盆地自然资源开发历史

三、盆地自然资源开发历史

(一)灌溉系统的发展与影响

1.古灌溉渠系发展

银川盆地南北长东西窄,呈条状分布,总面积约7800 km2。黄河自盆地西南角流入北部流出,贯穿了整个盆地。银川盆地有着悠久的灌溉历史,唐徕渠、秦渠、汉渠等古老的灌溉渠系一直沿用至今,经过不断地发展已形成了完善的排灌系统。

秦汉开辟了至今仍在流淌的秦渠、汉渠,使宁夏平原的引黄灌区成为与都江堰齐名的古灌区之一,造就了誉满天下的“塞上江南”,使宁夏平原摆脱了荒漠戈壁的命运。

进入北魏时期,宁夏灌溉渠区生产的粮食不但能自给自足,而且成为了当时朝廷军粮的依靠。在公元444年,薄骨律镇(治今灵武市西南古黄河沙洲上)守将刁雍在旧渠口新开艾山渠,基本达到了黄河西岸能够自流灌溉的最大面积4285 hm2左右,充分显示出其输水技术的先进性,促使银川平原农业获得全面的恢复和发展,成为北魏西北边疆主要的粮食生产基地。

唐徕渠又名唐梁渠(又称“唐渠”),确切建设年代目前还无法考证,但在修订于明代万历年间的《朔方新志》中有这样的记载:“唐徕渠意亦汉故渠而复浚于唐者。民间亦有“汉开唐修。”相传唐时对汉代旧渠大加疏浚、延长,并招徕户民垦种,遂易名唐徕渠。自汉至今,唐徕渠一直是银川平原主要的引黄灌溉渠,在农业生产中起着非常重要的作用。直到现在,唐徕渠还是宁夏引黄灌区最大的一条渠道,担负百万亩农田灌溉和生态补水任务,灌区粮食产量占到了宁夏全区粮食产量的近五分之一。

公元11世纪至12世纪时期,西夏王朝摆脱游牧生活的党项族进入宁夏平原后,逐步完成了从游牧形态向农业形态的转变,西夏开国皇帝元昊执政期间,曾下令修建长达150 km的昊王渠,这是中国历史上第一条也是唯一一条以开国皇帝名字命名的古渠,灌溉面积达160万亩,为西夏农业生产奠定了基础。西夏农田水利的发展不仅表现在灌溉渠道的数量上,更重要的是以法律的形式,制定了一系列农田水利开发和管理制度。

到元朝时,忽必烈将大批归顺蒙古政权的南宋移民迁徙到宁夏平原,元政府从各地征调了大批水利工匠兴修水利,为元帝国完成从倚重牧业向农牧业并重的转变,发挥了粮食基地的作用。

明朝在宁夏境内设有银川和固原两个军事重镇,有20万左右的驻守军队。明朝政府充分利用黄河水利的便利条件,在宁夏平原上发展屯田生产,银川在明太宗时期赢得“天下屯田积谷,以宁夏最多”的盛名,这也反映出了宁夏平原此时已经依靠黄河灌溉区成了全国的重要粮仓之一。

随着清朝疆域的开拓,宁夏平原开始成为全国的腹地,宁夏平原以自己的富庶向清帝国提供了大量的粮食、马匹、军士,最终体现就是平原上的水利工程。

中华人民共和国成立后,各种水利工程,尤其是青铜峡水利枢纽的建成,使不少古老渠口所在地的水位上升,为新渠开建提供了条件,结束了长期以来的无坝引水历史,引黄灌区开始了整旧建新。国家对古老灌区进行了大规模的扩建和更新改造,宁夏相继开挖了跃进渠、西干渠、东干渠、第一农场渠和第二农场渠等新渠,完善了平原上的渠系建设。目前,宁夏平原干支渠总数已达3000多条,总长度7000多公里;排水沟有40条,总长度1825公里,建立了比较完善的灌排系统,灌溉面积增至800多万亩(表2-2和表2-3)

2.现代灌溉系统

银川盆地灌溉系统建设大致分为三个阶段,分别是引灌阶段(1950年以前)、排灌阶段(1950—1990年)、田园都市阶段(1990年至今),各阶段灌溉系统的发展、湖泊的变化、水循环系统的演化等均有明显变化。

(1)引灌阶段。1950年以前,银川盆地灌溉渠系均为引黄灌溉渠,灌溉水均由渠系引自地势较高的黄河冲洪积区(青铜峡峡口至吴忠市段),向北依地势递减沿途引水灌溉。排水系统非常不完善,仅存在个别排水沟,灌区周边地势较低区形成大量湖泊,成为灌溉系统的最终排泄段。

表2-2 银川平原干渠现状表

表2-3 银川平原排水干沟现状表

这一阶段的特点是:①灌区面积占盆地面积一半左右,但有效农田面积较少,灌区分布大量湖泊及盐渍化滩地,非灌区以沙地和盐渍滩地为主;②湖泊面积大,同时各湖泊相互独立,连通性差,湖水以蒸发排泄为主;③地下水水位较高,湖泊是地下水的主要势汇项;④灌溉系统对区域水循环系统影响范围有限。

(2)排灌阶段。1950年宁夏开始大规模农垦,同时完善灌溉排水系统,改造风沙地和盐碱滩地,1990年左右基本完成。灌溉系统大致有以下大的变化:①提高引水口位置,从原来的黄河冲洪积区提高到青铜峡水库峡口位置;②新修灌溉渠系,包括东干渠、西干渠等,扩大灌溉覆盖范围至全盆地,同时整合原有灌溉渠系,优化渠系分布;③新修排水系统,包括8条主干排水沟及各级排水沟,并与灌渠系统整合;④完成全盆地土改,改良风沙地和盐碱滩地,填湖造田,扩大土地面积。

这一阶段灌溉系统及水循环系统特征表现为:①灌区面积基本覆盖全盆地,有效农田面积较大,灌区湖泊湿地及荒地急剧萎缩,非灌区仅分布于贺兰山东麓等下垫面为卵砾石的洪积扇区;②自然湖泊基本消失,保留的部分湖泊多改造为鱼塘,极个别湖泊如沙湖等被保留下来;③地下水水位较前一阶段整体下降2~3米,排水沟成为新的地下水排泄势汇;④灌溉系统对地下水浅循环系统影响较大,大量的灌溉入渗水增加了浅循环系统的循环更新速率,排水沟降低了地下水排泄基准面。

(3)田园都市阶段。1990年以来,在经济建设的基础上,生态文明建设逐渐得到重视。自治区以创新驱动、脱贫富民、生态立区为发展战略,对银川盆地国土空间开发利用做出了新的规划。在此基础上,水循环系统也发生了相应的变化,主要有:①重建部分湖泊湿地,恢复湖泊湿地生态功能,使得湖泊由渔业功能为主向渔业、生态、防洪、景观等综合功能转变;②整治黄河河岸塌陷、侧蚀等灾害因素,构建河岸带塞上江南景观,新修滨河大道,连接黄河沿岸城镇,构建黄金河城市群;③优化农林牧副渔等大农业产业结构,优化城市、乡镇、农村建设布局,提高城镇化率,减少山区、荒漠区经济承载压力,构建城中有田、田中有城的田园都市圈。

这一阶段灌溉系统及水循环系统特征表现为:①灌区面积有所减少,种植模式进一步优化,湖泊湿地面积有所增加,草地、森林面积增加;②地下水水位保持稳定,排水沟依然是地下水排泄势汇的基准面;③灌溉水主要参与地下水浅循环系统,地下水浅循环系统的循环更新速率依然较快;④城市建筑用地增加较多,生活污染、工业污染、农业污染呈逐渐累积加重趋势。

(二)农牧业的发展及对植被生态的影响

宁夏平原正好位于农耕民族与游牧民族相接过渡的地带,是我国历史上开发较早的地区之一,其较为充足的光照、热量资源,肥沃的土壤、充足的水源都是发展农牧业较为优越的条件,独特的地理环境决定了农牧业的发展不同于其他地区的特点。

沿黄生态经济区也有悠久的历史文化,发现过新石器时代的遗址,例如水洞沟遗址、沙坡头新石器时代遗址。战国以前该地区多为少数民族游牧场所,并无行政建制。元灭西夏后,由于战乱影响,本区的社会经济遭到严重破坏,因此,蒙元王室对宁夏平原采取了设立行省、移民实边、兴修水利、军民屯田等措施发展经济。宁夏北部平原在唐代已成为重要的农业区,政府在宁夏平原兴修渠道与陂塘,发展农田灌溉。西汉以后的宁夏生态环境逐渐发生变化,到西汉末年,仅黄土高原地区的移民和原有居民人口总数达1128万。这不但带来了先进的生产技术,而且大规模的开垦土地还较快建成了农耕区。遗憾的是在经济发展的同时,草原和森林的大片土地为栽培植被所取代,天然森林和大面积的草原消失了,天然植被的破坏加剧了水土流失,生态环境已由轻微的地质侵蚀变为强烈的土壤侵蚀。

到了元代,当时蒙古族的传统经济为游牧经济,为保证畜牧业的发展,元政府采取了一系列保护畜牧的政策,畜牧业获得了较大的发展。明代是西北开发史上承上启下的重要历史阶段,宁夏镇的军事地位非常重要,明政府采取了军政合一的卫所制度,并实行卫所屯田、牧养等一系列政策。这些政策虽然促进了区域屯垦事业的发展,但由于动乱较多,不能有效地保护边境地区屯垦事业的正常进行,后期区域屯垦事业也受到一定的影响。到了清代实行了一系列恢复生产的措施,尤其是移民、兴修水利、重农政策、畜牧管理政策的推行,刺激了宁夏平原屯垦事业的发展。

总体来看,元明清三代,重视移民和兴修水利,对河渠修浚并进行有效管理,使平原上沟渠纵横,促进屯垦事业发展;中农政策的推行,将土地开发多少作为官员奖惩标准,致使宁夏平原的土地得到了大规模的开发,畜牧业的比重逐渐下降。

西北干旱地区开发的关键问题是如何解决水资源的问题,早在秦汉时期,宁夏平原的水利建设就获得了较大的发展,此后历朝历代都十分重视宁夏平原的水利建设。土地开发伴随着水利建设进行而发展。据张维慎研究,汉代宁夏平原耕地面积达59.78万亩,北魏时期平原灌溉面积在30万亩左右,隋唐时期平原的耕地面积大约在38.5万亩,西夏时期平原的灌溉面积大约在160万亩。

中华民国时期,宁夏军阀混战,战乱不休,但宁夏主政者都把兴修水利、屯田垦荒、发展农业作为巩固政权、维护社会稳定的根本,而且逐步使水利工程的规划、设计、建设、管理等方面向制度化、法制化迈进。中华民国年间,马由民间养牧,牧业依附于农业。这种掠夺式的经营,加上连年战乱,使草场越来越小,生态退化越来越严重,留给后人的是“童山濯灌,沙土皆紫色”的山川。

新中国成立后,人口快速增长,人类活动强度加大,超载过牧,“三滥”等各种人为因素叠加于自然因素之上,地表植被遭到严重破坏,加速了生态环境的恶化。如1949年宁夏中部地人口只有40多万,到2001年人口已达187万,增加了3.5倍,其中草场面积最大的盐池县人口增加了7倍。到20世纪80年代中部地区大部分河流干涸,山泉消失。随着该地区煤炭、石油等矿产资源的发现和开发,地表植被及生态也遭到了来自地下资源开发的大量破坏,到20世纪末,生态环境已严重恶化。

2000年9月,国务院下发了《关于进一步做好退耕还林还草试点工作的若干意见》,提出了退耕还林还草的原则及政策。2003年1月20日,《退耕还林条例》颁布实施,标志着我国退耕还林还草从此步入了法制化管理轨道。宁夏退耕还林还草工程始于2000年,截至2004年底,国家累计安排退耕还林还草任务814万亩,宁夏实际完成954万亩。2003年5月1日实施封山禁牧以来,3480万亩天然草场实现了封育禁牧,700多万亩天然草场实现了围栏禁牧和围栏休牧,南部山区200多万亩已垦草原实现了退耕还草,380多万依赖草原放牧的羊只基本实现了舍饲圈养,天然草原植被得到了较快恢复。

由于千百年来农业与游牧两种经营方式频繁更迭、人为过度樵采、放牧、开垦及战争的破坏,使宁夏境内的森林草原及其植被不断退化,河流干涸,以致原来的青山变成了荒山,原来不是沙漠的地方也变成了沙漠。尤其是历代各种名目的超负荷的大规模屯垦生产,直接造成对天然生态植被的破坏。这是宁夏历代生态变化的主要原因。同时,自然界本身的变化,尤其是气候的变化也带来了影响。在这个过程中北方游牧民族的反复南下,致使宁夏境内的耕地面积在农耕与畜牧之间反复交替,大面积的植物茎根被日照、风化而枯死,即使在畜牧期,短时期也很难生长出次生植被;或者短期内可延缓部分生态的恶化。但也无法从根本上改变原有的生态植被,这种无节制的索取加速了宁夏生态资源的深层破坏,尤其是南部黄土高原的天然植被。

总之,宁夏草原环境演变和草原退化既有自然因素(如干旱少雨、风蚀、地带性水热变化、鼠虫类危害等),也在社会因素(如战争、民族迁移、人口数量急剧增加等)和经济因素(如屯垦、超载过牧、樵采、乱挖,投资的力度及政策的改变等),是自然和人类作用的综合结果,但人类行为在某些时期起到了主导作用。

(三)矿业开发利用及对生态环境的影响

宁夏沿黄经济区重要的矿产资源就是煤炭资源,煤炭资源主要分布在贺兰山石嘴山煤田、宁东煤田。其中,贺兰山石嘴山煤田以煤、硅石、黏土等非金属矿蕴藏量大。宁东能源化工基地位于灵武、盐池、同心、红寺堡地区,有一个南北长130 km、东西宽50 km,面积约为3500 km2的煤炭富集区,已探明煤炭储量273亿t,远景储量1394.3亿t,是一个全国罕见的储量大、煤质好、地质构造简单的整装煤田,被列为国家13个重点开发的亿吨级矿区之一。

石嘴山市煤炭资源开发历史悠久,明清时期就在汝箕沟等矿区进行过太西煤的土法开采;红果子、正义关、马莲滩等地的煤炭资源一直作为地方工业重要的生产资料和当地居民的生产、生活用煤。从20世纪50年代末开始,国家陆续组织建设了石嘴山矿务局、石炭井矿务局和汝箕沟矿区;80年代以后,随着国家产业政策的调整,新建了一些地方小煤矿。2005年,石嘴山矿区共有47个煤矿,其中大型煤矿3个,中型煤矿4个,小型煤矿40个。全市煤炭总产量达到1360×104 t,是1971年煤炭产量的2.7倍。历经近半个世纪的煤炭资源开发和产业发展,石嘴山市已成为西部地区重要的能源和原材料工业基地之一。

因煤炭资源开采、利用和外输,在煤炭资源日趋枯竭的同时,生态环境也遭到严重的污染和破坏。如露天开采的汝箕沟矿区、白芨沟矿区和井下开采的石炭井矿区、石嘴山矿区的矿山地质灾害十分严重,对生态环境造成严重影响和破坏,另外洗煤厂造成的环境污染问题也较为严重。调查资料显示,存在的矿山环境地质问题主要包括矿山地质灾害、占用和破坏土地资源、破坏地貌景观、水土污染和大气污染、对水环境的影响、土地沙化和水土流失等几方面。

1.矿山地质灾害

由矿山采掘活动诱发的地质灾害共54处,其中崩塌3处,滑坡5处,地裂缝15处,地面塌陷14处,矿坑突水10处,泥石流4处,煤层自燃3处。石嘴山市沉陷面积达33.783 km2,有的地方常年积水,生态环境恶化。沉陷区涉及住户15182户,47884人,民房面积99.26×104 m2,沉陷区受损供水管路88.7 km,公路及桥涵49 km。每年因地表下沉,矿区的铁路、公路、供水管线、供电线路等维修费用大幅增加。另一方面,大部分煤矸石长期堆放,发生自燃后释放出大量CO、SO2、H2S、NO2等有害气体,严重污染矿区及其周围的大气环境,特别是白芨沟、汝箕沟等矿区煤矸石自燃造成大气污染现象较为严重。

2.破坏和占用土地

仅石嘴山市由于矿业开发占用破坏土地面积就计4434.92 hm2,为宁夏全区矿山总破坏土地面积的45.55%,其中林地54.25 hm2,草地123.16 hm2,其他类型土地4257.52 hm2;区内露天采矿,尤其是在贺兰山北段山前,沿山分布的硅石矿因不规范开采,致使整个山体被挖得疮痍满目,严重破坏了地貌景观。

3.水土污染

煤矿常把矿坑废水、废渣随意向附近的沟谷中排放,使地表水体遭受污染,如大武口沟和红果子沟中的水体就因上游的采煤活动而受到不同程度的污染,并且有害元素会在土壤中富集,改变土壤原有的酸碱度。采矿对水环境的影响主要表现在对含水层的破坏,石嘴山市矿坑排水的影响范围是38.06 km2,区域地下水最大下降幅度为15~65 m。一些建筑砂石矿和砖瓦黏土矿的开采,导致很多土地被占用和破坏,停产后未治理撂荒,导致土地沙化和水土流失。

宁东煤田在较大面积的流动、半流动沙丘的土地上建设3大矿区、7个火电厂和3个煤化工园区。密集的产业布局势必加重区域生态环境压力,并有可能进一步导致土壤沙化,同时地表塌陷和规划穿越自然保护区的道路建设将对白芨滩自然保护区生境构成威胁,因此建议宁东规划调整优化煤炭、电力和煤化工三大主导产业的布局,合理控制煤炭开采规模与速度。进一步调整道路规划,确保白芨滩自然保护区不受大的影响。生态建设应以沙化土地治理为主,以提高区域整体生态功能为主旨,而不以追求林草覆盖率提高为目标。在生态退化地区强调利用自然的力量,积极采用封育、封育与人为干预相结合等自然、半自然的方式改善生态环境,不过分强调人工建设,避免造成新的生态破坏。