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求与水生态有关的论文一篇

02月02日 编辑 39baobao.com

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生态环境问题都直接或间接与水资源有关,随着人口增长和经济发展,国民经济需水与生态环境需水成为水资源开发利用和生态环境保护的矛盾焦点。因此,合理量化生态需水是西北水资源优化配置亟待解决的问题。 本文基于植被生长需水的区域分异规律、用遥感和GIS技术进行生态分区、遵循水循环(水平衡)的生态需水计算方法,原理简单明确,受资料限制程度小,,不失为计算区域生态需水的有效方法。

同时基于水循环的计算方法,使流域内降水分配、水资源的分配和转化都有一定的量化概念。但是该方法没有模拟地下水位的变化,使预测可控生态需水的精度受影响;而且没有进行地表水文模拟,使生态建设不可控生态需水的增加量不能精确预测。为了实现水土一体化管理,建议将采用模型进一步完善生态需水的计算方法。 本文将生态需水的概念界定为:为维护生态系统稳定,天然生态保护与人工生态建设所消耗的水量。

强调天然生态保护旨在排除天然生态中不合理的部分(如耗水的天然盐碱地等),强调人工生态建设是为了从人工生态中排除直接与经济有关的需水。将生态需水的“水”范围界定在“降水”的尺度主要是考虑到土地利用变化对径流的形成影响比较大。可持续发展的生态模式用“保护+建设”代替单纯的“保护”,给出了解决问题的方向。

但是保护与建设的规模应当基于生态系统本身的承载能力或环境容量,这是合理解决开发与保护矛盾的关键,这项内容还需要尽快研究解决。水土保持生态建设主要是增加降水的利用,即增加不可控生态需水。国内外关于生态需水的研究概况Covicgh[1](1993)强调了在水资源管理中要保证恢复和维持生态系统健康发展所需的水量。Gleick[2](1996)明确给出基本生态需水(basic ecological water requirment)的概念框架,即提供一定质量和一定数量的水给天然生境,以求最小化地改变天然生态系统的过程,并保护物种多样性和生态整合性。

汤奇成[3](1995)以新疆地区为背景,论述了生态环境用水的必要性,并界定了生态环境用水量的计算范围,即生态环境用水一是指对一些重要的湖泊进行补水,不主张对干旱区所有萎缩和干涸的湖泊一律进行补水,如罗布泊、台特马湖等;二是人工造林及人工草场的用水量,以土地沙漠化的面积不再扩大为原则。关于生态需水的计算方法,Gleick建议水资源管理应当基于合适的模型,依据最新信息给出决策意见。

Whipple[4]指出流域内应当协调解决环境需水与国民经济需水的矛盾,并建议用先进的计算机技术进行基础分析和系统模拟。陈昌毓[5]从生态平衡的角度出发,确定河西走廊各市、县绿洲和农田的生态需水量分别为400~500mm和450~650mm。考虑生态因素的水资源管理模型比较典型的是SWAT[6](Soil and Water Assessment Tool),模型将流域划分成于流域或网格单元,在每一个单元以水平衡方程偶合泥沙、面源污染物子模型,用控制结构(command structure)或DEM高程模型实现水和污染物在网格单元之间的运移方向,从而预测水、泥沙、农业化学物质在大型封闭流域的影响。

另外,对生态需水的计算有一定的借鉴作用的水文模拟模型,比较有代表性的有SVAT[7]、VIC-2L[8]等。植被生长需水的区域分异规律以地带性理论与径流形成原理分析植被生长需水规律,可以认为:①地带性植被是靠降水中不形成径流的水来维持生命,这部分水不受水资源开发利用的影响。其中,荒漠植被,盖度1%~25%(草原化荒漠区可达30%),分布在年降水小于200mm的地区,降水几乎不产流,因此地带性荒漠植被生长几乎全部消耗每年不足200mm的降水;荒漠草原与典型草原植被,盖度20%~60%,分布在年降水200~450mm的地区,年径流深5~50mm,而且位于高原,土层深厚,几乎不形成地下径流,因此地带性荒漠草原与典型草原植被生长需水为每年200~400mm;地带性森林草原和森林植被,盖度大于50%,分布区年降水大于450mm,森林能够截留降水形成地下径流,在本次研究的范围内地带性森林需水大约每年400mm多,不会超过550mm。

②非地带性植被的生长需水除当地降水以外还有径流,这部分水受水资源开发利用的影响。其中,荒漠区的非地带性植被有乔木林、灌木林、草甸和沼泽,除盐生荒漠草甸外,盖度一般大于30%,植物生长主要靠地下水支撑。地下水埋深小于2.5m的最适植物群落是湿生的芦苇,埋深在2.5~3m的最适植物群落是以罗布麻、甘草为优势种的草甸植被,埋深在3~3.5m的适宜植物群落有胡杨林,在3.5~4m的适宜群落有柽柳,同时3~4m的埋深范围也是以骆驼刺等植物为优势种的荒漠化草甸的适宜区。

荒漠草原和典型草原区的非地带性植被主要是沼泽、草甸和乔木林,植被盖度大于50%,靠当地降水和径流支撑。森林草原与森林区的非地带植被有沼泽,需要足够的径流维持。生态需求是指为维护生态系统稳定,天然生态保护与人工生态建设所消耗的水量。这里需要补充,①对于没有植物作为第一性生产力的系统需水,如河流冲沙、稀释污染物、控制地面沉降等所需要的水,按照传统定义并保持与环境容量概念一致,仍称为环境需水。②生态需...

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