生态灌区的概念、属性与指标体系研究

范习超 ，吕谋超 ，王晓森 ，邓 忠 ，姜明梁 ，秦京涛

（1.中国农业科学院农田灌溉研究所，453002，新乡；2.农业部节水灌溉工程重点实验室，453002，新乡）

一、生态灌区的概念

生态灌区也叫生态型灌区、生态文明灌区，是对节水型灌区概念的继承和发扬，不仅要求灌区具有较高的水资源利用效率，而且对灌区生态系统、面源污染控制、灌排工程设施、灌区管理水平等诸多方面有较高的标准。生态灌区概念的产生是生态文明理念在灌区发展中的延伸，目前已有多位学者从各自角度对生态灌区的概念进行了定义。Brookers认为生态灌区应该是一个生态上自我保持、经济上良好发展、长期不对周围环境造成负面影响且具备较高生产力水平的系统。姜开鹏认为，生态灌区要根据生态学理论建立自我维持、经济上可行的良性循环系统，要求其长期不对周围环境造成明显改变，且具备先进生产力水平。茆智提倡建一个节水型、生态型灌区，使其能够保持和促进灌区良性循环发展，改进和改善对水资源、经济环境资源的利用。顾斌杰在分析和总结不同历史时期我国灌区发展理念的基础上，认为生态型灌区应该是工程系统完善、资源利用科学高效、灌区生态系统健康、农副业效益显著、灌区与流域生态环境协调、可持续和谐发展的新型灌区。杨培岭提出生态灌区是在人与自然和谐理念指导下，通过水土资源高效利用、环境保护与治理、生态恢复与重构、水景观与水文化建设、灌区生态环境建设基准及监测管理方法等多方面的调控技术措施，修复脆弱的灌区生态系统并维持系统稳定良好运转，最终形成的经济社会效益高、灌区功能完善、水资源配置科学有效、单位水量生态效益高的节水型灌区，是现代化灌区发展的高级阶段。

归纳总结上述代表性观点，生态灌区的概念起源于节水型灌区，但又不局限于提高水资源利用效率，而是在此基础上有了较大的扩展。这一概念自提出以来，经过不断的深化与细化，从最初的抽象描述发展到后来对其内涵的具体阐释，反映了一定经济社会条件下人们对未来灌区建设的一种期待。笔者认为，生态灌区就是将生态学理论贯穿于灌区规划建设、运行管理、升级改造的整个过程，在维持灌区生态系统良性运转并且不对外界生态环境造成负面影响的同时，保持较高的生产功能，最终形成一种生态系统健康、资源高效利用、管理科学有序、工程设施配套的现代高级灌区模式。

二、生态灌区的属性

生态灌区的属性是对其概念的具体化描述，人们既要求其发挥维持灌区生态系统健康、不对外界环境产生负面影响的功能，又要求其具有较高的经济社会功能，这就需要从影响灌区的诸多要素，如生态环境、工程设施、管理水平等多个方面对生态灌区的属性予以阐释。笔者认为，生态灌区的属性特征应包含以下几个方面：

①完善的灌排工程体系。灌溉与排水是灌区基本功能之一，但是当前我国灌区工程年久失修、老化病化问题突出，对灌区的安全与水资源利用效率都造成了较大影响。因此生态灌区必须具备完善的灌排工程体系，既可以合理配置水资源，又能防止洪涝灾害，避免土壤盐渍化。

②较高的资源利用效率。这里的资源不仅指水、土壤资源，而且包括化肥、农药等。提高资源的使用效率不仅可以缓解资源紧张，而且可以减少污染物的输入，从源头抑制灌区生态环境的恶化。

③健康的生态系统。生态灌区应重视生态环境，力求将灌区的生态环境维持或恢复到良好的状态，同时也要对系统外部发挥较好的生态功能。生态系统健康是建设生态灌区的出发点，也是核心内容。

④发达的生产力水平。灌区是我国粮食规模化生产的主要基地和食品安全的重要保障，进行农业生产始终是灌区的基础功能。进行生态灌区建设是要通过科学规划管理、技术资金投入等一系列措施，使灌区的生产力水平维持在较高状态，既能满足经济社会发展的需求，又不对区域生态环境造成明显负面影响。

⑤现代化的管理水平。如果说灌区的水土资源、工程状况是灌区的“硬件”，那么灌区管理则是“软件”，很大程度上决定着上述物质条件能够发挥多大作用。生态灌区建设必须充分提高灌区管理水平，发挥现代化管理的优势。

三、生态灌区的评价指标体系

评价指标是对生态灌区属性的量化，也就是说在对各属性特征进一步分解的基础上，对生态灌区在各个方面所要达到的程度的具体要求。

早期对灌区的评价集中在节水改造效果、可持续发展、生态环境质量、生态系统健康评价等方面，这些评价从不同角度对灌区状况做出了阐述，为生态灌区评价指标体系奠定了基础。张会敏选取经济社会状况、农业水土资源利用、节水工程设施配套、生态系统、投资与效益6个方面的23个指标，构建了反映灌区节水改造效果的多层次指标体系。洪林从新增灌溉面积、水利用系数、节水能力和生产效益4个方面构建了包括灌区年增节水量、农业总产值增长量、新增灌溉面积在内的10个指标体系。杨柳利用层次分析法将灌区生态环境划分为水资源、土地资源、生物资源等6个因素层，构建了包含31个指标的灌区生态环境评价指标库框架，进而筛选出主要评价指标，为灌区生态环境评价提供了思路和决策方法。柴立基于生态环境影响要素、资源利用水平要素、工程保障能力主题和可持续发展主题，提出了基于主题服务的灌区生态环境动态评价模式。贾屏将经济社会、水土资源、工程建设、生态环境作为灌区可持续发展的4类基本指标，构建了经济内部收益率、水资源承载力、灌溉保证率、灌溉水质在内共计30个指标体系。

综合分析生态灌区涵盖的众多指标并对其作出筛选判定是一个复杂的过程，现有的生态灌区评价指标体系多是对上述各类评价体系的融合与拓展。目前，对生态灌区评价指标体系进行较系统的研究成果尚不多见，代表性的研究成果如表1。

纵观表1中4项研究成果，相似之处在于都选中了工程系统、资源利用、生态环境系统、管理因素、经济社会5个方面作为指标大类，然后进行量化并构建指标体系，指标涵义有较多的重合，如灌区生态系统中的植被覆盖率、水面率、生物多样性等。不同之处在于各研究者对部分指标的侧重，如彭世彰把空气质量也作为生态灌区的指标之一予以考虑，王维将灌区年均降水量等气象因素作为灌区生态环境状况的指标之一。需要注意的是，上述指标体系中存在的部分指标无法直接量化，或者需要进一步确定，如河道护坡情况，找到反映其状态的单一指标较为困难，需要进一步筛选下一级的指标并整合成单一指标。

我国不同灌区的自然、社会背景各异，在构建生态灌区评价指标体系中，既要注重生态灌区概念、属性蕴含的诸多要求，也要因地制宜地考虑灌区实际情况。图1是在项目研究中提出的一套生态灌区指标体系。

四、展望及建议

目前我国正处于建设节水型灌区的阶段，针对生态灌区的规划建设尚未进入国家层面的布局，涉及生态灌区的实践探索相对缺乏，需要各方共同努力，在实践中探索并推动生态灌区理论体系的完善。

①加强应用基础理论研究。加强对生态灌区规划设计理论与方法的研究，建议由政府主导建立生态灌区分类建设标准与相应评价体系，指导生态灌区建设。

②加大应用技术研发力度。加大对灌区生态评估与环境修复、灌区高效输配水技术与新产品、灌区面源污染监控及预报系统、灌区退水循环再利用、灌区自动化信息化技术与装备的研发力度，提升生态灌区管理水平，促进灌区可持续发展。

表1 生态灌区典型指标体系研究成果

图1 生态灌区评价指标体系

③加大示范推广力度。生态灌区作为我国灌区今后升级改造的方向，考虑其复杂性与前期投入较大，可结合当下大中型灌区续建配套与节水改造项目，在东北、长江中上游、华北等地区分别选择典型灌区，开展生态灌区试点建设，从设计理念、新技术应用、技术标准、管理机制等方面展开探索，总结经验，在实践中完善理论体系并逐步推广。

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