河川毓秀 万物生息——敦煌盆地依赖地下水型生态系统的旱区传奇

（本文发表于2026年第3期）

第一作者简介余启明，助理研究员，主要从事生态地质、水文地质研究及科普工作。

在河西走廊最西端的甘、青、新三省（区）交界处，疏勒河与党河如同两条生命脉络，滋养着敦煌盆地的绿洲。这里多年平均降水量不足40毫米，蒸发量却高达2 393.5毫米，极端干旱的气候条件下，一种特殊的生态系统——依赖地下水型生态系统（Groundwater-dependent ecosystems，GDEs），成为维系万物生息的核心。它们是旱区生命的栖居地、荒漠景观格局的明珠，更是区域生态安全的堡垒与发展基石。从湿地到尾闾湖，从胡杨林到灌丛带，GDEs以地下水为纽带，绘就出干旱区独特的生态画卷，见证了人与自然相处的智慧与挑战。

> 疏勒河河岸带GDEs景观

水泽万物：生命的栖居地

“上善若水。水善，利万物而不争。”水资源在干旱区是决定生态系统存续的关键因素，而地下水凭借其稳定性，成为许多生物赖以生存的“隐形水源”。GDEs指植被生长发育和土壤水平衡受地下水影响显著的陆地生态系统，其部分或全部生态需水由地下水供给，一旦失去地下水支撑，整个生态系统将遭受不可逆转的破坏。在敦煌盆地，绝大部分湿地、绿洲、河岸灌草等天然生态系统都在不同程度上依赖地下水，它们构成了旱区生命的栖居地。

> 夕阳下的戈壁、山脉与绿洲

经过长期自然选择，敦煌盆地GDEs孕育了丰富的耐旱、耐盐物种，形成了独特的植物区系。调查显示，盆地内依赖地下水的物种既有胡杨、多枝柽柳等乔灌木，也有骆驼刺、黑果枸杞、芦苇和花花柴等灌木或草本植物，它们共同构成了稳定的生态群落。胡杨是极端干旱地区的标志性乔木物种，这种“生而不死一千年、死而不倒一千年、倒而不朽一千年”的神奇植物具有发达的水平根系，能高效利用浅层地下水，而当地下水埋深超过5米时，胡杨将遭受明显缺水威胁，超过10米则难以存活。多枝柽柳则展现出更强的适应性，可在地下水埋深1米至10米的地区生长，甚至能在埋深超过10米的环境中存活，其根系可深入地下汲取水分，叶片退化为鳞片状以减少蒸发，是敦煌盆地GDEs中分布最广的灌木植被。芦苇作为敦煌盆地GDEs的代表性草本植被，广泛分布于地下水埋深小于2米的河岸带及湿地边缘，形成茂密的芦苇群落，为鸟类、小型哺乳动物提供了栖息地。

地下水的埋深和运动状态，直接决定着GDEs的分布与健康状况。敦煌盆地GDEs存在明确的地下水埋深阈值：埋深1 ~ 3米为草本植物最佳生存水位范围；3 ~ 5米为乔木与灌木适宜生存水位范围；5 ~ 8米为生态警戒水位范围；8 ~ 15米为乔木衰败水位范围；超过15米则导致生态系统全面退化。地下水通过毛细作用（水在细小缝隙中自动上升的现象，如同纸巾吸水）向上浸润浅层土壤，再被植被根系吸收利用，形成了“地下水—土壤水—植被”的水力联系路径。这种稳定的水分补给机制，使得GDEs在极端干旱的气候条件下仍能维持一定的生产力，成为极端干旱区生物多样性的核心承载区。

> GDEs结构与功能示意图（基于AI绘图修改）

勾勒格局：景观的璀璨明珠

从阿尔金山的冰川，到疏勒河中游的绿洲农田，再到下游的荒漠湿地，不同类型的自然景观各具独特的生态功能。敦煌盆地的景观格局，本质上是荒漠区生态与地形、气候、水文等自然因素及人类活动长期相互作用的结果，而GDEs则是镶嵌其中的璀璨明珠。

敦煌盆地总面积约2万平方千米，其中人工绿洲面积不到1 500平方千米，约占总面积的7.5%。这种荒漠包围绿洲的地理格局，决定了GDEs的分布具有显著地带性特征。在疏勒河、党河等河流沿岸，分布着以芦苇、多枝柽柳为核心的河岸林GDEs，形成绿色生态廊道；在绿洲与荒漠过渡带，发育以芦苇、黑果枸杞和骆驼刺为主的湿地与灌丛GDEs，构成生态屏障；在荒漠里，稀疏生长着红砂、泡泡刺等超旱生植被（能在极端干旱环境中存活的植物），通过深层根系汲取地下水，形成荒漠GDEs。这些与地貌相匹配的GDEs分布格局，使得流域景观既具有连续性，又充满多样性。

月牙泉景观是GDEs与特殊地形地貌完美结合的典范。月牙泉千百年来未被流沙掩埋，核心原因是地下水的稳定补给构建了“沙丘抱泉，泉映沙丘”的独特景观。月牙泉周边的天然植被让泉域与沙漠形成鲜明对比，成为敦煌旅游的核心资源之一。

> 月牙泉（图片来源：pixabay）

生态堡垒：发展的基石

敦煌盆地GDEs既是抵御沙漠扩张、维系生态平衡的绿色堡垒，也是支撑区域经济社会发展、传承文化遗产的稳固基石。其生态功能与经济社会价值的双重属性，决定了它在流域可持续发展中的核心地位。

构建生态分区 显功能定位

根据生态系统特征和功能差异，敦煌盆地GDEs在绿洲农业、水域湿地、防风固沙和盐渍化防治四个生态功能区中发挥着核心作用，成为生态安全的重要支撑。

绿洲农业生态功能区是人类活动与GDEs交互最频繁的区域，面积达2 738.6平方千米，包括敦煌、阳关和瓜州的绿洲及周边区域。这里的农田防护林和绿洲边缘天然植被通过涵养地下水、调节微气候，以及防止风沙入侵等多项生态调节过程来保障农业生产稳定性。

水域湿地生态功能区是GDEs的核心分布区，面积约4 057平方千米，包括西湖湿地、阳关湿地、疏勒河与党河沿岸湿地等区域。湿地GDEs具有涵养水源、净化水质和维持生物多样性等重要生态功能，仅西湖保护区的湿地GDEs每年即可减少土壤流失34.7万吨，防风固沙33.4万吨，固碳4.8万吨（相当于2.6万辆汽车一年的碳排放量），其物种保育价值更是不可估量。

防风固沙生态功能区面积达5 678.4平方千米，包括库姆塔格沙漠边缘和敦煌防风固沙区等区域。这里的超旱生植被（如红砂、白刺和梭梭等）通过固定流沙、降低风速，有效阻挡了库姆塔格沙漠向东扩张，保护了敦煌绿洲和莫高窟等文化遗产。这里的GDEs固沙率最高可达17.7%，单位面积固沙量峰值达3.88吨/平方千米，是干旱区防沙治沙的关键力量。

> 荒漠GDEs景观

盐渍化防治生态功能区的GDEs承担着改善土壤质量、维持天然植被多样性的重要功能。耐盐植物是盐渍化区域GDEs的主要物种，通过吸收土壤盐分和改善土壤结构，减缓了盐渍化扩张。

涵养生态环境 显核心价值

敦煌西湖国家级自然保护区位于敦煌盆地西部，库姆塔格沙漠与其相连，总面积6 600平方千米。保护区在维持敦煌及河西走廊西段生态稳定、保障经济社会发展方面发挥着关键作用。保护区及周边地区GDEs的年度生态总价值高达4 763.58亿元，主要体现在物种保育、气候调节和防风固沙等方面。

物种保育是GDEs的核心生态价值，保护区内分布着127种植物和122种动物，其中包括野骆驼、黑颈鹤等多种珍稀濒危物种。GDEs为这些物种提供了稳定的栖息地和食物来源，维持着极端干旱区的生物多样性。仅物种保育一项的年度价值就高达4 698.53亿元，占总生态价值的98.6%，凸显了GDEs在生物多样性保护中不可替代的作用。气候调节功能改善了区域微气候环境，GDEs通过蒸散作用调节区域温度和湿度，每年气候调节价值达16.58亿元，有效缓解了极端气候对人类活动的影响。防风固沙和土壤保持是GDEs在干旱区的核心生态功能，流域内GDEs每年可防风固沙33.42万吨，减少土壤流失34.73万吨，有效遏制了沙漠化和水土流失趋势。库姆塔格沙漠边缘的GDEs通过降低近地表风速、固定流沙，使沙漠东移速度从5米/年降至0.5米/年以下，保护了敦煌绿洲的生存空间。

> 乔木、灌木和草本植物结合的GDEs景观

> GDEs乔木代表物种——胡杨

助力社会发展 显支撑作用

敦煌是世界著名的文化旅游城市，境内拥有莫高窟、月牙泉、玉门关遗址和悬泉置遗址四处世界文化遗产，2025年接待游客数量达2 439.3万人次，旅游收入达229亿元，这些文化遗产的保护与传承离不开GDEs提供的生态屏障。GDEs通过防风固沙减少了风沙对壁画及彩塑的侵蚀，保障了文化遗产的完整性。GDEs为月牙泉提供了可持续的生态景观，是吸引游客的核心资源，带动了旅游产业的持续发展。

守护之道：识别、预警与修复

敦煌盆地GDEs具有重要价值，然而在极端干旱的自然条件和人类活动的双重压力下，仍面临着诸多威胁。科学识别GDEs、明确其面临的风险以及采取针对性保护措施，成为保障流域生态安全和可持续发展的关键。

科学识别是保护的前提

目前，敦煌盆地已建立了较为完善的GDEs识别体系。GDEs的识别是保护与管理的基础，由于GDEs具有分布范围广、生态特征复杂等特点，需要结合多学科技术方法实现精准识别，识别方法有遥感解译、机器学习、地面调查和同位素分析，等等。

遥感解译是大范围识别GDEs的有效手段，基于地面调查数据并结合遥感影像，可提取地下水水位埋深小于10米的区域，结合土地利用情况获得GDEs的潜在分布范围。在此基础上，利用归一化植被指数（NDVI）和增强型植被指数（EVI）等指标进一步判断植被对地下水的依赖程度。机器学习进一步提高了GDEs识别的精度，将地下水水位埋深、植被类型、土壤质地和植被指数等多源数据整合，利用机器学习算法可生成GDEs空间分布图，识别准确率可达80%以上。地面调查是获取GDEs详细信息的关键环节，通过布设样线和样方调查植被基本指标，结合地下水埋深数据可判断GDEs的类型和健康状况。通过分析地下水、土壤水和植物组织水的氢氧同位素组成，能够明确植物对地下水的利用比例，精准判断对GDEs的依赖程度。

明晰威胁是保护的抓手

近年来，敦煌盆地GDEs的保护取得了一定成效，但仍面临着多重威胁，生态系统的脆弱性问题依然突出。

地下水水位持续下降是GDEs面临的核心威胁，敦煌灌区等部分区域地下水水位呈缓慢下降趋势。其中，敦煌灌区地下水超采系数达0.74，多年平均地下水水位下降速率为0.12 ~ 0.83米/年，导致下游部分天然生态区地下水埋深超过10米，超出了多数植被的适宜生存阈值，植被退化和死亡现象时有发生。水资源供需矛盾加剧是导致地下水水位下降的根本原因，随着人口增长和经济发展，流域水资源开发利用强度不断加大，尽管实施了党河节水改造工程，但水资源总量不足的问题依然存在，生态用水被挤占的风险仍然较高。

对症施策是保护的方向

针对敦煌盆地GDEs面临的威胁，敦煌市政府采取了一系列保护措施，构建了“生态补水、节水改造、保护区建设、防沙治沙”四位一体的保护体系，取得了显著成效。

生态补水是恢复GDEs的核心举措。2016年以来，疏勒河双塔水库年均下泄生态水量超过1亿立方米，党河水库年均下泄生态水量超过0.5亿立方米。在生态补水工程实施后，西湖保护区及周边沿岸共计1 916.75平方千米区域的地下水水位上升，周边GDEs得以恢复。

节水改造工程有效缓解了水资源供需矛盾。敦煌灌区实施了节水改造和渠道硬化等工程，减少了农业灌溉用水损耗，提高了水资源利用效率。同时推广滴灌、喷灌等高效节水技术，发展葡萄、红枣等节水高效特色林果，在保障农业生产的同时减少了地下水开采量。

自然保护区建设为GDEs保护提供了法律保障。敦煌先后建成西湖、阳关两个国家级自然保护区，以及东湖、南泉湿地两个县级自然保护区，保护区总面积达98万公顷，占敦煌面积的31.4%。西湖国家级自然保护区作为GDEs的核心保护区，严格限制区内人类活动，实施封滩育林、天然植被管护等措施，有效保护了区内湿地和荒漠GDEs。

> 北湖湿地GDEs景观

防沙治沙工程巩固了敦煌盆地GDEs的生态屏障功能。敦煌市实施了三北防护林建设、风沙口治理和沙化土地封禁保护区建设等重点工程，治理风沙口面积达2 333公顷，新建或改造防护林带达300余千米，封育管护天然植被约10万公顷。在库姆塔格沙漠边缘，采用“草方格沙障 + 沙生灌木 + 光伏板遮挡”的复合固沙模式，有效固定了流沙，为周边GDEs的恢复创造了良好条件。

> 哈拉诺尔

敦煌盆地GDEs是干旱区生态系统的杰出代表，它以地下水为生命之源，塑造了独特的景观格局，维系了生物多样性，抵御了沙漠扩张，支撑了区域发展。从哈拉诺尔的湖面重现，到月牙泉的碧波荡漾，从胡杨林的枯枝发新芽，到灌丛带的绿意延伸，GDEs的恢复与发展是人与自然和谐共生的伟大实践。GDEs的保护是一项长期而艰巨的任务，未来只有坚持生态优先、绿色发展的理念，持续优化保护措施，凝聚全社会力量，才能让这片旱区生命栖居地持续焕发活力，让敦煌盆地的生态之美、文化之韵、发展之兴代代相传，为干旱区生态保护与可持续发展提供可复制、可推广的敦煌样本。

> 敦煌西湖国家级自然保护区内沙漠

作者： 余启明 宋淑红 聂振龙 崔尚进

编辑： 刘欣潼 何陈临秋

排版： 刘欣潼

审核： 常 艳

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