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三江平原的沧海桑田

2020-09-21 14:40:20    来源: 中国自然资源报    作者:吴庭雯

三江平原位于东北平原东北部,是我国九大商品粮生产基地之一,现有土地面积10.89万平方千米,占黑龙江省土地总面积的23.9%。粮食年产量1500万吨,79%作为商品粮输出。人均耕地面积0.478公顷,人均粮食产量2051公斤,均超全国平均水平4倍以上,大米输出量占全国的15%。三江平原作为名副其实的“北大仓”,成为维护国家粮食安全的“压舱石”。

三江平原在地质历史上是一个长期间歇性沉降盆地。

自中更新世(距今约120万年)平原稳定下沉,三江大湖形成,加积了湖相地层,此后继续下沉,湖泊达到极盛时期。期间未发生过大的沉积间断,但有明显的气候周期变化,每个周期的顶底面都有铁、锰、钙的胶结层。晚更新世末至全新世初(距今约1.2万年),平原整体上升,三江湖泊逐渐消亡。三江平原最终成为由黑龙江、松花江、乌苏里江三江汇流冲积而成的沼泽化低平原。

三江平原位于温带湿润季风气候区,区内河网纵横,湖泡众多,地表径流滞缓,土质黏重,渗透困难,且降雨集中,植被茂密。有利的自然条件使三江平原成为我国最大的淡水沼泽湿地——“北大荒”,有着“捏把黑土冒油花,插双筷子也发芽”的美誉。

1949年,三江平原耕地仅占总面积的3%,植被以沼泽草甸为主,森林岛状分布,沼泽面积占全区75%以上。之后,经过半个多世纪的垦荒,耕地面积由新中国成立初期的78.7万公顷增至473.7万公顷,土地垦殖率由7.22%提高至43.7%。昔日的“北大荒”一跃而成“北大仓”。

高强度、大规模开发的代价是天然湿地的萎缩。截止到2016年,天然湿地面积减少到59万公顷,较20世纪50年代减少了85.07%,生物多样性锐减、气候恶化、抗灾能力减弱。三江平原年降水量减少了100毫米,夏季平均气温升高0.8℃,区内中、小河流径流量明显减少。此外,农业干渠扰乱并切断了湿地与周边地表水的联系,不断加剧湿地的破碎和退化;全球性的气候变暖也加速了湿地萎缩。

三江平原赋存了丰富的地下水,每年天然资源量72亿立方米,可开采资源达46亿立方米。然而,农业用水利用效率低、地下水超采严重等现象,改变了三江平原的天然地下水流场,地下水位持续下降。

20世纪80年代,三江平原地区开始大面积种植水稻田。由于过度依赖地下水灌溉,地下水开采量由1986年的5.66亿立方米增加至2014年的108.15亿立方米。多年的连续开采造成平原东北部地下水位明显下降,在建三江垦局形成大型地下水降落漏斗雏形,漏斗中心区约3400平方千米。

此外,农药、化肥的长期施用还造成了地下水以“三氮”为主的面状污染。受原生沉积环境、岩相古地理等影响,地下水普遍铁锰离子超标,严重影响了居民用水质量。

改善、优化三江平原的水环境,需要重点研究地下水平衡及修复、修建引调水工程。一方面,查明地下水开发潜力及调蓄能力,定量评价地表水—地下水转化关系及不同地下水功能区地下水位生态阈值,为水资源评价及合理科学配置水土资源提供技术支撑;另一方面,提出地表水—地下水联合调控方案,以地表水置换地下水,实施水利工程。

目前三江联通工程已立项,“两江一湖”配套工程正在加紧建设,完成后将合理减少地下水开采量,有效解决三江平原地下水超采问题。同时,可把渗漏力强的河滩、沼泽性河床、古河道以及废井或专用回灌井等作为地下水补给“天窗”,利用现有引提水设施,通过人工干预地表水泄洪汇流至此,实现地下水补充恢复。此外,应加快各级地下水监测工程的建设及运行,实现监测数据共享和高效利用,发挥其实时监测、远程传输、动态更新、科学决策之作用,形成三江平原地区地下水监测预警体系。

(作者单位:中国地质调查局水文地质环境地质调查中心)

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