中国西北干旱区的资源与环境
1. 干旱区整体环境
中国西北干旱区系指35°N以北，106°E以西的内陆干旱区，包括全境、甘肃河西走廊及内蒙古贺兰山以西的地区，土地面积约占中国总土地面积的24.5%。由于深居欧亚腹地，平原降水量在160mm以下，基本上不产生地表径流，形成世界上最严酷的干旱区之一。
在晚近地质时期，有显著的差异上升运动，大部分地区上升幅度不大，一部分上升很大，形成广大的高平原和横亘于高平原中的很显著的山脉。高平原海拔大多在1000米左右，其中也有较低的部分，如准噶尔盆地不少地域在250—5O0米之间。吐鲁番盆地的艾丁湖竟在海平面以下155米。许多山地的高度超过3000米，具有明显的垂直分异。也有不少山地高度较低，景观的垂直分异不明显。随距海远近而变化的干湿状况是决定区内自然界地域分异的主要因素。地处内陆且四周多山岭。来自海洋的水汽很少，夏季风难以到达。植被大部分为荒漠，一部分为荒漠草原和干草原。在高山的垂直分带中则有森林、山地草原等，以及与之相应的土壤类型。地貌外营力主要是干旱与半干旱气候下的微弱风化、微弱的物质移动、微弱的水力侵蚀和堆积以及广泛的风力侵蚀、搬运和堆积。但暴雨之后，水力侵蚀可产生强烈的破坏作用。风力作用虽然很广泛，但只能对颗粒较细的松散沉积物起作用，并在风力变缓的时候发生堆积。在高大的山岭中，以冰川作用以及冰缘条件下的寒冻风化、物质移动和流水侵蚀为主。全区绝大部分属内陆流域，在平地上产生的地表水几乎全属雨水补给的短暂水流。湖泊较多，大多是咸水湖。山地径流是重要的资源，其补给来源以冰雪融水为主。自中生代末期以来，即断续出现干旱和半干旱气候。植物逐渐旱生化，种属较少。第四纪初曾经有过比较湿润的时期，有些地方古水系较为发育。湖岸阶地的存在，也可以作为地质时期中气候向干旱变化的证据。人类对于自然界的影响，远不
如东部季风区广泛、深刻。但在与东部季风区接壤的地区，以及有流水可资灌溉的地域等，也可看到人类活动的深刻影响。干草原利用不尽合理，往往造成沙漠化的扩展。干草原、荒漠草原大部是畜牧地区，水源是农业发展的决定性因素。高大山地则是经营林业与畜牧的场所。本区主要的问题是水源不足。应防风固沙、防治土壤盐渍化、改良草场等。
2. 干旱区水环境与水资源利用
水分是宇宙生命基础，也是气候系统中最活跃的因子，它以不同相态和形式存在于自然界之中，并参与气候系统中各个圈层的物理、生物、甚至化学过程，它是气候系统各圈层物质和能量传递的重要载体之一。水分对全球变化的响应也十分敏感，它在任何一个环节的异常表现都有可能牵动气候系统的其它环节甚至与全局密切联动。
在我国西北地区，虽然总体上以干旱气候背景为主，但由于其范围广阔，高原和高山众多，所以该地区不仅是长江和黄河等主要外流河的源区和主要产流区，而且还广泛分布着内陆河水系。所以，它既有独特的内陆水循环过程，又是全球水循环的重要组成部分。长期以来，该地区水资源依靠自然界独特的水分循环过程基本保持着脆弱的平衡关系。
与其它区域相比，西北地区水循环和水资源特征比较突出，主要表现为:水资源形成区与消耗利用区相互分离(水资源形成在高原或高山地区，而消耗在平原、绿洲和荒漠地区)，水资源的时空分布显著不均匀，地表水与地下水相互转换十分频繁，水资源受全球变暖影响比较敏感，水资源以冰川、积雪、地下水、湖泊及地表径流等多种形式共存。西北地区高原和山区降水及冰川和积雪消融汇流而形成的河川径流大部分由长江和黄河等主要外流河向东输送，经过沿途引灌和提灌及蒸发消耗一部分外，剩余部分最后汇入大海。另一部分通过内陆河流输送在广阔的山前平原下渗转化为土壤水和地下水及通过蒸发蒸腾进入大气。在内陆河流域的山前平原，水资源进行频繁多次的地表水、土壤水、地下水之间相互
转化，各种水资源分量之间的关系错综复杂。
目前，人类活动正在一定程度上逐渐无意识地破坏着西北地区水循环的系统性和有机性，并在某种程度上已经打破了自然界水资源原有的脆弱平衡:如江河中上游大量拦水或引水，使下游出现断流；过量开采地下水，造成许多区域地下水漏斗。甘肃省武威市漏斗区面积扩大到10 km2以上，漏斗中心水位深达75 m；甘肃省永昌县漏斗面积扩大到150 km2以上，中心水位埋深达57 m。这些漏斗区水位埋深已经远远超出了农作物和自然植被根系所能分布的深度。这种上游大量拦水或引水及地下水的过量开采都是对水循环过程的人为改变。大量拦水或引水加大了蒸发消耗分量，减弱了下游的径流分量，改变了水资源分布的格局及参与全球水循环的程度。地下水的开采是机械强迫的水分输送方式，减弱甚至中断了通过植物根系和土壤抽吸的自然输送过程，改变了地下水的输送方式和循环速度，影响了地下水对生态过程的参与程度和地下水的动态平衡特征。
就水资源现状而言，西北地区是我国水资源短缺最严重的地区之一，水资源在西北地区生态安全和社会经济发展中具有至关重要的作用。最近的统计表明，西北地区可利用的总水资源量约为1 3亿m3，人均水资源占有量约为1 573m3；每年总用水量811亿m3，人均用水量940 m3。西北地区平均引水率高达60%以上，远远超过国际上引水率低于50%的参考警戒值。尤其是一些内陆河流域引水率极端偏高，如乌鲁木齐河流域和甘肃河西石羊河流域引水率高达160%以上，引水量大大超过了水资源总量，严重破坏了水资源的自然平衡，导致湖泊萎缩和地下水位快速下降。由于水资源紧缺，不仅了西北地区的社会经济发展，而且面临土地退化和自然灾害增加的严峻趋势。近50 a来，西北地区沙漠化土地面积达674. 93×104hm2；天然森林面积减少49% ~58%，草地面积减少16% ~92%；干旱、沙尘暴等灾害发生频数增加，灾害程度加剧。如果这种情况得不到有效遏制，将会导致内陆河下游绿洲全面消失、高原和荒漠湖泊干涸、高山冰川和积雪消亡等生态环境灾难。
随着人口增长和经济发展对水资源需求的进一步增加，以及全球变暖对水循环过程和生态需水规律的改变，西北地区水资源危机将会更加突出，影响也更加深刻。据初步估计，西北地区2030年以前经济社会发展对水资源的需求量每年还将比现用水量新增80亿m3。西北地区许多流域水资源供需矛盾将会更加突出，水资源的合理调配和开发及高效利用无疑会成为该地区社会、经济发展中亟需解决的重大科学问题之一。
3. 植被与土壤状况
在植被的水平分异规律方面，以塔里木盆地东南部、柴达木盆地和河西西部为干旱核心，向四周趋湿，植被由高等植物很少生长的剥蚀低山石漠、戈壁、雅丹和盐滩，向北、东过渡到荒漠和荒漠草原，向西与中亚地区荒漠相连，向南和西南过渡到青藏高原高寒荒漠、荒漠草原和高寒草原；纬度地带分异反映的是温度和降雨的双重效应，由北向南依次是中温带北部草原化荒漠(阿尔泰山北麓、东阿拉善北部)、中温带荒漠(准噶尔盆地和阿拉善高平原大部)、中温性高原荒漠(柴达木盆地)和暖温带荒漠(塔里木盆地)。
具体来说，西北干旱区以荒漠为主要植被类型，建群种主要是超旱生的小半乔木、半灌木、小半灌木和灌木。荒漠占据除阿尔泰山南麓和东阿拉善北部外的几乎所有盆地的沙地、冲积平原、宽广台地、山前洪积扇和前山与低山区，在昆仑山甚至达到北坡的中山带，以及昆仑内部山地与昆仑主脊以南高原谷地的高山带。草原、灌丛、森林和各类草甸植被等主要分布在降雨量较多的山地和径流水分积聚的荒漠区河流两侧、扇缘水分溢出带与湖泊周围低洼地。山地植被垂直带结构与基带的地带性植被密切相关，同样具有明显的地域分异。垂直带的基带除了在阿尔泰山西南麓为荒漠草原外，在其余的地方均为荒漠，在境内昆仑山南麓的高原山地垂直带也有以高寒荒漠为基带的；垂直带谱结构在不同的山地以及同一山地的不同区域间差异显著，有的带谱丰富，结构相对完整，而有的却相对简单，因气候的极度干旱而缺失了许多相对湿润的植被带或仅有相对破碎的不连续带。伊犁
谷地山地和阿尔泰山垂直带属于前者，中、东昆仑山的垂直带可为后者的代表。垂直带谱组成由下向上在伊犁谷地的那拉提山为荒漠_草原_落叶阔叶林_针叶林_亚高山灌丛草甸_高山草甸_含垫状植物的冰缘稀疏植被_冰雪，在阿尔泰山为草原_针叶林_亚高山灌丛草甸_高山草甸_冻原_冰雪。在昆仑山，西段尚有断断续续的雪岭云杉(Picea schrenkiana)和圆柏林(Sabinaspp.)呈带状分布，叶城以东基本只保留了很少量的圆柏，再向东到皮山以东圆柏消失，到民丰一带亚高山草甸也几乎看不到了；外围山地与内部山地的垂直带结构差异显著，反映出山地迎风坡相对湿润，如昆仑山北坡相对湿润，西段北坡尚有森林分布，而内部谷地极为干燥，在昆仑山南坡和塔什库尔干谷地荒漠甚至上升到4 000 m左右。在天山北坡和山口向西的伊犁谷地山坡均很湿润，有很好的森林分布，在南坡和东部的天山内部盆地则极为干燥；山地垂直带结构与山地抬升的速度也有一定的关系，在低缓山坡的迎风坡因气流抬升的水汽凝结效率有限，所形成的降水区域范围大，所以比较干燥，而高峻山地气流可以迅速抬升，并将所携带的水分大量地释放在相对较小的区域内，所以比较湿润。在昆仑山，策勒的奴尔一带山地就比其东、西附近的山地相对湿润，中山带发育了很好的草原带和草甸带，其中的部分原因就与这一带山地陡峻，南面有高大的雪山有关，而民丰和且末一带却相对干燥。
土壤的形成与气候条件和地质地貌存在密切关系，平原与山地的土壤明显不同，区域之间也存在明显的差异。总的来说，平原区气候干燥，荒漠植物稀疏，主要发育了各种类型的荒漠土、风沙土，地带性荒漠土壤主要是温带的灰棕漠土和水分条件略好的灰漠土、暖温带的棕漠土。在盆地周边的一些倾斜平原上部和剥蚀高平原上，地表物质组成常以石砾为主，发育了砾质荒漠土和戈壁。在准噶尔北部额尔齐斯河与乌伦古河流域和天山北麓以及其它地方山地垂直带中分布有棕钙土，伊犁河谷山前丘陵与倾斜平原发育灰钙土。另外，在山地垂直带上还不同程度地发育着栗钙土、黑钙土、灰褐色森林土(山、准噶尔西部山地、西昆仑山、祁连山、贺兰山)、灰色森林土(阿尔泰山)、亚高山草甸土、高山草甸土、高山草原土(昆仑山、阿尔金山)、高山荒漠土(昆仑山)以及冰沼土(阿尔泰山)等。
4. 西北地区生态安全系统
我国西北干旱区生态安全系统是一个包括自然生态安全系统、生态经济安全系统和社会生态安全系统三大子系统在内的复合人工生态安全系统，它作为我国脆弱生态系统的重要组成部分，同时也是生态最敏感的部分，其存在与演化态势是干旱地区生态环境进化与退化的真实反映。其降水稀少、水源匮乏、地表裸露、自然环境脆弱的先天性生态背景，决定了干旱生态系统一旦破坏，无论采取生物措施还是工程措施，其逆转恢复重建的难度相当巨大。尽管人类通过与大自然的世代抗争有过沙漠绿洲化的成功例证，但大量的例证却是绿洲沙漠化和由此引起的城廓废弃。惨痛的教训表明，今天每伐1棵树，每铲一块草皮所引起的生态环境退化需要经过后代几千年乃至百万年的努力才能得以逆转或根本无法逆转。之所以对干旱区生态安全系统进行监控，就是要对干旱区生态系统内部的诸生态因子采用各种监测与预警手段实施人为控制，随时预报干旱地区生态系统发展演变过程中出现的各种生态问题，并采取相应措施及时加以控制，防患于未然，这对加速干旱地区生态环境质量改善的进程，实现 “再造一个山川秀美的西北地区”战略目标均有着重要的现实意义。
