准东煤电煤化工产业开发建设对卡拉麦里山野生动物的影响_陈香莲.pdf

第 27 卷第 1 期干旱区资源与环境Vol 27No 12013 年 1 月Journal of Arid Land Resources and EnvironmentJan 2013文章编号:1003 7578(2013)01 185 05准东煤电煤化工产业开发建设对卡拉麦里山野生动物的影响*陈香莲1，李硕1，彭向前2，邓世荣3，朱俊杰1(1 昌吉学院数学系，昌吉 831100;2 昌吉卡拉麦里山自然保护站，昌吉 831100;3 昌吉州林业技术推广中心，昌吉 831100)提要:准东煤电煤化工产业开发建设在促进当地经济社会发展的同时，给卡拉麦里山的野生动物带来了一定的影响。通过建立野生动物的阻滞增长模型，以蒙古野驴(Equus hemionus)为例进行了建模计算，计算结果表明开发前 10 年间其种群的固有增长率为 4 3026;而开发以后的 10 年间其固有增长率为 0 6。煤电煤化工产业开发建设对其种群的数量增长带来了较大的影响，是影响卡拉麦里山蒙古野驴数量增长的诸多因素中的主要因素。关键词:煤电煤化工产业开发建设;野生动物;影响;数学建模中图分类号:X37;S862文献标识码:A准东是准噶尔盆地东部从阜康市到木垒的一条狭长地带，横跨阜康、吉木萨尔、奇台、木垒 4 个市县，延绵 220km。这一地带蕴藏着 3900 亿 t 煤炭资源，现已探明的煤炭资源储量就达 2136 亿 t，是我国目前最大的整装煤田。五彩湾位于准噶尔盆地北缘，距富蕴、青河两县交界处的南戈壁腹地，这里沉积了很厚的煤层。矿区总面积 224km2，已探明煤炭储量为 158 亿 t，第一期规划开发每年为 1000 万 t，煤层平均厚度为 51m，可采储量约为 40 多亿 t。新疆在实现资源转换战略，把资源优势转化为经济优势，特别借中央资源税改革试点这个契机，加快区域经济的快速增长来改善当地民生的过程中。如何实现以资源为特色的区域经济增长与周边生态环境的友好发展，是准东煤电煤化工产业发展目前所面临的紧迫任务和现实的问题。准东五彩湾煤电煤化工产业开发建设项目区位于卡拉麦里山有蹄类自然保护区的南部地区，而保护区位于新疆准噶尔盆地东部，地理坐标东经 8830 9003，北纬 4436 4600，东西宽 117 5km，南北长 147 5km，总面积 18000km2。卡拉麦里山为横亘于准噶尔盆地东部荒原的低山系，东连北塔山，西至滴水泉、沙丘河埋入古尔班通古特沙漠中。卡拉麦里山有蹄类自然保护区以卡拉麦里山为中心，南起霍景涅里辛沙漠，北至乌伦古河，几乎涵盖准噶尔盆地的东部荒漠，行政区域包括新疆昌吉回族自治州的阜康市、吉木萨尔县、奇台县和阿勒泰地区的富蕴、青河、福海三县，保护区面积大部分位于富蕴和吉木萨尔县境内1，2。1准东五彩湾煤电煤化工产业开发建设项目区周边自然概况 3准东五彩湾煤电煤化工产业开发建设项目周边是卡拉麦里山有蹄类自然保护区的核心地带，保护区以卡拉麦里山为核心，山间海拔高度在 800 1473m 之间，相对高度差 200 400m，属低山荒漠、半荒漠景观。保护区自南向北呈垂直地带性分布，南部为古尔班通古特沙漠和卡拉麦里山山前戈壁，海拔 500 700m，中部为卡拉麦里低山地，北部为荒漠丘陵带，西部和西南部为沙漠戈壁带。保护区在气候上属中温带大陆性气候，其特点是冬季寒冷漫长，夏季炎热短暂，春季干旱少雨，秋季温*收稿日期:2011 12 2;修回日期:2012 2 20。基金项目:新疆维吾尔自治区科技支撑计划项目(项目编号:201142163);昌吉学院研究群体基金项目(项目号:2011YJQT001)资助。作者简介:陈香莲(1965 )，女，安徽濉溪县人，副教授，研究方向为:运筹学及其应用。E mail:xjxianglian163 com通讯作者:李硕(1975 )，男，甘肃天水人，副教授，研究方向为:运筹学及算法研究。E mail:lishuo6974 sina comDOI:10.13448/ki.jalre.2013.01.015凉。最热月份平均气温为 25 30，极端最高天气气温可达 50，最冷月份平均气温在 20以下，极端最低天气气温 38，年平均气温 2 4，无霜期为 170 天。保护区土壤以棕钙土和灰漠土为主。降雨量少，蒸发强烈，土壤淋浴作用微弱，植物覆盖度较底，有机质积累量少。卡拉麦里山保护区动物种群结构较为复杂，种类繁多。在野生动物种群中，以适应干旱的种类占优势。根据考察及资料记载，共有 4 纲 24 目 58 科 288 种，其中哺乳纲 7 目 15 科 53 种，鸟纲 15 目 38 科 220种，两栖纲 1 目 1 科 3 种，爬行纲 1 目 4 科 12 种。保护区内分布着几十种我国乃至世界范围内珍稀濒危的物种，被列入 国际贸易公约的濒危野生动物名录 CITS 附录中 I 级7 种，II 级29 种;被列入国家重点保护野生动物名录中，I 级 13 种，II 级 36 种。卡拉麦里山有蹄类动物种群数量庞大，被称为 野生动物乐园。主要种群有国家一级保护动物蒙古野驴、普氏野马等，二级保护动物鹅喉羚、盘羊、北山羊等。蒙古野驴主要分布在亚洲中部的荒漠、半荒漠和荒漠草原中，在我国卡拉麦里山自然保护区是其主要的集中分布地4。表 15 给出了分布在卡拉麦里山自然保护区的国际贸易公约中的部分濒危野生动物名录，其中蒙古野驴和鹅喉羚相对为优势种类。根据卡拉麦里山自然保护站彭向前等人对蒙古野驴进行的长期监测显示，1982 年只有358 头，1993 年增长到3000 头，2003 年有4200 头左右，目前保存有 4000 6000 头左右6(表2)。这与楚国忠7、葛炎3、毕俊怀8 等调查结果基本符合。表 1分布在保护区的国际贸易公约中的部分濒危野生动物名录Tab 1 The wild animals distributed in CircumjocentNature Reserve and listed in the Conventionon International trade in Endangered Wildlife分布在保护区的国际贸易公约中的部分濒危野生动物名录蒙古野驴Equus hemionus盘羊Ovis ammon猞猁Lynx lynx石貂Mates foina鹅喉羚Gazella subgutturose兔狲Felis manul表 2卡拉麦里山自然保护区的蒙古野驴监测表Tab 2 The monitoring data for Equus hemionus in the Circumjacent Nature Reserve年份样线数样线数总长(km)遇见数量群数 平均垂距(m)密度(头/km2)估计总数量(头)1982 71132619834200853581993 8946225442286056230002003 71652632458354082642002011 8728154926803464000 6000近年来，保护区内的经济活动特别是煤电煤化工产业开发及石油开发不断加剧，对保护区内蒙古野驴栖息环境有较大的影响，下面以蒙古野驴为主要研究对象通过建立数学模型，对其种群数量的增长进行定量分析。2野生动物数量增长的数学模型2 1模型建立及求解野生动物数量增长的阻滞型模型9:x(t)=rx(1 xN)(1)式中:x(t)为单位时间内的动物数量的变化(增量)。此模型在 t 时刻单位时间内野生动物数量的变化量仅仅与此时的野生动物数量 x 有关，其中 r 表示野生动物的固有增长率，N 表示能容纳的最大野生动物数量。为便于讨论，文中将时间离散化来处理。因为有些野生动物(比如蒙古野驴)每年在固定的时间繁殖，因此，用繁殖周期作为时段来研究其增长规律比简单地以连续时间处理模型更好。于是采用以下模型:经过单位时间，即一个繁殖周期的种群数量的增长量仅仅与前一个时期的种群数量有关，且有类似于上面的表达式。于是模型(1)离散化为:yk+1 yk=ryk(1 ykN)，k=0，1，2，(2)这是一个一阶非线性差分方程，对于给定的初值，可以从这个递推公式很容易计算出种群的增长率。在保护区内的众多种群中，为使研究对象更具有代表性，现以具有相对优势的蒙古野驴种群为对象进行实证研究分析。681干旱区资源与环境第 27 卷假设每 2km2范围能容纳一头野驴，并以 10 年为一个考察区间进行计算，因为 1982 年蒙古野驴有358 头，1993 年有 3000 头，假设蒙古野驴按年份均衡增长，那么 1983 年保护区的蒙古野驴数量设为 a，则a=3000 35811+358=598 头。随着从 2003 年开始保护区里陆续进驻了许多煤炭企业以及前期为这些企业的进入所进行的建设，特别是核心保护区的准东五彩湾煤电煤化工产业的开发建设，对蒙古野驴的繁殖发展影响较大。所以文中以 1983 1993 年蒙古野驴数量的增长为一个固有增长率，设为 r1;同理从 19932003 年蒙古野驴数量的增长为一个固有增长率，设为 r2。所以分别以 1983 年的 598 头和 1993 年的3000 头作为初值代入(2)式，就有如下(3)和(4)式:3000 598=598r1(1 5989000)yk=598(3)4200 3000=3000r2(1 30009000)yk=3000(4)经计算可得 1983 1993 年的固有增长率 r1=4 3026;1993 2003 年的固有增长率 r2=0 6000。2 2模型分析以 2003 年蒙古野驴的数量为例分析，如果按准东五彩湾煤电煤化工产业未开发前的增长率考虑，也就是代入 1983 1993 年的固有增长率 r1计算:y2003年3000=3000 4 3026(1 30009000)=8606y2003年=11606这就说明如果不要进行煤电煤化工产业的开发和建设，2003 年蒙古野驴的数量应该是 11606 头，而表 2 实际观测到的数量是 4200 头，实际情况是减少了 7406 头。同理，以未开发前的增长率 r1和开发后的增长率 r2分别预测 2013 年蒙古野驴的数量，就会有如下情况:用开发前的增长率 r1测算:y2013年4200=4200 4 3026(1 42009000)=9639y2013年=13839这说明如果不进行煤电煤化工产业的开发和建设，2013 年蒙古野驴的数量应该是 13839 头，而最近卡拉麦里山自然保护站实际观测评估的数量是 4000 6000 头左右，这与实际观测评估值相差很大。如果以开发以后的增长率 r2测算:y2013年4200=4200 0 6000(1 42009000)=1344y2013年=5544这说明进行煤电煤化工产业的开发和建设后，2013 年蒙古野驴的数量应该是 5544 头，而最近卡拉麦里山自然保护站实际观测评估的数量是 4000 6000 头左右，这与实际观测评估值相吻合。3结论及讨论准东煤电煤化工产业开发建设对卡拉麦里山野生动物的影响是显著的，通过建立数学模型得到的增长率就可以看出其影响。但这种影响因素具体表现在以下几个方面。3 1结 论(1)在卡拉麦里山以南从沙丘河起到将军庙一线以准东煤电煤化工产业开发建设项目为主形成的工业开发带，已对野生动物的生存环境带来了严重的影响。虽然现在已从保护区中部的将军庙至五彩湾一带抠出3000 多 km2用于开发，也在开发带预留了一点野生动物通道，但随着开发建设的强度增大，其阻隔的程度也会加大。使野生动物冬夏季主要栖息地之间形成了隔离，使其主要栖息地缩减，一些饮水点也被人为阻断;同时煤矿在开发中产生许多噪声，如工业生产噪声、交通运输噪声、建设施工噪声等，还有附近781第 1 期陈香莲等准东煤电煤化工产业开发建设对卡拉麦里山野生动物的影响配套的电厂的生产对当地的植被及牧草的生长破坏较大;随着准东五彩湾东北部区域内的煤电煤化工工业园区的建立，加之煤炭产业开采、配套服务设施建设及相关企业单位的新建和入住，预计现在保护区常住人口已达到 10000 人以上。以上这些因素都对野生动物产生严重的影响，并且这种影响结果从实际调查中也得到了一定的证实。(2)准东煤电煤化工产业开发建设项目发展所需的铁路建设中没有考虑包括野驴在内的野生动物的通行通道，加之准东公路自东向西沿卡拉麦里山南穿越保护区，在保护区形成了隔离带。在秋季有大群蒙古野驴和鹅喉羚在卡拉麦里山南徘徊，无法进入南部沙漠地带越冬，使其迁徙受到了很大的影响。虽然通过模型分析得到蒙古野驴在增长，但这种增长是相对减弱的。而且这种增长除保护区内原有种群繁衍增长外;还有周边地区种群迁入的可能，因为野驴擅长奔跑，活动范围大，在环境变化的情况下远距离迁移是可能的。(3)除准东煤电煤化工产业开发建设对周边野生动物造成主要影响因素之外，还有一些其他因素也对其种群的增长有一定的影响，如准东地区属干旱内陆荒漠区，区内无地表水系分布，地下水储量少，水资源相对匮乏，也成为野生动物生存的重要制约因素。具体情况是附近保护区内共有十四处裂隙水溢出形成的山泉，多为苦水泉，主要有德仁各里巴斯陶、塔哈尔巴斯陶、老鸦泉、散巴斯陶等泉，其中较大的为塔哈尔巴斯陶和喀姆斯特泉水，一般泉水流量 2 120m3/日。矿化度为 3 8 12 7g/l。除泉水外，卡拉麦里山西北部有几个大的黄泥滩，如克孜勒日什黄泥滩，汇水面积 164km2，喀腊干德黄泥滩，汇水面积 92km2;乔稀拜黄泥滩，汇水面积 100km2，还有老鸦黄泥滩和石磅坝滩等，这些黄泥滩渗透性能差，能汇集雨水和融雪水，尤其夏季可以汇集较多雨水于滩沟中，成为野生动物重要的天然饮水点，而这种饮水点的现状又不断受到气候的影响，可持续性较差，并且有时候冬季雪灾也会对其产生影响。3 2讨论通过模型的分析以及具体影响因素调查得出的结论可以看到，准东煤电煤化工产业开发建设在开发利用过程中，具体还应做好以下几方面工作。(1)应从整体上考虑准东地区的工业建设和生态建设，从全面协调可持续发展的角度来对卡拉麦里山自然保护区进行科学划分保护。既然已将准东工业用地从保护区中抠出，那么就要对卡拉麦里山保护区及相邻地区的野生动物及栖息地环境进行系统调查，查明现状，重新界定清楚保护区的保护执法范围。准东煤电煤化工产业开发建设项目在保护区内进行，其铁路、公路、矿区、工业园区开发建设活动中势必造成了对野生动物迁徙的影响，占用野生动物的栖息地，这些问题需要从野生动物保护角度和项目建设单位之间进行进一步地协调沟通，以使开发建设和自然保护协调发展，如:是否可以在已建成的公路及铁路的一些路段补修一些野生动物迁移的通道等。总之可以采取一些保护及补救措施使保护和建设双方的博弈能达到一定的平衡。(2)由政府相关职能部门从保护区里的煤电煤化工产业开发建设、石油项目以及若干条主干道路按规定缴纳征收一定的生态环境补偿基金，用于野生动物的繁殖保护以及生态系统的破坏修复。应避免和杜绝无偿开发或先开发后补偿的短视行为，尽可能的将保护区内的开发所带来的损失降到最小。(3)准东煤电煤化工产业开发建设周边的卡拉麦里山自然保护区还可以依托自身的地缘优势和生态优势开展一些针对野生动物保护的其他有益工作。如彭向前在文10 中提出的生态旅游、教学实习、野外生存训练等活动让公民了解野生动物的生存现状，以生态文化建设来扩大保护野生动物的影响，充分发挥公民和保护区的互动保护意识，在服务地方经济社会发展的同时形成环境友好型的发展局面。参考文献 1岳建兵，胡德夫，等 卡拉麦里山有蹄类自然保护区蒙古野驴的数量与分布 J 林业资源管理，2008(5):111 115 2GAO X Y，XU W X，et al Status and distribution of ungulates in Xinjiang，China J Journal of Arid Land，2011，3(1):49 60 3葛炎，刘楚光，等 新疆卡拉麦里山自然保护区蒙古野驴的资源现状 J 干旱区研究，2003，20(1):32 34 4高行宜，谷景和 马科在中国的分布与现状J 兽类学报，1989(9):269 274 5刘玉燕，刘浩峰，刘敏 新疆卡拉麦里山有蹄类自然保护区生物多样性保护研究 J 干旱环境监测，2005，19(3):131 135 6彭向前 卡拉麦里山自然保护区生态评价和保护利用对策 R 卡拉麦里山自然保护站，2011 7楚国忠，梁宗岐，等 卡拉麦里山有蹄类野生动物自然保护区蒙古野驴的夏季栖息地及种群数量 J 动物学报，1985，31(2):178 186 8毕俊怀 我国蒙古野驴资源现状及其若干生态问题研究 D 北京林业大学，2007 9姜启源，谢金星，叶俊 数学模型 M 北京:高等教育出版社，2003:210 211881干旱区资源与环境第 27 卷 10 彭向前 卡拉麦里山自然保护区存在的问题 J 保护管理，1998，19(3):7 8The influence of coal electrical and chemical industry construction on the wildanimal populations in the Circumjacent Regions，the east junggar basinCHEN Xianglian1，LI Shuo1，PENG Xiangqian2，DENG Shirong3，ZHU Junjie1(1 Department of Mathematics，Changji University，Changji 831100，P R China;2 Changji Management Station of Circumjacent Nature Reserve，Changji 831100，P R China;3 Changji Foresty Technique Extension Center，Changji 831100，P R China)Abstract:With the development of local economy and society promoted by coal electrical and chemical industryconstruction in the East Junggar Basin，the incidental consequence was effective on wild animal in the Circumja-cent regions to a certain extent Based on the resistance growth model of wild animal and taking Equus hemion-us population as an example，the mathematic modeling analysis showed that the inherent growth rate of the popu-lation for a period of ten years was 4 3026 before the time of coal resource exploitation，however it was 0 6 lat-er It could be confirmed that the coal electrical and chemical industry construction have made a strong impact onthe population growth and was the most important among numerous factor obstructing the wild animal populationgrowth in the Circumjacent regionsKey words:coal electrical and chemical industry;wild animal;influence;mathematic model981第 1 期陈香莲等准东煤电煤化工产业开发建设对卡拉麦里山野生动物的影响