干旱区生态用水的概念和分类─—以新疆为例

绿洲是干旱区人类活动的主体区域,亦是干旱区的精华所在。本文以此为出发点,探讨了干旱区生态用水的概念,认为：凡是对绿洲景观的生态与发展及环境质量维持与改善起支撑作用的系统所消耗的水份即为生态用水。同时以新疆为例,从绿洲与其内、外部环境的依赖性出发,把绿洲生态用水分为：人工绿洲生态用水、荒漠河岸林生态用水、河谷材生态用水、低平地草甸生态用水、城市生态用水、河湖生态用水、荒漠植被生态用水等七大类,每类之下又划分了若干小类。     

干旱区生态用水的概念和分类：以新疆为例

绿洲是干旱区人类活动的主体区域,亦是干旱区的精华所在。本文以此为出发点,探讨了干旱区生态用水的概念,认为：凡是对绿洲景观的生态与发展及环境质量维持与改善起支撑作用的系统所消耗的水份即为生态用水。同时以新疆为例,从绿洲与其内、外部环境的依赖性出发,把绿洲生态用水分为：人工绿洲生态用水、荒漠河岸林生态用水、河谷林生态用水、低水平地草甸生态用水、城市生态用水、河湖生态用水、荒漠植被生态用水等七大类,每类     

天津市水资源足迹趋势预测与动态调节

为解决区域水资源相对不足的问题,以天津市为例,从水足迹视角,根据其实际情况,综合运用自上而下和自下而上两种算法,从生产用水(第一产业、第二产业、第三产业)、生活用水、生态用水和污水排放等方面计算了2004—2009年水资源足迹情况,并运用精度较高的拟合函数对其未来几年水资源足迹量、人口数量分别进行了趋势预测,从而得到天津市人均水资源足迹处于下降趋势的结论,并针对这种趋势(2015年将降至617m3),建议从调整产业用水结构、转变虚拟水贸易策略、优化产品消费结构、提高三大产业污水排放达标率、建立水足迹定期监控和预警机制等方面进行动态调节。     

干旱区水资源开发利用对生态环境影响的 研究进展与展望

水资源是干旱区生态环境最主要的限制性因子和重要组成部分。干旱区人口和经济规模的膨胀,导致生 产、生活用水不断挤占生态环境用水,部分地区水资源开发利用甚至严重超过了最大极限,导致生态系统不断恶化 甚至难以恢复。干旱区水资源开发利用对生态环境影响的研究越来越受到重视。当前,国内外按照“发生的问题— 产生的机理—调控的标准—过程模拟—情景预测—响应对策”这一逻辑思路,围绕干旱区水资源开发利用对生态 环境的影响进行了大量研究,并取得了明显进展。但干旱区水资源开发利用对生态环境的影响机理研究相对薄弱, 仍难以精确刻画水资源开发利用与生态环境之间的定量关系,难以动态模拟和有效预测水资源开发利用对生态环 境的影响,面向干旱区生态环境的水资源开发利用对策研究在实践中仍面临着较多障碍。因此,未来应以机理研究 为基础,以过程模拟和情景预测为突破口,以综合集成的对策体系建设为落脚点,不断加强干旱区水资源开发利用 对生态环境影响的研究。     

旅游区治污性湿地景观生态构建

旅游区常规污水处理已不能满足景观生态的要求,治污性湿地与景观生态设计相结合成为一种新趋势。从景观生态设计原则出发,探讨常熟蒋巷村旅游区生态湿地花园景观生态构建项目。项目运行后,系统出水水质稳定,达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)的一级A标准,并具有良好的景观生态效应。项目的成功实施,为旅游区污水的景观生态处理树立了典范。     

基于城镇化视角的绿洲城市用水变化驱动效应分析

城镇化是驱动区域用水变化的双刃剑,既可以通过刺激生产来促进用水总量增长,也可以通过优化用水结构和提高用水效率来抑制用水总量增长。以黑河流域张掖市为例,通过构建城镇化驱动用水变化的完全分解模型,定量测度了2000-2011年张掖市人口和经济城镇化过程对用水总量和用水效率变化的驱动效应。结果表明：张掖市人口和经济城镇化过程对用水总量均具有明显的减量效应,对用水效率均具有明显的增量效应,而且与人口和经济城镇化速度高度相关。因此建议干旱区绿洲城市在水资源约束下,应将城镇化作为优化人口结构、经济结构和用水结构,提高经济效率以及用水效率,并最终实现水-生态-经济良性循环的抓手。该结论对于科学认识干旱区绿洲城市城镇化与水资源利用的关系具有一定的参考价值。     

干旱区生态学研究中若干问题的思考

在分析目前干旱区生态学研究存在的主要问题的基础上,对未来干旱区生态学研究的核心、尺度和研究手段选择等问题进行了探讨,最后就干旱区生态学研究几个值得关注的研究领域进行了阐述。作者认为,干旱区生态学研究的核心应该是绿洲,从管理实践的角度,干旱区的生态学研究尺度应该是湖泊流域,而非以前被广泛采纳的河流流域。在干旱区生态学研究的手段上,随着高清晰度商业化遥感卫星的应用,结合过去的传统方法,与GIS和RS相结合的遥感手段应该是今后生态学研究所依赖的主要手段。而早春短命植物层片与短命动物研究、干旱区的城市森林建设、干旱区民族生态学与人地关系研究、生态用水的深化研究、绿洲景观生态过程及其规划实践研究等,应该是在不偏废过去研究工作的基础上,值得在未来关注的研究领域。     

新疆昌吉绿洲耕地适宜规模研究

干旱区内耕地急剧扩张导致水资源严重超载,进而引发一系列生态问题,因此对干旱区绿洲耕地适宜规模进行科学评估,将为干旱区农业可持续发展与生态保护提供重要参考。本文以水资源为约束条件,选择2000年、2005年、2010年、2015年和2018年5个研究时段,分别测算了适宜当地社会经济发展和生态环境需求的“三生”用水量;并基于绿洲水热平衡原理,耦合作物种植结构、不同生长期内的作物系数以及灌溉保障率、耕地覆膜等因素,构建了干旱区耕地水热平衡估算模型,探讨了不同情景下新疆昌吉州耕地适宜规模及其超载程度。结果表明,5个时段中,临界耕地适宜规模情景下的种植业可用水量由2000年的31.75亿m3波动下降至2018年的24.83亿m3,而最佳耕地适宜规模情景下则由27.63亿m3波动下降至21.10亿m3。棉花和小麦在当地种植业结构中占比之和由43.58%提高到2018年的59.08%,两种作物的低耗水特性使其种植占比的提高有利于当地种植业向耕地规模扩张的方向演进。各时段中,保障充分生态用水的最佳耕地适宜规模在28.93万~48.97万hm²间波动,而保障最低生态用水的临界耕地适宜规模在42.63万~67.83万hm²间波动。虽然两种用水情景下的适宜耕地规模波动变化,但耕地面积超载程度始终呈上升趋势,超载程度分别由2000年处于不超载水平的-55.15%和-39.41%提高到2018年的接近于严重超载级别的19.92%和远超严重超载级别的71.37%,表明当地耕地规模已明显呈现过度开发的趋势。     

新疆干旱区天然植被最低生态耗水量概念分析

干旱区天然植被的最低生态耗水量问题关系到该地区生态建设的标准问题，也是评价水资源生态承载力所必须考虑的指标。同时，天然植被的最低生态耗水量是制定绿洲农业用水和节水规划的依据之一。据不同的生态目标分析并提出了天然植被不同的最低生态耗水量的概念，指出植物的最低生态耗水量是最低生态效应下的植物的耗水量，而且不同生态区要求的生态效应不同，因此，植物在不同生态目标下会表现出的最低生态耗水量不同。进行天然植被最低生态耗水量评价时，首先要明确生态目标。另外，通过试验发现，天然植被存在着生态耗水效率的概念，水分的生态效应存在最优值。     

新疆十大水生态环境保护目标及其对策探析

新疆除额尔齐斯河为最终注入北冰洋的外流水系外,其他河流均为典型内陆河流域。长期以来,由于灌溉农业大规模发展,人工绿洲不断扩大,用水量不断增加,绝大多数内陆河流都处于水资源过度开发利用状态,对自然绿洲及水生态安全已构成严重破坏和威胁,未来社会经济可持续发展与生态环境保护面临严峻的水资源瓶颈制约。系统分析了新疆水资源及生态环境特征、水资源利用情况及水生态环境保护目标,并对生态需水量进行了分析预测;针对涉水的水源涵养区及草原生态系统保护、塔里木河流域生态环境保护、水资源开发与保护、大坝建设与河流生态环境保护、土壤盐碱化改良与灌排调控保障、地下水资源超采区治理及开发利用与保护、乌伦古湖和额尔齐斯河河谷林生态环境保护、库鲁斯台草原生态环境保护、艾比湖等其他重要湖泊及湿地生态环境保护10大环境保护问题进行了分析讨论,研究提出了具体的生态环境保护目标和对策措施。认为,在当前贯彻实施最严格的水资源管理制度的过程中,调控新疆灌溉农业发展规模,破解用水结构与方式不合理、用水效率效益低、生态用水被挤占、地下水超采、农业用水不断增长等问题是核心;经济社会总用水量的持续增加对新疆水生态环境已造成了严重影响。研究结果对于干旱区内陆河流域水资源可持续利用,生态环境保护,优化水资源配置具有一定的参考意义。     

我国西部地区湖泊水资源利用与湖水咸化状况分析

湖泊咸化是指湖水含盐量逐步增加．湖泊由淡水湖向咸水湖、再向盐湖和干盐湖的演化过程,这是我国西部干旱、半干旱地区湖泊普遍存在的一种现象。在大量调查的基础上,分析了我国西部干旱、半干旱地区近几十年来湖泊萎缩咸化的状况,湖泊变化的所产生的原因,并初步提出改善我国西部地区湖泊水资源利用的对策。     

干旱区生态保护原则的探讨

本文以新疆为例,在对干旱区生态环境特点具体分析的基础上,以水资源利用为中心,以绿洲持续发展为目标,提出了干旱区生态保护时应遵循的五大原则。     

大型输水工程的生态效益与社会经济效益评价——以塔里木河下游为例

基于塔里木河下游2000年、2010年、2016年3期的遥感资料,对区域内的土地类型进行分类,评估整个区域的生态系统服务价值变化特征,并应用主成分分析法等估算区域的社会经济评价分值。结果表明：① 自生态输水以来,塔里木河下游地区的未利用地面积变化不大,水域面积增加最显著,耕地和建筑用地面积有所增加,林地和草地的面积有所减少。② 2000~2016年,塔里木河下游生态系统各项服务功能价值有所增加,其中以提供美学景观价值和气体调节的价值增加最大,增加率分别为318.35%,312.94%;生态系统服务总价值增加率约为69.57%。③ 影响塔里木河下游经济发展的因素可以概括为经济地理因素与农业发展水平。     

历史时期西北干旱区生态环境演变过程和演变阶段

在历史时期,西北干旱区的生态环境演变过程是绿洲化与沙漠化并存,人进沙退和沙进人退皆有。灌溉绿洲是通过人工水系(渠、库、井)、栽培植物和耕作土壤,逐步替代自然水系、自然植被和土壤形成的。沙漠化则是由于人类活动改变了水资源的地域分配,使河流中下游地表水减少,地下水位下降,植被衰败向发展扩大。在受人类干扰很少的自然水系情况下,本区生态处自然平衡;在较强干扰下的半自然水系时,生态平衡失调;在强烈干扰的人工水系时期,河流上游生态改善,下游急剧恶化。     

内陆河流域生态环境的空间分异特征

分析研究了内陆河流域气候条件,植被生态,土壤环境及水环境质量等生态环境要素的空间变异特征,探讨了流域不同地带的生态环境功能。结果表明：干旱内陆河流域气候条件,尤其是水热条件和地貌特征是植被生态,土壤环境及水环境形成与分异最主要的控制性因素,几大环境要素之间相互联系,相互制经久形成内陆流域生态环境空间带规律和生态系统功能在空间不同地带上的显著差异性,认识这种分带规律与不同区域的生态功能,是合理开发的     

阿拉善地区生态环境综合治理意见

阿拉善地区的三大生态屏障曾是我国西北地区的重要生态防线。由于黑河断流、长期干旱和对森林草原的过度利用导致这三个生态功能区及沙漠边缘固沙植被带退化,主要表现为:（1）湖泊干涸,湿地消失,绿洲萎缩;（2）植被退化,生物多样性减少;（3）沙漠化加剧,沙尘暴频繁发生。日益恶化的生态环境给阿拉善地区经济社会带来极大危害,并且也波及到西北、华北地区。从人口、资源、环境相互作用关系考虑,阿拉善具有其他地区无可比拟的优势:一是地广人稀,具有广阔的资源空间和很大的回旋余地;二是严酷的自然环境造就了适应这种特殊环境的具有极强抗逆性的物种。从遏制生态环境退化趋势和不对周边地区产生生态危害的目标出发,通过建立生态“无人区”,促使植被自然修复,就可以达到其保护的目的。此外,区内水资源也能够满足生态环境综合治理的需要。具有阿拉善特色的生态综合治理模式的实践证明,随着西部大开发战略的深入实施,在保证合理投入的前提下,通过方方面面的共同努力,阿拉善地区的生态环境是完全可以恢复的。实现生态恢复的思路可以概括为:“转移、保护、建设”,即:通过生态绿洲和城镇的高标准建设,吸引农牧民退出生态脆弱的荒漠化土地,实现阿拉善生态环境的全面保护。其中,农牧民的转移是核心,脆弱生态环境的保护是目标,绿洲与城镇的建设是重点。     

干旱区农用地适度规模的生态经济学分析--以新疆为例

通过对干旱区农用地无节制扩张带来的土地生态问题分析,认为新疆耕地面积近43年间有8％左右的增加,不是开荒的贡献,是节水技术以及农业科技进步促进土地集约利用的结果,也是以生态环境恶化为代价换来的。并依据干旱区生态的脆弱性特点,提出了建立稳态的经济的运行模式,来摆脱生态危机。从生态经济学的视角,阐述了干旱区绿洲土地利用适度规模的“稳态经济学”模式、最适度生态环境效益的农用地规模以及采用农业生产外部经济内部化的环境治理费用共同负担的原则来抑制无节制农地扩张或制约不合理利用土地资源的行为．同时提出了土地开发权的产权制度创新的构想。     

中国绿洲分区及其基本类型

根据我国绿洲分布区域地理环境的差异性,地理位置和地势,大气环流与气候以及绿液演变和人类活动影响,将我国绿洲划分为三大区：东部河套平原绿洲区,西北干旱内陆绿洲区和柴达木高原绿洲区。首先,在学习、综合分析前人对绿洲的基础上,对绿洲赋予新的定义：干旱荒漠中有稳定水源,植物繁茂,生物活跃,具有一定的空间规模,且明显高出周边环境的高效生态地理景观区。最后,依据绿洲发生的水、土基本因素,将我国绿液分为四大基本类型,即沿河两岸阶地型绿洲、扇形地型绿洲、冲积平原型绿洲和三角洲型绿洲。     

冰冻圈水资源服务功能区划研究综述

冰冻圈作为气候系统五大圈层之一,是我国干旱区和寒区重要的水源地和固态水库,对生态、水、环境及气候等均具有重要影响。长期以来对冰冻圈产品及社会经济服务功能研究不足,遑论从地域主体功能角度对冰冻圈水资源服务功能进行区划。水资源服务作为冰冻圈资源的重要功能,是进行冰冻圈服务功能及其区划研究的重要突破口。基于冰冻圈科学、人文地理学、生态学等多学科交叉的理论和方法,重点从冰冻圈水资源分布与监测、地域功能区划、水资源服务功能分类和评估等三个方面进行了研究综述,并提出了生态系统服务功能与三生空间研究相结合的冰冻圈水资源服务功能分类体系和基于冰冻圈水资源特性、供给能力、社会经济发展水资源需求和利用效率的冰冻圈水资源服务功能评估指标体系。最后基于研究综述、已构建的冰冻圈水资源服务功能分类和评估体系,综合已有的自然地理综合区划、地域功能区划等区划实践,并探讨了未来可行的冰冻圈水资源服务功能研究方案设想,为进行全国乃至全球的冰冻圈水资源服务功能区划工作提供了理论与实践基础。