永年洼湿地生态需水量初步研究

2013-04-29徐艳菲张义等

湖北农业科学 2013年9期

徐艳菲　张义等

摘要：以永年洼湿地为例，根据湿地生态需水量的概念，把湿地生态需水量划分为湿地植物需水量、湿地土壤需水量和生物栖息地需水量3种类型。分别确定了需水量的级别和相应指标，并计算得出各级生态需水量，其最小生态需水量为1 256万m3，适宜生态需水量为2 944万～4 192万m3，最大生态需水量为

6 576万m3，同时提出了湿地生态需水的保障措施，旨在为永年洼湿地的恢复和保护提供科学数据。

关键词：生态需水量；永年洼湿地；保障措施

中图分类号：X171.1 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2013）09-2031-04

湿地是陆地生态系统和水体生态系统交互作用形成的独特生态系统，在调节气候、蓄洪防旱、控制土壤侵蚀等方面起着极其重要的作用[1]。水是湿地的“血液”，是导致湿地形成、发展、演替、消亡与再生的关键[2]。因此，确定湿地的生态需水量显得尤为重要。湿地生态需水量有多种提法，至今尚无统一的定义，得到广泛认同的是崔保山等[3]提出的湿地生态需水量概念，广义的湿地生态需水量就是指湿地为维持自身发展过程和保护生物多样性所需要的水量；狭义的湿地生态需水量是指湿地每年用于生态消耗而需要补充的水量，主要是补充湿地生态系统蒸散需要的水量。研究从广义的湿地生态需水量概念出发，以永年洼湿地为例计算其生态需水量，旨在为永年洼湿地的生态环境和生物多样性保护、水资源的管理和利用提供科学数据。

1 永年洼湿地概况

永年洼位于河北省邯郸市永年县境东部，北纬36°40′60″-36°41′06″，东经114°41′15″-114°45′00″，洼淀中央坐落着广府古城，南部和东部紧邻滏阳河左堤，西部和北部建有围堤。洼心海拔为40.3 m，洼边海拔为43.5 m，相对高差约3 m，依靠滏阳河供给以及雨季积存，这里长年积水处于湿地状态。永年洼洼淀面积达16 km2，常年积水面积4.5 km2，是继白洋淀、衡水湖之后的华北第三大洼淀。

永年洼所在地区属暖温带半湿润大陆性季风气候，降水各月分布不均，主要集中在6～8月，占全年降水量的65%，湿地年平均气温12.9 ℃。该区域属华北平原南段，为冲积扇末端与冲积平原的交接过渡性地貌，平原湿地的地理环境景观特征明显。

永年洼湿地野生植物群落以芦苇为优势种，伴生植物有香蒲草、三菱草、蓼、车前、羊胡子草、苦菜、扁蓄、田旋花、碱蓬等47科102种之多[4]。湿地鸟类动物主要有野鸭、猫头鹰、白鹭、苍鹭、杜鹃等，在候鸟迁徙时可见天鹅、雁等鸟类，脊椎动物主要有狐狸、黄鼠狼等，鱼类主要有鲫鱼、鲤鱼、鲢鱼、黑鱼等[5]。洼淀呈现“芦苇茂盛、鱼虾共生、碧水风荷、雁戏鸟鸣”的水乡景象，被人们赞誉为“北国小江南”，具有重要生态环境价值和观赏价值。

2 永年洼湿地生态需水量

2.1 生态需水量各类型的确定与等级划分

首先根据湿地生态需水量的概念，并主要参考了崔保山等[3]和宋松等[8]关于湿地生态环境需水量研究中对湿地生态需水量和环境需水量的类型划分，将永年洼湿地生态需水量分解为湿地植物需水量、湿地土壤需水量和生物栖息地需水量3个类型。然后主要参考了对同属于海河流域的七里海[9]、南大港[10]、滹沱河[11]、衡水湖[8]和白洋淀[12]湿地的生态需水研究，采用等级划分方法来计算湿地生态需水量，即根据每种类型需水量的特点和功能差异将生态需水量分为最小需水量、适宜需水量和最大需水量，并将最小需水量和最大需水量设为单值，将适宜需水量设为范围值。最大需水量是湿地生态系统能承受的最大上限水量，超过这一水量，湿地生态系统便会遭受洪涝灾害；最小需水量是湿地维持自身发展所需的最低水量，低于这一水量，系统便会逐渐萎缩、退化甚至消失；适宜需水量在这两者之间，是湿地生态系统存在所需的适宜水量，达到这一水量，系统处于较理想状态。具体等级划分方法见表1。

2.2 生态需水量计算

2.3 生态需水量结果与分析

2.3.1 湿地生态需水量最大值合理性分析单就需水量最大值而言，减去土壤中含水量1 280萬m3，还剩5 296万m3

3 生态需水的保障措施

永年洼的主要供水河是滏阳河，滏阳河从东武仕水库出库口至献县段93%的河道干涸天数平均为319 d（2000-2005年）[15]，进洪闸基本上遇到洪水年才打开，之后大量的水又从泄洪闸排走，更不用说常年补给永年洼。

永年洼1981-2000年年平均水面蒸发量为1 208.9 mm，20%、50%和75%保证率下的降水量分别为645.8、499.2和401.6 mm，蒸发量大于降水量。丰水年降水1 033.28万m3，距最小需水量尚缺水222.72万m3；平水年降水798.72万m3，距最小需水量尚缺水457.28万m3；枯水年降水642.56万m3，距最小需水量尚缺水613.44万m3[16]。可见仅依靠降水补给不能保障湿地的基本生存和发展。为解决湿地生态需水量短缺问题，建议采取以下几条措施。

1）永年县政府、水利部门和计划部门应给予足够的重视，把永年洼湿地的生态用水列入县水资源总体分配计划，特别是在湿地大量缺水的枯水年份应尽可能多地为湿地补水创造机会。

2）实施异地调水工程。其一，从滏阳河上游的东武仕水库、磁县的岳城水库进行流域内调水；其二，借助于“南水北调”工程来跨流域补水，尤其在永年县缺水[17]的大背景下，这将对永年洼湿地的恢复和保护起到重要的推动作用。

3）提高污水的处理量和利用率。随着永年县城镇化和工业化水平的提高，生活和工业污水量将逐年增加，这部分劣质水资源经过污水处理厂处理后也可以作为永年洼湿地补给用水。

4）通过各种途径开发湿地用水渠道，采取汛期拦蓄洪水工程，加大雨水资源利用，节约工业、农业用水，以满足永年洼湿地用水的需要。

4 讨论

采用经典的计算公式来计算各类型湿地的生态需水量，这种方法容易计算且适用范围广，为湿地的恢复和保护提供了较为有价值的参考。但实际上湿地中的水资源是整个湿地生态系统共用的，用于哪种类型的需水却没有严格的界限，所以难免存在重复计算；另外在计算和分析时由于数据资料有限，没有把降雨时岸边坡地流入湿地的水量和湿地对地下水的补给量考虑在内，还有待进一步的研究和完善。

在结果分析中，各生态需水量类型所占比例分析结果与前人研究结果大同小异，再次肯定了湿地的生态需水量大部分消耗于植被的蒸散；除了各生态需水量类型所占比例分析外，还增加了最大值合理性分析，用以限定各指标的等级划分，以免补给水量过大，使湿地生态系统遭受洪涝灾害。

永年洼湿地的生态需水量计算虽然分为3个级别，但研究区降水量小于蒸散发量，滏阳河近年又处于枯水期，供水矛盾突出，这种情况下保证最小级别的生态需水量是比较切实可行的。相信遇到丰水年加之适当的补水，永年洼便可恢复到适宜的蓄水状态。此外，为了保持永年洼湿地的生物多样性，使湿地呈良性发展，建议合理配置滏阳河的水资源，保证每年滏阳河有一定流量流入永年洼，以补充湿地水量。

参考文献：

[1] 崔丽娟，鲍达明，肖红，等.基于生态保护目标的湿地生态需水研究[J].世界林业研究，2006，19（2）：18-22.

[2] 戴向前，刘昌明，陈敏建，等.扎龙湿地生态需水研究[J].南水北调与水利科技，2007，5（5）：41-47.

[3] 崔保山，杨志峰.湿地生态环境需水量研究[J].环境科学学报，2002，22（2）：213-218.

[4] 杨婷婷.历史文化城镇保护与发展的区域观——以广府古城为例[D].石家庄：河北师范大学，2009.

[5] 张运平.永年县多措并举湿地保护初见成效[J].河北林业，2006（3）：28.

[6] 张秉文.河北省水文要素演变过程对生态环境影响分析[J].南水北调与水利科技，2010，8（1）：116-125.

[7] 张芸，李文体.河北省湖泊型湿地水环境状况及保护建议[J].南水北调与水利科技，2007，5（1）：78-81.

[8] 宋松，许有鹏，张建新，等.生态保护目标体系下海河流域湿地需水研究——以河北省衡水湖湿地自然保护区为例[J].水土保持通报，2010，30（4）：119-123.

[9] 姚慧敏，刘景兰.七里海湿地水资源现状及其生态需水量研究[J].矿产勘查，2010，1（6）：598-602.

[10] 張颖.南大港湿地生态需水量研究[D].石家庄：河北师范大学，2008.

[11] 赵旭阳，刘浩杰，韩晨霞.滹沱河岗黄段湿地生态需水量研究[J].安徽农业科学，2007，35（35）：11531-11533.