生态水位

① 生态地下水位的概念

干旱地区，天然植被对地下水依存度很高，地下水埋深控制着植被种群的分布格局和稳定。对于某一植物种群来说，都有其相对应的地下水埋深，来维系种群的生长和繁衍，该水位埋深界定为这一植物种群的生态水位。宋郁东等（2000）将生态水位定义为，能维持非地带性自然植被生长所需水分的地下水埋藏深度所对应的地下水位（简称生态水位）。

不同植物种群具有不同的生态水位，通常是对某一种群出现的频率与相应的地下水位进行统计，然后找出与出现频率最大种群相对应的地下水位埋深区间，确定为该种群的生态水位。王芳等（2002）对塔里木盆地胡杨、柽柳、芦苇、甘草、罗布麻和骆驼刺等种群频率分布最大值进行了分析，它们相对应的地下水位埋深分别为3.2m、3.7m、1.9m、2.7m、2.9m和3.4m。荒漠植物的生态水位为2～4m。

植物根系从包气带和地下水中吸取水分，经过叶片的光合作用后，通过气孔进行蒸腾，蒸腾作用是地下水排泄的一种重要形式，不同种类的植物根系发育深度、细胞渗透负压以及叶片气孔结构等生理结构不同，对水环境和水分需求也不相同。天然条件下，生态水位是植物种群长期自然选择的结果，同时，也是地下水系统的排泄区与植被生态系统之间水质、水量交换的一种耦合平衡。

西北干旱盆地多属季节冻土区。冬季，季节冻土形成过程中，在季节冻土层内会形成冷生湿润砂层，使包气带在季节冻土深度范围内含水量增加，生态地下水位埋深较浅，有助于冷生湿润砂层的形成与发育，对植被群落的形成和生长十分有利。通常生态水位及冷生湿润砂层只能为已形成发达根系的青壮年植株生长提供必要的水分。植被的更新和新生幼株的萌生则是要依靠洪水泛滥或暂时性暴雨的浇灌。例如，2001 年笔者在黑河下游额济纳旗绿洲调查时，观察到，由于连续干旱，胡杨林和柽柳林几乎全是青壮年株，枝枯叶黄，生长状态不好，见不到幼株；2002 年5 月开始出现降雨，黑河上游洪水进入额济纳旗绿洲，凡是有洪水漫过的林地中，生机盎然，随处可见幼株，尤其是在禁牧林地中，幼株密度可达5～10株/m² ，而没有洪水漫过的林地，尽管林木生长良好，幼株却十分少见。

绿洲和周边地区的荒漠植被是维系绿洲生态安全的重要屏障，荒漠植被种群的分布与生态地下水位关联密切，只有维系生态地下水位的稳定，才能使荒漠植被种群正常生长，起到防风、固沙的作用。定期引洪灌溉和禁牧则是维系植被种群更新的必要手段。

研究和确定生态地下水位的主要目的是维护绿洲地区的生态稳定。根据绿洲及其周边地区不同植被种群相关的生态地下水位，建立地下水系统与植被生态系统之间的耦合模型，模拟不同地表水和地下水利用条件下，对生态环境的影响，制定出合理的水资源利用方案，以期提高绿洲水资源的利用率。

② 主要耐旱植物的生态地下水位

我国西北干旱地区主要耐旱植物种有柽柳（红柳）、胡杨、梭梭、骆驼刺和芦苇等，它们是西北地区的广布建群种，有良好的防沙、固沙能力，多属优良固沙树种。

1.柽柳种群

柽柳是我国西北干旱地区的广布种，是一种耐旱、耐盐性植物，具有十分发达的根系，有研究报道柽柳根系最长可达40m，适合在不同环境中生存。在黑河下游地区，地下水埋深3～5m最适合柽柳生长，常在植被群落中构成优势植物，地下水埋深1～3m时在植被群落中常成为伴生种群，当地下水位埋深大于5m时柽柳群落退化显著。在沙地中，柽柳的固沙作用明显，常形成丛状的柽柳沙丘，从黑河下游被风蚀作用剥开的柽柳沙丘可观察到，柽柳根系盘根错节布满沙丘内部，有很好的固沙作用，在这些地区尽管地下水埋藏深度大于5m，沙丘顶部的柽柳却能生长良好。由于各地降水量、包气带岩性和结构不同，适于柽柳生长的地下水埋深有所差别，新疆塔里木河流域，地下水埋深为1.0～8m，最适于生长的水位埋深为1.5～3m；河西走廊的石羊河下游，适于柽柳生长的水位埋深为1～7m，最适于生长的水位埋深为5～7m。

2.胡杨种群

胡杨是西北地区分布较为广泛的一种高大乔木，水平根系发达，在额济纳旗曾观察到水平根系延伸长度竟有60m以上，有一定的耐盐性，可在矿化度为1～3g/L地区正常生长。由于树冠较大，蒸腾量大，对水分需求较高，通常分布在地下水埋藏较浅的河边或古河道上。最适于胡杨生长的地下水埋藏深度为1～3m。在地下水位埋深大于3m的地区，胡杨生长不良，退化严重。胡杨对水环境变化较为敏感，河道变迁，改变了原有河道的水环境，在干涸的河道两旁，退化和死亡的胡杨随处可见，往往形成“怪树林”，成为黑河下游的额济纳旗常见景观，为摄影爱好者所青睐。石羊河下游地区，20世纪50～60年代，地下水埋深1～3m；胡杨生长良好，到70年代，地下水位下降，水位埋深为3～5m，胡杨林退化严重；80年代后，地下水埋深降至5m以下，胡杨种群基本消失。

3.梭梭种群

梭梭是我国荒漠植被的主要建群种，是一种耐旱的优良固沙树种，主要分布在降水量低于130mm的干旱荒漠区。我国荒漠地区仍保存着大量的原生梭梭林地，主要分布在准噶尔盆地的玛纳斯湖盆区，成年株往往高达4～5m。额济纳旗年降水量只有40mm，在古日乃西部的梭梭头和拐子湖周围的沙地也有大片原生梭梭林分布，梭梭高大，株高3～4m，群落盖度20%～40%，地下水埋深2～6m。在古日乃东部，由于地下水补给量减少，水位降低到6m以下，造成大片原生梭梭林死亡。在黑河中游地区，降水量大于100mm，梭梭发达的根系能从包气带中吸取水分，人工梭梭林生长主要依靠降水，对地下水位的依赖不显著。在极度干旱地区，梭梭群落发育对地下水依存度高，生态水位埋深应小于6m。新生株的发育则要依靠冬季积雪的融化或偶发的暴雨。

4.芦苇种群

芦苇是一种隐域性植物，广泛分布，是湿地植被的主要建群种，对环境变化具有较强的适应性。在西北干旱地区，芦苇主要分布在地下水排泄区形成的湿地、河湖岸边，以及由湿地和湖泊退化形成的荒漠、沙地中，常成为主要建种和伴生种。

芦苇种群特征与地下水位埋深密切相关。赵文智（2002）对河西走廊临泽县河床和湿地中的芦苇研究表明，在水分条件较好的湿地中，芦苇种群密度较大；芦苇种群密度随地下水埋深增加而逐渐降低，生长优势逐渐从地下转到地上，种群高度随地下水埋深增加而增加，当地下水位埋深大于1m时，种群高度增加迅速。

黑河下游的古日乃湿地由尾闾湖退化而来，由于地下水排泄量减少，古日乃湖已干涸，在其南部为密集芦苇草原，属单一芦苇种群，种群高20～50cm，覆盖度为40%～70%，地下水埋深1～2m。在泉水附近，包气带水分充沛，芦苇高度达3m以上，十分密集，成丛状，芦苇群落发育高度与包气带水分条件有关。在地下水位埋深2～3m的地区，为稀疏芦苇草原，有梭梭或柽柳伴生，芦苇群落密度较小，群落覆盖度20%～30%，群落高度10～20 cm。芦苇对环境的适应性强，适宜生长的生态水位埋深小于5m，最适于生长的水位埋深为1.5～3m。

5.骆驼刺群落

骆驼刺是我国西北干旱地区的广布种，根系十分发达，是一种耐旱、固沙性好的灌木。在黑河中游降水量大于150mm的荒漠地区，尽管地下水位埋深大于20m，骆驼刺靠包气带持有的水分仍能维持生长，与降水量和包气带岩性结构有关。在极度干旱地区，骆驼刺对地下水依赖程度高，地下水埋深2～3.5m最适宜骆驼刺生长。

③ 生态地质环境保护与治理

一、生态地质环境特点

在对区内三大生态地质环境类型的遥感解译和综合分析后认为，本区生态地质环境类型具有以下4个特点。

1.浅层地下水的地域分配不均衡

据ETM7、ETM4、ETM3合成图像对浅层地下水的解译结果对比分析，区内浅层地下水包括的高含水率区、中等含水率区、低含水率区和多层结构含水区的地域分配很不均衡，分布面积相差很大。

高含水率区分布面积仅占全区总面积的3.57％，基本上分布在勘查区北部阿克苏河流域、南部和田河流域和西部喀什市—叶城县—皮山县的昆仑山北麓山前地带，东南部且末县附近只有少量分布，其他大面积区域没有分布。中等含水率区和多层结构含水区占全区总面积的49.22％，是区内主要的浅层地下水分布区，除东部的塔里木河下游地区和东南部的车尔臣河流域地区没有分布以外，全区大部分区域均有分布。与中等含水率区和多层结构含水区的区域分布相反，低含水率区分布面积仅占全区总面积的26.7％，基本上分布在东部和东南部地区，而西部和西南部地区则很少。

区内浅层地下水地域分配的不均衡性，反映了本区地下水资源中西部多东部少的状况，从而为进一步寻找地下水，特别是可供饮用的地下淡水及微咸水，提供了总体的找水方向。

造成这种地域分配不均衡的主要原因:一是地下水补给条件的差异，中西部地区地表水系发育，阿克苏河、台兰河、渭干河、塔里木河、和田河等多条主干河流流经区内，为地下水的补给提供了较为充足的转化补给量。据孙晓明等的资料，平原区的地下水转化补给量可占总补给量的75.27％。东部地区的主干河流（如塔里木河下游）自1972年断流，孔雀河大部分河段处于无水状态，因此东部地区转化补给水量远不如中西部地区。二是人为的地下水资源开发利用不合理。由于人工绿洲的建设、工业用水等，人工渠系代替了部分自然水系，有的在源流又新修了水库，源流和干流的中、上游用水量增加，而下游水量减少，水资源的地域分配更加不平衡。

2.植物种类较少，但抗逆性强

以林地和草地占主导的本区植物种类较少。林地主要有胡杨、灰杨、沙拐枣、白杨、柳树、榆树等。与较大面积红柳混生的植物除索索、骆驼刺之外，其他种类也不多。草地中，芦苇占草地总面积的80％以上，其他如芨芨草、甘草、麻黄草、胖姑娘等草本植物也不过5～6种。

虽然植物种类较少，但抵御外界侵袭的能力却较强。由于这些植物对干旱气候环境的长期适应，形成了具有抗旱、耐盐和抗风沙的能力。如胡杨和红柳均有发达的根系，而且还具有较高的耐盐能力；红柳的叶子含盐量达400～500g/kg，胡杨树叶含盐量也在80～150g/kg之间；芦苇、罗布麻、甘草等也有一定的耐盐能力。此外，许多植物抗风沙能力也很强。胡杨的茎枝有韧性，根系发达，有较高的抗倒伏和抗剪切能力；红柳被沙埋后，还可长出新枝。罗布麻、甘草的根系发达，茎有韧性，都有一定的抗风沙能力。

3.植被的覆盖度低

在实地调查过程中，区内草地和林地的覆盖度均较低，一般都小于20％。在红柳灌丛生长较密集的地段，覆盖度也小于50％。在山前倾斜平原区的戈壁砾质带，红柳灌丛的覆盖度多小于5％。草地的覆盖度高于林地，但大多也低于40％。只有在湖泊或沼泽地生长的芦苇，长势强劲，小部分地段覆盖度大于50％。

勘查区中部的细土平原与塔里木河冲积平原区内，在大多数固定沙丘上植被覆盖度小于20％，半固定沙丘植被覆盖度小于15％，流动沙丘植被覆盖度小于10％。

在把MSS7、MSS5、MSS4合成图像与ETM7、ETM4、ETM3合成图像进行解译对比后发现，当区内植被的覆盖度小于20％时，图像上基本显示不出植物的绿色色彩。当植物的覆盖度达到20％～35％时，图像上则能显示出绿色色彩，但总体色彩较浅。当植被覆盖度达到35％～50％时，图像上图斑色彩清晰，与非植被区的颜色差异明显。

4.生态的稳定性差，平衡易遭破坏

利用ETM7、ETM4、ETM3和MSS7、MSS5、MSS4合成图像对区内生态地质环境13种评价因子的解译和实地调查结果充分表明，勘查区内总体生态地质环境脆弱，稳定性很差。主要表现为沙化土地和盐渍化土地分布面积广，沙化程度和盐渍化程度较重，植被覆盖度较低。

据樊自立等的资料，区内植物除沿塔里木河两岸分布的乔、灌、草，博斯腾湖西南部生长的芦苇和湖泊、水库周边的草本植物长势较好外，其余大部分地区分布稀疏，结构简单，抗干扰能力弱，在人为活动的影响下极易遭受破坏，而且破坏后不易恢复。

二、生态地质环境保护与治理措施

生态地质环境是人类赖以生存和发展的基础，环境的优劣直接关系到经济的可持续发展和人们的生活质量。在勘查区内切实采取有效措施保护和改善生态地质环境，已经是刻不容缓、势在必行。

保护和改善生态地质环境并不意味着原封不动地维护目前的自然生态，因为荒漠自然生态生产力水平很低，不能满足人们日益增长的物质和文化生活的需要。人们只有依靠不断地创造高产的人工生态系统来养活自己，经济才能不断发展，生活水平才能不断提高。

在利用ETM7、ETM4、ETM3和MSS7、MSS5、MSS4合成图像对区内浅层地下水、生态地质环境详细解译和对生态地质环境变化进行综合分析的基础上，提出以下保护和治理措施。

1.控制源流引水，使塔里木河等干流水量不再减少

塔里木河、渭干河、孔雀河、叶尔羌河、和田河等多条干流不产流，主要是依靠源流补给。近年来，源流引水增加，用于扩大灌溉面积，使干流的来水量显著减少。如果源流不控制引水，补给干流的水量还会继续减少，从而使塔里木河等规模较大的河流干流区地下水位继续下降，地下水资源更加不足，造成本来已经脆弱的生态环境再进一步恶化。要通过节水和开发地下水来满足源流区用水，达到向干流输水的目标。以塔里木河的三源流区（阿克苏河、叶尔羌河、和田河）为例，目前源流区的水资源利用主要是依靠引蓄地表水扩大灌溉面积，所以今后只有加强水利建设，大力开发利用地下水，实行渠、库、井联合灌溉，并采取综合措施杜绝引洪淹灌或漫灌，发展节水灌溉，推广滴灌或膜上灌，才能达到向塔里木河干流输水而使干流水量不再减少的目的。

2.加强主干河流上、中游河段的工程整治，严格水资源管理

塔里木河、孔雀河、叶尔羌河、和田河等主干河流的上、中游河段，由于随意打坝、堵水、扒口，乱引乱排，耗水量剧增，下游水量显著减少，引发了下游地区生态地质环境的逐步恶化。叶尔羌河及和田河的下游分别有170km及200多千米穿行沙漠的河道，与塔里木河干流类似，亦属自然耗散性河道，起着向塔里木河干流输水的作用。目前，沙漠侵占、河道萎缩、输水不畅的现象，直接影响到向塔里木河干流的供水。因此，加强主干河流中、上游河段的工程整治，严格水资源管理，已迫在眉睫、刻不容缓。

对主干河流应采取必要的治理措施对河道进行整治。如修建堤坊，以减少两岸过量的漫溢，在耗水过大的中游河段尤为重要；修建护岸堤坝，疏通河道，增加输水能力，减少水分的无效消耗；修建必要的控制性引水闸口等，以维护主干河流水量稳定、河道畅通。

严格实行干流、源流水资源一体化管理，完善现行的水资源管理体制，逐步减少以至杜绝人为堵坝、扒口造成漫流等无控制的引水现象。

3.维持合理的生态地下水位，保证一定数量的生态用水

勘查区无论是自然生态还是人工生态都依靠地表径流转化为地下径流来维持，没有地表径流，就没有地下水的来源，生态就难以维持。目前，对地表水包括地表径流缺乏有力的管理和合理的规划，工作措施不到位，到处掘口，随意乱引乱排，自然漫流，大部分水量被蒸发、渗漏，造成了地表水的极大浪费，起不到改善生态的作用。要使有限的地表水水量在改善生态地质环境中发挥其应有的作用，把地表水转化为地下水，储存在土壤中供植物利用，就必须为植物的生长创造一个良好的生态地下水位。

据宋郁东等的资料，塔里木河流域地下水位对生态地质环境的影响有下述5种。

1）沼泽地生态水位:地下水水位埋深小于1m或有季节性地表积水。

2）盐渍化土地的生态水位:地下水水位埋深1～2.5m，地下水通过毛管作用可达到地表，土壤上层湿度较大，植物生长良好。但地下水中的盐分可向地表聚积，易使土壤发生盐渍化，在一定程度上又会影响植物生长。

3）适宜的生态水位:地下水水位埋深在2～4.5m之间，毛管上升水流可达植物根系供利用，土壤水分基本可满足乔、灌、草等各类植物需要，潜水的无效蒸发很小，几乎全部被植物吸收利用。

4）可忍耐地下水位:地下水水位埋深在5～8m之间，潜水停止蒸发，上层干燥，浅根系的草本植物无法利用地下水而衰败或死亡，乔灌木由于根系较深，主根能向下延伸吸收地下水，还可忍耐土壤干旱，但长势不良，一些幼灌木枯萎或死亡。

5）沙漠化地下水位:地下水水位埋深大于8m，很难为植物利用，深根系植物吸收地下水也较困难，乔、灌木衰败，有的干枯死亡，地面从而失去保护，风蚀风积严重，出现荒凉的地貌景观。

为了维持合理的地下水位，保证一定数量的生态用水，需要采取以下措施。

1）进一步完善排水系统，合理规划并实施引水渠、灌溉渠和排碱渠的渠系网络，降低地下水水位，使地下水水位维持在2m以下，以保证植物的良好生长。

2）加强大河主河道两岸节水用水管理，杜绝盲目引水，造成水资源浪费，维持主河道两岸一定范围的适宜地下水水位。

3）在山前倾斜平原区和塔里木河冲积平原区，应利用乔灌木耐旱的特性，扩大种植面积，在雨季适时营造人工林，使广大平原区的地下水水位维持在3～5m适宜的生态水位。

4）在地下水水位下降剧烈而生态退化严重、生态地质环境质量低劣的地区，应进行人工引水，增加地表水水量，使地下水能恢复到适宜的或可忍耐的水位。

4.稳定发展人工绿洲，制止盲目开荒

发展人工绿洲，一是扩大绿洲的面积，要积极稳妥地按规划进行。要通过灌区改建、完善水利设施，进行渠道防渗，改进灌溉方式等挖掘现有水资源潜力，扩大灌溉面积。扩大绿洲面积主要是通过开垦撂荒地、弃耕地和灌区边缘土地来实现。二是进一步改善现有绿洲的环境，重点是加大防风固沙和土壤改良的力度，把绿洲建成高产稳产的农、林、牧基地。同时，要坚决制止乱开荒。开垦土地，必须严格地按开发程序进行，根据不同的开发规模，报请相应主管部门审批，并由国土、水利、林业部门监督，依法有序地进行。对较大面积的开发，必须以现有水利设施为依托，按规划在灌区中进行，使灌区中的耕地连片，实行水资源的集约利用。

5.保护天然林地和草地，充分发挥其优化生态地质环境的作用

天然林地和草地在维护生态平衡、优化生态地质环境中起着十分重要的作用，具有保护地面、防止风蚀、抵御风沙、稳定河岸、调节气候等多种生态功能。例如，塔里木河沿岸的天然胡杨林是新疆三大林区之一，对于塔里木河沿岸的防风固沙、保护河岸、净化空气具有十分重要的作用。要通过建设防护林责任区，很好地保护所有林地。同时采用灌溉、伐桩、种子繁殖等方法促进更新。此外，还要大力发展人工胡杨林，在撂荒地上种植片林，沿公路干线和风沙前沿地带栽植以胡杨林为主的基干林。

草地主要用作放牧。由于产草量不高，草质不好，载畜量有限。为了维护放牧，要耗用大量水资源进行灌溉，经济效益很低。应通过发展绿洲畜牧业，来减少天然草地的载畜量，使草地由放牧转向以维护生态为主，发挥其保护地面、防止沙化、优化生态地质环境的作用。

6.改善和保护一定范围的湿地

20世纪70年代以前，区内沿主干河流两侧分布有很多湿地，现在几乎消失殆尽。湿地虽蒸发渗漏损失水量较大，但对维护生物的多样性和候鸟、野生动物的迁移栖息是必不可少的。目前，湿地的锐减使水域湿地动物群发生了很大的变化。据宋郁东等的资料，一些鱼类、鸟类已经消失，有的动物已经灭绝。到90年代，在塔里木河流域兴建了部分平原水库，形成了新的人工水域和湿地，为野生动物提供了良好的栖息场所。对这些人工水域和湿地连同栖息的鸟类，作为勘查区内一个重要的生态地质环境类型，必须要很好保护。通过建立野生动物、人工水域和沼泽湿地三位一体的自然生态保护区等方式，防止人为干扰破坏，以改善野生动物、鱼类、水鸟等迁移栖息的生态环境。

④ 植被生态优化管理模型

优化管理模型的建立方法，是将有限差分或有限元数值计算方法与最优化技术相结合，采用地下水系统数值模拟和线性规划法，通过相应矩阵法耦合建模，确立在水位降深约束条件下，各管理亚区总开采量最大为管理模型的目标函数，在资源量、社会效益、生态效益、生态水位等约束条件下建立起地下水生态优化管理模型。

1.管理目标

针对地下水研究区内开采地下水过程中出现的主要问题和维持植被生态稳定的主要特征，拟定出地下水资源管理的具体目标，主要包括以下两方面内容：一是，优化地下水开采井的布局，最大程度地既满足供水需求，也满足生态环境的需水；二是，有效地调控地下水位，使不同地段的地下水位，维持在植被种群生态水位允许变化范围之内，或是防止产生土壤盐渍化。

2.管理方案及管理期

根据研究区内的地下水系统结构特征、行政区划、用水现状和规划、开采布局、取水量的时空分布以及植被群落分带特征，将其划分为若干个管理亚区。优化管理期通常需要一个水文年以上，至少涵盖整个植物生长期。

3.决策变量

决策变量是表示研究系统状态的一组变量。可以是各个管理亚区的取水井的开采量（Q（i，k）），即Q（i，k）是第i管理区在第k个管理时段末地下水的开采量（m³/d），i=1，2，3，4……n；k=1，2，3……。

4.目标函数

各管理亚区规划开采量最大，管理函数为下式：

生态水文地质学

式中：NQC为管理亚区数；NV为管理时段数。

5.约束条件

约束条件是关于决策变量和相关变量的限制范围，主要有水资源量的约束、水位约束、生态环境约束等。

（1）水位约束

水位约束是一组保证各个管理亚区内各目标节点的水位降深值不超过最大允许降深值，用下式表示：

生态水文地质学

式中：S（j，k）为j点在k管理时段末的水位降深值（m）；S_max（j）为j点水位最大允许降深值（m）。

线性含水系统中，当有NQC个抽（注）井存在时，它们在j点引起的水位降深（或升幅）是每一口抽（注）井独立工作时，在j点所引起的水位降深代数和。即可用相应矩阵线性来表示：

生态水文地质学

式中：β（i，j，k）为在抽水时段k内，当i个井（亚区）抽取（注入）单位水量，在j点引起的水位降深（或升幅），称为水位响应系数。式（8-3）可表示为：

生态水文地质学

（2）生态环境约束

潜水含水系统与植被生态系统联系密切。潜水位既不能低于植被种群生态水位的阈值（h_d，i），也不能高于产生次生盐渍化的水位阈值（h_z，i），分别有：

生态水文地质学

式中：S_d（j）为j点初始水位与植被种群生态水位的阈值（h_d，i）的水位差。

生态水文地质学

式中：S_z（j）为j点初始水位与产生次生盐渍化的水位阈值（h_z，i）的水位差。

（3）供水能力的约束

通常，考虑含水层的出水能力，各亚区取水量总和不超过含水层的极限开采量。对于西北干旱内陆盆地大型洪积扇含水系统来说，含水系统出水能力很强，但地下水补给量D_max（k）却有限，供水能力受补给资源量的限制。

生态水文地质学

以上各式与地下水三维模型共同构成植被生态地下水优化管理模型。

总的来说，目前，无论水文地质的观察尺度，还是地下水流场动态模拟和地下水管理模型均可满足植被生态地下水优化管理模型的要求，模拟精度高低，取决于以下条件：①与地下水管理模型精度有关的水文地质概念模型是否能较真实地反映研究区的水文地质结构，以及水文地质参数系统反映地下水流场的真实程度；②取决于所获取的地下水补给量（大气降水入渗补给量、河渠渗入量、侧渗补给量等）、排泄量（陆面蒸发量（含裸地蒸发量、蒸腾量）、地下水泄出量、开采量等）的真实性；③研究区内植被群落生态水位阈值的准确程度等。只要深入细致地做好与上述有关的生态水文地质调查工作，准确获取所需各项参数，进行深入分析，建立实用的植被生态地下水优化管理模型并不困难。

⑤ 计算湖泊生态水位只用一个水文站可以吗

我国的水文计算中的水位是以上海吴淞口标尺为0为标准的；但是陆地上的标高是以黄海高程标尺点为0为标准的。

⑥ 生态鱼缸背过滤为啥水位不一致呢

就是因为设计时让水位产生落差，才能使水自然流动。

⑦ 三峡大坝集防洪、发电、航运、供水、保护生态环境于一身，部分技术数据如下表所示 最高蓄水位（米）

⑧ 冻结层上水水位下降引起的生态环境问题

除了冻土退化引起的季节融化带变厚，造成冻结层上水水位下降的原因外，黄河源区冻结层上水水位下降，还与黄河在鄂陵湖出口下切作用密切有关。湖口下切使鄂陵湖、扎陵湖水位下降，降低了两湖以上地区的排泄基准面，导致河流侵蚀作用加强（上游河流下切了0.5～0.8 m），使冻结层上水大量泄出，造成区域水位下降，改变了原有表层地下水系统与植被生态系统的关系。随之，出现了与此有关的沼泽草甸退化，“黑土滩”化，草场退化，小型湖泊、水塘干涸等一系列生态环境问题，其中，以沼泽草甸的“黑土滩”化问题最为突出。目前，仅玛多县就有十几万亩的沼泽草甸牧场变为“黑土滩”。

1.冻结层上水水位下降是沼泽草甸“黑土滩”化的主要原因

沼泽草甸中主要生长着喜湿的嵩草类植物，其根系发达，且营养丰富，是高原鼢鼠最喜爱的食物。冻结层上水水位下降，使包气带厚度增加，为高原鼢鼠筑窝提供了条件，加之有丰富的嵩草类植物根作食物，高原鼢鼠群体迅速繁衍，大量啃食根系，导致嵩草类植物大片死亡，最终，绿草如茵的沼泽草甸，变为植物稀少的“黑土滩”。据当地牧民反映，仅3～6个月，高原鼢鼠就可使上百亩的草场变为“黑土滩”，其破坏速度十分惊人。在受两湖水位下降影响较小的沼泽草甸，冻结层上水水位较浅，则鼠洞很少，嵩草繁茂，无“黑土滩”化迹象，植被覆盖率在95%以上。“黑土滩”化实质上是沼泽草甸在冻结层上水水位下降后，引起高原鼢鼠对沼泽草甸破坏所产生的一种荒漠化类型。

勒那汤玛岔沼泽草甸水文地质结构如图10-7所示，含水层由渗透性较差的灰色湖相淤泥和灰色淤泥质粉砂组成，释水缓慢。黄河下切后，水位下降，使冻结层上水的泄流量加大，水位降低从排泄点开始，逐渐向上发展。大体上，黑土滩随此进程发育，在T₁₀附近的“黑土滩”形成较早，部分已被风蚀为沙砾裸地，在T₁₁附近“黑土滩”上还残存着零星块状的沼泽草甸，而在T₁₂—T₁₃之间沼泽草甸还未遭到破坏，植被覆盖率仍在95%以上。

图10-7 Ⅵ—Ⅵ′水文地质与生态环境综合剖面

2.水文地质结构是影响沼泽草甸“黑土滩”化进程的重要因素

冻结层上水水位下降是造成沼泽草甸“黑土滩”化的主要原因。另外，水文地质结构直接影响到沼泽草甸“黑土滩”发育的初始位置及发展趋势。

如图10-8所示，沼泽草甸的水文地质结构较简单，含水层为湖积中细砂和滨湖相的砂砾石层，河湖水位下降，会很快波及到整个冻结层上水含水层，上游包气带较厚，水位下降，首先使这一地段包气带厚度达到鼢鼠的筑窝要求（一般为30 cm左右），则“黑土滩”首先出现在这一地段，随冻结层上水水位继续下降，不断向前推进；T₁ 和T₁₄附近的“黑土滩”部分已风蚀为砂砾裸地；T₃ 附近大片沼泽草甸，正在被高原鼢鼠破坏，成形“黑土滩”包围的草甸孤岛。

图10-8 Ⅶ—Ⅶ′水文地质与生态环境综合剖面

图10-9所示剖面，位于黑河北岸的野马滩，具有较为复杂的河相冲积物与湖相沉积物相变及相互交切的水文地质结构。由于岩性及地层结构的差异，冻土上限起伏变化较大。粗粒相冲积物和细粒相湖积物相互交切地段，冻结层上水水位埋深加大，高原鼢鼠的活动往往从这些地方开始，T₄₂-T₄₃之间的“黑土滩”也正是出现在这一部位。

冻结层上水水位下降，引起高原鼢鼠对沼泽草甸的肆意破坏，是造成“黑土滩化”的重要原因。而水文地质结构则是影响沼泽草甸“黑土滩”化进程的重要因素。在冬季强烈的风蚀作用下，“黑土滩”最终会演变为植被稀疏的沙砾裸地，成为黄河源区生态环境的一大隐患。

图10-9 Ⅲ—Ⅲ′水文地质与生态环境综合剖面

⑨ 生态瓶的空间不能太小，水位不能太浅是否正确

正确。
空间太少，水位太浅都会导致竞争的加剧，从而使生态瓶的稳定性降低。