论生态及环境需水量研究进展与前瞻

论生态及环境需水量研究进展与前瞻　

普剑红　

（曲靖市环境监测站，云南曲靖６５５０００）　

摘要：随着人类社会的不断发展，人类认识自然和改造自然的能力逐渐提高，对于自然界的破坏影响也越来越大。为了加强生态环境　保护，构建健康和谐的生存家园，科学界加强了对自然生态环境保护的研究。生态环境需水量是环境研究的重要组成部分，就生态环境　需水量的构成，从生态环境需水量的空间分布、生态效用和可持续发展角度进行探讨，总结生态环境需水量的评价方法，对其发展趋势　做出展望。　关键词：生态环境需水量：环境保护：计算方法　

水是生命之源．水资源是人类最宝贵的自然资源。但是随　

着人类社会的不断发展，由于人类不合理的利用和环境污染，　

水资源消耗量急剧增加。很多地区的江河湖泊都出现水位下　

降、萎缩、干涸的现象，水资源的减少和污染又造成了区域性的　

环境危机。由此带来生态恶化、植被破坏、动植物大量灭绝等问　

题。合理使用水资源，优化水资源配置，恢复已经破坏的生态环　

境成为世界各国的共识。对于生态环境需水量的研究可以找到　水资源与生态环境之间的关系，为环境保护工作提供参考。　

１生态环境需水量的概念　

生态环境需水量的概念最早是由美国的环境保护组织为　

了保证生态平衡，而规定的河流最小流量。这是生态环境需水　

量的起源。这一概念注重水体总量以及和水体相关联的生态环　

境维持平衡的用水量。在２Ｏ世纪７０年代，美国将这一概念通过　

立法的形式确定下来．对于河流、湿地、沼泽等生态圈的水保有　

量。做出了明确的规定。这一理念正在被世界许多国家所认同。　

目前我国的生态环境需水量的研究还处于初始阶段．研究　

的主要方向是水资源供需矛盾比较尖锐的、生态环境相对脆弱　

的、问题比较明显的干旱区、半湿润区等水资源匮乏的地区。并　

且把河流的生态需水量作为研究的重点。很多人把生态环境需　

水量看作是一些水资源短缺的地区为了维持生态稳定所需要　

的最小水量。但是不同的学者对这一概念有不同的理解，出现　

“生态环境用水”、“生态需水”等概念．现在还没有形成一个比　

较统一的说法。　在此，结合目前的研究成果，我们可以把生态环境需水量　

看作是：一定的区域内的水体为了保证水域内生态环境的稳定　与平衡所必须蓄存，满足消耗的最小水量；以维持环境正常平　

衡为出发点，满足一定的生态环境标准与发展规划下河流流域　

内的生态用水量：在不同的区域内人类活动造成水的消耗不会　

影响生态平衡的承载能力，水体资源和生态环境能够保持良好　状态所需要的水资源的极限量　

生态环境需水量的内容涉及到环境、生态和社会效益等多　

个方面，它可以反映出水体生态系统维持发展的水量需求，其　

数值的变化取决于水资源的总量、水体承载功能、水的空间分　

布、人类活动的影响等诸多因素。　２生态环境需水量的组成　

２．１河道内生态环境需水量　

河道内生态环境的需水量是由主河道及与河道连通的湖　泊、湿地等陆地范围，其生态环境水的消耗主要包括：维持水生　

动植物生息繁衍的的水量，维持地下水位保证河流、湿地、沼泽　

等生态地区的平衡的水量；维持地表水流动中因为蒸发人畜生　活、工业生产所消耗的水量补充；维持河流江海口的淡咸水体　

平衡所需的保有水量；维持河道内的水泥、水沙、水盐合理流动　

人海的水量；保持河流主河道流动的最小径流量。　２．２河道外的生态环境需水量　

河道外生态环境需水量包括自然、人工维持生态植被生　

长、保护的水的消耗量；地域内植被生长所消耗的以及地域内　

水利工程所消耗的水量；在水土保护区域内维护植被生长．治　

理水土流失的水源需求量。　２．３维持人文、自然景观和水上娱乐活动的水量　

随着人类生活水平的提高，对于水的需求量也越来越大，　

包括自然景观、绿化、水上娱乐项目等用水量的供给保持。例如　

喷泉、假山、游泳馆等景观和公共娱乐场所的正常运行和水体　

更新所造成的水资源的消耗。　３生态环境需水量的计算方法　

３．１河道内生态环境需水量的计算　

在国际上对于河道内生态环境需水量的计算方法有很多，　

包括河道内流量增加法，由美国环境保护组织研发，主要针对　

河流的保护管理和规划，包括系统的水质、水量和水生物等多　种考量因素。此外，还包括适配曲线法、蒙特卡罗法、７Ｑｌｏ法等　

多种测量方式。我国的生态环境需水量的计算研究目前还处于　

起步阶段，主要是关注一些干旱地区的水文条件及河流水体环　境的变化值。①使用１０年最枯月平均流量的计算办法，就是采　

用最近１０年的河流最枯月的水流量或是采用９０％的能够保证　

河流正常流动的水量作为参考数值。最开始是应用于水利工程　

的修建中，作为参考资料使用。②以水质目标为出发点的生态　

环境需水量计算方式，主要是计算水体本身自净能力，稀释污　

染物所需要的水量。以此作为环境保护指标的制定参考，保证　

城市河流水体适量稳定的最小流量值。许多环境专家也对计算　

生态环境需水量的方式，提出了自己的看法，但目前还没有统　

一的理论观点。　３．２河道外生态环境需水量的计算　

河道外的生态需水量主要是针对自然植被和人工绿化植　

被的水的需求量。在国外２０世纪２Ｏ年代就开始对农作物的需　

水量进行研究，并以此为基础对农作物、森林、草地等生态区域　

保持稳定的环境需水量。目前已经形成了比较成熟的计算方　

法，可以进行针对土壤水分变化、植被生长需求过程中的水源　

消耗，以及维持水资源平衡的水量预测。目前我国学者的研究　

方向还是陷于干旱缺水地区的水资源合理控制的水量计算法、　

水量平衡理论、面积定额法等，大多会把植物的耗水量作为需　

水量的主要参考。　

１７１　能源环保　

３．３景观、水上娱乐项目生态环境需水量的计算　

现在国际上对于景观、水上娱乐项目生态环境需水量的计　

算没有形成统一的规定。在美国通过立法行为，把部分河流作为　旅游观光，供人们休闲娱乐的使用，以此来确定娱乐项目的水资　

源消耗量。在我国．一些城市在进行城市规划的过程中．常常会　

采用人均水占有量来确定景观、水上娱乐项目生态环境需水量．　用于城市绿化、公共水利以及人们进行水上娱乐所需的水量。　４生态环境需水量研究存在的问题及前景分析　

通过对国内外研究成果的综合分析，到目前为止生态环境　

需水量的研究，在国外研究的主方向是河流方面，并且已经形　

成了一套比较完善的研究计算方法，并且向湖泊、湿地等自然　

生态区域发展．在研究的尺度上也在从纵向、横向、垂直角度和　时间角度等多维方向前进。在我国国内对于生态环境需水量的　

研究则主要集中到水资源比较短缺、生态环境承载力相对比较　

脆弱的干旱、半干旱地区以及半湿润地区，主要目的在于保持　

水土、维护生态平衡发展，并且目前已经取得了一定的成果。比　如突出了生态环境需水量的组成、分类以及计算的办法．而且　

实际对一些地区的生态环境需水量进行了计算。但到目前为止　仍然存在很多问题需要解决：（！）需要进一步加强生态环境需水　

量的理论研究．在科学界内形成一个比较统一、高度概括的．能　

够被大多数人认可的理论概念，进一步明确生态环境需水量的　

研究的空间尺度，加强对水量、水质保持需要的水量研究，以确　定区域内维持生态平衡所需的最小水量值。②在研究中要注意　

生态环境的地域性差异，要结合不同的地理条件、水资源量和　

现有的生态环境状况，划分生态环境需水量的不同区域类型，　

针对不同的区域划分，确定其生态环境需水量的计算办法，形　

成一套完善的针对不同区域的需水量计算办法。③在生态环境　

需水量的研究拓展内容，目前我们研究生态环境需水量主要是　

对其概念进行界定，研究针对不同环境的计算方法，但是对于　

生态环境需水量的内部与外在影响因素以及在保障生态环境　

・・＋”＋”—－一　需水量供应的办法和途径上还没有形成比较成熟的体系。很少　

提出有实际针对意义的解决方案。④在生态环境需水量研究的　

实际应用方面还有待突破。目前我们需要打破传统的水资源搭　

配使用观念，综合考虑国家工农业用水、居民生活用水、生态环　

境维持平衡的用水量之间的联系，从可持续发展的角度出发，　

明确对现有水资源在各个方面利用的比例分配的原则和方法，　

以实现节约用水和促进社会可持续发展的目标。⑤生态环境需　

水量研究实际目标的确立。现在的研究大多是在概念和计算方　

法上，对于生态环境缺少合理的分析，没有确立生态保护的明　

确目标，所以，很难产生实际的指导意义。　

５总结　

生态、环境需水量的研究是人类加深对自然了解的一项重　

要内容。通过对生态、环境需水量的仔细研究，可以帮助人类明　

确维持生态环境平衡发展所需的最小水量值，进而指导人类对　水资源的利用行为，杜绝向自然无休止的索取，将水资源的分　

配限定在一个合理的区间内。目前我国的生态、环境需水量的　

研究还存在很多的问题，应该进一步深入研究．把生态环境用　

水问题放到重要的位置，减少生态问题的发生．促进水资源的　

合理利用。　

参考文献：　［１］王西琴，张远，刘昌明．河道生态及环境需水理论探讨［Ｊ］．自然资　

源学报，２００３，１８（２）．　［２］张泽中，李群，黄强基．于河流健康生态环境需水内涵及确定方法　［Ｊ］．西安理工大学学报，２００８，２４（２）．　［３］陈朋成，周孝德，冯民权．河流生态环境需水量研究［Ｊ］水利科技　与经济，２００７，１３（１０）．　

作者简介：普剑红（１９５９－），男，中级工程师，大学本科，从事环　

境监测、科研方面的工作。　

（上接第１７０页）　

（３Ｏ）、Ｋ　（３０）、Ｍｇ２　（２０）、Ｃａ２　（６０）、Ｃｕ　（２０）、Ｐｂ。　（１０）、Ａ１。　（５）、　Ｚｎ　（３）、Ｆｅ”（３）。通过对结果的分析，最终确定本体系可应用于　

环境水样中，痕量镉的无干扰测定。　２．４方法的检出限以及精密度　

以最优实验条件作为标准，根据ＩＵＰＡＣ定义（３　）计算，采　用石墨炉原子吸收光谱法测定Ｃｄ（ＩＩ）的检出限为Ｏ．１３ｎｇ／ｍＬ；　工作曲线线性范围在０￣１０ｎｇ／ｍＬ之间，线性方程为Ａ＝　

０．０３４９Ｃ＋０．０５０９，而工作曲线的相关系数为Ｏ．９９４；相对标准偏　

差为３．１％Ｃ＝２．０ｎｇ／ｍＬ，ｎ＝７。注：式中，Ａ代表吸光度，Ｃ代表质　

量浓度。　２．５石墨炉原子吸收光谱法的应用　

为了检测石墨炉原子吸收光谱法的准确度，在环境水样标　

准物质（ＧＢＷ０８６０８）镉元素的分析中，应用了该检测方法。通过　

检测结果得知，所测得的镉元素质量浓度为（１１．９±０．４）ｎｇ／ｍＬ，　这结果与镉元素质量浓度的标准参考值（２．４±Ｏ．５）ｎｇ／ｍＬ十分　

接近。因此，也可确定该套检测方法的可行性和有效性。之后，　

再将石墨炉原子吸收光谱法应用于自来水、河水当中的痕量镉　

测定。根据测定结果显示，样品加标回收率在９４．９￣１０７．５％之　

间，结果较为满意，如表２所示。　

１７２广东科技２０１４１第２期　表２样品分析结果　样品　加标量（ｎｇ・ｍＬ　）　测定值（ｎｇ・ｍＬ　）　回收率　０　未测出　自来水　１　Ｏ　０　９８　９８　０　２　Ｏ　２　１５　１０７　５　Ｏ　１　３５　河水　１　Ｏ　２　２３　９４　９　２．Ｏ　３　４６　１Ｏ３　３　３结束语　

综上所述．采取石墨炉原子吸收光谱法测定水样中的痕量镉，　其具有高灵敏度、测量准确、干扰较少、操作便捷等诸多的优势。因　

此．此方法在我国水环境重金属的测定当中，值得大力推广。　

参考文献：　［１］李英杰，别红彦石墨炉原子吸收光谱法测定环境水样中的痕量镉　［Ｊ］．河南理工大学学报：自然科学版，２０１　１（５）．　［２］马晓国，罗颂华，曾倩．分散液液微萃取一石墨炉原子吸收光谱法测　定环境水样中的痕量镉［Ｊ］．生态环境学报，２０１１（１２）．