荒漠生态水文研究现状与展望

（一）荒漠生态水文的提出

对绿洲经济系统与荒漠生态系统两大竞争性用水户，我们以往多注重于“以需定供”来满足经济需水要求，而忽略了生态需水要求，造成绿洲截留水量比例过大，经济用水挤占荒漠生态用水，造成许多河流下游生态环境严重恶化，主要表现为河道断流、湖泊干涸、荒漠植被衰退。影响较大的生态环境问题有三个：一是塔里木河下游河道断流，台特玛湖干涸；二是艾比湖萎缩，甘家湖植被退化；三是博斯腾湖盐化，孔雀河下游河道断流。

干旱区内陆河流域荒漠生态环境用水主要为绿洲外围和河道下游荒漠区的天然植被用水及湖泊耗水，中国工程院“西北水资源”项目组完成的《西北地区水资源配置、生态环境建设和可持续发展战略研究项目综合报告》提出：“在西北内陆干旱区，生态环境与社会经济系统耗水量以各占50%为宜”。因此，研究河道下游荒漠区水循环和生态耗水与山区水文、绿洲水文具有同等重要的意义。如何改变目前生态用水被大量挤占的局面，如何保护和治理好荒漠生态环境，如何合理有效地利用好这部分水资源，发挥其最大的生态效益，是一个不容忽视的重要问题。

（二）研究的若干方向

荒漠生态水文，顾名思义，就是以研究保护荒漠区生态环境为出发点，以天然植被耗水机理和湖泊耗水及河道生态径流研究为中心，揭示地表水、地下水、大气降水、凝结水等各种可利用水资源的有效利用形式，并从宏观角度研究荒漠生态环境保护与绿洲经济发展的内在联系，为实施可持续发展战略提供科学依据。

自20世纪80年代中期开始，生态环境保护逐步受到重视，以水环境为主线，陆续开展了一系列与生态水文有关的调查、研究与实践工作，20 世纪90 年代以来研究有所深入。

1.在塔里木河主要开展了以下生态水文基础研究工作

（1）建立了比较完善的水文和生态综合监测站网，特别是先进的监测手段和信息网络系统建设，为流域综合治理的水量分配和统一调度奠定了科学的基础。

（2）开展了生态耗水机理的研究与实践，从定量和定性两个方面进行了地下水位与生态植被耗水关系的调查与试验，如提出胡杨树最佳生长的地下水埋深在4m 左右，地下水埋深在10m 以下胡杨树将衰败死亡等。

（3）各源流实施了总量控制、定额管理的水资源目标管理系统，以限定各源流社会经济发展用水总量，保证汇入干流的水量。经过几年的实践，下泄到塔里木河干流的水量有所增加。

（4）开展了塔里木河下游应急输水的生态效益监测与研究，系统地监测了塔河下游六次输水的全过程，包括12条地下水观测剖面、3个土壤水监测点、3处河道输水监测断面，定点观测输水与生态变化，主要是天然植被生理变化过程。

（5）通过卫星遥感等先进技术方法，开展了不同时期干流段河道输水与生态变化研究。

2.在艾比湖流域主要开展了以下生态水文基础研究工作

（1）艾比湖湖态变化研究。

（2）艾比湖流域入湖水量巡测站网建设。(www.xing528.com)

（3）注入艾比湖水量、水质以及过程与流域经济发展用水量的关系。

（4）艾比湖流域生态环境保护与水资源合理配置。

3.在博斯腾湖主要开展了以下生态水文基础研究工作

（1）长期开展水量、水质、水位和湖区水生植物的监测研究工作。

（2）20世纪80年代初，开展了生态植物的耗水机理试验与研究，特别是开展了芦苇耗水监测。

以上情况基本反映了新疆近年来对生态水文的认识过程、研究手段与研究深度。总体来看，目前，生态水文研究宏观多于微观，定性多于定量，单项研究多于综合研究，监测项目较少。从宏观上看，研究的尺度不够大，从微观上看，研究还不够深入。特别是对进入河道下游的水量与水质、地下水水位与水质、地表水—地下水—土壤水—植被耗水的转化规律长期失于监测和研究。

需重点开展研究的几个问题：

（1）生态耗水机理研究。加强定点实验研究和监测评价工作，并运用“3S”技术拓宽研究时空范围，从生态环境保护、天然植被的生长与延续出发，研究不同植被耗水机理与耗水量、地下水位与各种植被的生景关系和天然植被耐盐程度等。研究在有限的水资源条件下，如何获得最大的生态效益，最大可能地减少无效蒸发，最大限度地将裸地蒸发变为植被蒸腾，为揭示荒漠区水循环规律与自然生态保护奠定科学基础。

（2）生态水权研究。在生态耗水量分析研究的基础上，科学合理地确定生态保护区的范围、目标和需水总量，明晰生态水权，加强河道各主要控制断面的引水监控，为保证流域水资源的有效管理和生态环境的有效保护提供决策依据。

（3）生态径流研究。根据生态群落的繁殖、发育规律和河流、湖泊的水质保护要求，研究河流生态所需求的最小径流量和河道线状补给与区域地下水位控制等。

（4）水文过程与生态环境的关系研究。结合现代地面信息采集手段，研究山区水文子系统与绿洲水文子系统的相互关系和绿洲水文子系统与荒漠水文子系统的相互关系，以生态水文学为理论基础，从系统角度将山区产流、绿洲转化与耗水、生态耗水与保护有机联系起来，分区利用，整体融合，在保证每个水循环子系统正常运转的基础上，保证整个内陆干旱区水文系统的良性循环（参见图7-4和图7-5），这不仅具有深远的理论意义，而且具有重要的现实意义。

图7-4　绿洲水循环主导过程框架图

图7-5　荒漠水文与荒漠区生态环境保护关系框图