黑河流域中游地區(qū)生態(tài)環(huán)境需水研究.pdf

1、黑河流域中游地區(qū)位于西北干旱區(qū)，降水稀少，蒸發(fā)量大。近年來，隨著人口不斷增長，耕地面積不斷增加，農(nóng)業(yè)灌溉用水量嚴重擠占生態(tài)用水，加之為保證下游生態(tài)恢復建設(shè)的用水量，黑河中游地區(qū)開始出現(xiàn)生態(tài)環(huán)境退化現(xiàn)象。研究中游地區(qū)的生態(tài)需水對黑河流域?qū)崿F(xiàn)水資源合理配置以及生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展具有重大意義。
　　本文利用遙感衛(wèi)星影像資料，結(jié)合各種地面觀測數(shù)據(jù)、土地覆被類型，分析了近11年黑河中游歸一化植被指數(shù)(NDVI)的時空變化特征;根據(jù)需水

2、的空間位置不同，將干旱區(qū)生態(tài)環(huán)境需水分為河道外生態(tài)環(huán)境需水和河流（河道內(nèi)）生態(tài)環(huán)境需水，以2011年為基準年，分別采用植被指數(shù)法、面積定額法、最大月平均含沙量法、水面蒸發(fā)法、水量平衡法和最小月平均流量法，逐項計算研究區(qū)植被需水、防治鹽堿地需水、河流輸沙需水、水面和湖泊沼澤需水、河道滲漏補給需水以及河道基本生態(tài)環(huán)境需水，經(jīng)過分析得到黑河流域中游地區(qū)生態(tài)環(huán)境需水總量。獲得以下主要結(jié)果:
　　(1)2001-2011年間，黑河中游地區(qū)生

3、長季NDVI逐年均值在0.17-0.23之間，總體上呈現(xiàn)遞增趨勢;空間分布上，植被覆蓋區(qū)域占總面積的65.53％，無植被覆蓋區(qū)域占總面積的34.47％。按土地覆被類型分析，未利用土地面積達到56％;植被和耕地占總面積比例相近，分別為20.26％、19.33％;水域面積僅占3.12％。植被NDVI年內(nèi)變化整體上呈現(xiàn)很強的季節(jié)性，不同植被種類之間存在差異性。總體上有林地NDVI值最高，NDVI值灌木林地＞疏林地＞高覆被草地＞中覆被草地＞其他

4、林地＞低覆被草地。年內(nèi)4-6月NDVI開始急劇增加，7月份NDVI值達到最高。從林地和草地NDVI空間分布看出，林地在張掖和臨澤地區(qū)覆蓋較高，草地沿河道附近和中游邊界覆蓋較大，植被生長狀況良好，低覆被草地占比最大。
　　(2)基于NDVI的植被生態(tài)需水計算結(jié)果表明，河道外植被生態(tài)需水量為5.77億m3。有林地蒸散發(fā)量最大，達到342.4mm;低覆被草地蒸散發(fā)量最小，為211.2mm。處于兩者之間由高到低的順序依次是灌木林地、疏林地

5、、高覆被草地、中覆被草地、其他林地，蒸散發(fā)量分別為330.0mm、313.9mm、270.6mm、219.0mm、214.2mm;生態(tài)需水量分別是有林地0.0449億m3，灌木林地0.2221億m3，疏林地0.1964億m3，其他林地0.0072億m3，高覆被草地0.0931億m3，中覆被草地0.6879億m3，低覆被草地4.5144億m3。不同類型植被的生態(tài)需水主要集中在6-8月份，占植被生長期總需水的65％左右。
　　(3)研

6、究區(qū)河道外湖泊沼澤與河流水面蒸發(fā)生態(tài)需水量分別為2.06億m3，1.44億m3。黑河流域中游地區(qū)防治耕地鹽堿化環(huán)境需水量為0.20億m3。河流基本生態(tài)環(huán)境需水量4.15億m3，占鶯落峽站來水總量的26％左右。河流輸沙生態(tài)需水4.13億m3，輸沙需水量主要集中在汛期，即6-9月，占全年輸沙需水量的69.6％。研究區(qū)河道滲漏補給需水2.19億m3，占鶯落峽站總來水量的11.90％。
　　(4)根據(jù)各項需水的計算，按河道內(nèi)外分析生態(tài)需水

7、量，黑河中游地區(qū)河道內(nèi)生態(tài)環(huán)境需水總量為7.78億m3，河道外生態(tài)環(huán)境需水量為8.03億m3，根據(jù)下游正義峽來水量表明河道內(nèi)生態(tài)環(huán)境需水量可得到滿足;按不同保護目標分析生態(tài)需水總量，可分為三種情景:保證天然生態(tài)系統(tǒng)需水15.60億m3，滿足生態(tài)系統(tǒng)整體發(fā)展要求需水16.07億m3，僅滿足植被現(xiàn)狀生長需水5.77億m3。從年內(nèi)需水要求看，5-9月是需水高峰期，7月需水要求最大;以2011年鶯落峽站來水量為例，在用水高峰5-7月三個月中，徑