地方生態(tài)需水量研究論文

第第頁地方生態(tài)需水量研究論文論文關(guān)鍵詞生態(tài)水環(huán)境；需水量定額；閾值；新疆

論文摘要新疆是我國典型的內(nèi)陸干旱區(qū)，水資源對新疆的經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展、穩(wěn)定和安全的作用很大。介紹了新疆生態(tài)水環(huán)境狀況、生態(tài)需水估算，并進(jìn)行評估，估算出新疆需水量的基本定額和閾值，以期對新疆的生態(tài)水環(huán)境狀況的改善有所幫助。

新疆是我國典型的內(nèi)陸干旱區(qū)，區(qū)內(nèi)有天山、阿勒泰山和昆侖山，具有”三山夾兩盆”的地貌特征。因高山攔阻高空水汽，山區(qū)降水較多，加之高山長年積雪形成“固體冰川水庫”的調(diào)節(jié)，形成了570多條大小河流以及博斯騰湖、烏倫古湖、艾比湖等大小不等的100多個(gè)湖泊。

新疆遠(yuǎn)離海洋氣候，干旱少雨，蒸發(fā)強(qiáng)烈，降水大于100mm區(qū)域有部分荒漠植被生長，其他區(qū)域多為沙漠和荒漠戈壁，形成干旱區(qū)典型的荒漠生態(tài)系統(tǒng)；傍河、湖而生的天然植被，多分布于地下水位較高的河道漫灘、低階地、湖濱及低洼地，依靠洪水漫溢或地下水維持生命，沿河形成寬窄不一的由喬木、灌木、草本等植被構(gòu)成的綠色群落帶。這些大小不等、相互分隔的近800個(gè)綠洲，形成了新疆獨(dú)特的天然綠洲生態(tài)系統(tǒng)。有水則綠洲，無水則沙漠的水生態(tài)環(huán)境，對新疆經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展、穩(wěn)定和安全作用重大。

1生態(tài)水環(huán)境狀況

新疆水生態(tài)環(huán)境惡化，主要是人為墾荒造田等活動所致。1950~2006年間灌溉面積增加4.5倍之多，約370萬公頃草地被開墾；引用水由160億立方米增至508億立方米，增加3.2倍；灌溉渠道由6km劇增近36萬千米。大規(guī)模水土開發(fā)使河流下泄水量劇減，河流湖泊萎縮，濕地減少，水土流失、草地退化沙化、耕地次生鹽堿化等狀態(tài)不斷加重：塔里木河三源流阿克蘇河、葉爾羌河、和田河進(jìn)入干流的水量在20世紀(jì)60年代為51.8億立方米，20世紀(jì)90年代減少到42億立方米；干流來水減少導(dǎo)致下游河道斷流，1972~2000年，塔里木河大西海子以下河道斷流長達(dá)28年，下游的尾閭臺特瑪湖于1972年干涸。

流域灌區(qū)大量灌溉引用水，加之灌溉工程設(shè)施不盡配套以及節(jié)水意識不強(qiáng)等問題，使大水漫灌高定額用水現(xiàn)象普遍，造成水資源浪費(fèi)，土壤養(yǎng)分流失和土壤次生鹽堿化。據(jù)統(tǒng)計(jì)，新疆約有1/3的耕地受到土壤鹽堿化不同程度的影響。

干旱脆弱的水生態(tài)維持，取決于水資源的合理開發(fā)利用、配置和有效保護(hù)，生態(tài)需水定位、定量及以管理實(shí)現(xiàn)生態(tài)水量的基本保障等問題十分重要。

2生態(tài)需水量估算

目前生態(tài)環(huán)境需水量估算法應(yīng)用較多的方法主要是河道流量增量法、統(tǒng)計(jì)分析法、流量持續(xù)時(shí)間曲線法、棲息地排水法和水利額定法等。新疆天然生態(tài)系統(tǒng)需水主要包括三部分：一是570.7萬公頃濕地草甸需水量150.9億立方米；55.4萬公頃荒漠河岸林需水量10.4億立方米；2.49萬公頃河谷林需水量1.3億立方米；98.1萬公頃灌木林需水量16.1億立方米，合計(jì)178.7億立方米。二是博斯騰湖、烏倫古湖、艾比湖3個(gè)重要湖泊需水量27.4億立方米。三是重要河道生態(tài)需水量1.5億立方米。三項(xiàng)合計(jì)需水量約208億立方米。賈寶全依據(jù)部分試驗(yàn)資料，對新疆1995年生態(tài)用水進(jìn)行初步估算：生態(tài)用水總量238億立方米，其分布是北疆占17.8%、東疆占5.4%、南疆占76.8%，其中天然植被生態(tài)用水量最大。唐德善認(rèn)為，新疆沙漠和沙化土地面積達(dá)31.54萬平方千米，生態(tài)缺水嚴(yán)重，估算生態(tài)需水量為255億立方米。

已有分析得出生態(tài)需水量為208~255億立方米，筆者認(rèn)為，已有成果差異較大且留給的生態(tài)水量偏小，尚需討論。

3生態(tài)需水量評估

3.1生態(tài)需水利用定位

荒漠和天然綠洲是新疆典型的2種生態(tài)系統(tǒng)。依降水量不同，天山南部塔里木河流域和東部吐魯番及哈密盆地為極端干旱型荒漠，該區(qū)降水不足100mm，植被覆蓋度稀少或無植被生長；天山以北準(zhǔn)噶爾盆地為一般性干旱沙漠，降水量150mm左右，荒漠植被有一定覆蓋度，植被基本依靠天然降水維護(hù)，具有一定的防風(fēng)固沙效果。其保護(hù)和自然修復(fù)的主要措施是防止人類活動對其造成的破壞，關(guān)鍵措施在于控制耕地的擴(kuò)張和過度放牧，減少風(fēng)蝕、流沙和土地沙化。但以人工草地替代荒漠草場部分，可納入生態(tài)用水。天然綠洲生態(tài)系統(tǒng)沿河流分布，河流水量補(bǔ)給是天然綠洲的生存基礎(chǔ)，因此，天然綠洲生態(tài)系統(tǒng)需水是主題。

3.2生態(tài)需水量基本定額

（1）草地生態(tài)分布與需水要求。新疆從平原到山地發(fā)育有荒漠、草原、草甸、沼澤等四大草地類型，總凈面積4709.89萬公頃。草原草地和荒漠草地類，荒漠植被基本依靠天然降水維護(hù)；而草甸草地和沼澤草地類主要依靠地下水和河水補(bǔ)給，因而需考慮生態(tài)需水補(bǔ)給。因此，需生態(tài)給水分布面積為1391.66萬公頃。其中河岸生態(tài)林面積156萬公頃，占11.2%；草地生態(tài)面積1235.66萬公頃，占88.8%。干旱區(qū)生態(tài)需水定額問題。參考我國西部干旱地區(qū)人工和天然類草地需水量一般500~600mm；中等或干旱條件下的草類，一般灌水4~5次，灌水定額90mm，灌溉定額360~450mm，扣除新疆平原區(qū)可能的年均降水150mm，則草類生態(tài)需水定額約210~300mm，平均255mm，于是，新疆需生態(tài)給水面積估算的生態(tài)水需量約315億立方米。

（2）河流生態(tài)需水量。新疆現(xiàn)有荒漠河岸林、河谷林、灌木林面積約156hm2，灌木類河岸生態(tài)林需水量高于草類，參考草地需水量500~600mm，取均值并扣除年均降水150mm，得出400mm作為估算定額。于是，河岸生態(tài)林需水量約62億立方米。

（3）湖泊生態(tài)需水量。博斯騰湖、烏倫古湖、艾比湖，是新疆干旱內(nèi)陸區(qū)3個(gè)極其重要的湖泊生態(tài)區(qū)，生態(tài)需水量維持十分重要，需考慮入湖的基流問題。以入湖基流50%考慮，則三大湖泊生態(tài)需水量應(yīng)不低于23億立方米，這是因?yàn)椋孩俨┧跪v湖是我國最大的內(nèi)陸淡水湖，湖泊面積240km2，平均深度10m，年均入湖徑流量26.8億立方米，經(jīng)孔雀河出流12.5億立方米，最后匯入羅布泊。博斯騰湖生態(tài)需水量必須維持13億立方米。②艾比湖，歷史上水面積最大時(shí)達(dá)1200多平方千米，年入湖水量12億立方米，因上游開荒截流，年入湖水量只有5億立方米。艾比湖生態(tài)需水量必須維持6億立方米。③烏倫古湖在新疆準(zhǔn)噶爾盆地北部和阿爾泰山南麓，是我國十大淡水湖之一。水域面積1000多平方千米，是烏倫古河的歸宿地，20世紀(jì)50年代每年補(bǔ)給烏倫古湖的水量約8億立方米；70年代補(bǔ)水量每年僅1.7～2.0億立方米，因此，烏倫古湖生態(tài)需水量必須維持4億立方米。

因此，新疆生態(tài)需水初估總量約400億立方米。其中：草地生態(tài)315億立方米，占78.8%；河岸生態(tài)林62億立方米占15.5%；主要湖泊生態(tài)需水23億立方米，占5.7%。

3.3生態(tài)需水閾值

生態(tài)系統(tǒng)受自然，特別是人類經(jīng)濟(jì)活動影響，系統(tǒng)組成、結(jié)構(gòu)和功能將發(fā)生變化。但生態(tài)系統(tǒng)本身具有一定的自我調(diào)節(jié)和緩沖性能，即生態(tài)”生態(tài)閾限”。當(dāng)擾動超過了生態(tài)系統(tǒng)閾值，生態(tài)系統(tǒng)會惡化或崩潰。生態(tài)水臨界閾值是一個(gè)復(fù)雜的問題，需要考慮河流年際年內(nèi)變化，研究和判定生態(tài)基流水閾值。根據(jù)來水量差異，豐、平、枯水年會導(dǎo)致濕地不同的生態(tài)特征，特別是濕地邊界的明顯變化，因而以不同年份作為評價(jià)基礎(chǔ)，生態(tài)環(huán)境需水量的計(jì)算結(jié)果會明顯不同。筆者認(rèn)為，以基本生態(tài)水為基數(shù)的上、下各10%考慮，新疆干旱區(qū)生態(tài)需水宜360~440億立方米，生態(tài)需水量基本閾值應(yīng)是400億立方米。

全疆地表水徑流總量為884億立方米，目前地表水引用量已達(dá)468億立方米，留有生態(tài)水約416億立方米，生態(tài)水安全保障量須是400億立方米，底線為393億立方米。

4參考文獻(xiàn)