向海湿地生态环境需水量分析

孙晓梅，杜连梅，赵东辉

（1.吉林省水文水资源勘测局白城分局，吉林 白城 137000；2.吉林省水文水资源勘测局延边分局，吉林 延吉 133000；3.吉林省水文水资源勘测局通化分局，吉林 通化 134000）

湿地作为一个独特的生态系统，它具有调节径流、与地下水交流、调节气候、生物多样性等功能，有地球之肾之美称。保护湿地，使人与自然和谐发展是研究湿地生态需水量的出发点。湿地生态环境需水，是指维持生态系统中具有生命的生物物体水分平衡及维持和保持湿地环境所需要的水量。湿地生态需水量与湿地生态系统密切相关，是湿地生态系统的主导因子。

1 向海湿地概况

向海湿地位于吉林省通榆县城西北70km的向海乡，湿地总面积23 000hm2，湿地主要为芦苇沼泽。海拔高度177～186m。该区属温带半湿润大陆性季风气候，四季分明，年平均降水量408.2mm。土壤以盐化草甸沼泽和泥土为主。沼泽植被中，芦苇为优势种。伴生种有苔草、香蒲、灯心草、花蒲、水葱等。湿地河泡内有各种鱼、虾等。鸟类种很多，常见的有丹顶鹤、白枕鹤等。湿地内还有狼、赤狐、野免、狍子等动物。

2 生态学方法计算生态需水量

生态学方法计算湿地生态环境需水量，主要依据参考文献[1]中提供的方法，根据向海湿地的实际情况进行计算，见表1。

2.1 植物需水量

湿地植物类型呈多样性，植物的特征差异也很大，考虑到植物需水量计算的复杂程度，在此选取植被的优势种来确定植物需水量。向海湿地主要植物为芦苇，其生态需水量为：

表1 向海湿地生态需水量计算表

WP=β×A×ETm=（0.5～1.0）×42 300×（1.0～1.9）×104

=（2.12～8.04）×108m3

向海植物需水量级级别划分见表2。

表2 向海植物需水量级别划分

2.2 土壤需水量

湿地土壤需水量与植物生长及其需水量密切相关。植被密集的湿地和植被稀疏或滩涂湿地计算土壤需水量的方法有差异。向海湿地土壤类型主要属芦苇沼泽土，按不同需水量等级算，其田间持水量百分比α约在（0.3～0.8），根据该湿地特征，其剖面总厚度为120cm。

Q=α×H×A=（0.3～0.8）×1.2×69 000×108

=（6.24～7.49）×108（m3）

向海土壤需水量级别划分见表3。

表3 向海土壤需水量级别划分

2.3 生物栖息地需水量

野生生物栖息地需水量是鱼类、鸟类等栖息、繁殖需要的基本水量。湿地的水域面积和水深是湿地生物存在的重要影响因素。按不同淹水面积及不同水深，分别计算不同等级的生物栖息地需水量。

Wq=ABH=69 000×（0.15～1.0）×（0.5～2.0）×104m3

=（0.52～10.4）×108（m3）

向海生物栖息需水量级别划分见表4。

表4 向海生物栖息需水量级别划分

2.4 补给地下水需水量（渗漏法）

湿地有补给地下水的功能，实现这一功能是通过渗漏途径完成的。水分在土壤中的渗透运动，是指土壤充分饱和时，在重力作用下而自由运动的水。这种渗透运动的大小决定于水位差、渗透距离、土壤孔隙度及断面大小。水在土壤中的垂直运动用渗透系数表示。土壤的渗透系数与土壤的类型、剖面组成等有关。计算，只考虑有水面的地下水补给量。湿地区域内地势平坦，因此不考虑水位差的影响，地下水补给时间按180d计算，渗透系数采用0.005。则补给地下水需水量

Wb＝k×B×A×T＝0.005×（0.15～1.0）×69 000×180×108

=（0.93～6.21）×108（m3）

向海补给地下水需水量级别划分见表5。

表5 向海补给地下水需水量级别划分

2.5 湿地总生态需水量

根据湿地的现实状况，文中计算不考虑湿地净化污染物需水量及景观需水量，湿地总的生态需水量为以上各项需水量的之和，根据以上计算结果，得出湿地总的生态需水量见表6。

表6 湿地总的生态需水量

3 水文学方法计算生态需水量

3.1 向海湿地生态需水量

水文学方法是把向海湿地看作一个系统，系统输入量有降雨、霍林河来水、额木太河来水及引洮工程引水。系统输出量为双岗水文站径流量，胜利水库入流量和向海湿地的蒸散量（湿地节散量为维持生态系统生存而消耗的水量，作为生态用水量）。根据水量平衡原理，生态需水量计算公式为：

W=WP+W入1+W入2-W出1-W出2

=1.371 1+0.495 4+2.825 4-0.635 2-0.811 0

=3.245 7

式中WP为多年平均降雨量；W入1为向海水库多年平均入库量（为额木太河与引洮引水量相加）；W入2为霍林河多年平均流量；W出1为双岗多年平均径流量；W出2为胜利水库多年平均入库流量。

4 结论

（1）湿地生态需水量的计算是根据湿地生态系统的不同方面进行计算的，各个要素之间有相对独立性。然而，湿地生态需水量是个整体概念，湿地中的水资源应用没有严格的界限，湿地水资源量是湿地整个生态系统共用的，很难区分这些水量动物用了多少，植物用了多少，所以在计算过程中有重复计算的水量。

（2）湿地生态需水量计算没有考虑净化污染物需水量和景观娱乐用水量。因为以上各项之中可能包含这部分水量。

（3）生态需水量的计算虽然分5个等级，但由于向海湿地位于吉林省西部平原区，降雨量偏少，气候干旱，特别是自1998年大洪水以后，湿地降水量连续几年偏少，洮儿河出现了有史以来的枯水期，供水矛盾十分突出。所以保持最小级别的生态需水量是比较切实可行的。文中采用生态学方法与水文学方法分别对湿地生态需水量进行计算，水文学方法与生态学方法最小级别的生态需水量相当，也是符合向海湿地的实际。

另外，为保持向海湿地的生物多样性，使湿地呈良性发展，建议合理配置洮儿河水资源量，保证洮儿河有流入湿地的基流量，补充湿地水量。

［1］杨志峰，等.生态环境需水量理论、方法与实践［M］.北京：科学出版社，2003.