尼泊尔卡利甘达基河流域上游的野马山谷上部的水文状况的变化和适应策略

《寒旱区科学》2013,5(1):0133–0139标识符:10.3724/SP.J.1226.2013.00133尼泊尔卡利甘达基河流域上游的野马山谷上部的水文状况的变化和适应策略作者:PremSagarChapagain，JagatK.Bhusal1.尼泊尔加里满都特里布文大学地理系中心2.尼泊尔加德满都水文工作者和气象学家协会主席通信地址：PremSagarChapagain,尼泊尔加里满都特里布文大学地理系中心，博士，副教授,E-mail:[e-mail]投稿日期:201210月30日出版日期:2013年1月20日摘要最近的气候变化带来了水文状况的变化，这影响了尼泊尔喜马拉雅山脉卡利甘达基流域上游的传统农牧生产系统和生活。根据野外工作和有效的气象和水文资料,本文探讨这个寒旱区水文状况的变化和当地居民已经采用了的各种适应策略。气温的增长和降雨、降雪量的减少导致了水量平衡的负值。在这种背景下，横跨跨喜玛拉雅山脉上部的野马区的农民已经实施六种主要的适应策略。关键词:卡利甘达基流域上游；农业；生活；气候变化；水量平衡；适应策略1引言气候变化是一个全球关注的问题。在过去几百年(1906–2005)，全球的平均气温上升了0.74°C(国际气候变化委员会，2007)，在尼泊尔喜马拉雅山脉平均每十年的升温速度是0.4°C。喜马拉雅山脉的变化可能影响生活在河流流域下游10亿多人的生活和生活。在尼泊尔温度有明显上升趋势,在尼泊尔高海拔地区这种趋势更加突出。(什雷斯塔等人，1999)。最近的研究表明，在整个喜马拉雅山脉的高海拔地区温度逐步提高并且在喜马拉雅山脉东部温度上升的速度是0.01°C(纽等人，2002；什雷斯塔和德夫科塔,2010)。气候变化正面和负面的影响都很强烈的，它直接影响到高喜马拉雅山脉高山地区以农牧业为生的部落,尤其是他们的饮用和灌溉水量需求、粮食生产和粮食安全。气候变化对粮食生产的影响表明农业生产力在温带的高纬度地区将增加，在较低纬度的热带和亚热带地区农业生产力将减少(克莱因，2008；克里布，2008)。有人预测，在北方的温带国家农业生产的增长可能由目前的8%增加到2050年的25%，然而在南方，特别是在印度，农业生产将减少30%(克莱因，2008)。在这种背景下,本文探讨了卡利甘达基流域上游寒旱区的水文状况和这个地区基于农牧业生产系统的适应策略。卡利甘达基流域上游位于跨喜马拉雅地区的尼泊尔，与东北方向的中国西藏自治区接壤(图1)。从地质上来说喜马拉雅山广阔、脆弱，并受到持续的剥蚀。山脉的陡峭的斜坡和众多的河流峡谷妨碍密集的定居点产生，并且可耕种的土地是有限的(国家自然保护基金会，2008)。在2800米到8168米的海拔范围内流域面积为3200公里。流域位于雨影面，降水很少，每年降水量不到300毫米(DHM，1999)。这个地区的气候通常是干燥的，伴随着大风和强烈的阳光。夏天记录的最高温度是26°C，冬天温度非常寒冷，温度范围在−20°C左右。2010修建了一条通往以前难以到达的高山区的季节性公路。这不仅创造了发展机会也拉大经济不平等的差距，加速环境恶化，加强文化融合，促成了人们已经开始注意到的随意的定居点增多Tulachan，2001)。虽然这个地区的下游在举世闻名的安纳普尔纳峰徒步旅行线路之内，因为他们的定居点远离旅游路线，当地的定民从旅游业中获益不多。因此，尼泊尔的寒旱区，特别是野马山谷居民通常的谋生的式，仍旧反映了在全球变暖和栖息地的退化的背景下对生存环境的适应(西门，2010)。2方法和材料本次研究是基于分析尼泊尔政府的水文局和计量局提供的有效降雨量、温度、河道流量数据。我们利用在2000-2012从野马山谷上部Muktinath、Lomanthang、Ghami和Jomsom四个监测站得到的连续数据。水量平衡使用参数如降雨量、径流量,蒸散量,深层渗漏量计算得到。流域的蒸散量深层渗漏量没有有效的数据，因此，根据降水总量减去径流量计算水量平衡。在卡利甘达基河野马山谷上部出口的卓姆索姆测量站测量可以得到径流量的数据。此外,2011年1月在野马山谷的上游Tiri,Phalek,Dhagarjung三个村庄进行了两周的野外工作，这些村庄距离Jomsom机场步行大约需要两个半小时。数据由问卷调查、小组讨论、个人观察,和关键人物采访的方法收集得到。在Dhagarjung有47个住户，在Phalek有68个年,在Teri有23个，其中,从每个村庄随机选择10个住户进行问卷调查，每个村庄进行一个小组讨论和关键人物采访。3讨论3.1水文状况卡利甘达基流域上游位于雨影区，降水很少。流域出口附近地区的年降雨量是300毫米,而流域干旱地区的年降雨量只有145毫米(DHM、1999、2000)。2800米至3000米之间的高海拔地区气候寒冷,是这个地区最潮湿的部分，苔原分布在海拔5000米以上的地区，终年覆盖就积雪。这个地区的气候通常很干燥，有大风和强烈的阳光。冬天非常寒冷,温度在−20°C左右。气候变化是一个全球关注的问题。最近的初步研究表明这个地区的温度以每年约0.02°C速度上升(Baidy等人，2008；实际行动-尼泊尔，2009)，而卡利甘达基河流域下游的年降雨量有增长的趋势(Gauchan,2010)。根据观察每月的降水量,一年度降雨量的的体积为7.05亿立方米，但水量平衡是负的，流域每年损失的水量为3.55亿立方米。我们从气候变化的角度的分析观察卡利甘达基河流域的流量数据和降水量数据(DHM，2010)，有明确迹象显示气候变化影响了当地的水文状况。图2总结了总结流域(3200平方公里)每年流出的年径流量和年降雨量。算术平均法计算得到的长期年平均降雨量为220毫米，相当于7.05亿立方米水量，流域每年流出的水量达10.6亿立方米(DHM，2008)。水量平衡是负的，流域每年损失3.55亿立方米水量。我们分析近期数据(2000-2012)表明除了在季风月到来之前的三个月(3月、4月和5月),径流量超过降雨量的输入量(图2，表1)。径流量/降雨量比值约为1.50。从理论上讲,自然径流量/降雨量比值应该接近1.0，但由于蒸散、深层渗透，和其他损失，比值实际上从未达到1.0。尼泊尔对戈西河的评估发现积雪和冰川消融量大约占了年径流量的8.46%:最大值为5月的22.52%，最小值为1月的1.86%(世界自然基金会,2009年)。然而,由于缺少海拔4000米以上地区的降水量(年降雪量)的资料，卡利甘达基河流域记录的降雨量可能不能准确地代表实际的降雨量。同时，生成地下水含水层的径流可能来源于流域以外的其他地区。然而，有明显的迹象表明积雪和冰川消融量，包括地下水对流域内径流的形成作用是很大的。目前的研究发现，积雪的消融量可能占卡利甘达基河流域上游径流量的40%(图3)。这表明由于气候变化和未来气候变暖，如果时空变化变得更加广泛，环境条件可能会更加恶化。3.2生活和适应策略在历史上，水在这个流域被认为是丰富的和代表性的资源(汉密尔顿,1819)。水在个人、部落和社会群体之间引起了激烈的竞争，一直到最近，这个地区的用水权与兄弟一妻多夫制的婚姻制度密切相关。尽管这种婚姻制度已经几乎被废除了，不能分割的遗产制度使得人们分为不同的社会阶层(Basnet，2007)。传统农牧生产系统的重点在增加谷类作物的生产，即小麦、荞麦、土豆和大麦。此外，牧民饲养家畜如牦牛、山羊、绵羊和牛。这两个生产系统已经受到气候变化和经济全球化的影响。流域水源(泉水和小溪)的减少引起了高度关注，因为生活在这个地区的人民很大程度上依靠当地的自然资源来勉强维持他们的生活。重要的是，气候变化改变了降雪量，这直接导致了传统农牧生产系统灌溉用水的减少。人们在高原牧场自由地放牧,但是由于土壤持水量很小，放牧的生产力随着降雪量和降雨量模式的变化直线下降。降雪量和水量的急剧下降严重影响了草地的生产力，这反过来又对整个农业和生活的多样化造成了负面了影响。因此，当地人民已经采用了以下的适应策略。策略1:为灌溉用水的使用建立新的共同章程和规划农民已经建立了一套新的水资源管理系统并且为灌溉用水的利用建立了新的规则。传统上每个村庄建造一个大池塘储存溪水用以自流灌溉周围的农田。早在15年前，一个家庭完全可以灌溉自己的农田，然后下一个家庭可以完全灌溉自己的土地。现在这些池塘没有储存足够的水，所以不管农场面积的大小和农田离储水池的距离，每个家庭分配到的灌溉用水时间为固定的几个小时(3-4小时)，由于溪流和存储在池塘的可用水量，时间不断减少。由于这个规则，农田距离村庄较远的农民们得到的水最少。策略2:建设新的水利设施传统上，农民用泥浆建造存储水池来储存水。然而，水分通过当地粗糙的崩积土大量的渗透损失，因此有必要从水源地到池塘用水泥修筑一条渠道。最近，农民已经开始用混凝储水池取代传统的泥塘(图4)。农民也开始将卡利甘达基河的水抽到他们的村庄。Teri村的村民安装了一台电动水泵，在河岸安装了一个管道，现在村民将河水抽到了村庄的顶部，利用重力灌溉农田。这一成功事例鼓励野马河谷上部的其他村庄也这样做。此外，农民在山坡上建造一系列用来灌溉的池塘，这样从储水池渗漏的水可以在下坡的池塘里重新储存起来并通过一条新的渠道重新回到村庄。策略3:逐步采用新的耕作系统正如前面已经提到并描述，这个地区的农民传统上种植有限的农作物，如小麦、荞麦、土豆、和大麦。在以前,在种植谷类作物的土地上种植经济作物是不可思议，现在由于温度的增长、新市场产生和公路运输这已经成为现实。因此,许多农民已经开始种植苹果来代替谷物作物(图5)。由于缺乏水源和当地的劳力短缺，这是最好的选择，并且有利于经济的发展。另外，农民开始种植多种蔬菜，如西红柿、豆类、胡萝卜、洋葱、大蒜、南瓜、菠菜、香菜,尤其是在Teri村。由于安纳普尔纳环线游客的增加，当地市场对蔬菜需求很大，这个地区是徒步旅行的游客在尼泊尔的第一个目的地，每年大约有90000游客。农民可以在较少的时间内获得更多的收入。当地的非政府组织，主要是安纳普尔纳峰保护区项目(ACAP)，并且亲戚和朋友们都通过提供知识和其他支持来鼓励这些农民，这种耕作制度变化也得到了政府的支持。因此，野马山谷上部农民的收入和种植模式都发生了变化，耕作方法也发生了系统的变化。策略4:梯田耕作时采用新的灌溉技术气候变化是一个漫长的过程。农民发现山上的积雪和河流里的水减少了，这迫使他们在当地的条件下采用新的生产技术。比如，农民已经改变了他们传统的灌溉系统。如前所述,高原地区的崩积土粗糙且渗透性高。在过去有充足的水源，农民在一个梯田中只需要一个或两个种植平台。由于缺水的现状，农民减少梯田中种植平台的的宽度；在图6中A种植平台和B种植平台之间的距离减少了。如照片所示，从C引入的水渠灌溉了种植平台，从D直接引入的水渠灌溉A种植平台，水渠由C流到A种植平台时B种植平台得到了一部分水。每次只引入少量的水而不是灌溉整个梯田或种植平台是很重要的，这样可以防止水从粗糙和沙质的土壤向下渗透损失。这类技术知识是由农民关于这个地区土壤的经验而开发。策略5:弃耕生产力低和距离远的土地缺水的另一个适应策略是弃耕土地。Dhagarjung村Teri村的每户居民弃耕了约0.2公顷的土地，Phalek村的每户居民弃耕了约0.5公顷的土地。在Phalek村土地弃耕很常见，在过去的15年间每户居民弃耕了约0.5公顷的耕地(图7)。如照片所示,农民首先弃耕了距离远的耕地，这样一来耕地离村庄就比较近。这主要是由于缺水，同时也是由于年轻人对农业不再感兴趣而导致的劳动力短缺的结果。他们宁愿搬到城市里就业或移民来寻找在国外的工作机会。战略6:为了增加家庭收入而进行季节性迁移本次考察的几个村庄中，几乎每个家庭都季节性地短期或长期迁移到城市或国外来增加家庭收入。野马山谷地区的全部家庭(3305)中，26.4%的家庭有家庭成员不住在家里超过六个月的情况。2011年，外出人口的总数占该地区总人口的10.6%，男性占外出人口的69.2%(哥伦比亚