新疆跨境河流水生态环境与渔业资源调查--额尔齐斯河

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第一篇 渔业环境：水生生物资源
　　第一章 额尔齐斯河流域概况
　　郭焱1 陈牧霞1 谢从新2 倪朝辉3
　　1.新疆维吾尔自治区水产科学研究所，新疆乌鲁木齐，830000；2.华中农业大学，湖北武汉，430070；3.中国水产科学研究院长江水产研究所，湖北武汉，430223
　　额尔齐斯河（47°00′00′′～49°10′45′′N，85°31′57′′～90°31′15′′E）发源于新疆维吾尔自治区北部的阿尔泰山，是我国唯一流向北冰洋的国际河流，也是新疆纬度最高的河流（汤奇成和李丽娟，1999）。其上游支流库依尔特河发源于我国境内阿尔泰山南坡，在富蕴县铁买克处与另一支流卡依尔特河汇合后，始称额尔齐斯河（苏联称之为 Irtysh River）。该河由东向西流经富蕴、福海、北屯、阿勒泰、布尔津和哈巴河等6县市，最后在哈巴河县北湾出境，流入哈萨克斯坦境内的布赫塔尔马水库（原斋桑泊），然后朝西北方向穿过阿尔泰山西段，经哈萨克斯坦乌斯季卡缅诺戈尔斯克、塞米巴拉金斯克和巴甫洛达尔等地，进入俄罗斯鄂木斯克市与鄂木斯克河汇合后，经秋明州托博尔斯克向北，在汉特-曼西斯克汇入鄂毕河，最后注入北冰洋的喀拉海。从额尔齐斯河的河源至鄂毕河河口全长4248km，流域面积1.643×106km2（朱德祥，1993），从河源至中哈国界全长633km，流域面积5.7×104km2（包括哈巴河上游境外部分流域面积4560km2），年径流量1.1109×1010m3（任慕莲等，2002）。一个水域的生物资源及其生物学特性与其栖息水域环境密切相关，为便于理解这种相关性，本章根据公开发表的文献资料，结合实地考察调研，简要介绍额尔齐斯河流域自然环境、气候特征、水系和水文特征。本书所提及的额尔齐斯河，如无特别说明，系指额尔齐斯河中国境内部分。
　　第一节 额尔齐斯河地理地貌特征
　　额尔齐斯河发源于我国境内阿尔泰山南坡，其地理地貌与阿勒泰山脉密切相关。阿尔泰山脉是呈西北—东南走向的跨国断块山脉。阿尔泰山脉全长约1600km，为中国、哈萨克斯坦、俄罗斯和蒙古4国共有，其山势西北高峻宽阔，东南低矮狭窄。主峰友谊峰坐落在中俄边界，海拔4374m。中国境内的阿尔泰山为其山脉的中段南麓，长约800km，西部与哈萨克丘陵相连，北部与西西伯利亚平原毗邻，东部与萨彦岭相靠，南部与准噶尔盆地相接（张东良等，2017）。阿尔泰山因纵向断裂构造及其产生的断块，地貌具明显的垂直分带（穆桂金等，1981），自上而下依次为：
　　1）高山带：海拔多在3200m以上，分布范围狭小，现代冰川发育，冰蚀、冰炭地貌触目可见，寒冻风化作用普遍，地形较为破碎。
　　2）亚高山带：海拔3200～2400m，地势较为开阔平坦，古冰蚀和冰碛地形清晰，植被主要为亚高山草甸—草原，是良好的夏季牧场。
　　3）中山带：海拔2400～1500m，降水丰富，流水切割强烈，多陡崖深谷，地形起伏较大。阿尔泰山的森林主要分布在这个地段。
　　4）低山带：海拔1500～1100m，年降水量仅200mm左右，流水作用明显减弱，干燥剥蚀风化作用较为强烈，多为半荒漠草原。
　　5）山前倾斜平原区：阿尔泰山西南山麓，海拔1100m以下为山前平原地区，地势东高西低，东部海拔1000～2000m，西部则降至500m以下，与山地的西高东低形成鲜明的地形对照。山麓带的东部主要为石质丘陵地，西部则为山前冲积、洪积平原。干流以南（左岸）为荒漠戈壁和台地，再向南为准噶尔盆地，西南部为沙吾尔山，主峰木斯套山海拔3806m。
　　我国境内额尔齐斯河上游为山区丘陵地带，河谷狭窄深切，中游自北屯以下，河谷变宽，河谷内生有丰茂的杨、柳和桦等次生林与草地。在布尔津县城以下，沿河左岸有绵延百余千米的沙丘。额尔齐斯河在北屯市下游20km处与乌伦古湖擦肩而过，最近处仅3km左右。湖水面比河水面低约5m。因有低毛石山阻隔，湖河不通。然而历史上额尔齐斯河似以三角洲形式进入乌伦古湖。由于中更新世末的构造运动造成额尔齐斯河凹陷和沙吾尔山北缘—乌伦古河凹陷较大幅度的下沉，乌伦古湖北岸科克森套他乌复背斜则表现为上升。随着乌伦古湖盆地的继续下陷，乌伦古湖得以保存与发展。当时，科克森套他乌复背斜及其东延部分，被额尔齐斯河与乌伦古河之间的阶地断开，到晚更新世时期，导致额尔齐斯河同乌伦古湖和乌伦古河分离，成为两个各自独立的水系（王世江，2010）。这也说明为什么乌伦古河水系没有北极茴鱼、江鳕、哲罗鱼和细鳞鱼等，而额尔齐斯河有乌伦古河水系的鱼类，这是这些鱼类在冰川期向南迁移扩散的结果（李思忠，1981）。1955年新疆维吾尔自治区成立，随着当地社会经济的不断发展，乌伦古河注入乌伦古湖的水量大幅度减少，造成乌伦古湖水位下降、湖面缩小、盐度上升等。为改变这一状况，1970年11月新疆生产建设兵团农十师在距布尔津73km处开凿了“引额济海”渠道，1972年完成并输水，由于渠道小，引水量少，效果不显著。1986年11月至1987年10月，阿勒泰地区水利处又组织在此处兴建了“引额济海”工程，建成3km长的输水渠，最大引水量每年可达1.0×109m3。经过5年的引水，乌伦古湖恢复了原初的水位和湖面，可以说乌伦古湖已成为额尔齐斯河的附属水体。
　　第二节 额尔齐斯河流域气候特点
　　1.气温
　　额尔齐斯河流域地处欧亚大陆腹地，远离海洋，属大陆性北温带寒冷区。气温低，春秋相连，无明显夏季，冬季寒冷而漫长。1月平均温度.16～24℃，可可托海极端最低气温曾达.51.5℃；夏季较凉爽，7月平均气温18～24℃。平原区年平均气温4℃。流域极端最高及最低气温分别可达40℃和.40.8℃。无霜期为128～168d（王世江，2010）。
　　额尔齐斯河流域多年年平均气温为4.5℃，春、夏、秋、冬四季平均气温分别为6.3℃、20.9℃、5.9℃和.14.5℃；气候变暖趋势明显，全年气候倾向率为0.315℃/10a，春季气候变暖最明显，气候倾向率分别是0.834℃/10a（努尔江 铁格斯，2018）。富蕴、阿勒泰、哈巴河多年平均气温分别为3.10℃、4.54℃、4.90℃，气候倾向率分别为0.66℃/10a、0.19℃/10a、0.35℃/10a，年平均气温普遍升高，与全球气候变暖趋势一致（庄晓翠等，2010）。上游气温增加幅度较中下游大（鞠彬等，2015；努尔江 铁格斯，2018）。
　　2.日照与光能
　　额尔齐斯河流域内年日照时数2900h左右，日照率62.0%～76.0%；5～8月各月的历年平均日照皆超过300h，4～9月日照总量为1630～1920h，占全年日照总量的60.0%～65.0%。近30年来（1987～2016年）呈现出日照时间减少的变化趋势（努尔江 铁格斯，2018）。
　　额尔齐斯河流域纬度高，太阳辐射在地面的角度小，造成单位时间的辐射能量少，但因干燥少雨，大气透明度好，平原、丘陵区全年的总辐射量仍超过544kJ/cm2。
　　3.风
　　阿尔泰山区处于西风控制区，同时极地环流也在不同程度上影响这一地区的天气过程（Tian et al.，2007）。额尔齐斯河流域西部地势低而开阔，呈喇叭口形，成为风口区。哈巴河县全年日平均风速在4.5m/s以上的时间多年平均为187d，最多年份高达230d。年平均风速为：西部4.4～4.8m/s，中部2.7～3.5m/s，东部1.5～1.8m/s。
　　4.降水与蒸发
　　额尔齐斯河流域为盛行西风环流地区。由大西洋来的气流，容易通过额尔齐斯河河谷进入本地，并受山地抬升，在山区形成丰富的降水。降水量的地区分布具有以下特点：
　　1）山区降水多，平原降水少。山区多年平均年降水量达478mm，高山带可达600～1000mm。海拔2000m的森塔斯站，实测最大年降水量为705mm；平原地区多年平均年降水量为142mm。降水量明显随高程升高而增加。
　　2）西部降水多，东部降水少。额尔齐斯河受阿尔泰山影响，降水量总的分布趋势是东北部山区大，西南部荒原小（李捷等，2008）。西部的库勒水文站海拔640m，多年平均降水量262.9mm；东部降水少。东部的青河气象站海拔1218m，而多年平均年降水量只有173.0mm，相差近100mm，准噶尔盆地边缘的二台水文站，1982年降水量仅有35.1mm。
　　3）额尔齐斯河流域降水量的另一特点是各季降水量存在显著的周期变化（庄晓翠等，2012）。降水主要集中在夏、秋两季，两季降水量占全年降水量的56%～60%，最大月（阿勒泰和富蕴两站为7月，哈巴河为11月）降水量占全年降水量的11%～15%，最小月（富蕴和哈巴河两站为2月，阿勒泰站为3月）降水量占全年降水量的3%～5%（鞠彬，2015；Wu et al.，2016）。一般情况下，11月至次年3月降水以固态降水为主，在高山区，4月和10月的降水仍以固态降水为主。暖季降水总量及日数的空间分布总体上与海拔和纬度呈正相关关系（李博渊等，2017）。额尔齐斯河流域库威、克拉他什、布尔津和南湾4个不同气候区的年降水量在1971～2010年均呈增加趋势（高建江，2017）。
　　4）从20世纪80年代开始，降水呈现上升趋势，90年代达到最大；降水量的增多主要表现在冬季，其次是秋季和夏季；山麓丘陵、沙吾尔山区是降水量增加较快的地区，平原地区的降水量增加较慢（庄晓翠等，2005）。
　　额尔齐斯河流域属干旱、半干旱地区，蒸发量相对较大，由山区到平原，随着高程的增加而降低。山区为900mm，平原为1000～1400mm。蒸发量最大的黑山头站多年平均年蒸发量为1444.2mm，最小的青河气象站多年平均年蒸发量为911.6mm。
　　第三节 水系与水文
　　一、额尔齐斯河水系及其特点
　　我国境内额尔齐斯河是俄罗斯鄂毕河最大的支流上游的一部分。额尔齐斯河干流有库依尔特河和卡依尔特河两支源流。库依尔特河与卡依尔特河于铁买克处汇合并进入卡依尔特—可可托海—吐尔洪—赛克布尔太盆地，自喀腊塑克始称额尔齐斯河。该河由北偏东向南偏西流动至富蕴县城，急转由东向西偏北流向，流经福海县、北屯市、阿勒泰市、布尔津县和哈巴河县等6县（市）后，在哈巴河县北湾出境进入哈萨克斯坦。
　　虽然额尔齐斯河在我国境内流程不长，却是一条独特的河流。
　　一是额尔齐斯河上游和支流主要发源于阿尔泰山，在阿尔泰山长期间歇抬升作用下，支流主要分布于额尔齐斯河右岸，呈一致流向和倾斜，即从北北西向南南东汇入干流，而左岸现无支流汇入，因而似一把梳子，成为典型的梳状水系。
　　二是河流不自然转折，这些支流出阿尔泰山山麓进入准噶尔盆地后急速改变流向，下游转向西南、西甚至北西西（克兰河）注入干流，而且转折点就在各河流出山口进入盆地接触带上。
　　三是每条支流都以上宽、中窄、下宽为其主要横向特点。上游河谷横剖面常常以宽平谷底与陡槽谷为特征，或为宽浅半圆形，或为“ U”形谷；中游则为深窄的“ V”形峡谷；下游多为辫状水系，有的已趋向于游荡性河流，反映出平原河流的特征。河面极为发育、宽阔。水流自由侧向移动，河床两侧的河漫滩最宽可达10～20km，最窄河段也有数千米。宽阔平坦的河漫滩上遗留有许多牛轭湖和古河道，以及大片沼泽地。
　　额尔齐斯河及其支流的河长、流域面积、落差和比降见表1-1和表1-2。
　　表1-1 额尔齐斯河干流特征*
　　Table 1-1 Channel feature of the Irtysh River
　　表1-2 额尔齐斯河主要支流河道特征*
　　Table 1-2 Channel feature of major tributaries of the Irtysh River
　　额尔齐斯河有库依尔特河和卡依尔特河两条源流和丛多支流，形成繁杂水系。为便于