生态用水的分类

1、北京市生态用水分类及森林植被生态用水定额的确定1 生态用水的定义与分类生态系统中水分包括两部分 ,即生物部分用水和非生物 （环境 ）部分用水。具体 地说包括绿色植物的用水、 动物用水和作为无机环境组成部分的河湖等地表水体 以及其它存在于无机环境中的水分 ,其用于包括水热平衡、水沙平衡、水盐平衡 等所需的水。这三部分水分组成了广义上的生态用水,广义生态用水概念是十分广泛的 ,植被建设、水土保持、维护河流水沙平衡、维护陆地水盐平衡、保护和 维护河流生态系统的基本径流量、 回补超采地下水所需水量以及城市绿地用水等 都属于生态用水的范畴。 此外用于河流水质保护和鱼类洄游等所需水量也是生态 用水的范畴。

2、植被是组成生态系统生物部分中最基本的成分 ,是生态系统的主要生产者。 植物进行光合作用固定太阳能 ,以简单的无机物为原料制造各种有机物 ,不仅供植 物自身生长发育的需要 ,而且是其它生物群类及人类事物和能量的来源 ,因此没有 植物便没有以此为栖息地和能源的动物乃至人类。 另外植被是景观生态的主体部 分 ,更为重要的是植被是自然植物直接的反映 ,是评判生态环境质量的重要标志之 一。因此为维持良好的生态环境 ,必须保护和建设植物群落 ,其正常生长和更新所 必须消耗的水量是生态用水的基础。由此可知 ,生态用水主要指组成生态系统的 生物部分用水 ,即绿色植物用水 ,其中包括植被建设、水土保持以及城市绿

3、地用水 等 ,需要说明的是其一此处的植被既包括天然植被 ,也包括人工植被 :其二水土保 持用水是指由于水土保持措施而减少了降雨径流量 ,这部分减少的径流量大部分 通过入渗转化为土壤水 ,用于植物生长所必需的蒸散而消耗 ,所以这部分水量应计 入生态用水。由于生态系统是由无机环境、植物、动物、微生物几部分组成的,所以动物用水也应是生态用水的一部分 ,这部分主要包括维持水生生物栖息地所需水量、 鱼类洄游以及非人工饲养的动物饮用水。这部分水分目前讨论的比较少,笔者认为也属于生态用水。生态用水还应包括组成生态系统的无机环境用水 ,这一部分主要包括 :维护河 流水沙平衡、 维护陆地水盐平衡、 回补超采地下

4、水所需的水分、 保护和维护河流 生态系统的基本径流量。 此外还包括生态系统中用于保持水体、 调节气候、 美化 景观等功能而消耗的水量。综上所述 ,生态用水的定义可概括为 :为维护或改善组成现有生态系统的植物 群落、动物以及非生物部分的平衡所需要的水量。2 生态用水类型根据上述生态用水的定义与分类 ,对北京市的生态用水类型进行界定。 首先根据生态系统的组成成分将生态用水划分为三类 :绿色植物用水、动物用水 和维护无机环境的生物地理平衡所需的水分。 动物用水主要包括维持水生生物栖 息地所需水量、鱼类洄游以及动物饮用水几部分 ,在北京地区基本不存在鱼类洄 游的问题 ,而对于一般的河湖水量来说能够保证

5、水生生物栖息 ,并且人工饲养动物 的饮水属于畜牧业用水 ,非人工饲养动物主要指野生动物的饮水 ,虽属生态用水的 范围 ,但因其数量很小 ,忽略不计。无机环境的生态用水主要包括为维持无机环境稳定的生态功能天然水体所 必须储存和消耗的水量 ,以满足排盐、入渗补给、水沙平衡以及污染自净等河流 生态系统的需水量。如上所述 ,北京市生态用水最主要的组成成分是植物用水 ,即植被生态建设用 水,其中包括山区植被生态用水、水土保持生态用水、平原造林绿化用水和城镇 绿化生态用水。根据北京市生态用水组成的实际情况 ,要确定生态用水的总量 ,关键是确定森 林植被的生态用水量。额济纳旗胡杨林主要建群种生态用水研究1.

6、2 生态用水分类由水引起的生态环境问题多种多样， 对生态用水分类从不同角度或按不同原 则，可得到不同结果。 这里按生态环境与人类关系的密切程度， 将其分为以下几 类：城市生态用水、地理环境生态用水、地质生态环境用水。1.2.1 城市生态用水城市是人口高度集中的地方， 随着人民生活水平的提高， 人们对城市、工厂、 住宅周围的环境质量的要求也日益提高， 美化、绿化、净化城市己成为市民普遍 的要求。 在城市环境中， 城市绿地与城市水体， 对城市环境的生态平衡起着重要 作用，扩大游览水面，建设带状公园 增加绿地面积，建设公园化城市、花园式 工厂，己成为文明城市、文明工厂的重要标志之一。高质量的城市生态

7、环境，对 高密度人口、 人的精神生活起着有益的调节作用。 因此，生态用水应包括城市中 水体与绿地用水两部分内容。1.2.2 地理环境生态用水地理环境可分为自然地理环境和人为地理环境。 人为地理环境中， 被人类利 用、改造和加工过的自然地理环境， 许多仍能发挥自然环境的功能。 如植被稀少 地区的人工草场、 经济林、 薪炭林己被开发利用的景观水体等。 这些生态用水会 与其它用水发生交叉而具有一定的弹性， 但仍可归入生态用水。 地理环境用水又 可分为以下几小类。1 改善江、河、湖泊水质的生态用水 水质污染是一个较为普遍的生态环境 问题，大量水体被污染，在一定程度上造成了水资源短缺，对于一部分水污染，

8、 可从污染源头治理加以解决。 考虑到不同治污途径的经济效益， 通过对污染水体 的稀释，提高水体的自净能力或是采取引清排污措施，达到治理水污染的目的， 这些都是解决水质污染的重要途径。具体问题，具体对待，不能一概而论。2 陆地植被用水 植被是地球陆地生态系统生态平衡的重要维护者。 在干旱、 半干旱地区，生态环境质量在很大程度上受制于水资源的供给状况。长期以来， 不合理的水资源分配，致使这些地区的生态环境退化，地表植被退化甚至死亡， 土地沙漠化面积不断扩大， 水土流失不断加剧， 生物多样性锐减， 植被是作为系 统存在的， 依赖植被环境生存的动物， 也是植被生态系统的组成部分， 它们的用 水可列入陆

9、地生态用水， 对于以植被、 动物为主要保护对象的各种自然保护区用 水、维持水热平衡用水、也可归入陆地生态用水类。3 淡水生态系统用水 此类用水包括河流基流、湖泊、沼泽、湿地、池塘和 水库等用水。目前，我国华北和西北地区的河流经常发生断流，一些湖泊萎缩、 干涸和盐化， 沼泽等湿地面积不断减少， 造成了严重的生态环境问题， 直接影响 到水中生物的正常生长和繁殖， 并阻碍了区域社会经济的可持续发展。 因此，淡 水生态系统用水也应是生态用水的有机组成部分， 但并不是所有河流、 湖泊、湿 地、沼泽都应当包括进来，应有所取舍，一是看其与区域可持续发展的关系。二 是看其对区域生态环境是否有重要作用。 例如，

10、一些河流在人类对其没有进行大 规模开发之前， 本来就是季节性河流， 河流流程历史上是不断变化的， 一些盐湖 目前是盐业资源开发利用的对象，这些河流、湖泊不应再得到生态用水。此外， 我国滨海城市及地区、河流入海口附近，由于潮汐作用，存在着海潮倒灌问题， 使城市生活用水 工业用水及农业灌溉用水受到一定影响，解决这一问题，通常 增加淡水流量可缩短或减轻海潮入侵距离，降低河口河水咸度，保证城市生活、 工业用水及农业灌溉用水。4 水沙平衡用水 我国是一个水土流失严重的国家，大面积水土流失使许多 水库、河床、渠道等产生泥沙淤积、水库库容下降，河床、渠道过水能力下降， 一些水利设施寿命大大缩短。 黄河是一条

11、高含沙河流， 大量泥沙沉积在下游河道 中，给两岸大堤安全带来了严重威胁， 解决水土流失产生的危害， 除加大水土保 持外，还必需分配一定水资源冲刷河道，维持水沙平衡。5 水盐平衡用水 土地盐渍化是不合理土地利用结果在黄淮海平原、华北平 原及西北内陆地区，土地盐渍化严重影响了当地农业发展，一些农田被迫弃耕。 在黄淮海平原，水源相对丰富、气候潮湿、地下水位高，同时，土地垦殖率高， 农业集约程度也高， 是我国粮食主产区。 利用丰富的水资源进行合理排灌， 是减 轻和治理土地盐渍化的有效手段。 这部分用水与农业用水有交叉， 但也可列为生 态用水，在华北和西北内陆地区，水资源相对贫乏，气候也相对干燥，地下水

12、也 不是很高，可通过种植绿肥和降低地下水等措施治理盐渍化 而不必过多消耗有 限的水资源。1.2.3 地质生态环境用水回补超采地下水， 在我国一些水资源贫乏的地区， 过度开采地下水， 开采量 超过了总补给量， 带来了一系列生态环境问题， 如地下水量无法恢复， 出现大面 积地下水位降落漏斗， 以及地面下沉、 海水入侵或上层污水渗入下层淡水， 破坏 地下淡水资源。 解决这些生态环境问题， 除控制地下水的过量超采， 对严重地下 水超采，也可利用水源丰富的时段进行回补的方式， 减轻地面下沉， 这部分用水 应列入生态用水。海河流域生态用水研究目前国际上关于生态用水研究已较为普遍， 如美国的环境用水是指鱼类

13、、 野 生动物、娱乐及其他美学价值的水资源需求，其内涵包括 :1、根据国家和州政府 自然和景观河流法确定的自然和景观河流的基本流量 :2、用于河流基本生态 功能的河道内用水 ;3、湿地保护区的需水。 4、入海河口和河流三角洲维持一定 流量的用水，其目的是为保持和控制海湾和三角洲的环境质量。在澳大利亚，莫累河与达令河流域是其最大的流域， 可提供全国 75%的灌溉 用水，但其一年的水量不抵南美洲亚马逊河一天的水量， 水资源非常短缺。 为应 付水资源短缺的严峻问题， 澳大利亚创造了流域管理体制， 把水资源分为经济发 展用水和环境生态用水。 1995 年将生态用水作为法律规定下来，各流域经测试后确定生

14、态用水的需要量，这部分水量必须得到保证;经济生活等用水则通过用水执照来管理。澳大利亚环境需水量 (EnvironmentalwaterRequirements EwRs)是 指为了保证流域的生态价值而必须留在生态系统中的水量， 包括维护河流生态系 统健康、保护流域中动植物、保持生物多样性的用水三部分。南非生态用水研究也是基于国内河流质量状况退化， 退化的主要原因是人口 的快速增长导致大规模的河道取水和大库容水库的建造， 由此对保证河流持续发 展的流量要求构成压力。南非在 1987 年提出在全国开展河流生态用水研究，从 那时起南非国家水利与林业部资源管理方式也从单一考虑经济用水需要转向多 方面综

15、合考虑。 1994 年南非供水与卫生政策白皮书提出河流系统用水和其 他用水单元不处在同等主要的地位， 河流系统用水是水资源利用的基础、 可持续 发展的保证 ;但同时该书也指出在这个拥有 4500 万人口的半干早国家，有 1200 万人不能保证足够的饮用水、近 2100 万人缺乏基本的卫生条件与设施用水。这 样不可避免会产生河流生态用水与经济生活用水的冲突， 因此生态用水研究在南 非显得尤为重要。国外生态用水研究主要包括五方面的研究内容 :河道流量与鱼类等水生生物 栖息地关系的研究 ;河道流量、水生生物以及水中溶解氧之间关系的研究;水生生物指示物与流量之间关系的研究 ;水库流量控制与生态环境、生

16、态水量分配的关 系 ;环境生态用水与经济用水协调研究。总之，在河流生态用水研究领域，国外 开展研究较多，研究范围、研究方法都趋于成熟。但关于其它类型生态系统，国 外还鲜有研究。环境生态用水基本概念1 环境生态用水、环境用水、生态用水、生态环境用水的定义、界定及国内 进展动态1.1 环境生态用水的定义 生物体与环境两者相结合作为一个有机联系综合体的总体系统中， 为防治水 污染，改善水质、美化环境，促进具环境属性水资源的保护及可持续利用，促进 国家水安全、 生态安全及生态保障体系的建立， 并为不断满足广大人类物质和文 化生活水平提高的需要和社会化高福利公共用水而协调自然生态平衡与发展所 需用水，称

17、为“环境生态用水” 。不容置疑，其中有一部分用水与农业用水、城 市用水、特种用水是相互交叉利用的。环境生态用水量在世界上最发达、 高福利社会国家中可占到全国总用水量的 2乃甚至更多，经验估算，我国环境生态用水量约占到全国总用水量的 1/6一 1/5 左右。我国水环保工作者对环境生态用水分类、用水措施、计算调节、经济估算 等方面进行了初步研究。但作为我国水资源开发利用中的供、用水量类别之一， 环境生态用水与生产实际的需要还有较长的一段距离。黑龙江省国家级重点白然保护区扎龙， 是我国最大鹤类及珍稀鸟类的湿地 生态自然保护区， 也是世界 6大湿地之一。 为拯救因干旱而日渐萎缩的湿地， 我 国首次在

18、2001年 7 月份开始为湿地补进环境生态用水 3500 万砰，历时 110天; 松花江做流域水资源规划时提出满足保护、改善水质所需环境生态的用水要求 ; 珠江东江水系提出了控制枯季水库环境生态用水措施;杭州市西湖已进行江河引水改善水质，防止富营养化的环境生态用水措施等。1.2 环境用水的定义环境泛指围绕某一中心项人类群体的生存环境的空间及其介质， 一般，包 括自然和社会环境，这种广义泛称的所谓用水就是环境用水;通常可将河道最小环境用水，用美国等多国现采用的非现场类型介 nnant 来计算。1.3 生态用水的定义生态系统是由生物群落及其生存环境共同组成的、 不断进行能量交换和物质 循环的、并能

19、进行生态控制和生态调节的动态平衡系统。 这个系统的用水就是生 态用水；国际上，p.H.GIiek提出基本生态需水量（BasikEeologialWaterRe-quirement） 定义“提供一定质量和数量的水给物种多样性和生态完整性的天然生态系统” 。1.4 生态环境用水的定义生物所在环境中的各种生态因子（环境中对生物有直接作用的因子）所构成的综合体称为生态环境， 其维持生态系统水分平衡所需用水， 就叫生态环境用水。2 环境生态用水分析环境生态用水与工业用水， 农业用水、生活用水一样， 由水源工程为用户提 供并分配给用户，包括输水损失在内的供用水量。一定区域一定时段内， 在一定发展水平年和某

20、一保证率下， 据社会经济发展 预测成果来估算区域各部门环境生态需水量、 各发展阶段环境生态用水的可供水 量、对水资源供需状况、 各种水源与各项环境生态需水量进行平衡关系分析。 一 般包含:l）各部门环境生态需水量预测。2）可供环境生态需水量预测（供水原则，现 状规划供水量 )。3)环境生态用水供需分析。 4)环境生态用水在河道内与河道外用 水的协调平衡分析。3 环境生态用水量确定3.1 确立设计环境生态用水量的依据(1) 我国开发保护、评价、可持续利用水资源工作的急需。(2) 执行国家有关水环保法规，如中华人民共和国环境保护法 、中华人 民共和国水法 、 中华人民共和国水污染防治法 、中华人民

21、共和国水土保持 法、中华人民共和国森林法 、中华人民共和国渔业法 、取水许可制度实施 办法、取水许可水质管理规定 ,等的要求。(3) 全国良好生态环境系统建设和发展，保持水安全和水生态安全的需要。(4) 各种(类)环境生态用水水质标准，参照国家颁布水环境质量标准，如地 面水环境质量标准GB383888、农田灌溉水质标准eB5o84 92、渔业水 质标准GB1607 89、景观娱乐用水水质标准GB1294191,等的要求。(5) 环境生态用水各因子供水范围大小。(6) 环境生态用水各因子要素设计年限供水的规定。(7) 环境生态用水每一生态因子用水单元。(8) 确定给水设施举措及相应构筑物的规模大

22、小。3.2 环境生态用水分类区域(水域 )环境生态用水 ;城市环境生态用水 ;村镇环境生态用水 ;居室和庭院 环境生态用水 ;改善江、河、湖、库水质的环境生态用水 ;渔业和水生生物环境生 态用水;绿化、林业、园林环境生态用水 , 等。3.3 确定环境生态用水量标准及进行设计用水量计算将构成生态环境综合体的各种生态因子， 每一种不同性质因子的用水所给定 单耗水量标准作为设计标准。3.4研究和确立环境生态用水水质标准和利用经济杠杆用水水价水费核算 环境生态用水水质标准因各部门各要素因子而异，目前，建立各类水质标准 尚待研讨。4 水资源供需分析中的环境生态用水计算现阶段，环境生态用水计算包括以下方面

23、 :(1) 环境生态用水的调节计算原则与环境生态用水水总帐计量(2) 环境生态用水与当地水资源的联合调节计算 ;(3) 环境生态用水的优化配置方法 ;(4) 环境生态用水需水过程的拟定 ;(5) 环境生态用水供水水源 ;(6) 环境生态用水水量分配调蓄计算 ;(7) 水资源系统调度建立 ;(8) 分别统计系列、部门、行业的总调度用水 ;(9) 计算调节弃水转化为环境生态用水方法 ;(10) 改善水体水域水质、增加水环境容量所采用各项调 度措施。宁夏经济用水与生态用水合理配置研究在实际计算中，生态环境需水量分为三部分：( 1)河流基本生态环境需水量，是指维持河流系统最基本的生态环境功能 所需要的

24、最少水量；(2) 河流输沙排盐需水量，指为维持河流形态和盐分的动态平衡，在一定 输沙、排盐要求下所需要的水量；(3) 湖泊洼地生态环境需水量，指为维持湖泊洼地的水体功能而消耗于蒸发的水量(李丽娟 2000)宁夏盐池县生态用水研究4.2 生态用水的分类4.2.1生态用水类型的划分由于研究对象与目的的不同， 因而对生态用水具体的理解和划分方法与结果 均不同。一些专家认为生态用水应该强调问题的对象与区域， 认为出现生态用水 问题的区域， 一般只是生态脆弱地区， 特别是水分比较匾乏地区， 故而按地区划 分生态用水 ;另一种观点认为生态用水研究的对象是植被，因为植被是生态环境 建设的核心，并以此划分生态

25、用水 ;有些专家则从水资源研究的角度出发将生态 用水与不包括国民经济用水需求中的种植业和畜牧业灌溉用水划分开来。 概括起来有以下几种划分方法1）按来源可分为地表生态水和地下生态水生态用水很大一部分属于地表水， 它提供了不同植物的生态用水、 水土保持 生态用水与动物饮用水，并且补充河湖的生态用水 :同时河、河湖的生态用水有 一部分来自地下水的补充。2）按水资源保证条件可分为可控型生态用水和不可控型生态用水可控型生态用水是指径流性水资源可通过水利工程改变径流的时空分布， 从 而控制或影响生态环境的水分利用条件 ;不可控生态用水是指降雨中不形成径流 的有效水分以及虽形成径流， 但未进入各种水利设施的

26、控制范围之内， 与水利工 程无直接关系。3）按生态系统形成的原动力可分为天然生态用水和人工生态用水 天然生态用水是指基本不受人工作用的生态环境包括天然水域和植被所消耗的水分， 人工生态用水是指由人工直接或间接维持绿色生态用水量， 包括为生 态目的的种植的人工林草灌溉量和城市景观供水量， 农业灌溉退水维持的人工生 态用水量，以及水土保持造林种草所消耗的降水量。4）按相对于生态环境的重要性可分为刚性生态用水和弹性生态用水 刚性生态用水是指真正具有生态防护意义， 对生态环境而言是决然不可或缺的水分;弹性用水是指兼有其它作用的生态景观用水，如薪炭林、园林、果树林 等既是社会经济中不可或缺的组成部分，

27、同时在客观上也增加了林地覆盖度， 起 到改善生态环境的作用， 但对于刚性生态用水来说， 这部分在生态用水中的地位 是第二位的，因此称为弹性用水。5）按水量变化情况可分为消耗性生态用水和非消耗性生态用水 消耗性生态用水是指用于植被建设、 草地建设、 水土保持植被建设过程中所消耗的水量。非消耗性生态用水是指维护河流水沙平衡、 陆地水盐平衡、 保护和 维护河流生态系统的基本径流量所需的、基本保持在某种相对稳定范围内的水 量。6）按时间顺序可分为生态耗水和生态需水生态耗水是指维持现有的生态系统的用水量，是现状生态用水 ;生态需水则 是指维持或恢复一个可持续发展的生态系统将需要的水量，是未来生态用水量。

28、7）按生态系统的组成成分可分为绿色植物用水、 动物用水和维护无机环境的 生物地理平衡所需的水分这是一种根据生态学基本原理进行分类的方法， 所包括的具体内容前面己经 叙述过了，这里就不再重复了。4.2.2盐池县生态用水类型根据上述生态用水的定义与分类， 对盐池县的生态用水类型进行界定。 首先 根据生态系统的组成成分将生态用水划分为三类 ; 绿色植物用水、动物用水和维 护无机环境的生物地理平衡所需的水分。动物用水主要包括维持水生生物栖息地所需水量、 鱼类泅游以及饮用水这三 部分，在盐池县基本不存在鱼类徊游的问题， 而且由于盐池县的地表水中不存在 大面积的河湖， 水生生物微乎其微， 其栖息所消耗的水

29、量也就可忽略不计了， 并 且人工饲养动物的饮用水属于畜牧业用水， 非人工饲养动物主要指野生动物的饮 水，虽属生态用水的范围，但因数量很小，忽略不计。综上所述，动物用水在盐 池县生态用水中所占比例很少，这里不多加讨论。无机环境的生态用水主要包括为维持无机环境稳定的生态功能天然水体所 必须储存和消耗的水量， 如维持河流的生态基流， 维持必要的湖泊与湿地、 污染 水域的稀释更新、城市河湖景观、恢复一定地下水位。以满足排盐、入渗补给、 水沙平衡以及污染自净等河流生态系统的需水量。 就盐池县具体情况来说， 无常 流性河流， 只在降雨过后产生少量径流， 所以河流生态系统基本生态用水量和维 持河流水沙平衡的

30、需水量很少， 对于总的生态用水来说， 可以忽略不计。 但根据 盐池县现状调查表明， 县内的主要湖泊、 洼地还有一定的水量， 所以我们就将湖 泊洼地生态用水划为盐池县的生态用水类型之一。盐池县生态用水最主要的组成成分是植物用水， 即植被建设生态用水， 其中 包括森林植被生态用水、 草地建设用水、 水土保持生态用水、 城镇绿化造林用水。 根据上述划分，并按照水资源的消耗情况分为降水消耗性生态用水与径流消耗性 生态用水，盐池县生态用水组成详见图 42。植物主态用水降雨消耗性生态用水*療林植被建设生态用水: 草地建设生态用水 城镇绿化造林生态用水k生态用水径流消耗性生态用水-水土保持生态用水动物生态用

31、水无）无机环境生态用水-湖泊洼地主态用水图42盐池县生态用水研究内容图示Fig.4-2 Type of ecological water use in Yanchi county鄱阳湖区生态用水及水资源优化配置研究223生态用水分类在明确了生态用水的涵义之后，可对其进行分类。根据生态系统的类型和组 成，可将生态用水按照空间分布、调控尺度和生态要素分为三个级别六大类。223.1按照空间的一级分类生态用水首先按照用水的对象进行分类，生态环境要素则可以按照空间分布 进一步划分。首先可按照水资源循环系统的空间格局， 将生态用水划分成河道内 生态用水和河道外生态用水。河道内生态用水是水资源天然循环运动空

32、间内生态 环境要素对水资源的消耗。河道外生态用水是随着水资源侧支循环，即人类社会 经济（供、用、耗、排）循环系统内诸生态环境要素对水资源的消耗。223.2按照尺度的二级分类水资源管理在生态环境保护方面有两大类问题。 第一类是宏观生态用水：一 个流域天然河道内需要多少水来保障基本的生态环境需求，这就是水资源合理开 发的“度”的问题。第二类是微观生态用水 ；在流域水系的不同控制断面上，应 如何确定水量和水质目标，从而实现具体生态对象的保护。例如河道控制断面上 最小基流量、水库坝下最小流量、湿地入流水量和水质、河口最小流量等等都属 于微观生态用水。宏观生态用水是基于微观生态用水计算得来的，主要用于指

33、导 流域水资源总体开发规划和总量控制。流域排污要有总量控制，水量也要有个总 量控制。从数量上来说，流域宏观生态用水应是指流域内生态环境直接消耗的水 量，包括入海水量。宏观生态用水是耗水，微观生态用水则属于供水，本文中生 态用水属于后者。2.2.3.3按照生态要素的三级分类 无论是河道内还是河道外， 微观生态用水都可以按照生态环境要素进行逐个 分类并进行具体的计算。1、河道内生态用水分类 由于河道内生态用水主要是针对水资源天然主循环系统中诸生态环境要素 保护所需的满足功能要求的水量，因此河道内生态用水可分成如下几类:第一类为河道基本径流量。 流域中的社会经济系统要排放大量的污染物进入河道， 维持

34、 一定的环境流量是保护水质、 维持一定水环境承载能力的关键。 经过城市的很多 河流变成臭河黑河的原因除了当地大量排放污染物外， 河道自身的清水流量减少 甚至枯竭也是一个重要因素。因此，要重视对河道内环境流量的保护。我国正在开展的水资源保护规划中将水环境容量计算的设计水量定为 90% 保证率最枯月平均流量， 实际上很多河流的实际流量已经远远低于设计水量， 导 致规划成果出现偏差。 为了维持人类密集居住区河道的必要自净能力和计算承载 接纳的污染负荷，需要制定河道生态环境基本径流量。第二类为地下生态水位。在很多流域尤其是内陆干旱地区和我国华北地区， 地下水具有重要的生态功能， 包括支撑地表非地带性植

35、被生长、 补给河流维持基 流量 （在河流生态系统中具有决定性作用 ）、湖泊湿地保护、防止海水入侵和地面 沉降等。地下水与地表水由于内在运动规律的差异， 其水资源与生态环境的关系 是有别于地表水的。根据前人研究，地下水水位既不能过高 （易引起蒸发消耗、 土壤盐碱化 ），也不能过低 （导致地面下沉、水质恶化、海水入侵、湿地萎缩等 ）， 因此地下水生态水位是一个阐值。第三类为湿地用水。湿地是水资源主循环系统中的重要调节空间和组成部 分。一般地，河流和湖泊都会贯通，它们都是重要的湿地，因此将湿地用水划入 河道内生态用水。 湿地是多种生物的聚集地， 又是水沙平衡和水盐平衡的敏感地 区，并且湿地在污染积累

36、和水量调节方面具有重要的功能， 因此在水资源量难以 满足基本用水需求时， 应通过水利工程的合理调度， 为湿地进行人工补水。 补水 控制指标主要为入湖来水总量和来水水质。第四类为蒸发、渗漏用水。在天然条件下，湖泊、河流及在河流上建成的水 库都会产生蒸发和渗漏， 使得河流总径流量减少， 影响水资源可利用量。 蒸发和 渗流水量是河流的开发和利用的限制性因素， 因此将其视为河道内生态用水来考 虑。2、河道外生态用水 河道外生态用水是通过水利工程提供给生态环境的水量。 按照地域空间可以 分成两个类型，一个是城市生态用水，另一个是植被建设用水。第一类为城市生态用水。 城市生态用水需要包括城市绿地、 城市水

37、系和湿地 以及城市和环境卫生用水。 传统上这些用水均列入城市供水体系中作为市政景观 或公共设施用水，如公厕、道路清洗、绿化灌溉等。随着城市发展水平的提高，居民对居住区生态环境质量的重视程度越来越高， 城市生态用水将逐渐成为 城市地区主要用水部门。第二类为植被建设用水。 根据目前有关研究成果， 植被建设用水主要是水土 保持用水和防护林体系用水， 水土保持等植被建设对水资源的影响主要有两个方 面 :一是由于植被截留造成当地总径流量减少 ;二是由于提高了对水的涵养能力， 提高了枯季基流量。而防护林体系是农田和城市防尘起到不可替代的生态屏障。 但传统上的防护林体系用水放在农业用水中统筹考虑。 由于节水

38、工作的开展， 已 往依靠渠道渗漏补给需水的林带需要专门提供灌溉渠道， 也需要作为重要用水来 考虑。因此具有公益性的防护林草体系用水和水土保持用水归入植被建设用水 中。!a也生态用水:可 逋 内生 态 用 水河 ifi 外生 态用1河逍基本存流足地下水补给水城帀生态用水水土保持用水图2“微观生态用氷分类休系山西省生态用水态势及其可持续性评价研究4.1生态用水类型界定及划分4.1.1生态用水概念与内涵的讨论与界定生态用水的问题起源于国外关于河流最小需水量(min加 uminstreamflowrequirements)或枯水流量 (lowfiow)及衍生出的基本生态需水 (basieeeologi

39、ealwaterrequirements、生态可接受流量(eeologiealaceeptableflow)的研究(AmbrusterJ.T，976、 GleiekP.H., 1996、KannK., 1995、VladimirovAM ， 1998、SmakhtinV.U., 2001)。我国生态用水问题亦是从河流生态环境最小需水量 研究开始的。近年来，我国干早、半干早、半干早亚湿润区，水资源成为制约社 会经济发展与生态建设的“瓶颈”，不合理的水资源利用己经导致水土流失、土 地荒漠化、植物多样性减少、地下水位下降、河道湖泊干涸、绿洲萎缩等诸多生 态问题(赵文智等，2001)，使区域脆弱的生态

40、环境日趋恶化(如黑河、塔河、石羊河等）。因此，在水资源综合规划中，如何将上下游、左右岸、河道内外的用水 统筹考虑成为研究的热点。为此人们首先要讨论生态用（需）水的概念、内涵和外延，包括河道内生态用水、河道外生态用水、生态用水、生态环境用水、生态需 水、生态环境需水、生态耗水等 （汤成奇， 1995、刘霞， 2001、贾宝全， 2002、 丰华丽， 2003、粟晓玲， 2003，左其亭， 2004、宋进喜， 2006）。目前虽然学术 界对生态用水概念尚没有形成完全统一的定义， 但己逐渐取得基本共识， 学术界 和产业界己广泛使用。 笔者根据有关讨论和认识， 界定本文中生态用水概念的内 涵。4.1.

41、1.1生态、环境、生态环境及生态用水 关于生态、环境、生态环境概念笔者曾经撰文认为 : 广义上讲的环境 （surrou ndin gs就是人以外的一切事物的总和，如现代人居环境建设理论就是在此 理念下产生的;狭义上讲环境（enviroInneni）是影响有机体生长、发展和生存的外界 物理条件的总和。生态是生态系统（eeosystem简称，是指有生命的主体与无生命 的客体的总和，生态包含环境 （广义上讲生态也包括人类在内 ）。研究有机生命与 无机环境关系的学科称为生态学;研究生命体以外的无机环境的学科称为环境学。因此，生态包括环境，我国所谓的生态环境实际上指生态（王治国， 2002），因此，采用

42、生态用水（eeologicalwateruse本身应包括与生命体本身用水和有关的物理环境用水，称之为生态环境用水（eeologicalenvironlnentwateruse）有重复之嫌。水文学学者习惯采用河道内用水和河道外用水的概念， 前者与水生生物关 系更为密切， 后者与陆生生物关系更强。 由于生态用水概念很广， 在研究时一般 需要对各类用水概念分类， 以便于计算与分析， 事实上这些不同类型的生态用水 之间是有着密切的联系。4.1.1.2生态用水概念与内涵的讨论与界定（l）生态用水生态用水概念尽管有不同的解释，但均是从供水和需水角度来研 究生态系统与水资源的关系的，是在特定的区域 （流域）

43、内，特定条件下，某一时 段维持生态系统平衡或相对稳定状态时，其实际利用的地表和地下水资源的总 量。对于一个特定的区域、 流域或生态系统， 生态用水只能有一个实在发生的值， 其并不一定是可持续和合理的用水量， 但是反映生态用水的现实状况， 在一定的 时间序列看， 无论是多年、 一年、一月乃至一日， 生态用水总是动态的和变化的， 现实生态用水的精确测定是很复杂的。 在过去生产力水平不高或者用水量较小的 时期，由于水资源开发利用的生态环境效应并不为人们所重视， 生态用水通常不 在水资源配置考虑的范畴之内， 而只注重生活和生产用水。 随着生态问题的日益 突出，生活、生产与生态“三生”用水共享的观念已日

44、益为人们所接受。目前生 态用水是从水资源配置的角度提出的概念， 从水资源总量概念上理解， 其意义等 同于在水资源配置中通常考虑的生活和生产用水，是生态系统利用的水资源量， 在水资源配置中占有一定的份额。(2) 生态需水(ecological water dema nd)有人亦称为生态环境需水 (ecological en viro nment water dema nd),是指在特定的区域(流域)内，一定的生态目标下(即 某一规划水平年，某一目标与任务确定的条件下 )，维持生态系统与自然环境正 常功能或者恢复到某个稳定状态所需求的地表和地下水资源的总量。 生态需水是 从生态系统本身的角度来研究

45、生态系统与水资源关系的。对于一个特定的区域、 流域或生态系统, 生态需水有一个闽值范围, 具有上限值和下限值, 超过上限或 下限值均会导致生态的退化和破坏。 生态需水应该是可持续和合理的水量, 生态 需水量与相应的生态保护、 恢复或建设目标直接相关, 生态保护、 恢复或建设目 标不同,生态需水量就会不同。(3) 生态用水与生态需水生态用水是动态的,在实际规划和水资源配置中是 难以计算, 而且完全准确地测定某一时间序列内实际用水量也是十分困难的, 也 有人将在某一现状条件下的生态用水称为生态耗水。 通常我们采用的为在某一状 态下(如某一规划水平年 )的用水量,即某一目标下的生态需水量,其主要取决

46、于 生态系统自身的特点及其所处的环境特征, 它提供的是生态环境保护和建设最基 本的依据, 因此,生态需水量的大小并不能完全决定水资源配置中的实际需要生 态用水的配给量,但对其具有重要的指导意义。一般地,生态用水问题主要存在于干旱、 半干早、干旱亚湿润和半湿润地区, 就平均状态而言, 生态需水七生态用水, 即存在生态缺水问题, 亏缺量为生态需 水与生态用水之差 (实际上并不是一个简单的加减问题,实地的生态用水是动态 的,目前的研究尚不能解决 )。在我国的干旱、半干早、干早亚湿润和半湿润地 区由于水资源供需矛盾突出, 水资源配置时, 生态用水常常被生产用水、 生活用 水所挤占而得不到满足,即普遍存

47、在着生态缺水量较大的问题。(4) 生态用水概念与内涵的界定 综上讨论,广义生态用水概念涵盖很宽泛,包括山区植被建设、平原造林、草地建设、城市生态建设、水土保持等用水,以及维护河流水沙平衡、维护陆地 水盐平衡、保护河流水质和维护鱼类洞游等所有的基本径流量、 回补超采地下水 所需水量等。本文将生态用水概念界定为 :在特定的区域 （流域 ）内，特定条件下， 某一时段使生态系统维持一定生物产量， 并保持相对平衡或稳定状态时， 其实际 利用或在某一目标条件下的地表和地下水资源的总量， 即涵盖了上述的生态用水 和需水两个方面。为了便于讨论问题文章中仍将某一目标条件下生态用水量称为 生态需水量。更准确地说本

48、文计算的生态用水包括一部分传统意义上可转化为河 流径流的汇流区产流降水量、 入渗后转化为土壤贮水或地下水的降水量以及植物 蒸散量 （植物蒸腾、植被下覆土壤的蒸发和植物量截留量 ）。无效蒸发量，主要指 裸地、植被覆盖率低于 40%的灌木林地和草地、林分郁闭度低于 0.3 的林地 （国 家林业局现修改为 30%和 0.2，计算资料引用为 1995一 2000年的材料，故仍采 用 40%和 0.3） 的蒸发量不统计在内， 尽管就生态系统本身而言， 其用水是存在的， 并不完全是无效蒸发， 此外，作物作为人工生产系统， 本文只计算早作作物用水 量 （旱作农业用水量 ），灌溉则并入农业用水，不再重复计算。

49、4.1.2生态用水类型的划分学者们由于研究对象与目的的不同， 对生态用水具体的理解和划分方法与结 果也尽不同。归纳起来有 :（1）按来源划分为地表生态用水和地下生态用水 地表水提供了不同植物的生态用水、 水土保持生态用水与动物饮用水， 并且 补充河湖的生态用水 ;地下水又补充河、湖类的生态用水，在地下水位高的地区 地下水也可直接用于植物蒸散。（2）以河流的空间分界划分为河道内生态用水和河道外生态用水 天然河流系统的水量、 水质和生物三者相互联系、 相互制约， 共同构成了相 对独立的水环境生态系统。其生态环境功能主要表现为调节气候、补给地下水、 调蓄洪水、排水、排盐、输沙、排沙、稀释降解污染等方

50、面。以河流空间分界将 流域生态用水可分为河道内生态用水和河道外生态用水， 河道内生态用水包括河 道和河口生态用水，如生态基流用水、冲沙用水、河口生物用水等;河道外生态用水主要是造林种草、水土保持、城市绿地、沼泽、湖泊等用水。水资源规划中 常采用此法划分。（3）按水资源保证条件划分为可控型生态用水和不可控型生态用水 可控型生态用水是指径流性水资源， 可通过水利工程改变其时空分布， 从而 控制或影响生态环境的水分利用条件 ; 不可控生态用水是指降雨中不形成径流的 有效水分以及虽形成径流， 但未进入各种水利设施的控制范围之内， 与水利工程 无直接关系的水资源，水利工程规划中常采用此划分方法。(4)

51、按生态系统形成的原动力划分为天然生态用水和人工生态用水 天然生态用水是指基本不受人工作用的生态环境用水量， 包括天然水域和植 被所消耗的水分 ;人工生态用水是指由人工直接或间接维持绿色生态用水量，包 括为了生态目的而种植的人工林草灌溉量和城市景观供水量， 农业灌溉退水维持 的人工生态用水量，以及水土保持造林种草所消耗的降水量。(5) 按相对于生态环境的重要性可分为刚性生态用水和弹性生态用水 刚性生态用水是指真正具有生态防护意义， 对生态景观而言是决然不可或缺 的水分 ;弹性用水是指兼有其它作用的生态景观用水，如薪炭林、园林、果树林 等既是社会经济中不可缺少的组成部分， 同时在客观上也增加了林地

52、覆盖度， 起 到改善生态环境的作用的这部分水量， 但对于刚性生态用水来说， 这部分在生态 用水中的地位是第二位的，因此称为弹性用水。(6) 按生态系统的组成划分为绿色植物、动物和无机环境用水 根据生态学理论，生态系统由两部分组成 :即生物部分，包括植物群落 (生产 者)、动物群落 (消费者 )、微生物群落和真菌群落 (分解者或称还原者 )及非生物部 分 (无机环境 )组成。因此可划分绿色植物用水、动物用水和作为无机环境组成部 分的河湖等地表水体，以及其他存在于无机环境中的水分 ( 包括水热平衡、水沙 平衡、水盐平衡等所需的水 )。本文认为这一划分有助区别生态用水与传统生产 和生活用水的概念。(

53、7) 按照保证生态系统好坏程度不同所需水童不同划分 :根据发展的需要制定 生态系统的目标， 在确定目标条件下， 以现状生态用水为基准， 在水资源配置中 增加一定量的生态用水，以保护或恢复生态环境，实际就是生态需水。据此，将 生态用水划分为最低生态用水，即维持生态系统基本完整性，但植物生长不良， 生态用水配给量不能低于此值 ;适宜生态用水，即维持生态系统完整性，并且保 证植物生长良好，可保持社会经济一环境协调发展 ;恢复生态用水，特指在生态 退化地区，为了挽救退化的生态系统或者使生态系统恢复到一定的状态的生态用 水。(8) 按水资源消耗变化情况划分为消耗性生态用水和非消耗性生态用水 消耗性生态用

54、水是指用于植被建设、 草地建设、 水土保持植被建设过程中所 消耗的水量。非消耗性生态用水是指维护河流水沙平衡、 陆地水盐平衡、 保护和 维护河流生态系统的基本径流量所需要的、 基本保持在某种相对稳定范围内的水量。(9) 按空间位置、生态系统类型和功能综合划分，形成三级分类体系 即一级按空间位置划分为河道内用水和河道外用水 ;二级按生态系统类型划 分为水土保持生态用水、 城市生态用水等 ;三级按生态功能划分为生态基流用水、 绿地用水等 (杨爱民， 2004)。综合上述分类， 从水资源和河流水系的关系， 本文认为以河流空间分界和水 量消耗特性，综合考虑生态系统组成的生态用水类型划分更为清晰。4.1

55、.3生态用水类型界定与划分4.1.3.1 山西省生态用水类型界定 综上所论，从流域生态系统角度习惯将生态用水按河流空间分界划分河道外 生态用水量和河道内生态用水量。河道内生态用水量主要应包括:保持河流系统一定的稀释净化能力的， 以及保持水体调节气候、 美化景观等功能的水量， 维持合理的地下水位所必须入渗补给水量等， 维持河流低滩植物和水生生物栖 息地、动物饮用等所水量；维持河口地区生态平衡所需水量；维持河流系统水 沙平衡的输沙入海水量；维持河流系统水盐平衡的输盐入海水量。河道外生态 用水量主要包括 :河道外天然和人工植被用水量 (含平原绿化和绿洲防护林带 )， 水土保持生态用水量，指由于水土保

56、持措施拦蓄的降雨径流量(其大部分通过入渗转化为土壤水，用于植物生长所必需的蒸散而消耗 )。维持湖泊、湿地生 态系统的用量。(1) 山西省河道内生态用水童山西省没有直接入海的河流，且多为山区河流， 河口问题、 排盐问题可以忽略， 河流也基本不存在鱼类洞游的问题。 人工饲养动 物的饮用水属于畜牧业用水， 而野生动物饮水， 虽属生态用水的范围， 但因数量 很小，亦可忽略。河流污染自净等用水量， 因山西省河流地表水资源利用率极高， 大部分河流基流量受水库调蓄或境外分配水量控制，对总的生态用水量影响不 大。由于处黄土高原，河流输沙量较大，需用一定量的水。因此，本文将山西省 河道内生态用水量界定为河流生态

57、基流量和输沙排沙用水量。(2) 山西省河道外生态用水盆是山西省主要生态用水量，由于省内的主要湖 泊、湿地面积极小，对于总的生态用水量来说影响甚微，故忽略不计，因此，河 道外生态用水最主要是与植被生态建设有关的用水量， 其中包括山区植被生态用 水、水土保持生态用水、平原造林绿化用水和草地建设用水。关于作物用水量， 属于农业生产领域的问题，与农业灌溉、旱作栽培技术、作物品种等有关，不作为生态用水的范畴，但作为消耗性用水，在降水资源水量平衡分析中考虑4.132山西省生态用水类型划分为将生态用水与传统水资源统一起来， 进行降水资源平衡分析，结合以上生 态用水量的界定，可按水资源的消耗变化情况分为消耗生

58、态用水和非消耗生态用 水。就山西省来说，消耗生态用水与河道外生态用水，非消耗生态用水与河道内 生态用水在分类内容上是一致。从生态系统角度看，消耗生态用水即为绿色植物 用水，非消耗生态用水即为无机环境生态用水。 因此，本文在生态用水研究和计 算采用以下划分方案消耗性生态用水河道外降雨消耗性生态用水山区森林植彼生态用水 平原造林绿化生杰用水j 草地建设生态用水植物非消耗性生态用水（河道内）无机环境径流消耗性生态用水一水土保持生态用水 :河流基流生态用水 河流输沙生态用水J圏4.1山西書生态用水类型Fig. 4,1 Ecological water use classification in Shanxi Prcvirtce陕北地区生态用水研究1.2生态用水分类由水引起的生态环境问题多种多样对生态用水分类从不同的角度或按不同的原则 可得到不同的