从水源地出发，保护大秦岭 中科院研究课题为秦岭生态保护提供科学支撑
科研人员在水里取样。
本报记者张梅文/图
秦岭是我国多条重要河流的发源地，是国家南水北调的主要水源地。秦岭的生态环境对南水北调受水区及周边省份的水源安全意义重大。
中国科学院西安分院、陕西省科学院原院长周杰研究员带领陕西省动物研究所、陕西省西安植物园、陕西省微生物研究所、中国科学院水利部水土保持研究所、西北农林科技大学水土保持研究所等单位近30名科研人员组成研究团队，在财政部和陕西省科技厅专项支持下，历时6年，跋涉3万多公里，完成了“秦岭重要水源涵养区的生物多样性变化及其环境示踪”项目研究，并对秦岭水源地生态环境保护提出了科学建议。
该项目取得了哪些重要成果？这些成果对保护秦岭生态环境有何价值？3月25日，记者采访了该项目团队专家学者。
1保护首先从水源地开始
“秦岭是中国南北地理分界线，更是涵养八百里秦川的一道生态屏障，具有调节气候、保持水土、涵养水源、维护生物多样性等诸多功能。秦岭是我国黄河水系和长江水系两大水系的分水岭，秦岭的水资源在我国占有举足轻重的地位。”周杰介绍。
秦岭水资源量达222亿立方米，约占黄河水量的1/3、陕西水资源总量的50%，是陕西最重要的水源涵养区。其中，秦岭南坡水资源量182亿立方米，是嘉陵江、汉江、丹江的源头区，每年可向北京、天津等地供水120亿—140亿立方米，是南水北调中线工程的重要水源涵养区。秦岭北坡水资源量约40亿立方米，是渭河的主要补给水源地，也是西安市主要水源区。
“水是环境系统的重要组成要素，也是生态系统结构与功能的重要限制性因素，其在生态与环境系统中的地位和作用是任何其他要素无法替代的。但是，秦岭水源涵养地生物多样性和生态安全问题日益突出。”周杰介绍，由于气候变化、外来物种影响、人类活动加剧等因素，秦岭天然植被面积减少。同时，与秦岭地区丰富的生物多样性相对应的是较为落后的经济发展水平和资源依赖型的产业结构，生态保护和农村经济发展矛盾突出。
“秦岭水源地保护是一项综合性、系统性很强的复杂工程，涉及多个学科领域，需要系统深入的科学研究来支撑。”为此，该项目研究团队从秦岭水源地出发，开始系统探索秦岭的生态环境变化。
“我们希望探讨自然环境变化与社会经济活动影响下秦岭水源涵养区的生态可持续性，正确评估秦岭地区生态系统的健康状况和发展趋势，提出科学对策，对科学保护秦岭生物多样性和生态环境作点贡献。”周杰表示。
2盘点生态系统的“家底”
秦岭中的丹江流域和黑河流域是秦岭在长期地质演化过程中，在南北坡形成的极其重要的两大水源地。“它们既是秦岭南北水系的代表，也是秦岭构造变迁的缩影，分别记录着秦岭南北坡地质、气候、生物演化的历史过程。对它们进行系统的研究有助于我们更好地认识和了解秦岭的生态环境，从而更好地保护秦岭。”周杰介绍。
团队围绕保障秦岭水环境安全这一战略目标，以秦岭最重要的两大水源地黑河流域、丹江流域为研究区域，开展了水生生物、植物、鸟类、蝴蝶、大型真菌5类生物类群生物多样性的调查、监测和综合性研究。
团队成员、陕西省动物研究所王开锋研究员介绍，经过研究，团队查明了丹江流域和黑河流域鱼类、浮游植物、浮游动物、底栖动物的种类及其群落结构、数量及其时空动态，揭示出两个流域内鱼类、浮游植物、浮游动物、底栖动物与水域环境生态要素之间的关系，并探讨了它们对环境的指示作用。
“蝶类对环境变化敏感，经常作为指示生物，监测和评价区域环境的变化趋势。同时，蝴蝶寿命短，极易受到季节变化、植被变化和水体污染的影响。”陕西省植物研究所房丽君研究员介绍，团队对丹江流域和黑河流域的蝶类组成进行了全面系统的调查，分析研究了不同时期蝶类多样性和区系的变化特征与发展趋势。“丹江流域蝶类为114种67属，黑河为140种81属，黑河流域蝶类多样性大于丹江流域。这与丹江流域产业布局多、人类活动强度大等因素都有关系。”她说。
“植物调查查明了丹江流域和黑河流域植物物种多样性与群落多样性，研究清楚了植物多样性与水源涵养能力之间的关系，分析了该区域生态系统中驱动水源涵养功能变化的主要生态要素。”陕西植物研究所黎斌副研究员说，“人类活动导致森林植被退化，近30年46%的阔叶林退化成灌丛和非林地。丹江、黑河流域林地主要集中在河谷上游地区，人类活动对水文的影响直接作用到森林植被。”
“鸟类分布与其生态环境关系紧密。秦岭丹江、黑河流域鸟类资源丰富，在不同季节表现出不同的分布特征。”陕西省动物研究所高学斌研究员介绍，经过系统研究，丹江流域不同站点鸟类种数平均值为90种，黑河流域为100种；丹江流域科数为32科，黑河流域为30科；丹江流域目数为11目，黑河流域为10目。两个流域，不同季节鸟类种数不同，优势种类也不同。
同时，团队通过调查黑河流域和丹江流域大型真菌资源，结合其生态与区系分析结果，形成了水源涵养区大型真菌多样性调查结论。“这些成果进一步揭示了生态群落、生态系统的结构功能在不同发展阶段与水环境的关系及对水环境的指示意义。”陕西省微生物研究所李俊志研究员介绍。
3 生态保护任重道远
不同于以往秦岭动植物、地学等学科研究项目，“秦岭重要水源涵养区的生物多样性变化及其环境示踪”项目是更基础、系统性的研究。
“根据这些基础性调查、监测和研究的成果，我们结合不同环境因子、遥感信息及社会经济统计等多源数据，开展了自然环境变化影响评价和社会经济活动影响评价，模拟在自然状况与社会经济活动等环境变化条件下，秦岭水源涵养区生物多样性及水环境的相互作用、响应机制，并预测其变化趋势。”周杰说，“我们希望通过多学科交叉研究，以定性和定量两个方面的研究成果，为秦岭水资源安全与可持续利用、生物多样性协同发展提供科技支撑与决策服务。”
团队在系统研究的基础上，提出了秦岭重要水源地环境保护的建议。
“以黑河水源地为例，从流域生态角度来讲，生态保护取得了不错的效果。水流经区域没有工业污染及人口密集的生活区，外源污染很小，流域的整体水质状况良好。”周杰说，团队从生态保护角度出发，提出了促进区域可持续发展的产业发展战略规划。“要促进当地的经济发展，应提高当地人们的生态保护意识，让他们由被动行为转变为主动意识。”中国科学院水利部水土保持研究所、西北农林科技大学水土保持研究所何洪鸣研究员说。
“秦岭水源地的生态保护任重而道远。希望我们共同努力，为保护秦岭的生态环境干一点分内的事情。”王开锋表示。
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