沱江、嘉陵江、汉江、清江等河流，属亚热带湿润气候区，年降水量800～1400 mm，主要植被类型为亚热带常绿阔叶林、针叶林。该区是长江上游重要的水源涵养区，秦巴山地是嘉陵江与汉江等河流的发源地。

⑦西南岩溶区江河源头区。该区为云贵高原区，主要分布有横断山山地、云贵高原、桂西山地丘陵等，主要河流涉及元江、乌江、赤水河、南北盘江、红水河、左江、右江等，属亚热带和热带湿润气候区，年降水量800～1600 mm，主要植被类型为亚热带和热带常绿阔叶林、针叶林、针阔混交林。

⑧青藏高原区江河源头区。该区主要分布有唐古拉山、巴颜喀拉山、横断山脉、喜马拉雅山、羌塘高原、青海高原，主要河流涉及黄河、怒江、澜沧江、金沙江、雅鲁藏布江，气候从东往西由温带湿润区过渡到寒带干旱区，年降水量170~900 mm，主要植被类型为温带高寒草原、草甸和疏林灌木草原。青藏高原区是长江、黄河和西南诸河的源头区域，是长江、黄河、澜沧江三江源区，是我国西部重要的生态屏障。

三、江河源头区水生态保护战略

江河源头区应实施“上蓄、限牧、调农、补偿”的水生态保护战略。“上蓄”指在源头区水库拦蓄工程等灰色基础设施建设基础上，充分发挥源头区林草植被的海绵调蓄功能，增加林草植被覆盖度；“限牧”指在西北风沙区和青藏高原江河源头区对草地植被实施封育、轮牧、严限载畜量及适当控制源头区牧业人口等措施，保护源头区草地植被；“调农”指农牧交错带区域功能定位以涵养水源、保护生态为主，实施产业结构调整，通过减粮增饲、生态种养等措施，保护农牧交错带生态；“补偿”指在源头区推进水生态补偿政策实施，合理确定源头区水生态补偿标准。

1.林草措施

林草的水源涵养功能包括拦蓄洪水、调节径流和净化水质等。拦蓄洪水是通过林草植被截留降雨减少洪水和强降雨降水直接落在地表，从而减少洪灾、泥石流和滑坡等发生概率；调节径流是植被通过存储降雨而在旱季补给河道，使河道旱季流量稳定；林草的水质净化功能是指通过林下含水层系统的过滤而改善和净化水质。以森林生态系统为例，我国各类森林生态系统林冠截留率平均值为11.4%～36.5%，平均为22%，存在较大波动，小雨时截留率较大，大雨时截留率较小；枯枝落叶层平均现存量为12.85 t/hm2，最大持水量平均为4.18 mm，最大持水率为309.54%，吸持的水量可达其自身干重的2～3倍；林地土壤的有效蓄水量为36.42～142.17 mm，平均为89.57 mm，主要由非毛管孔隙构成土壤重力水移动通道而蓄水和缓释；森林综合降水截留能力在40～170 mm之间，主要靠非毛管孔隙水的调节 （其能力占综合调节能力的90%），其次是枯枝落叶层的调节，冠层调节能力相对较弱，冠层的调节能力主要表现在截留强降雨后减少雨水对地面的直接冲刷和溅蚀。

受气候变化和人为活动等影响，目前我国江河源头区生态持续恶化，林草等植被的退化和破坏使源头区水源涵养功能减弱，亟须采取措施对源头区生态系统进行保护。

（1）源头区天然林保护、封山育林（草）等植被生态恢复措施

江河源头区实施天然林保护、林（草）植被建设、退耕还林（草）、封山育林（草）、禁牧轮牧等措施，对源头区森林植被进行抚育更新，人工种草恢复草地植被，采取网围栏、草库伦建设对草地加以保护，增加源头区林草覆盖率。林草植被对降水的截留和再分配，是源头区生态系统进行涵养水源、调节河川径流的主要生态功能之一，但冠层截留量越大，进入地面的水量就越少，尤其是在降水稀少区域，冠层截留损失对植被生长和水资源产生不利影响，同时植被建设消耗水资源，只有当土壤入渗量超过林草植被蒸散量时，才能有更多地下水补给河道径流，所以在源头区植被建设与恢复过程中，在不至于引起地面冲刷和洪水危害的条件下，适当控制和调节林草密度和郁闭度，以减少水分消耗，增加进入地下的水量，起到调节河川径流的作用。

（2）增加枯落物与土壤蓄积量

研究表明，冠层植被具有防止雨水直接溅击侵蚀地面的功能，但冠层降低降雨动能的作用有限，因此，在只有林冠层，而无灌草层和枯枝落叶层的林地，表土侵蚀依然严重。枯枝落叶层是林地土壤特有的发生层次，具有明显的抗冲击能力和减轻土壤冲蚀能力。当有0.5 cm枯落物时，其中的径流速度仅为无枯落物时的10%～20%。植被下层的土壤是最主要的水分储藏所和调节器，其蓄水功能的强弱，取决于土壤结构和孔隙，而其发育又受到其上枯落物和植被的强烈影响。在源头区植被建设中，需充分考虑植被生态系统整体结构，林、灌、草相结合，并增加土壤蓄积量。

2.工程措施

我国河流众多，受东南亚季风气候的影响，历来是一个洪涝灾害频发的国家。20世纪初以来，全国共发生较大洪水灾害60余次，平均不到2年发生1次。除江河洪水灾害外，我国山地丘陵洪水灾害也十分频繁。据不完全统计，全国有易发山洪灾害的溪河18901条，易发泥石流灾害沟11109条，易发滑坡灾害16556处。江河洪水和山洪造成的损失巨大，根据统计分析，1990年以来全国平均每年的洪涝灾害损失在1100亿元左右，2000—2010年洪涝灾害年均直接损失为989.15亿元。针对洪涝灾害，可在源头区采取工程拦蓄的办法，减轻灾害损失。具体措施是在大江大河源头区出山口建设水库进行调蓄，在山地丘陵区的小流域发挥塘坝、沟渠系统作用，建设小型微型调蓄工程，通过调蓄工程错峰和调节径流，减少中下游洪灾损失。

（1）建设源头区出山口水库工程

根据2011年水利普查结果，全国10万m3及以上的水库工程98002座，总库容9323.12亿m3；容积500 m3及以上的塘坝工程数量456.51万处，总容积 303.17亿m3；容积在 10~500 m3的窖池工程689.31万处，总容积2.52亿m3。根据2011年国家统计局发布的我国人口数量13.4735亿人计算，人均库容715 m3/人，而美国人均库容可达到4700 m3/人。江河源头区的山区人口较少，移民征地相对容易，可在河流出山口适宜区域建设调节水库，利用水库库容拦蓄洪水，削减进入下游河道的洪峰流量。同时，拦蓄的洪水在枯水期有计划地用于兴利需要，可实现洪水资源化。

（2）建设陂塘及微型调蓄工程

在山地丘陵区无条件修建水库的广大区域，可充分发挥古代陂塘、水陂等水利工程的作用。同时，可在山区新建小型微型山塘等调蓄工程，沿用古代陂塘串联系统，将山塘及微型调蓄工程依据地貌条件等合理串联，加大调蓄容积，形成具有蓄、灌、排较为完整的调蓄工程体系，一方面可起到拦蓄部分洪水的作用，一方面可蓄水灌溉，满足山区农业经济发展的需水要求。

3.草地植被源头区牧业措施

在西北风沙区的江河源头区及青藏高原江河源头区，植被以荒漠草原、典型草原、高寒草原、草甸和疏林灌木草原等植被类型为主。该地区目前以发展牧业为主，随着人口增长和社会经济发展，部分牧场出现过牧现象。草场退化机理表现为两部分，首先，牧场中的高草最易被采食，减少了高草撒播种子繁育新植株的机会，草场经自然选择后植株逐渐矮小、生物量降低。有研究表明，退化样地植株个体生物量较未退化样地下降30%~80%，植株的个体变小是草原生态系统结构与功能变化的重要触发机制。其次，牧场中适口性好的牧草最易被采食，随着放牧强度不断加大，土壤趋向于旱化、盐碱化，优势种逐渐由适口性好的牧草演替为匍匐茎杂类草，最终演变为整个草场植株稀疏，草场退化，江河源头区草地植被水源涵养功能被极大地削弱。

需结合源头区草地植被严格限制载畜量，实施封育或轮牧制度，适当迁移源头区人口，保护源头区草地植被。

（1）源头区严格限制载畜量，保护源头区草地

根据研究结果，在气候变化和人类活动对草地生态系统的影响中，过度放牧是引起三江源高寒草地退化的主因，人类活动和气候变化对草地退化的贡献率分别是68%和32%。根据统计数据，三江源区退化草地占到利用草地面积的26%~46%，对于当地生态环境和草地畜牧业非常不利。根据MODIS NPP数据估算的研究结果表明，2010年三江源区总产干草量是1096万t，平均每公顷产干草量465.7 kg。三江源区合理载畜量是1219万羊单位，平均为51.27羊单位/km2，而根据青海省农牧厅同年资料，实际载畜量为78.7羊单位/km2，平均超载率53.5%。

为保护三江源区草地生态系统，在退化比较严重的地区全部实行封闭休牧育草，在草场轻度退化的地区实行半休牧封闭育草，通过推广休牧育草项目，恢复植被，建设优良草场，提高初级生产力，形成良好的草场生态体系；在天然草场开展太阳能灌溉，根据研究结果，天然灌溉草场的产量是非灌溉草场的5倍，通过太阳能灌溉增加天然草场的干物质量；在减少载畜量方面，开展以网围栏、畜棚、种草、定居点为主的“四配套”建设，促进牧户定居。冬季实行舍饲、半舍饲饲养，减轻冬春草场的载畜压力。严格依据源头区合理载畜量进行放牧，减少载畜量的同时，提高牲畜质量。

（2）适当控制源头区牧业人口

根据2010年第六次全国人口普查数据，三江源区常住人口125.85万人，比2000年第五次全国人口普查时增加了22.21万人，增长率21.43%。十年间三江源区持续实行少数民族生育政策，不断提高人口素质，人口增长速度高出青海省12.84个百分点，是全省人口增长最快的区域之一。人口过快增长必然增加对生态系统的压力，开垦荒地、毁林耕种、过度放牧、伐木薪炭等人类活动增强，造成草场退化、水土流失、土地沙化、肥力下降等问题，使源头区生态环境持续恶化。

根据三江源区生态移民规划报告，人口超载率为36%，2010年三江源区人口125.85万人，则三江源区人口环境容量为80万人，可承载人口密度为2人/km2。以草地畜牧业产出的肉食产品水平作为区域土地人口承载量测算的主要依据，按小康型消费标准进行计算，三江源国家级自然保护区人口承载容量为133731人，承载密度为0.8人/km2。为保护源头区生态环境，应适当控制人口数量，将源头区牧业人口作为生态移民迁出，并做好移民安置区各项工作，包括提高移民生活水平、改进生产方式、增加移民收入、提高移民教育水平等。

4.合理调整农牧交错带产业结构

农牧交错带是指农业种植区与草原牧区相连接的生态过渡地带，是遏制荒漠化、沙化东移和南下的生态屏障。同时该区地处夏季风尾闾区，对降水变化十分敏感，是一条生态环境脆弱带，区域经济社会发展相对落后，在中国经济社会发展和环境保护方面具有重要的战略地位。我国农牧交错区总面积81万km2，基本位于大小兴安岭—燕山—阴山—六盘山—横断山一线，大小兴安岭全部，阴山、贺兰山、六盘山、横断山部分位于农牧交错带内，分别是黑龙江、嫩江和黄河一级支流无定河、渭河、泾河、北洛川及长江支流岷江、大渡河等重要河流的源头区域。长期以来，该区域农牧结构失调、水资源过度开发、发展不可持续的问题越来越突出，河流源头区资源环境压力越来越大。

该区域应以资源环境承载力为基准，以提升质量效益和竞争力为中心，加快优化生产力布局，推进减粮增饲、强牧优特、规模种养、就地加工，建设草茂林丰、牧业发达、特色高效、资源循环的生态农牧区。该区域生态环境脆弱，又是许多重要河流源头区，区域功能定位应以涵养水源、保护生态为主，在保证山区口粮田基础上逐渐缩减耕地面积，限制高耗水农作物种植面积，积极推进退耕还草，粮经饲种植面积比例5~10年内调整到 4∶3∶3 左右；畜禽养殖应以发展集约化草地畜牧业为主要目标，畜禽养殖规模化率每年提高1~2个百分点，形成规模化生产、集约化经营的产业发展格局；建设优势特色产业，促进种养结合，实现循环生态系统。

5.实施源头区生态补偿措施

我国大江大河源头多数位于山区地带，由于特殊的地理位置、海拔高度、气候温度等，使得当地自然资源丰沛，孕育并保存了十分丰富的生物多样性，具有水源涵养、调节中下游流量、维持水质等重要作用；另一方面我国大江大河源头区都属于国家限制或禁止开发类型区，限制了区域资源开发和经济发展，上下游经济社会发展差距逐步拉大，使源头区成为贫困县和贫困人口集中分布区。长期以来，源头区在本区经济落后的同时，承担着建设和保护生态环境的巨大任务。

在明确源头区生态系统生态服务功能基础上，对生态服务功能的价值量进行正确评估，根据生态系统服务价值、生态保护成本、发展机会成本，合理确定对源头区生态补偿的标准，运用政府和市场手段，调节源头区与中下游之间的利益关系。

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Strategic measures of ecological conservation for river source region in China

Wang Hao,Wang Lin

Most of the rivers originate from mountainous regions and the headstream area plays a strategic role in water security of the river basin.According to digital elevation model and distribution pattern of mountainous regions in China,eight types of river sources are divided by overlaying regional maps of water resources and soil conservation.National strategy for ecological conservation that integrating water storage,restriction of animal husbandry,adjustment of plantation pattern and compensation are worked out based on analysis of climate,precipitation,types of vegetation and soil.Specific measures are proposed,including construction of reservoir and planting grass and forest in source region,exploiting function of spongy-type storage,placing restriction on husbandry in sandy area in northwest and Qingzang Plateau with rotation grazing and reduction of grazing capacity as well control of population,adjustment of plantation pattern and reducing grain production for fodder increase and encouraging ecologically-friendly cropping and feeding in transition zone between cropping and nomadic areas,and finally issuing policies for ecological compensation to the river source region.

river source;water ecological conservation;forest and grass cover;pastoral area of grassland;farmingpastoral transitional zone;ecological compensation

X171.4

B

1000-1123（2017）17-0015-04

2017-05-16

王浩，中国工程院院士。

国家自然科学基金项目（51309247）。

责任编辑 张金慧