生態需水
㈠ 生理需水和生態需水的名詞解釋及翻譯!
生理需水
直接用於作物生理過程的水分。水分作為作物生命活動基本要素,首先是專生理代謝過程的原料,屬如光合作用中的碳水化合物,需要由水和二氧化碳合成,水解反應、呼吸作用等生物化學過程,也需要水分直接參加;水也是代謝過程的介質,各種生化反應,包括酶的活動在內,都是在水溶液或水溶膠狀態下進行的。由於水具有特殊的理化性質,它對穩定植物體溫,以及對吸附和運輸物質有重要意義。蒸騰是根系吸收水分養分和通過莖稈向上輸送的主要動力,它占生理需水的絕大部分。在一般情況下,作物的水分供應,主要是從生理需水考慮的,這是保證作物正常生長發育的必要條件。但有時也要從作物的生態條件安排農田灌溉。
生態需水
維持大自然生態環境,生態平衡所需的水分.
㈡ 算生態需水的tennant法
Tennant法也稱為蒙大拿法(Montana method),是Tennant,D.L等人於1976年提出。他們在1964-1974年對美國蒙大拿、懷俄明及內布拉斯加的11條河流進行了野外研究。通過分析地域、斷面和流量變化對漁業的影響,建立了河寬、水深、流速等魚類棲息地參數與流量之間的關系。多年平均天然徑流量的10%是保持河流生態系統健康的最小流量,多年平均天然徑流量的30%能為大多數水生生物提供較好的棲息地條件
㈢ 生態環境需水量的定義
生態需水是生態系統達到某種生態水平或者維持某種生態系統平衡所需要的水量,或是發揮版期望權的生態功能所需要的水量,水量配置是合理的、可持續的。對於一個特定生態系統,其生態需水有一個閾值范圍,具有上限值和下限值,超過上下限值都會導致生態系統的退化和破壞。
㈣ 關於生態及環境需水的概念
目前,對生態環境需水的概念尚無統一的定義,有些定義為生態需水,有些定義為環境需(用)水,有些定義為生態環境(需)用水,有些將生態需水與環境需水進行區分。文獻[2]對此作了如下闡述:
Covich認為,生態需水就是保證恢復和維持生態系統健康發展所需的水量。Peter H Gleick提出了基本生態需水(basic ecological water requirement)的概念,即提供一定質量和一定數量的水給天然生境,以求最大程度地改變天然生態系統的過程,並保護物種多樣性和生態整合性;同時應該考慮氣候、季節變化等因素對生態需水的影響,認為基本生態需水應是在一定范圍內可以變動的值,而不是一個固定的值。
楊振環、崔宗培、徐乾清等將環境用水的概念定義為:「改善水質、協調生態和美化環境的用水」。湯奇成界定了乾旱區的生態環境用水量概念,認為生態環境用水,一是指對一些重要(對綠洲經濟的持續發展和對周圍生態環境起重要作用)的湖泊進行補水,不主張對乾旱區所有萎縮和乾涸的湖泊進行補水,如羅布泊、台特馬湖等;二是人工造林及人工草場的用水量,以土地沙漠化的面積不再擴大為原則。賈寶全等認為,生態用水就是環境用水或生態環境用水,並給出了乾旱區生態用水的粗略概念:在乾旱區內,凡是對綠洲景觀的生存與發展及環境質量維護與改善起支撐作用的系統所消耗的水分,稱之為生態用水。謝新民等認為:所謂生態需水量是指為解決生態問題(如保護湖泊、濕地、水生生物、生態防護等)所需要的水量。劉昌明根據水資源開發利用與生態用水的關系,提出了「四大平衡」的原理,即水分能量平衡、水鹽平衡、水沙平衡與水量平衡(含水資源供需平衡)。錢正英等認為;「從廣義上講,維持全球生物地理生態系統水分平衡所需要的水,包括水熱平衡、生物平衡、水沙平衡、水鹽平衡等所需要的水都是生態環境用水」,「狹義的生態環境用水是指為維護生態環境不再惡化並逐漸改善所需要消耗的水資源總量」,其狹義概念的實質是生態環境建設用水。根據狹義觀點,錢正英等從保護和恢復內陸河下游的天然植被及生態環境、水土保持和水保范圍之外的林草植被建設、維持河流水沙平衡及濕地水域等生態環境的基流、回補黃淮海平原及其他地方的超采地下水等方面,估算了全國的生態用水,認為全國的生態用水低限應為800×108~1000×108m3。
綜上所述,應該看到,生態需水和環境需水是有區別的:
(1)環境需水是指為保護和改善人類居住環境及其水環境所需要的水量。主要有下列幾個方面:①改善用水水質。對於河流,應保證枯水期的最小流量,使其保證河流最基本的環境功能,達到一定的污徑比,以改善水質。對於湖泊,主要是加強受污染水體的水量交換,提高水體自凈能力和降低單位容積的納污量,以達到湖泊功能要求和水質標准。②協調生態環境。為維持水沙平衡、水鹽平衡及維護河口地區生態環境,需要保持一定的下瀉水量或入海水量。③回補地下水。為遏制超采地下水所引起的地質環境問題,需要一定的回灌用水。④美化環境。主要指城市凈化、綠化及公園湖泊等用水。
(2)生態需水是指維持生態系統中具有生命的生物物體水分平衡所需要的水量。主要有下列幾個方面:①維護天然植被所需要的水量,如森林、草地、濕地、荒漠植被等;②水土保持及水保范圍之外的林草植被建設所需要的水量,如綠洲、生態防護林等;③保護水生生物所需要的水量,如維持湖泊、河流中魚類、浮游植物等生存的用水。
文獻[3]主張「生態用水」概念,並定義為「在一定區域,支撐生態系統完整性所需用的水量」,同時指出,在操作時應根據研究區具體情況,劃分生態系統類型,進而劃分生態用水類型與范圍,針對每一生態用水計算區進行計算,再匯總。顯然,這里的完整性包含了環境的含義在內。文獻中列舉了生態用水計算模型和生態用水定額的確定方法,描述了生態用水量與水資源量的關系以及水資源配置中如何考慮生態水的建議。
筆者認為,「環境」與「生態」有交互重疊的部分,但只用「生態需(用)水」或只用「環境需(用)水」都難以完全涵蓋用以自然生態系統中的水需用量。因此,採用「生態環境需水量」一詞較為貼切。
㈤ 生態需水量與環境需水量有什麼區別
生態需水是生態系統達到某種生態水平或者維持某種生態系統平衡所需要的水量,或是發揮期望的生態功能所需要的水量,水量配置是合理的、可持續的.對於一個特定生態系統,其生態需水有一個閾值范圍,具有上限值和下限值,超過上下限值都會導致生態系統的退化和破壞.
㈥ 什麼叫河道外植被生態需水量
河流外面的填單和坡地生物生長需要的水量叫河道外植被生態需水量。
㈦ 生理需水和生態需水哪個需水量大
生態需水:維系生態系統生物群落生存和一定生態環境質量(或生態建設要求)的最小水資源需求量。它包括天然生態系統保育與人工生態建設所必需的水量.
生理需水:直接用於作物生理過程的水分。
生態需水大,只有保持了生理需水才會有生態需水。同時要說的是,這兩個不是一個方面的概念。要是硬要說誰大也只有這么解釋了。
㈧ 流域的生態環境需水量計算
生態需水與環境需水雖相互聯系,但有不同,前者偏重於自然方面,後者側重污染與水環境容量[1]。流域生態環境需水量主要分為河道內需水與河道外需水兩大部分。
(1)河道內的生態用水可從河流功能的各方面來分項計算。包括:
——河道基流。根據多年最小徑流Rmin與多年平均最小月徑流Rmin,a,確定求取Rmin/Rmin,av=α,在只有多年月系列的情況下,河道生態最小基流量用a確定。
——沖沙水量(Rsid)。從河流多年流量與泥沙系列中選擇實測大斷面與相應的流量、泥沙進行定量。
——河道環境需水量。主要是保持河流水環境容量的需水量,可參照以下方法計算:①Tennant法;②月流量保證率設定計算;③100%保證率最小月流量等方法。
——與河流相連接的湖泊、濕地的生態需水量。前者用設定水位來計算,後者由濕地水量平衡來確定。
——河流生物需水量。綜合考慮水量與水質。簡單的方法採用歷史資料鑒別。
——城市生態環境需水量。主要是綠化植被的需水量。面積按城市規劃計算。
(2)河道外的生態用水。從河道引出的水量,主要是生活與生產用水,過去並未專門提供生態用水的計算,但是河流中的水量來自河道外的流域面積。流域內的土地覆蓋與土地利用實際要影響匯入河道中的水量。主要是綠化——林草、農田及水土保持(含少量的雨水利用)需用(耗)的水量,可按生態環境保護的規劃(規劃部門提供)分別在計算河道內、外各種生態系統環境需水的基礎上進行匯總。
文獻[4]綜合不同學者的觀點,認為生態需水量是生態系統中客觀存在的水量,是水資源的一部分,它是一個時間變數,隨生態系統的發展而動態變化;生態用水量具有一定的目標性,它是一個空間變數,根據不同需求,可將生態用水量劃分為最大、最小和適宜生態用水量。文中闡述了生態需水量估算的理論基礎和方法,並指出:對於流域而言,生態需水的計算分河道內和河道外。河道外的生態需水量應首次選定天然植被並進行本底分區,然後由區域天然植被生長的年降水量、氣溫及熱量平衡資料結合區域水量平衡算出植被的需水量(文獻[1]中也引用了國外Baird等的不同植被蒸騰量的確定與估算)。河道內按不同生態功能計算需水量。二者之和扣除重復才是整個流域的生態需水量。
王西琴等認為[2],根據人類對水資源的利用和影響程度,可以將地表水資源利用劃分為4個階段:①未被人類利用階段;②合理利用階段;③極限利用階段;④過度利用階段。由此分析得出:①雖然地表水能被人類利用,但是有一個限度。國際上認為,地表水合理的開發利用率應為25%。考慮到我國北方地區水資源短缺的實際情況,其合理利用率為40%。只有低於合理的利用率,才能保證河流系統的穩定和平衡。②河道內必須留有足夠的水量,以保證水體固有的生態和環境功能。③人類不能無節制地利用水資源和追求河道水體的功利性功能,而必須重視生態系統本身所需要的水,以保證水資源的良性循環,達到水資源的持續利用。
河流的功能有兩個方面。一是功利性功能,如為生產、生活提供用水,為航運、水上娛樂、養殖等提供水域,對水力發電提供能源等;二是生態環境功能,如為水生生物提供生存環境,對污染物的稀釋自凈作用,保證河口地區生態系統穩定,以及輸沙排鹽、濕潤空氣、補充土壤含水等功能。根據上述分析,河道環境需水是指為保護和改善河流水體水質、為維持河流水沙平衡、水鹽平衡及維持河口地區生態環境平衡所需要的水量。可以概括為河道基本環境需水、輸沙需水及入海需水。三者之間有重合部分,其中基本環境需水包含於輸沙需水和入海需水之中,輸沙需水和入海需水既有重合部分,又有包含與被包含的關系,其主要決定於河流的主導功能。河道最小環境需水量是指為維系和保護河流的最基本環境功能不受破壞所必須在河道內保留的最小水量的閾值。河道生態需水是指維持水生生物正常生長及保護特殊生物和珍稀物種生存所需要的水量。如果以水資源開發利用階段衡量,其相當於水資源利用的第二階段河道內留有的水量。河道最小生態需水是指維系和保護河流的最基本生態功能不受破壞所必須在河道內保留的最小水量的閾值。如果以水資源開發利用階段衡量,其相當於水資源利用的第三階段河道內留有的水量。
事實上,生態、環境需水隨著生態環境保護目標的不同而發生相應的變化。對生態環境功能的要求越高,則相應的生態需水量也越多,反之亦然。因此,生態(環境)需水不是一個定值。而最小生態(環境)需水是保證生態系統平衡所必須具有的最低閾值。因此,在一定階段,如果對生態環境功能的要求不變,則最小生態(環境)需水應是一個定值。
㈨ 科學確定生態需水需要綜合考慮哪些因素
生態用水也叫生態需水、生態環境用水,是近幾年隨著生態環境逐漸惡化而提出的新概念。
一般廣義上說:是指維持全球生態系統水分平衡所需要的水量,比如河流、濕地等維持本身功能所需要的水量。
從專業角度講:生態用水具體包括維持水熱平衡(即降水與地表水蒸發、植被蒸騰之間的平衡)、生物平衡(維持水生生物生長及水體自然凈化)、水沙平衡(清除河道淤積、水庫淤積)和水鹽平衡(防止海水入侵、保持淡水性狀)所需的水量。
㈩ 關於生態需水量的定量理論<sup>[1]</sup>
由於在我國,特別是北方,生活、生產與生態(「三生」)的用水是共享的關系,「三生」之間自然存在著相互的矛盾與競爭。由於生活與生產過多地用水,普遍認為是擠佔了生態用水,致使生態系統退化,其結果表現為森林、草場與植被的嚴重退化,包括荒漠化與沙塵暴的漫延,使生態系統為人類提供生態服務的功能逐漸消失,實際是對生活與生產擠占生態用水的自然報復。當前的熱點與難點,從應用上主要是水資源開發利用中的生態需水量的定量及其理論問題。
由於生態需水的研究方興未艾,目前尚無完善的理論方法,因此,不同的水文水資源和生態學者持有不同的觀點與理解,而有不同的要求與定義。歸納起來有以下幾點:
第一,從維護現有生態系統功能的角度,遏制其不再繼續退化的「最小生態需水量」。例如西北內陸區維持胡楊林生長,保持其地區的地下水埋深為6m所需保持給予的水量,從生態學的角度講是不可擠占的水量。又如華北的「明珠」——白洋淀,使其不致乾涸並保持水生生物生存而需從大清河下定義為最小生態需水量。顯然,不同生態系統的這一需水量是極不相同的,不可以一概全。在已經形成「三生」水矛盾競爭的我國北方地區,重視生態需水,不擠占生態用水,預留最小生態需水量,應成為資源合理開發利用的一條原則。最小生態需水雖是某種意義上的權宜之計,但其現實性與易操作性應為當務之急。
第二,適宜生態需水量是以生態系統的水、熱條件最佳匹配為標准。其定量是由能量(凈輻射Rn)換算的水分當量(通過除以蒸發潛熱L)與水分收入(P)相等為基礎。即其比值為1
水資源問題與區域研究
或者其比值趨近於1
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在這種條件下,生態系統處於穩定狀態。但是,Rn/P→1的條件下並不時時處處存在。當Rn/P≥1時,「三生」用水處於競爭狀態,生活與生產用水的發展使生態用水受到影響或被擠占;當Rn/P≤1時,水分有盈餘,生態用水常能滿足。盈餘過多時還會形成濕地生態系統(包括湖沼、河灘與三角洲)。
應當指出的是,上述的P不完全等於一個區域的降水收入,P的含義是一個區域中各種形式水的收入(包括地面與地下客水的匯集)。對於前述的Rn/P≫1或Rn/P≪1,計算其適宜生態需水可通過人工方法加大或減小水分收入:
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從水利措施上看,△P1稱為補水(如灌水、引水等);△P2稱為排水。△P1為適宜生態需水的需補水量;△P2為適宜生態需水的需排水量。
第三,區(流)域最大缺水量,或水文氣候學定義的區域水量盈虧,其中最大的缺水量包含著區域的生態缺水。這一定義是參照了前蘇聯國際水文10年國家委員會組織撰寫並由聯合國教科文組織於1978年出版的巨著《世界水平衡和地球水資源》。水文氣候學定義的最大缺水量(D)的計算是
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式中:P為年平均降水量(mm);E0為蒸發能力或潛在蒸發量(mm)。上式又可寫為
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顯然,其中的E0/P是區(流)域的乾燥指數。考慮區域或流域水量平衡,則
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其中,R為年平均徑流;E為年平均實際蒸發;△W為流域土壤蓄水變數,對年平均而言,可近似認為△W≈0。顯然,結合流域水文的缺水量計算可寫為
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(6.3)式對西北內陸河出山口的徑流散失區具有特殊意義。因內陸河出山口以外的降水特別稀少,不敷蒸發的消耗能力,且山口以外的徑流難以產生,R值主要來自山口以上,如果R值一定,天然E0又難以控制,則實際蒸發量E具有生態意義。
若要實現最大缺水量D=0,則有
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顯然,在未開發的內陸河或無人類用水的情況下,R是全區(流)域的生態需水的主要來源,其生態需水量的不足(DE)為
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(6.5)式中的蒸發能力或潛在蒸發量與出山口的徑流量差值應是該區(流)域的天然最大生態需水量。
由於人類活動的進入,人工綠洲生態系統的建立,生活與生產用水的追加,通過截留R,造成DE在人類活動區增加,而在天然生態區的R減少,勢必使原來信賴R的天然生態系統失水或使E減少,因此,我們必須通過對原有天然生態系統的E值的計算確定各種生態類別的需水量。
由於內陸河區(流)域缺乏對蒸散(E)的觀測,因此,採用氣象方法得出潛在蒸發來分類估算,可用計算得到的E0折算生態區(Fi)的生態需水量(E)值。
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顯然,(6.6)式表示的是最大生態需水量,其中為保護生態類型(i)的規定面積,Fi實際是一個折算系數,顯然不同,生態需水量不同。
此外,在生態需水量的定量研究中,區分生態需水量、生態用水量與生態耗水量是很有必要的。生態需水量(Dd)是由生態系統對水的需求,加之其對水的利用與消耗,分為3種:即生態固有的需水量(Dd)、生態用水量是實際供給生態系統的水量(Ds)、生態耗水量(Dc)是De的消耗量。在目前的情況下,它們的關系應是:Dd>Ds≥De。