理论教育 河流生态需水-理论、方法与应用

河流生态需水-理论、方法与应用

时间:2023-10-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:从河滨湿地生态系统的组成来看,生态需水主要包括生物栖息地需水和植被需水两种类型,从水量的损失和需求角度看,湿地的水量损失主要是通过渗漏和蒸发实现的,湿地对水量的需求随着生物生活周期的变化而发生变化。因此,河滨湿地生态需水量包括两部分:一部分是消耗性生态需水,采用水量平衡计算,并通过河流径流量补充;另一部分是非消耗性生态需水,该部分水量是保证湿地生态系统平衡的基本维持量,需要通过泛洪流量进行补充。

河流生态需水-理论、方法与应用

从河滨湿地生态系统的组成来看,生态需水主要包括生物栖息地需水和植被需水两种类型,从水量的损失和需求角度看,湿地的水量损失主要是通过渗漏和蒸发实现的,湿地对水量的需求随着生物生活周期的变化而发生变化。因此,河滨湿地生态需水量包括两部分:一部分是消耗性生态需水,采用水量平衡计算,并通过河流径流量补充;另一部分是非消耗性生态需水,该部分水量是保证湿地生态系统平衡的基本维持量,需要通过泛洪流量进行补充。

(1)栖息地生态需水。河滨湿地连接着动水和静水,地表水和地下水,陆地系统和水生系统,洪水泛滥的扰动和变迁,是保持生态连续性和完整性的推动力。维持洪泛平原正常发育的必要条件是需要具有一定深度的径流的定期淹没,因为径流中的沉积物颗粒足够大,才能够在洪泛平原沉积下来,而这一过程需要比较大的洪水才能完成。不同的河流具有不同的洪水周期。一般情况下,形成洪泛平原和流域特征的洪水径流与25年一遇或更大的洪水有关[75]。一份关于洪水影响的报告(Barmah-Millewa论坛,2001)指出,鸟类繁殖成功至少要10年一遇的洪水,而且需要根据种类的多少和总的数量来确定。目前,有采用4年一次的洪水维持洪泛地的案例[76],也有采用2年一遇的洪水来重建洪泛平原的案例(加利福尼亚州水资源管理局,1994)。

从当前情况看,尽管人类对水量的调控使得流量的变化趋于平缓,缺乏正常的洪泛波动,从大的河流—河漫滩系统中很难找到与原始情况非常接近的生态信息,但是,河流—河漫滩系统的恢复以及产量的增加仍然需要通过自然的水文周期变化来实现。因此,需要对接近自然状态下的月、日流量时间系列进行分析,不仅需要分析流量的规模,更重要的是需要分析与生物之间的关系,从而找出一定的规律,确定维持河滨湿地所需要的洪水的波动次数、流量、出现的时间以及持续的时间等。

对于较小的河流,应重点研究水陆界面和输入系统的外来物质的来源和流向,重点研究横向关系,其保护战略应以保持完整的或恢复输入物所基于的植被为目标。对于中等河流,保护策略应针对纵向过程的维持或保护。在较大的河流系统,其重点应围绕系统中重新包含洪泛平原特性后的横向过程管理。(www.daowen.com)

(2)河滨植被维持需水。河滨植被需水量,无论是消耗性水量还是非消耗性水量,均需要依靠一系列河流流量来维持。同时,由于植被生长的周期性及季节性特点,径流在时间上的分配对于维持植被也十分重要。对于消耗性水量,可采用水量平衡计算出需要的水量,并结合植被生长周期内对水量的需求,通过径流的定期补充来实现。如我国北方河滨芦苇沼泽植被,在春季4月生长初期,7月、8月生长旺盛期,分别需要补充两次或者三次水量。

对于河滨植被非消耗性水量,应通过对流量变化与植被之间的关系分析,确定限制河滨植被生长的径流量。例如,通过分析流量与成熟植物生长过程之间的关系确定维持成熟植物需要的水量;分析新生植物与流量之间的关系确定维持新生植物需要的流量;分析传播物种所需要的径流量等。可能会出现以下情况:某些流量可以满足成熟植物的生存,但是对于新生植物的维持可能是不够的;某些流量情势可能对新生植物的生存是足够的,但是不足以提供足够的干扰来进行种子的传播等[77]。因此,往往需要根据实际情况,首先明确被保护的物种,在此基础上,确定需要补充的径流量。

在多数情况下,天然洪水的波动能够维持植被类型的多样性。某些物种对于径流的需求可能只在几个星期有效[78]。1997年美国林业部提出,对于某些河边植被在特定时段完全依靠河水的地方,宜采用基础流量来维持河滨植被的生长。如通过对三叶杨生长、活力和季节性流量的回归关系分析,建立满足三叶杨生长的最小流量,得出维持三叶杨约需要天然径流的40%~60%。

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈