对太子河流域生态环境需水量研究方法初探

1概念表述 在中国,20世纪80年代末开始流行环境用水的概念,并在1990年出版的《中国水利百科全书》明确将环境用水的概念定义为:“改善水质、协调生态和美化环境等的用水”。此后,随经济的发展,水资源短缺日益加剧、生态环境不断恶化,人们逐步认识并提出了包括环境用水在

内的生态环境需水的概念。2000年李丽鹃等在对海滦河流域河流系统生态环境需水量的计算过程中将生态环境需水量狭义地定义为“维持地表水体特定的生态环境功能,天然水体必须蓄存和消耗的最小水量” 。刘昌明院士在中国科协2001年学术年会的报告中将必要(最小)生态环境需水量定义为“维持生态环境系统基本功能的一种水量”。2000年贾宝全指出“生态环境需水量是改善生态环境质量或维护环境质量不至于进一步下降时需要的水量”。由中国工程院组织专家完成的《21世纪中国可持续发展水资源战略研究》认为:广义的生态环境用水,是指“维持全球生物地理生态系统水分平衡所需用的水,包括水热平衡、水沙平衡、水盐平衡等,都是生态环境用水” “狭义的生态环境用水是指为维护生态环境不再恶化并逐渐改善所需要消耗的水资源总量”。

笔者所采用的生态环境需水量的定义是《21世纪中国可持续发展水资源战略研究》中的狭义定义,即“生态环境需水量是指为维护生态环境不再恶化并逐渐改善所需要消耗的水资源总量”[1]。

2 研究的目的与意义

对水资源短缺的讨论早已不是一个新鲜的话题,而且对于这种短缺所带来的对经济、社会发展的制约,人们也已有了较为深刻的认识。中国水资源总量为2.8万亿m3,1997年中国人均水资源量为2 220 m3,到2006年已经下降到1 945 m3,已低于联合国系统公布的2 000 m3的中度缺水警戒线,还不足世界人均水资源占有量的1/4。

在这种水资源短缺压力下,过去在全国范围普遍忽视生态环境需水,以牺牲环境来保证工、农业用水需求,从而造成了大面积的水土流失、土地沙化,使得生态环境不断恶化。“98大洪水”过后,社会各界都意识到了水保的重要性,以及保护生态环境对实现可持续发展的基础性作用。

对于辽宁省太子河流域来说,水资源短缺也是摆在人们面前的一个巨大挑战。太子河河长413 km,流域面积13 883 km2,是辽宁全省面积的1/10。流域内有本溪、辽阳、鞍山和营口等市,是辽宁省经济发达地区,1996年国民生产总产值达750亿元,约占全省的1/4。依靠传统的水资源管理方法,已难以解决日益严重的区域性洪涝灾害、水资源短缺和水环境恶化等一系列问题。太子河流域水资源的问题也直接成为制约辽宁省经济发展的一个主要因素[2]。

3 生态环境需水量确定手段与方法

生态环境需水量的确定还是一个崭新的问题,目前尚无统一的标准与方法,因此笔者总结现有的研究成果,将辽宁省太子河流域生态环境需水量的确定手段与方法总结如下:1)利用GIS技术中的地图识别功能对辽宁省最新的土地利用图与辽宁省植被区划图进行识别与处理,将太子河流域从其他类型地区区分出来单独计算。并根据收集的水文资料,分别计算河流系统的基本生态需环境水量(用以维持河流百年一遇洪泛区中的水生生物的正常生长,以及达到排盐、入渗补给以及污染自净等要求所需水量)、河流排沙需水以及河流补给的湖泊洼地的环境的需水量等。然后,通过综合集成的方法确定河流系统的生态环境需水量。2)将其余部分在辽宁省土地利用图上划分为自然形成区(受人类干扰较少地区,其植被类型与植被区划图中相同位置的地带性植被特征一致),以及人类影响区(城镇、农田、防护林等)两部分。3)将自然形成区按辽宁省植被区划分成不同区域,标明优势植物物种,然后根据以往对不同植物物种需水特性的研究结果,推求不同植被区的生态环境需水量。4)分别计算人类影响区中各城镇的生态环境需水量,以及人类活动影响下的植被生长区的耗水量;5)将以上结果综合到一起,作为该流域的最小生态环境需水量。

生态环境需水量是一个时空动态变量,在研究生态环境需水量时,既要从宏观上搞好统筹规划,调查清楚生态背景,明确研究的目的和意义,使研究具有使用价值,又要根据生态环境需水量地带性比较强的特点,充分利用遥感卫星信息和GIS技术,进行生态分区。

参考文献

[1] 崔树彬. 关于生态环境需水量若干问题的探讨.中国水利,2001(8):71-75.

[2] 崔保山,杨志峰. 湿地生态环境需水量等级划分与实例分析.资源科学,2003(5):103-105.