向海濕地生態(tài)環(huán)境需水量分析

孫曉梅，杜連梅，趙東輝

（1.吉林省水文水資源勘測局白城分局，吉林 白城 137000；2.吉林省水文水資源勘測局延邊分局，吉林 延吉 133000；3.吉林省水文水資源勘測局通化分局，吉林 通化 134000）

濕地作為一個獨特的生態(tài)系統(tǒng)，它具有調(diào)節(jié)徑流、與地下水交流、調(diào)節(jié)氣候、生物多樣性等功能，有地球之腎之美稱。保護濕地，使人與自然和諧發(fā)展是研究濕地生態(tài)需水量的出發(fā)點。濕地生態(tài)環(huán)境需水，是指維持生態(tài)系統(tǒng)中具有生命的生物物體水分平衡及維持和保持濕地環(huán)境所需要的水量。濕地生態(tài)需水量與濕地生態(tài)系統(tǒng)密切相關(guān)，是濕地生態(tài)系統(tǒng)的主導(dǎo)因子。

1 向海濕地概況

向海濕地位于吉林省通榆縣城西北70km的向海鄉(xiāng)，濕地總面積23 000hm2，濕地主要為蘆葦沼澤。海拔高度177～186m。該區(qū)屬溫帶半濕潤大陸性季風(fēng)氣候，四季分明，年平均降水量408.2mm。土壤以鹽化草甸沼澤和泥土為主。沼澤植被中，蘆葦為優(yōu)勢種。伴生種有苔草、香蒲、燈心草、花蒲、水蔥等。濕地河泡內(nèi)有各種魚、蝦等。鳥類種很多，常見的有丹頂鶴、白枕鶴等。濕地內(nèi)還有狼、赤狐、野免、狍子等動物。

2 生態(tài)學(xué)方法計算生態(tài)需水量

生態(tài)學(xué)方法計算濕地生態(tài)環(huán)境需水量，主要依據(jù)參考文獻[1]中提供的方法，根據(jù)向海濕地的實際情況進行計算，見表1。

2.1 植物需水量

濕地植物類型呈多樣性，植物的特征差異也很大，考慮到植物需水量計算的復(fù)雜程度，在此選取植被的優(yōu)勢種來確定植物需水量。向海濕地主要植物為蘆葦，其生態(tài)需水量為：

表1 向海濕地生態(tài)需水量計算表

WP=β×A×ETm=（0.5～1.0）×42 300×（1.0～1.9）×104

=（2.12～8.04）×108m3

向海植物需水量級級別劃分見表2。

表2 向海植物需水量級別劃分

2.2 土壤需水量

濕地土壤需水量與植物生長及其需水量密切相關(guān)。植被密集的濕地和植被稀疏或灘涂濕地計算土壤需水量的方法有差異。向海濕地土壤類型主要屬蘆葦沼澤土，按不同需水量等級算，其田間持水量百分比α約在（0.3～0.8），根據(jù)該濕地特征，其剖面總厚度為120cm。

Q=α×H×A=（0.3～0.8）×1.2×69 000×108

=（6.24～7.49）×108（m3）

向海土壤需水量級別劃分見表3。

表3 向海土壤需水量級別劃分

2.3 生物棲息地需水量

野生生物棲息地需水量是魚類、鳥類等棲息、繁殖需要的基本水量。濕地的水域面積和水深是濕地生物存在的重要影響因素。按不同淹水面積及不同水深，分別計算不同等級的生物棲息地需水量。

Wq=ABH=69 000×（0.15～1.0）×（0.5～2.0）×104m3

=（0.52～10.4）×108（m3）

向海生物棲息需水量級別劃分見表4。

表4 向海生物棲息需水量級別劃分

2.4 補給地下水需水量（滲漏法）

濕地有補給地下水的功能，實現(xiàn)這一功能是通過滲漏途徑完成的。水分在土壤中的滲透運動，是指土壤充分飽和時，在重力作用下而自由運動的水。這種滲透運動的大小決定于水位差、滲透距離、土壤孔隙度及斷面大小。水在土壤中的垂直運動用滲透系數(shù)表示。土壤的滲透系數(shù)與土壤的類型、剖面組成等有關(guān)。計算，只考慮有水面的地下水補給量。濕地區(qū)域內(nèi)地勢平坦，因此不考慮水位差的影響，地下水補給時間按180d計算，滲透系數(shù)采用0.005。則補給地下水需水量

Wb＝k×B×A×T＝0.005×（0.15～1.0）×69 000×180×108

=（0.93～6.21）×108（m3）

向海補給地下水需水量級別劃分見表5。

表5 向海補給地下水需水量級別劃分

2.5 濕地總生態(tài)需水量

根據(jù)濕地的現(xiàn)實狀況，文中計算不考慮濕地凈化污染物需水量及景觀需水量，濕地總的生態(tài)需水量為以上各項需水量的之和，根據(jù)以上計算結(jié)果，得出濕地總的生態(tài)需水量見表6。

表6 濕地總的生態(tài)需水量

3 水文學(xué)方法計算生態(tài)需水量

3.1 向海濕地生態(tài)需水量

水文學(xué)方法是把向海濕地看作一個系統(tǒng)，系統(tǒng)輸入量有降雨、霍林河來水、額木太河來水及引洮工程引水。系統(tǒng)輸出量為雙崗水文站徑流量，勝利水庫入流量和向海濕地的蒸散量（濕地節(jié)散量為維持生態(tài)系統(tǒng)生存而消耗的水量，作為生態(tài)用水量）。根據(jù)水量平衡原理，生態(tài)需水量計算公式為：

W=WP+W入1+W入2-W出1-W出2

=1.371 1+0.495 4+2.825 4-0.635 2-0.811 0

=3.245 7

式中WP為多年平均降雨量；W入1為向海水庫多年平均入庫量（為額木太河與引洮引水量相加）；W入2為霍林河多年平均流量；W出1為雙崗多年平均徑流量；W出2為勝利水庫多年平均入庫流量。

4 結(jié)論

（1）濕地生態(tài)需水量的計算是根據(jù)濕地生態(tài)系統(tǒng)的不同方面進行計算的，各個要素之間有相對獨立性。然而，濕地生態(tài)需水量是個整體概念，濕地中的水資源應(yīng)用沒有嚴格的界限，濕地水資源量是濕地整個生態(tài)系統(tǒng)共用的，很難區(qū)分這些水量動物用了多少，植物用了多少，所以在計算過程中有重復(fù)計算的水量。

（2）濕地生態(tài)需水量計算沒有考慮凈化污染物需水量和景觀娛樂用水量。因為以上各項之中可能包含這部分水量。

（3）生態(tài)需水量的計算雖然分5個等級，但由于向海濕地位于吉林省西部平原區(qū)，降雨量偏少，氣候干旱，特別是自1998年大洪水以后，濕地降水量連續(xù)幾年偏少，洮兒河出現(xiàn)了有史以來的枯水期，供水矛盾十分突出。所以保持最小級別的生態(tài)需水量是比較切實可行的。文中采用生態(tài)學(xué)方法與水文學(xué)方法分別對濕地生態(tài)需水量進行計算，水文學(xué)方法與生態(tài)學(xué)方法最小級別的生態(tài)需水量相當(dāng)，也是符合向海濕地的實際。

另外，為保持向海濕地的生物多樣性，使?jié)竦爻柿夹园l(fā)展，建議合理配置洮兒河水資源量，保證洮兒河有流入濕地的基流量，補充濕地水量。

［1］楊志峰，等.生態(tài)環(huán)境需水量理論、方法與實踐［M］.北京：科學(xué)出版社，2003.