关于河流生态基流概念与评价方法的差异性与影响

新疆博衍水利水电环境科技有限公司 王佳雯

生态基流主要涉及水文、地质、气候、水资源等资源的开发和利用；生态环境保护以及社会经济发展等方面的工作。在当今的生态基流研究中，正确的理解生态基流的概念和内涵、建立起精准的科学评价方法、探索需水量保护措施途径、对国际河流的水资源利用与保护等问题都是研究的重中之重。

一、简述生态基流的基本概念和基本内涵

（一）分析生态基流的基本概念

发展至今，不管是在我国国内，还是在国际上，针对生态基流的概念问题尚未形成统一的、明确的概念定义。由于河流所处的自然环境和社会背景的不同，各个国家的学者们针对自己的实际研究，从生态系统的不同角度进行界定，使其内涵呈现出了较大的差异。国内，学者对其的称谓更是五花八门，有人称之为“生态基流量”“生态环境需水量”，还有的学者称之为“生态需水量”“最小生态需水量”等。这些称谓有着很大的差异性，但是这些称谓都是建立在强调要维持生态环境一定数量和质量的水，促进河流系统的生态多样性、生态平衡性等基础之上的。

（二）简述国际上对生态基流的概念定义

在20世纪40年代，美国鱼类和野生动物保护协会研究关于鱼类生长繁殖、产量与河流流量之间的关联性，在此过程中提出了河流最小环境（或者生物）流量的概念。30年后，在美国的第二次全国水资源的评价工作中，有关工作人员不仅从河道的外用水，而且也从鱼类、野生动物、发电、旅游、航运等方面对水资源的需求量进行了科学的估算，得出了河道最小生态流量。在这次的水资源评价活动中，非常遗憾的一点是，学者们并没有真正地提出生态环境需水量的概念。直到20世纪末，基本生态需水的概念才被提出来，其基本的含义是提供一定质量和数量的水给生态环境，其目的是期望能够最大限度地改变天然生态系统的过程，并有效地保护生态物种的多样性和生态环境的完整性；同时考虑气候、季节变化等因素对生态需水的影响。在此定义中认定了基本生态需水量并不是一个固定的数值，而是在一定范围内呈现出动态性的变化值。

除此之外，国际上有的学者也尝试着从“环境流”的视角去进行探索和研究。在此过程中，不同国家的学者产生了不同的看法，在概念定义方面也给出了差异化的答案。在一些欧美国家，环境流主要是为保护河流生物的栖息地、恢复和维持河流生态系统的稳定和健康、防止海水污染、保护水质等所需要的水量。作为世界性的环保组织，世界自然保护联盟则认为，环境流是指在用水量矛盾突出且水量可以调控的河流维持其正常生态功能所需要的水量，该水量应该能够保证下游地区环境、经济利益以及社会发展。而大自然保护协会则认为，环境流就是维持淡水生态系统的物种、功能和弹性所需要的径流条件，包括数量和历史等，以及维持河流下游依靠水资源生存的人们。在21世纪初，国际环境流大会通过了布里斯班宣言，该宣言中给出的环境流概念为：维持河流、湖泊、河口地区生态环境健康和生态服务价值，符合一定水质、水量和时空分布要求的河川径流过程。简言之，环境流就是维持河流健康状态所需要的水量。

二、简述我国国内对生态基流的概念定义

严谨来讲，从20世纪90年代，我国才开始出现了对生态基流方面的研究，很多专家学者都参与到了其中。然而，不同的学者对其产生了差异化的认知和观点。有的学者从环境需水角度进行研究，他们给出的观点是环境需水就是为保证和改善人类居住环境质量所需要的实际用水量，包括用水水质、协调生态环境、回补地下水以及美化环境等。而有的学者则从生态环境需水量的角度进行研究，他们认为生态基流是维持地表水体特定的生态环境功能，天然水体必须储存消耗的最小水量。除此之外，还有的学者从水质、水量角度进行研究，他们认为一定水质要求下的合理水量，依据河流系统的空间结构，又分为维持河流物理构造的需水、水面蒸发需水及洪泛地生态需水等。

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生态基流是一个有机的整体，其中包含着多种不可控的变量，由此可以认为，为维护河流基本生态环境功能或改善生态环境质量，在特定生态与环境保护目标下，天然水体必须储存和消耗的最小水量。该定义的最大特色是，他们认为生态基流具有优先满足性，只有在这部分需水得到满足的时候，才会为其他用水要求提供服务。

生态基流的基本内涵：进入到新的历史发展时期，我国不断加大对河流生态系统的研究和监测力度，对生态基流的认知不断得到深化。

（1）水量、水质和营养物质的输移。对于水生生物来说，水体的理化性质和营养水平都是影响它们生长的关键因素，同时也需要充分考虑河流物质输移的特征。

（2）考虑季节性水文过程和水质状况。河流枯季低流量过程中，对河岸滩地和缓冲区的动植物生长和底泥污染物的分解；洪水过程可以造成水中泥沙和营养物质的输移，同时也有可能为多种生物营造出新的栖息场地。

（3）不可忽视水文因素和水动力学要素。在实践中，不同时段流量过程的变化、流速、水位及其变幅等是不相同的，同时会带来水文、水动力等参数上相应的变化，只有这样的变化才能更加符合河流生态系统健康发展的实际需求。

（4）具有差异化的生态环境保护目标。不同的河流或者河段的生态系统和社会服务功能存在很大的差异，因此，生态环境保护有着差异化的对象和目标。

三、阐述生态基流评价方法

（一）简述外界基流评价方法

（1）水文学的评价方法。水文学评价方法通常被应用到流域规划层面，或者在不允许进行更详细的调研情况下应用。在实践中，水文学方法运用简单的规则，依据流量的持续时间或者平均流量来确定天然流量比率，同时，流量变化被维持在一个确定的范围。在日常中，使用频率较高的方法有Tennant法、水文变化范围法、水生物基流法等。

（2）水力学评价方法。主要是依据河道水利参数,确定河流所需的生态基流量。水力的参数不仅可以通过实地勘测的方式获得，同时也可以利用曼宁公式通过科学计算获得，最常用的方法有湿周法。

（3）栖息地的评价方法。所谓的栖息地的评价方法是建立在水力学方法之上，充分考虑了生物因素的一下啊ing，并利用指示物种所需的水力条件确定河流流量。常常使用到的方法有河道内流量增加法、栖息地模拟法等。

（4）整体分析评价法。所谓的整体分析评价法，也可以称之为综合评价法。本评价方法是建立在天然水文过程之上，尝试着提供整个生态系统包括河道、滨岸带、地下水、湿地以及河口等所需要的水量。在实践中常运用到的方法有模块法、专家团的评价方法等。

（二）我国对生态基流评价方法的探索

20世纪70年代，我国才开始对河流生态基流量进行研究。该领域的研究比较晚，该领域发展得也比较缓慢。在整个发展过程中，我国学者在其他计算方法的基础上，也加强了自主研究和探索，并找到了适合我国国情的计算方法：引用评价方法、改进评价方法、发展其他评价方法。

（三）生态基流评价方法上存在差异的主要原因

其一，研究条件不同造成的影响。而我国在这方面的研究较晚，发展比较慢，同时也缺少丰富的资料和相关数据。将外界的计算方法和计算数据直接应用到我国的生态基流评价上，这是不科学的做法，需要在借鉴相关研究方法的同时进行适当的改进和优化。这样的做法不可避免会造成研究方法上的差异。

其二，概念、内涵识别的不同。生态基流研究是新兴起的研究领域，涉及的学科知识比较广泛，例如环境学、生态学、水文学、气象学、地理学等学科知识。我国对生态基流的研究还比较有限，在实践研究过程中，不同的学者即便对同一个概念进行理解，通常也会得出不同的看法和内涵认知。另外，加之在实践研究时还需要考虑研究河流或河段的时空特性、破坏程度等特点，使用的研究方法并不是固定的，需要适当地选择研究方法，从而导致研究方法大相径庭。

其三，研究目的存在较大不同。我国对生态基流进行研究，其最终目的是提升水资源的综合利用能力，保障防洪工作的有效推进，有效保障我国经济发展用水的问题。因此，从我国发展的实际情况出发，在对我国河流的生态基流进行研究的时候，不能一成不变地引用西方的评价方法，而是要立足我国河流的特点和水资源利用的实际情况进行综合考虑。

四、分析国内外生态基流差禅意对我国国际河流产生的影响

（一）从开发视角来看对国际河流产生的影响

从全球来看，世界每一个国家都对国家河流水资源的管理有着不同的做法，他们对河流生态基流的需求也存在很大的不同，有关国家在国家河流的水资源开发和利用上很容易产生摩擦和矛盾。在国际上，一个国家对国际河流的开发和利用，常常会引发相关国家的高度关注，从而对国家河流的开发和利用产生一定的影响。

（二）从河流的保护视角来看国际河流产生的影响

生态基流除了需要考虑水量的问题，同时也需要关注相关的水质问题。在国际河流水质检测中，每个国家的水质检测标准都存在很大的差别，这就造成了各个国家对国际河流保护的要求也存在难以统一的问题。

五、对我国生态基流研究的建议

（一）尽快统一生态基流的概念和内涵

众所周知，我国在生态基流的研究方面起步较晚，发展也比较缓慢，特别是概念多样化的问题长期没有得到有效解决。在今后的发展中，一定要尽快统一生态基流的概念，不断推动相关理论体系的完善和发展。对于生态基流的评价方法，一定要立足我国的国情，科学选择和采用多种方法，进一步提升评价结果的科学性、准确性和可靠性。

（二）依据国际水法对国际河流实施开发和保护

国际河流的开发和利用会涉及邻国的利益，因此，各国在对国际河流开发和利用时，一定要遵循国际水法，尽量保障各国的合法权益。

随着社会的快速发展，我国在生态基流的研究方面取得了较大的发展。然而，发展和研究中暴露出的问题和不足也不能忽视，一定要在借鉴其他的研究方法的基础上，依照我国的国情进行适当的改进和创新，不断推动我国生态基流研究工作实现新跨域。

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河流生态系统是指河流水体的生态系统，属流水生态系统的一种，是陆地和海洋联系的纽带，在生物圈的物质循环中起着主要作用。

河流生态系统包括陆地河岸生态系统、水生态系统、相关湿地及沼泽生态系统在内的一系列子系统，是一个复合生态系统，并具有栖息地功能、过滤作用、屏蔽作用、通道作用、源汇功能等多种功能。河流生态系统水的持续流动性，使其中溶解氧比较充足，层次分化不明显。

河流生态系统始终处于动态变化的过程中。河流生态系统由生物和生境两部分组成。其中，生物是河流的生命系统，生境是河流生物的生命支持系统。

河流生态系统的空间尺度有多种划分方法，从宏观来讲，大致可以划分为景观（区域）、流域、河流廊道和河段4种。

河流生态系统的组成包括生物和非生物环境两大部分。非生物环境由能源、气候、基质和介质、物质代谢原料等因素组成，其中能源包括太阳能、水能；气候包括光照、温度、降水、风等；基质包括岩石、土壤及河床地质、地貌；介质包括水、空气；物质代谢原料包括参加物质循环的无机物质（碳、氮、磷、二氧化碳、水等）以及联系生物和非生物的有机化合物（蛋白质、脂肪、碳水化合物、腐殖质等）。生物部分则由生产者、消费者和分解者所组成。

河流生态系统的演进是一个动态过程，不同因子产生动态变化的时间是不同的，如地貌和气候变化，其时间尺度往往是数千年到数百万年；河流的演进变化，也至少有数千年的历史。而由于河流变化而产生的土地利用方式，以及土地利用方式改变造成对河流变化的影响就有多种时间尺度。

总的来说，河流生态系统主要具有以下特点：

①具纵向成带现象，但物种的纵向替换并不是均匀的连续变化，特殊种群可以在整个河流中再出现；

②生物大多具有适应急流生境的特殊形态结构。表现于浮游生物较少；底栖生物多具有体形扁平。流线性等形态或吸盘结构；适应性强的鱼类和微生物丰富；

③与其他生态系统相互制约关系复杂。一方面表现为气候、植被以及人为干扰强度等对河流生态系统都有较大影响；另一方面表现为河流生态系统明显影响沿海（尤其河口、海湾）生态系统的形成和演化；

④自净能力强，受干扰后恢复速度较快。健康河流生态系统的生物群落主要包括浮游和游动生物群、附着生物群、水陆交错带生物群和底栖生物群四大类。浮游和游动生物群是指河流水生物区的流动水中的浮游或游动的生物。河流的浮游植物只有当其生长速度达到在水流滞留时群体量能成倍增长的程度，才能保持它的群体。浮游和游动生物群对河流的水文条件如流速、水温和河床侵蚀等变化以及进入河流的有毒物质十分敏感。