甘肃自然地理志：近2000年人类活动对环境的影响

（1）人类活动对林草植被变化的影响

甘肃东部黄土高原地区是人类活动影响环境变化的一个典型例子，因此成为学者们予以特别重视的研究地区。秦始皇统一中国后，传统农业以黄河流域为中心扩展到其它地区。从这个时期开始，人类活动对自然环境的影响，在程度和范围上都和这以前大不相同。秦、汉之际，月支、乌孙、匈奴据有河西之地；而陇西、陇东、陇南仍有羌戎各部分布。随着秦汉王朝建政设郡，戍边屯垦，大量内地汉人移居河陇，众多降服的少数民族居民被安置于此，民族的交流融合成为陇右历史的一大主题。与它毗邻的内蒙古高原、青藏高原及迤西的“西域”、中亚多为游牧民族繁衍驰骋之地，不同时期崛起于西北的各个游牧民族要向文明中心挺进，无不足踏河陇大地，使它成为古代民族大迁徙大融合的舞台。

西汉时期的垦田，包括内地民垦和边郡屯田两种，前者大多是重新开垦因战乱而大量荒芜的土地，后者则主要是向西北扩张的新农区。汉武帝时农区北界的位置在西北远至新疆、河西走廊、陇西地区，东北从山西、河北北部，东至辽宁。此后，我国传统农耕区北界的位置大体如此，只是随中原汉民族与周边少数民族势力的彼此消长而发生一定幅度的摆动。当时中国农耕区的西北界远至新疆、河西走廊、银川平原及内蒙南部，西部扩大到西宁、成都一线（图4）。在人为作用的参与下，极大地改变了甘肃省的土地覆盖状况，其形式主要为农田的扩张以及伴随而来的天然植被和地表水体的破坏。在陇东和陇西地区，森林草原覆盖率开始显著下降，森林累积减少的数量也比较大，对现代自然景观的形成具有重要意义。

图4　历史时期中国传统农耕区的扩展

经典地理著作《禹贡》记述包括甘肃黄土高原在内的雍州：“原隰底绩，……厥土惟黄壤，厥田惟上上，厥赋中下”。表示既有平坦的原面，也有低湿的洼地，土壤疏松肥沃，便于耕垦。关于此点，可由横贯本区东西的长城之土质得到证实。据调查考证，战国时期的秦长城（约公元前606年至前251年间筑），西起今临洮州里墩，经渭源、陇西、通渭、静宁、隆德、固原、环县，而入陕北。城墙为黄土夯筑，土质和现在的土壤对比观察，看不出有什么不同，它并不含有更多的腐殖质。可证明2300年以前，长城所经过的陇东和陇西黄土高原，并非森林区。

黄土高原天然植被在漫长的历史时期受到人类的严重破坏，大部分地区都已不存在了。只是在一些山地还存在天然植被，而且大多也都是次生的。例如渭河上游一带，即有山地森林分布，且见于文献的记载很早。由于渭河上游山地林木畅茂、繁多，易于获得，房屋建筑全用木材，历史上盛行板屋习俗。《汉书·地理志》云：“天下陇西，山多林木，民以板为室屋”。《水泾·渭水注》亦云：“其乡居悉以板盖屋，诗所谓西戎板屋也”。唐宋时期，森林采伐的重点地区沿渭河西移到秦陇之间，至北宋初京师开封的建筑多取材于此。根据记载，当时每年可获得大木万株以上（《宋史·高防传》）。现在从天水到武山间的渭河沿岩，除局部地段分布着灌木矮林外，到处是农田村舍，昔日森林繁茂之地难以寻觅。不过，由于这里地处森林向草原的过渡地带，森林残迹还是可以见到的。渭源、漳县、武山南部山地，原为云杉、冷杉纯林，经长期确伐破坏演替为以山杨、桦为主的次生林。通渭县境内海拔2350m的鹿鹿山，200多年前还有茂密的森林。在秦安县中山之黑梁，目前残存有漆树、五倍子等天然树种。近年又在该县与甘谷交界的青林沟，新发现83亩天然辽东栎林。

渭河、洮河和黄河的分水岭，即华家岭、胡麻岭、兴隆山、马啣山、七道梁、巴米山一带山地，文献记载和实地调查均表明有成片森林分布。清道光二十七年本《皋兰县续志》记载：“石佛沟，在阿干镇（今兰州市南15km，）南五里大山中，……入谷十余里，古塞路，栝柏参天，无虑数千数，药草多异种，……林际多异鸟，有绿鹦鹉”。清光绪十八年《重修皋兰县志》记载：“巴米山，在县西南九十里，自麓至岭红十五里，岩中最险处松林葱郁，时见青羊麋鹿往来”。“官滩山，在县东南四十里，林深菁密，邑中薪炭及一切竹木器具皆取诸此”。“屈金支山（马啣山）林木茂密，地势高寒，夏犹见积雪”。光绪三十四年《金县新志稿》高载：“兴隆山，即争秀山，俗名东山，在县西南十五里，树木蔚秀”。现今这一带山地除兴隆山尚2.72万多亩的天然林外，马啣山仅残留次生灌木丛林，其它山地皆因乱确滥伐及战乱焚毁，森林已荡然无存。会宁铁木山、榆中北山一带山地，历史上也曾分布着灌丛和森林。铁木山在会宁县西北40多公里处，海拔高度2397m，并有基岩出露。周围植被稀疏，唯独此山草木繁茂，分布有800余亩的天然次生林。清道光十一年《会宁县志》记载：“铁木山，林木阴殴，色黑如铁”。北部毛毛山、寿鹿山、哈思山、屈吴山一带，文献记载亦有森林分布。宋张安泰《建怀戎堡碑记》载：“屈吴山、大神山、小神山，皆林木森茂，峰峦耸秀”（《甘肃新通志》14《建置志》）。现在这里仅剩一些以灌木、山杨为主的次生阔叶林，且林相残败，今不如昔。哈思山清代前期还是“松柏丛茂，鸟兽蕃庶”（康熙四十八年《重纂靖远卫志》），现代只在阴坡海拔2300m以上分布稀疏的云杉、油松次生林。寿鹿山（毛毛山东支）清未还是“崇岗隐天，森林蔽日”（光绪十八年《重修皋兰县志》），如今除主峰老虎山残存一些青海云杉、祁连圆柏、高山灌丛外，其余已被砍伐殆尽。

至于陇东黄土高原，自然条件比较优越，历史上泾河南北的沟谷、山地都曾有森林分布。今灵台县良原镇所在地良原，唐代为一片平林（《新唐书·李元谅传》）。现在这里除沟谷中有林木发育外，原面上大都辟为农田，只可看到零星的灌木、草本。《古今图书集成·职方典》记载位于庆阳北60km的第二将山“峰峦高耸，林木茂盛，其地居民多宫庶”，位于庆阳府合水县城东25km的子午山“松木搓牙，绵亘八百余里”，位于合水县南一里的南山“其山巍然，林木茂盛”，位于宁州东50km的横岭“山势高耸，树木茂盛”。清代《合水县志》也记载子午岭：“绪木丛赞，群兽隐伏，绵亘八百里”。今天的子午岭，主要是一些次生稍林，且林线不断后移，景观颇有变化。这里强调森林状况的变迁，并不意味着历史上森林面积比草原面积广大。其实，陇东黄土高原（特别是泾河北测各支流流域）不论古代还是现代，都是以草原为主，断续地间有若干森林，且仅在沟谷河流和石质山地才有可能有成片森林。由于广泛而深刻的人类活动，甘肃黄土高原不仅经历了森林的砍伐，同时还经历了大面积的草原开垦，自然景观已大为改变，有些地方甚至变得面貌全非。目前，黄土高原森林覆盖率约5.5%；现有林草地占总土地面积35.1%，且其中疏林地和退化的草场几乎占1/2。需要指出的是，历史时期黄土高原的天然植被虽然在人类活动的影响下，面积越来越少，植被的结构也趋于简单化，但在局部地区和短时期内，植被有可能得到再生和恢复。

（2）人类活动对土壤侵蚀加剧的影响

黄土高原位于最易发生土壤侵蚀的气候带。从全球角度看，在年降水量400～500mm的地区，由于降水的侵蚀力较强，植被覆盖度又达不到保护地面免遭侵蚀的程度，土壤侵蚀最严重。甘肃黄土高原大部地区位于此降水量带，因此是土壤侵蚀最敏感的地区。西周时期，黄土高原土壤侵蚀相对较轻，黄河及其支流输沙量相对较小。春秋时期，秦灭掉渭河中上游的十二国，开垦草原，砍伐林木，发展农业，加剧了水土流失，渭河水流初变混浊。而此时居住在泾河上游的戎人仍过着原始的游牧生活，对草原、森林破坏轻微，土壤自然侵蚀不严重，泾水较渭水显得清澈。“泾以渭浊”，正是当时泾清渭浊的真实写照。

秦汉时期黄河下游的河患远较以前频繁，这可能与河水输沙量增加有密切关系，而河水输沙量的增加则与黄土高原地区人口增加和农业发展有关。尽管这一时期聚落的分布主要沿河谷川地，而且牧业也占有一定比重，人们的农业生产以及樵采等活动还不可能对整个环境产生普遍的影响，仅局部地区会受到人类活动的影响。例如，人口密度若以每平方公里10人计算，每人的耕地数为10～20亩；那么每平方公里则有100～200亩耕地，开垦率达1/15至1/7。若考虑到轮作，汉代时期则为三年轮作制，每人的耕地数可能有30～50亩，每平方公里内的耕地可达300～500亩，土地开垦率则可能达1/5至1/3。显然，这对于加剧土壤侵蚀已能产生一定的影响。例如，西周春秋时期泾水清澈见底，到汉代则有“泾水一石，其泥数斗”之说。(www.xing528.com)

自东汉王景治河至隋代的五百多年期间，黄河下游河患较少。这一时期黄河相对安流的主要原因应归因于黄土高原地区人口减少，植被得到了一定恢复。唐代以后，作为黄河支流的渭河及其两条支流洛河与泾河的输沙量都表现出增加之势。关于唐代泾河含沙量的增加，据史念海研究（1981），唐代诸如杜甫、白居易、柳宗元等名家的十多篇诗文，均提到泾河浊、渭河清。泾浊渭清的反差加剧，表明是泾河含沙量增加的结果。泾河与洛河含沙量的增加，进而影响到渭河含沙量的增加以及黄河含沙量的增加。谭其骧指出，东汉至隋“黄河安流”的原因是黄土高原土地利用方式由农变牧，植被得以恢复所致。史念海也认为，目前的状况完全是人为破坏的结果，尤其是明清以来的破坏最严重。

1949年以来，黄土高原的人口增加了一倍，一方面陡坡耕垦和收集薪柴以及工矿交通等活动增加，同时又开展了大规模水土保持。西峰水土保持试验站对马莲河流域的调查表明，该流域30年治理侵蚀的效果，基本上被这一时期的破坏作用所抵消。土壤侵蚀强度是自然因素和人为因素综合影响的结果。研究表明，土壤抗蚀性对植被依赖性强，从野外的一些观测数据看，土地耕垦后土壤侵蚀明显增加，农用地的侵蚀强度一般可达草坡牧荒地的1.4～4倍，林地的5～114倍。但是，在不同地区的各个历史阶段，这两类因素各自在侵蚀过程中居于何种地位，人为因素影响侵蚀的程度如何，这些问题直接关系到治黄决策。已有研究证明，黄河中游土壤侵蚀自然背景值为每年6.5～10亿t，平均由公元前的10.75亿t/年增至1855年的13.3亿t，1949年的16.8亿t，1987年的22.3亿t。扣除自然侵蚀率外，人为侵蚀率由6.7%增加到24.8%。可见，近2000年来人类活动对黄土高原土壤侵蚀有着巨大影响。

（3）人类活动对河西地区湖沼湿地变化的影响

公元前111年，河西走廊地区先后建置了武威、酒泉、张掖、敦煌等郡，史称“河西四郡”，并在主要交通线上开辟了灌溉农业区、建立了35个县。据《汉书·地理志》所载，河西四郡有户六万一千余，口二十八万余。如果再加上屯田的士卒，估计整个河西大约有40万人左右。大量劳动力的进入，加上他们代带来中原人民丰富的生产经验和灌溉技术，大大地促进了河西绿洲的开发。前凉张氏统治河西时，招徕了中原大量的流民，并推行轻徭薄赋、劝课农桑和兴修水利等政策。如在敦煌地区就兴建了北府渠、阳开渠、阴安渠等等。隋唐之际，河西灌溉农业进入更加发展的时期。汉唐以前，绿洲用水局限在农业灌溉和生活用水两个方面，规模不大，水资源尚呈过剩状态绿洲处在繁荣和发展阶段，并可作为绿洲兴衰演替的尺度和比较表准。从清初到嘉庆年间，河西人口突破了百万大关，至此河西结束了时农时牧的年代，进入了稳定的农耕时期。在清乾隆嘉庆年间前2000年，河西地区的人口密度一直在2人以下，远离沙漠化国际会议所规定的临界指标（1977年在国际防治沙漠化会议曾对沙漠化地带的“人口压力”提出临界指标为每平方公里7人）。清代中期河西人口密度突破了“临界指标”，达到8.8人，人类活动对绿洲自然生态系统的影响迅速加重。因此，随着人口与耕地的增长，使绿洲面积日益扩大，水资源由过剩逐步转入饱和。例如，从清代初年，民勤与武威县为解决石羊河中、下游用水的矛盾，曾发生多次争讼案件，因而在《镇番县志》中，特编“水案”以章，至今仍可查到官方文献规定民勤与武威用水比例的旧制。石羊河下游因地面水源不足，昔日“水族孽生，泽梁沮而多鱼”的湖泊和水足土沃的景象已成为历史。

根据文献记载不完全统计，河西走廊历史时期有大小湖泊60个之多，现已大部分干涸。石羊河下游的终端湖历史上总称为潴野泽，2万年前高湖面海拔达1317m、水域面积达1680km2，全新世气候适宜期水域面积达610 km2（Wang Naiang，et.al，2005）。近2000年来，人类活动对石羊河下游湖泊的影响量级，整个历史时期平均为28%，清代以来则高达到88%以上，成为晚近湖泊快速萎缩的主要原因。1950年以前，石羊河下泄余水分二支注入青土湖和白碱湖。青土湖植被相当茂盛，原是芦苇丛生、野鸭成群的湖泊景观。由于中游灌溉农业的发展，耕地的扩大，早已无余水下泄，于1950年代前期干涸，水生生态系统瓦解，并呈现荒漠景观，湖滨覆有流沙。白碱湖历史上曾称为“东海”，汉代以前湖泊面积达四百多平方公里。据王延平等1964年考察，梭梭门子一带尚有湖水。李并成根据1973年成像的东镇幅假彩色合成卫片得出1970年代湖水面积为35km2，湖面较10年前已大为缩小。目前，白碱湖因接纳北山暴雨洪水，时干时湿成为节性湖泊，已进入盐湖晚期，使这一地区延续了数千年的生态环境不复存在。腾格里沙漠的邓马营湖，古代水域辽阔，曾与其东部的黄草湖相连，现由于补给水源减少，面积已经缩小到不足200km2的沼泽。位于黄羊河冲积扇前缘的黑马湖（《元和郡县志》称为“文车泽”），1956年水域面积尚有3.3km2，在航空相片上明显呈现出黑色水域的信息。60年代以后，由于黄羊河水库建成，输水渠道渗漏减少，不仅无地面水补给，地下水位也不断降低，黑马湖完全失去了水源补给，1988年全部干涸。

疏勒河东支和石油河下游的花海，距今2000年前湖泊面积曾达405km2（表2）。据徐松《西域水道记》（撰于清道光三年）卷三记载：“查华（花）海子，逼近赤、靖等处营讯，南通青海，北接北路卡伦，留牧方便，盖海滨广斥，故饶水草，海子长一百六十里，北与湃带湖相连，其西为布鲁湖”。后因疏勒河在大坝洪积扇摆动的自然改道与人工筑坝开渠，入湖水量大减，故湖面迅速缩小。现除北石河下游终端湖的干海子（海拔1204m）外，再无地表水而形成荒漠化的干湖沼与沙丘景观。花海湖泊的残余部分干海子，湖面约300hm2，水深0.1～1.5m。湖内植物主要为宽叶芦苇，湖泊周围植物主要为红柳灌丛，湖内栖息着26种数以万计的候鸟和留鸟，其中有白天鹅、大白鹭、灰鹭、灰鹤、赤麻鸭等。1982年，干海子被辟为甘肃省鸟类自然保护区。但因后来在北石河南岸的三墩滩、比家滩一带移民开垦耕地，干海子上游水源被截引，至1999年6月彻底干涸，鸟类自然保护区也名存实亡。

表3　河西走廊及比邻地区主要湖泊的自然特征及其干涸年代

与湖泊萎缩干涸的同时，河流下游湿地植被明显衰退，生物多样性趋于降低。50年代以前，民勤绿洲地下水埋深多在1～3m之间，北部湖区小于1m，土壤常处于湿润甚至渍水状态，形成本区天然植被主要是依赖地下水生活的沼泽与草甸草本及中生、旱中生的小乔木、灌木、半灌木的疏林、灌丛草地。天然河岸荒漠林仅存胡杨林一种，小片分布于河谷地带。上世纪60、70年代以来强度开发地下水造成的水位下降，首先使湿生系列的草甸植被生长衰退，青土湖2m多高的芦苇消失，萎缩成适应土壤干旱、只数厘米高的鸡爪芦苇。马兰、拂子茅几乎绝迹，已被盐生的盐爪爪、花柴所取代；弃耕地上的湿生植被为旱生的白刺灌丛所取代。据不完全资料统计，60年代仅张掖地区广泛分布的沼泽及低湿草甸草场面积达12万hm2以上，产草量1200～1800kg/hm2，80年代中期减少到9万hm2，产草量510kg/hm2。疏勒河流域的安西县桥子乡，草湖（古冥泽遗存）面积1995年比50年代减少90%，芦草沟的芦苇50年代高达2m，到1993年已全部枯死。踏实黄水桥以东的草原，覆盖度由50年代的61%下降为1993年的40%，平均草高由70cm降为30cm，草产量降为50年代的1/3，而且草场中盐碱化面积占60%以上。总之，由于地下水储量减少，水位下降，植被演替趋势是由湿生系列向旱生、盐生、沙生系列演替。

世界气象组织和联合国教科文组织规定：“在区域用水量超过可用水量40%时，可以判定该区域水资源是不可持续开发利用的，水资源将成为区域经济社会发展的制约因素”。目前，河西地区的石羊河流域已开发利用73.2%，黑河流域已开发利用65.4%，疏勒河流域已开发利用50.4%。这些数据已远远超过一般公认的径流水资源开发利用率40%的极限，亦高于全国平均水平，某些局部地区的水资源甚至已严重超用。如石羊河流域净耗用水量17.5亿m3，无效蒸发损耗2.7亿m3，缺水3.2亿m3，供需矛盾突出；黑河流域净耗用水量19.6亿m3，无效蒸发损耗13.6亿m3，已进入水资源临界利用状态，中、下游分水矛盾日益突出。Falkernmark（1989）曾对水压力度进行分级，认为每人每年再生水资源拥有量少于1700m3，就有水资源压力，少于1000m3则“水资源稀缺”，少于500m3则该地区注定生活在“水贫困线以下”。因此，石羊河、黑河成为中国内陆河流域人口最密集、水资源开发利用程度最高、用水矛盾最突出、生态环境问题最严重的流域之一，有些地方甚至已危及人类生存，引起社会各界的广泛关注。

应当说明，人类活动对自然环境的影响，存在正反两方面的作用，会导致两种截然相反的结果。一方面，人类为了谋求生存，进行了一系列放牧、农耕和采伐等生产活动，甚至在很多时期还出现战乱等大范围社会活动，破坏了地表植被和土壤。另一方面也不能排除人类活动会使局部环境有过不同程度的逆转，特别是干旱荒漠地带的绿洲化等。总之，人类的力量已强大到可与地质力量相比，人类活动已经成为地球环境变化的主要驱动力。为强调人类的核心作用，现在一般把全新世这个地质时期称为“人类世”。“人类世”的概念和内涵确立了“人类圈”在地球系统中的位置，表明人类可以调整自身的行为，使生态环境变化遵循自然规律，向着有利人类的方向发展。