生态功能法在计算湿地生态需水量中的应用——以天津滨海新区湿地为例

对湿地生态需水量的计算进行了探索性研究,采用生态功能法分别对天津滨海新区湿地补给地下水需水量、湿地土壤需水量、湿地植物需水量和生物栖息地需水量进行了计算,最后得出天津滨海新区湿地的最低需水量为1.78×109～2.77×109m3,最适需水量为5.39×109～8.08×109m3,最高需水量为12.07×109～14.09×109m3。     

滹沱河岗黄段湿地生态需水量研究

以滹沱河岗黄段湿地为例,按照湿地生态系统结构和功能,把生态需水量划分为植被需水量、土壤需水量、生物栖息地需水量、补给地下水需水量和河湖需水量5种类型,并分别确定了需水量的级别和相应的指标,计算了各级别的生态需水量。结果表明,滹沱河岗黄段湿地最小生态需水量为49295万m3,适宜生态需水量为88650万～160393万m3,最大需水量为389691万m3。最后提出了研究区适宜缺水量和最大缺水量分别为61350万～133093万m3和362391万m3。     

干旱区非地带性植被生态需水量及其估算

从植被生长与地下水位的关系出发,将生态地下水位分为临界生态水位、适宜生态水位和最佳生态水位.结合生态地下水位,将干旱区非地带性植被生态需水量划分为临界生态需水量、适宜生态需水量和最佳生态需水量,并以潜水蒸发模型估算了额济纳绿洲植被生态需水量.结果表明:植被适宜生态需水量区间为4.3840×108～14.10130×108m3,最佳生态需水量为10.338×108m3,满足最小生态需水量要求下的缺水量为2.8822×108m3.要维持2000年的绿洲规模,狼心山站下泄水量应不小于5.6992×108m3.该研究对干旱区科学制定生态恢复方案和水量分配方案具有很大的现实意义和借鉴作用.     

基于水量平衡法的黄河兰州银滩湿地生态需水分析

以黄河兰州银滩湿地为研究对象,运用水量平衡法对其生态需水量进行计算并根据权重制定补水方案,以湿地植物栖息地需水量对其检验,并对不同生态目标条件下湿地生态需水量进行分析.结果表明:维持芦苇沼泽面积防止其生态特性减退这一低目标的生态需水量为5.12×105 m3,保证沼泽面积、质量,保证动植物栖息地价植以及防治水面的减退和消失这一高目标的生态需水量为6.08×105 m3,这与湿地植物栖息地需水量计算结果相一致,湿地动态补水分为4级,1级7、8、9月份,2级4、5、6月份,3级3、10月份,4级1、2、11、12月份.     

基于河流生态类型划分的海河流域平原河流生态需水量计算

根据河流现有生态状况,首次将海河流域平原河流划分为干涸沙化、水质污染和生境破坏三种类型,并针对不同类型河流特点和修复目标,分别用植被需水定额法、75%保证率最枯月平均流量法、生物空间最小需求法和槽蓄法计算了生态需水量.结果表明,海河流域平原河流最小生态需水量为18.12 亿m3,相当于流域多年平均流量的8.4%.最后将上述四种计算方法分别与Ten-nant法进行了比较.用植被需水定额法计算的干涸沙化型河流生态需水量结果约占多年平均径流量的2.4%～5.5%,远小于Tennant法的最小生态需水量;75%保证率最枯月平均流量计算的水质污染型河流所需的生态水量占多年平均径流量的百分比为15%左右,略高于Tennant法计算的最小生态需水量;用生物空间最小需求法计算的滦河生态需水量占多年平均径流量的百分比为6%,接近于Tennant法计算的最小生态需水量;槽蓄法计算的生态需水量结果与河流水量修复目标密切相关.总的说来,本文所采取的计算生态需水量的方法在海河流域是可行的.     

乌梁素海生态补水量研究

【目的】分析乌梁素海存在的生态环境问题,确定恢复乌梁素海生态环境的生态补水量。【方法】在分析乌梁素海生态环境存在问题的基础上,应用功能法,依据湖泊蒸发量、渗漏量以及污染物控制需水量,推求了乌梁素海最小生态需水量,根据湖泊水量平衡原理,对乌梁素海的生态补水量进行了计算。【结果】在确定的乌梁素海排水量及排放污染物情况下,使COD达到Ⅳ类和Ⅴ类水标准的最小生态需水量分别为36.31和17.41亿m3,相应的生态补水量分别为30.87和11.97亿m3;使氨氮达到Ⅳ类和Ⅴ类水标准的最小生态需水量分别为28.1和13.31亿m3,生态补水量分别为22.66和7.87亿m3。【结论】恢复乌梁素海生态环境需要大量的水资源,需根据湖泊容积和修复计划分年度补水。     

基于生态保护的洞庭湖湿地生态需水量研究

近年来洞庭湖湿地季节性缺水、工程性缺水、水质型缺水问题日渐突出,直接威胁到洞庭湖湿地生态系统的健康.分析认为,目前洞庭湖湿地生态系统健康状态等级为中等并有向差等级演化的趋势,必须确保最小生态需水量.采用水量平衡法可以初步估算其最小生态需水量为2.68×10~8 m~3,而且将呈逐年上升的趋势.     

基于生态水位约束的下辽河平原地下水生态需水量估算

以我国北方典型的大型地下水盆地——下辽河平原为研究对象,在考虑地下水蒸发特点基础上,统筹考虑对地下水依赖程度较高的天然草地、天然湿地和河流生态系统对于地下水位的要求,综合水文和生态两方面因素确定地下水生态水位;利用Golden surfer软件的体积计算功能,计算出研究区内全年各月的地下水生态需水量;采用正态信息扩散模型,运用月保证率法得到不同保证率、不同恢复等级下的年地下水生态需水量.结果表明:下辽河平原不同月份的地下水缺水量41.83×108-60.07×108 m3、缺水区面积2.05× 104-2.34×104 km2、盈余水量2.73×108-6.68×108 m3、盈余区面积0.30×104-0.59×104 km2、地下水生态需水量35.15×108-57.33×108 m3;经月保证率法整合后的年地下水生态需水量变化规律为,随着保证率的降低,地下水生态需水量不断增加,而需水量等级越高,需水量增加幅度越大.     

2020年安徽省非常规水源可利用量预测

在分析安徽省非常规水源开发利用现状的基础上,对2020年工业、生态及市政非常规水源可利用量进行了预测.其中,采用万元工业增加值取水量预测法预测工业用水量;采用单位绿化面积指标法预测生态用水量;采用道路面积指标法预测市政杂用水量.结果表明:2020年安徽省可用于工业、生态(河道外)和市政杂用水的非常规水源量为35.20亿m3,占总需水量的23.65％,其中用于工业发展的非常规水源量为23.80亿m3,占工业总需水量的67.61％,用于生态发展和市政杂用的非常规水源利用量分别为6.10亿、5.30亿m3,均可以实现100％替代常规水源.根据预测结果可知,非常规水源将成为未来安徽省缓解缺水矛盾的重要环节,有利于缓解全省经济社会发展面临的水资源紧缺问题.     

Dynamic Variation of Land-use Types of the Constructed Wetland before and after OH-field Water Irrigation Based on 3S Technology

[目的]研究基于3S技术的人工湿地污灌前后土地利用类型动态变化规律.[方法]考察了2001～2010年吉林省西部干旱与半干旱交错地带人工湿地经含油废水灌溉后,含油废水补给量与人工湿地区域生态需水量的供需平衡,并结合3S技术,分析了2001、2006、2008和2010年含油废水灌溉人工湿地区域前后,人工湿地区域及周边地区的土地利用类型划分和动态变化.[结果]2003～2010年人工湿地区域的生态需水量为1.62 × 106～2.24× 106m3,而区域内含油废水补给量为2.12 × 106 ～2.84×106m3,含油废水排放总量能够满足人工湿地区域生态需水量的需求,同时发现2010年人工湿地区域及周边地区水域面积和水田面积较2001年分别增加了2.3倍和10倍,林地、沼泽面积增加了40.15％和29.50％.[结论]含油废水灌溉人工湿地措施有效缓解了干旱与半干旱交错地带的缺水及生态环境问题.     

麦积山景区生态需水特征(英文)

[目的]研究麦积山景区生态需水特征。[方法]运用麦积山景区内多年土壤湿度资料及气象资料,对景区内生态需水特征进行分析。[结果]麦积山景区内年实际需水量为678×106m3,土壤含水占21%,蒸散量占79%;最小生态需水定额为480×106m3,土壤含水占16%,蒸散量占84%;最小适宜生态需水定额为624×106m3,土壤含水占18%,蒸散量占82%。降水量为614×106m3,可消耗水中水分盈余78×106m3。降水量大于蒸散量的年份占76%。自21世纪80年代以来,蒸散量呈线性增加趋势,一年之中,6~10月降水量大于蒸散量,11~12月以及1~5月降水量小于蒸散量,蒸散需水靠土壤水调节。春季降水量与蒸散量相差较大,对瀑布、溪流等自然有一定影响。[结论]该研究结果为麦积山景区水资源的合理利用及长远规划提供了依据。     

济南市城市绿地生态需水量估算

从水资源配置角度对济南市城市绿地生态需水量进行了估算研究与分析,揭示了2012年济南市以乔、灌、草3种植被类型为代表的城市绿地生态需水量的年内总需求量及时空分布特征。结果表明,综合考虑植物蒸发需水量、生长需水量、土壤需水量及有效利用降水量4个方面,估算出济南市绿地生态系统生态需水量约247 527.67 m~3;受市内区域自然状况差异影响,市辖区及章丘市绿地生态需水量较大,商河县最小;城市绿地生态需水量具有明显季节性变化特征,春夏季需水量较大,冬季最少。     

新疆和田绿洲耕地阈值预估

[目的]在西北干旱区，因开垦耕地，绿洲不断扩张，挤占了生态用水，引起一系列生态与环境问题。以和田绿洲为例，用定量方法计算耕地面积阈值，可为当地水土资源开发及生态保护提供理论依据。[方法]水土平衡法。[结果]结果表明，P=75%时，2010、2020、2030年和田绿洲的耕地面积阈值分别为13.83×104、16.78×104、16.50×104 hm2；P=50%时，2010、2020、2030年和田绿洲的耕地面积阈值分别为14.95×104、18.08×104、17.78×104 hm2。如果不采取有效措施控制耕地扩张，2020、2030年耕地面积将分别超过P=75%时耕地面积阈值2.78×104 hm2、5.07×104 hm2。即使采取高效节水技术，2020年及2030年种植业需水量将由2010年的19.77×108 m3增加到20.82×108、21.95×108 m3，生态需水量及入塔里木河水量将无法得到保证，这必将危及和田河流域，甚至塔里木河流域的生态系统安全与稳定。[结论]耕地超过耕地阈值时，不仅危及和田绿洲的生态安全，同时因耕地扩张加大水资源消耗，和田河汇入塔里木河水量减少，威胁着塔里木河生态与环境安全。为此建议制定严格措施，加强干旱区绿洲-荒漠过渡带的保护，严禁以各种名义的开荒。     

石家庄平原区降水变化与农业生产的适应性研究

通过对石家庄平原区降水特征及主要耗水型农作物需水规律的分析,揭示了农作物生长缺水量及缺水时段年内分布规律。结果表明,石家庄平原区降水量较小,降水集中,与农业生产之间表现出了明显的不适应性;自然降水条件下,丰水年、平水年、枯水年冬小麦-夏玉米一年两熟制种植模式缺水量分别达8.3、10.3和12.6亿m3,蔬菜缺水量分别达1.2、1.2和1.3亿m3;丰水年、平水年、枯水年时,缺水时段均主要集中在3～5月份,其缺水量分别占年缺水总量的66.8%、59.9%和57.3%。虽然从20世纪70年代开始,3～5月份降水量呈增加趋势,但增加有限,远不能抵消作物生长缺水量,仍需大量开采地下水补充灌溉。     

基于灰关联和主成分分析的阿拉善湾 最小生态环境需水量研究

生态环境需水研究是国际上关注的焦点,也是研究热点,目前还处于计算方法探讨阶段。以阿拉善湾海子为例,基于灰关联、主成分分析、典型相关和逐步回归分析,探讨最小生态环境需水量计算方法。结果表明：基于灰关联和基于SAS软件主成分分析,虽然依据的理论基础和侧重点不同,但分析结论是一致的,都表明底栖动物种类数、遗鸥繁殖巢数与水位高度相关,可以作为生态环境的指示生物。计算得该地区最小生态环境需水量为1.9×106m3。     

新疆和田绿洲水资源供需预估(英文)

[目的]预估未来和田绿洲水资源供给与需求,为研究区水资源合理利用及调配提供理论依据。[方法]利用水土平衡法预测未来15年不同水概率条件下和田绿洲的水资源总量和需水量。[结果]当来水概率P=50%时,和田绿洲水资源总量为50.57×10~8m~3,用于社会经济等方面的水资源量仅为33.13×10~8m~3,而2020年、2030年研究区社会经济等方面的需水量将分别为33.44×10~8、36.06×10~8m~3,缺水量为1.31×10~8、2.93×10~8m~3。当来水概率P=75%时,和田绿洲水资源总量为44.30×10~8m~3,用于社会经济等方面的水资源量仅为29.39×10~8m~3,2020年、2030年研究区社会经济等方面的需水量将分别为31.43×10~8、33.11×10~8m~3,缺水量为2.04×10~8、3.72×10~8m~3。[结论]综合考虑气候变化、社会经济发展及节水技术应用等多种因素影响,未来和田绿洲水资源问题将日趋严峻。河流中上游耕地扩张,区间耗水量激增是水资源供需矛盾加剧的主要原因,建议未来绿洲开发在实施高效节水措施的同时,控制耕地面积,严禁各种名义的开荒。     

滨海生态脆弱区土地利用功能时空分异特征研究

为减少滨海生态脆弱区不合理的土地利用方式,实现土地资源的可持续利用,以河北省重要的生态脆弱区——黄骅市为研究区,从土地利用的生产功能、经济功能、生态功能与社会功能4个角度切入,构建土地利用功能评价指标体系,定量分析黄骅市2003—2012年土地利用功能的动态变化与空间分异特征。结果表明:1)2003—2012年,黄骅市土地利用总功能动态变化度达97.30%,呈现快速上升趋势。2012年土地利用功能实现率为0.65,处于中度可持续水平,有待进一步提高。2)黄骅市土地利用功能在空间分布上呈现集聚特点,生产功能主要集中在市域远离海边的西部,生态功能较好的区域主要集中在市域东北部,社会功能和经济功能处于优势地位的区域主要集中在黄骅市中部。结果表明黄骅市土地利用功能逐渐向着多功能方向发展,但是协调度依然很低。     

延吉市湿地景观动态变化与生态安全评价研究

在3S技术的支持下,应用ArcGIS 9.3软件对延吉市1986、1996年的TM影像,2009年的ALOS影像3期影像进行解译分析,结合研究区自然生态环境特征,首次分析了23年间延吉市湿地的景观动态变化。并以此为基础,根据PSR概念模型,基于景观格局指数构建了延吉市湿地生态安全评价指标体系,并进行生态安全评价,综合评价结果为5.770左右,处于预警状态,急需加强对湿地的保护与管理。