[科普中国]-生态需水量

生态需水量是指一个特定区域内的生态系统的需水量，并不是指单单的生物体的需水量或者耗水量。广义的生态需水量是指维持全球生物地理生态系统水分平衡所需用的水，包括水热平衡、水沙平衡、水盐平衡等；狭义的生态环境用水是指为维护生态环境不再恶化并逐渐改善所需要消耗的水资源总量。

研究现状生态环境需水正逐渐成为水资源及相关领域的研究热点，研究涉及到河流、湖泊、湿地等多种生态系统类型，由于人类活动对河流需水的影响最为直接，因此在河流方面的研究开始相对较早，也最为活跃。河道生态需水量的研究大致可以分为3个阶段。

1、20世纪60年代之前属于河道生态需水理论的萌芽阶段，主要针对满足河流的航运功能进行研究，缺乏成熟的理论和方法。

2、20世纪70年代至80年代末期，此阶段河道生态需水及其相关概念得到人们的普遍认同，开始从不同角度对其进行系统研究。最初根据水文历史资料进行河流流量分析。提出了一些基于水文学分析的方法，如Tennant法，后来水力学家根据河道断面参数判断河流所需流量，形成了基于水力学分析的方法，如科罗拉多州水利局专家提出的R2一CROSS法。

3、20世纪90年代之后，随着河流连续统筹思想的提出，河道生态需水理论开始完善，原有的研究方法不断得到改进，同时出现了一些新的研究方法，其中最为突出的是南非BBM法和澳大利亚的整体研究法，特点是注重对河流生态系统整体的考虑。此外，还出现了一些其他方法，如从流量与生物的直接关系人手进行研究的方法，从满足河流稀释、自净环境功能出发的研究方法。1

简介生态需水量是指一个特定区域内的生态系统的需水量，并不是指单单的生物体的需水量或者耗水量。它是一个工程学的概念，它的含义及解决的途径，重在生物体所在环境的整体需水量(当然包含生物体自身的消耗水量)。它不仅与生态区的生物群体结构有关，还与生态区的气候、土壤、地质、水文条件及水质等关系更为密切。因而，“生态需(用)水量”与“生态环境需(用)水量”的含义及其计算方法应当是一致的。计算生态需(用)水量，实质上就是要计算维持生态保护区生物群落稳定和可再生维持的栖息地的环境需水量，也即“生态环境需水量”，而不是指生物群落机体的“耗水量”。对于水生生态系统生态需水量的确定，不能只考虑所需水量的多少，还应考虑在此水量下水质的好与坏。生态需水量的确定，首先，要满足水生生态系统对水量的需要；其次，在此水量的基础上，要使水质能保证水生生态系统处于健康状态。生态需水量是一个临界值，当现实水生生态系统的水量、水质处于这一临界值时，生态系统维持现状，生态系统基本稳定健康；当水量大于这一临界值，且水质好于这一临界值时，生态系统则向更稳定的方向演替，处于良性循环的状态；反之，低于这一临界值时，水生生态系统将走向衰败干涸，甚至导致沙漠化。

内容生态需(用)水量包括以下几个方面：

1、保护水生生物栖息地的生态需水量。河流中的各类生物，特别是稀有物种和濒危物种是河流中的珍贵资源，保护这些水生生物健康栖息条件的生态需水量是至关重要的。需要根据代表性鱼类或水生植物的水量要求，确定一个上包线，设定不同时期不同河段的生态环境需水量。

2、维持水体自净能力的需水量。河流水质被污染，将使河流的生态环境功能受到直接的破坏，因此，河道内必须留有一定的水量维持水体的自净功能。

3、水面蒸发的生态需水量。当水面蒸发量高于降水量时，为维持河流系统的正常生态功能，必须从河道水面系统以外的水体进行弥补。根据水面面积、降水量、水面蒸发量，可求得相应各月的蒸发生态需水量。

4、维持河流水沙平衡的需水量。对于多泥沙河流，为了输沙排沙，维持冲刷与侵蚀的动态平衡，需要一定的水量与之匹配。在一定输沙总量的要求下，输沙水量取决于水流含沙量的大小，对于北方河流系统而言，汛期的输沙量约占全年输沙总量的80%以上。因此，可忽略非汛期较小的输沙水量。

5、维持河流水盐平衡的生态需水量。对于沿海地区河流，一方面由于枯水期海水透过海堤渗入地下水层，或者海水从河口沿河道上溯深入陆地；另一方面地表径流汇集了农田来水，使得河流中盐分浓度较高，可能满足不了灌溉用水的水质要求，甚至影响到水生生物的生存。因此，必须通过水资源的合理配置补充一定的淡水资源，以保证河流中具有一定的基流量或水体来维持水盐平衡。

综上所述，无论是正常年份径流量还是枯水年份径流量，都要确保生态需水量。为了满足这种要求，需要统筹灌溉用水、城市用水和生态用水，确保河流的最低流量，用以满足生态的需求。在满足生态需水量的前提下，可就当地剩余的水资源(地表水、地下水的总和中除去生态需水量的部分)再对农业、工业和城镇生活用水进行合理的分配。同时，按已规定的生态需水水质标准，限制排污总量和排污的水质标准。

研究步骤1、生态系统现状及修复目标分析。这是生态需水研究的基础和关键。生态系统是一个复杂的系统，它包括生物及其周围的环境，由于基础数据、相关理沦支持等方面的限制因素，需要通过分析生态系统的现状，找出主要的生态问题，确定生态系统修复的目标和重点，为生态需水研究工作指明方向。

2、生态系统关键生态因子的选择。表征生态系统状况的因子很多，如存在珍贵动物的河流，就以该珍贵动物的数量作为生态系统状况的关键生态因子。为了便于后期计算，需要该因子除了要能够反映生态系统的主要生态问题，还可以定量描述，与水建立数量关系。

3、生态需水关键因子的选择。生态需水的关键因子主要分为水质和水量两类，表征水量的因子有流速、流量、水文周期等；表征水质的因子有pH值、COD、BOD5、NH3、重金属浓度等。在研究中不可能涉及所有的生态的因子,只能根据对生态系统主要生态问题影响程度的大小，选择生态需水的关键因子。

4、生态需水量计算。建立生态因子和需水因子之间的定量关系。关键生态因子和生态需水关键因子都是从众多的因素中选择的最具代表性的因素，其他非关键的因子对于生态因子和需水因子之间的关系有重要的影响，本文称之为背景参数，如河流的纵向形状、河床材料、横断面形状、地下水的水位等，选择背景参数作为计算的条件，分析生态因子和需水因子之间的定量关系。2

本词条内容贡献者为:

刘勇 - 副教授 - 西南大学资源环境学院