流域水环境的可恢复性及可持续利用研究进展_张翔
河流流域生态系统功能评价与恢复
河流流域生态系统功能评价与恢复河流是地球上最为重要的自然资源之一，对人类的生存和发展起着重要的作用。
然而，由于长期以来的过度开发和污染，许多河流流域的生态系统遭受了严重的破坏。
如何评价河流流域的生态系统功能，并采取有效的措施进行恢复，成为当前亟需解决的问题。
一、生态系统功能评价的重要性生态系统功能评价旨在客观、全面地了解河流流域生态系统的健康状况。
通过对河流水质、生物多样性、生态链结构等方面进行评估，可以及时发现问题，制定相应的修复计划。
首先，生态系统功能评价有助于维持河流流域的水循环。
河流流域作为水资源的集散地，对水的质量和数量起着重要的调节作用。
通过对河流的水源涵养、自然补给、水质净化等功能进行评估，可以有效地保护水资源，保持水循环的稳定性。
其次，生态系统功能评价有助于维护河流流域的生物多样性。
河流流域是众多物种的家园，其生物多样性对生态平衡和人类的健康具有重要意义。
通过评估河流流域的物种数量、分布范围和种群密度等指标，可以了解物种的状况，采取相应的保护措施，减少物种灭绝的风险。
再次，生态系统功能评价有助于改善河流流域的土壤质量。
河流流域的土地是农业生产和人类居住的基础，土壤质量对农作物的生长和人类健康起着决定性作用。
通过评估土壤的肥力、酸碱度、有机质含量等指标，可以了解土壤的状况，并采取相应的措施改善土壤质量，提高农业生产效益。
二、河流流域生态系统功能评价的方法目前，针对河流流域生态系统功能评价，已经发展了许多评价方法和指标体系。
常用的评价方法包括物种多样性指数、水质指标、水文指标、土壤质量指标等。
这些指标通过定量测量和定性观察，可以较为准确地反映河流流域的生态状况。
物种多样性指数是评价生物多样性的重要工具。
通过调查河流流域的物种数量、密度、分布范围等信息，可以计算出丰富度指数、均匀度指数和多样性指数等，来评估生物多样性的程度。
水质指标主要反映河流流域水质的好坏。
常用的指标包括溶解氧、氨氮、总磷和总氮等，通过监测这些指标的变化，可以判断水质是否达到生态系统的要求。
《2024年玛纳斯河流域水资源可持续利用研究》范文
《玛纳斯河流域水资源可持续利用研究》篇一一、引言玛纳斯河流域位于我国西部地区，作为重要的水资源聚集地，其水资源的可持续利用对于当地生态平衡、农业发展和人民生活至关重要。
然而，随着经济社会的快速发展和人口的增长，玛纳斯河流域水资源面临着诸多挑战，如过度开发、污染严重、生态退化等。
因此，开展玛纳斯河流域水资源可持续利用研究，对于保障流域内生态安全、促进经济社会可持续发展具有重要意义。
二、玛纳斯河流域水资源现状玛纳斯河流域拥有丰富的水资源，但近年来，随着气候变化和人类活动的增加，水资源状况发生了明显变化。
其中，过度的农业和工业开发导致用水量激增，加剧了水资源的供需矛盾；水体污染和生态退化现象严重，导致水体自净能力下降；同时，不合理的灌溉方式和水利工程设施的老化，也使得水资源的利用效率大打折扣。
三、水资源可持续利用的策略与技术途径1. 加强水资源管理和保护强化流域水资源管理的法律和政策体系，实行最严格的水资源管理制度，加强水功能区的管理和保护，严格控制水资源的开发利用。
2. 推广节水灌溉技术推广先进的节水灌溉技术，如滴灌、渗灌等，减少灌溉水的浪费，提高农业用水效率。
3. 实施生态修复工程通过植树造林、湿地保护与恢复等措施，提高流域内的生态自净能力，改善水环境质量。
4. 开展水资源循环利用推广水资源循环利用技术，如雨水收集、污水处理回用等，实现水资源的最大化利用。
5. 加强水权制度改革和水价管理建立健全水权交易市场和水权管理体系，完善水价形成机制，实现水资源的合理定价和分配。
四、实践案例分析以某县为例，该县位于玛纳斯河流域中游地区。
近年来，该县通过实施一系列水资源可持续利用措施，取得了显著成效。
包括加强水资源管理和保护、推广节水灌溉技术、实施生态修复工程等。
同时，该县还加强了水权制度改革和水价管理，建立了完善的水权交易市场和水权管理体系。
这些措施的实施使得该县的水资源得到了有效保护和合理利用，促进了当地经济社会的可持续发展。
水资源可持续利用及优化配置
摘要现阶段,随着经济社会不断发展,水资源短缺和供需矛盾日益加剧,水资源管理保护和可持续利用日益重要。
本文着眼于水资源基本特征,对水资源可持续利用与经济社会发展的关系、水资源优化配置的内容、目标、方法及综合评价等进行了探讨,以期为实施严格的水资源管理制度提供有益的技术思路。
关键词水资源;可持续利用;优化配置;方法评价中图分类号TV213.4文献标识码A 文章编号1007-5739(2018)12-0167-01Sustainable Utilization and Optimal Allocation of Water ResourcesYANG Jing(Xinjiang Institute of Water Conservancy and Hydropower ,Urumqi Xinjiang 830049)Abstract At this stage ,with the continuous development of the economic society ,the shortage of water resources and the contradiction between supply and demand are increasing intensity ,and the management and sustainable use of water resources are becoming increasingly important.This paper focused on the basic characteristics of water resources ,discussed the relationship between the sustainable use of water resources and economic and social development ,content ,target ,method and comprehensive evaluation of water resources optimal allocation and so on ,with a view to provide beneficial technical ideas for implementing a strict water resources management system.Key words water resource ;sustainable use ;optimal allocation ;method evaluation水资源可持续利用及优化配置杨静(新疆水利水电科学研究院,新疆乌鲁木齐830049)新疆深居我国内陆腹地的西部边陲,气候干旱,降水稀少,蒸发强烈,是典型的沙漠绿洲灌溉农业格局。
流域水系统理论及其在我国的实践
Ｖｏｌ．１６ Ｎｏ．１ Ｆｅｂ．２０１８
ＤＯＩ：１０．１３４７６／ｊ．ｃｎｋｉ．ｎｓｂｄｑｋ．２０１８０００１ 夏军，张翔，韦芳良，等．流域水系统理论及其在我国的实践［Ｊ］．南水北调与水利科技，２０１８，１６（１）：０１０７，１３．ＸＩＡＪ，ＺＨＡＮＧ Ｘ，ＷＥＩＦＬ，ｅｔａｌ．ＷａｔｅｒｓｙｓｔｅｍｔｈｅｏｒｙａｎｄｉｔｓｐｒａｃｔｉｃｅｓｉｎＣｈｉｎａ［Ｊ］．ＳｏｕｔｈｔｏＮｏｒｔｈ ＷａｔｅｒＴｒａｎｓｆｅｒｓａｎｄ ＷａｔｅｒＳｃｉｅｎｃｅ＆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１８，１６（１）：０１０７，１３．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）
流域水系统理论及其在我国的实践
夏 军１，２，张 翔１，２，韦芳良１，２，王 强１，２，佘敦先１，２徐 晶１，２
（１．武汉大学 水资源与水电工程科学国家重点实验室，武汉 ４３００７２；２．武汉大学 水安全研究院，武汉 ４３００７２）
摘要：针对变化环境的水循环与水安全问题，对水系统的基本概念、理论与意义进行了介绍，指出了以多学科视角， 将自然科学和社会科学相融合以研究变化环境下的水问题是当前国际地球系统水科学发展前沿。分析了水系统研 究的难点与水社会生态关联性研究的发展趋势，强调了水系统的耦合与解耦、水系统模型的敏感性、水系统的监 测等方面研究的重要性，探讨了自然系统和人类系统间的协同演变及其集合响应机制研究于构建水系统耦合模型 的必要性。以淮河、鄱阳湖、汉江为例，从不同的角度论述了水系统理论在我国水问题研究中的实践与指导意义，并 认为水系统理论的进一步研究应加强内在机理及概化准确性等方面的研究，构建水系统模拟平台，增强水系统模型 对气候及环境变化的适应性，加强在变化环境下流域水资源可持续利用规划与决策管理中应用推广。 关键词：水系统；水循环；生物地球化学过程；人文过程；关联 中图分类号：ＴＶ２１３ 文献标志码：Ａ 文章编号：１６７２１６８３（２０１８）０１０００１０７
水资源可持续利用系统效能的评价
水资源可持续利用系统效能的评价陈伟亚【摘要】根据可持续发展理论,针对如何评价某流域(或某区域)水资源可持续利用系统的功效,提出了水资源可持续利用系统效能的概念,对水资源可持续利用系统的水资源自然系统、水资源工程系统、水资源管理系统进行综合评价.通过对水资源效益的分析预测,评价水资源管理能率和水资源利用效率,对水资源管理系统进行调整,制定有效的对策,从而使水资源的开发利用不超过水资源的承载能力和水环境的容量,既满足当代的发展需要,又具备了持续发展的条件.【期刊名称】《武汉工程大学学报》【年(卷),期】2004(026)001【总页数】5页(P24-28)【关键词】水资源系统;效能评价;可持续利用指标【作者】陈伟亚【作者单位】武汉化工学院环境与城市建设学院,湖北,武汉,430073【正文语种】中文【中图分类】X220 引言可持续发展理论为自然资源的开发利用提供了新的理论框架，水资源可持续利用的内涵就是在满足区域当代人需求的同时，不能损害、剥夺后代和其他区域生存发展的能力，将“资源－人口－环境”复合系统引向更加和谐、有效的状态，其主要特征：时间性－－指资源利用在时间维上的持续性，即无退化的水资源利用方式.在水资源的开发利用过程中，不仅仅考虑当代人的利益，还必须兼顾后代人的需求.空间性－－指资源利用在空间维上的持续性.区域的水资源开发利用和区域发展不应损害其他区域满足其需求的能力，并要求区域间水资源环境共享和共建.效率性－－指资源利用在效率维上的高效性，即“低耗、高效”的水资源利用方式，它以技术进步为支撑，优化资源配置，最大限度地降低单位产出的水资源消耗量和环境代价，不断提高国民经济的产出效率和社会经济支撑能力，确保经济持续增长的资源基础和环境条件［1，2］.1 水资源可持续利用系统效能1.1 水资源系统水资源系统结构有三个有机部分或层次所组成：一是水资源自然系统，由流域或区域的有关自然地理要素所组成；二是水资源工程系统，由人类活动目的所创造的工程单元集所组成；三是水资源管理系统，由实施水资源保护利用所建立的机构和管理制度所构成.这三部分的有机联系，便形成了系统的结构，从而决定着系统的整体功能.水资源系统功能，随着社会发展和科技进步不断完善和拓展.其目的性功能基本有：以资源的形式用水兴利的功能，如居民与工业供水、灌溉、发电、航运、养殖、旅游等；以调节控制为手段的减灾除害的功能，如防洪除涝改良盐碱地改善环境等；以工程和非工程的手段保护水体和水生态环境的功能等.现代的大型水资源系统功能已发展为具有兴利除害和保护环境的综合功能［3］.本文研究的水资源系统均以可持续利用理论为基础，即水资源可持续利用系统.1.2 资源系统效能的概念效能，指事物所蕴藏的有利作用.所谓水资源系统效能，即水资源系统对社会、生态环境和经济的作用和贡献，就是水资源系统投入和产出之间的综合比值，它是水资源系统产出的能量、数量、质量与水资源系统投入（大自然的投入和人类为保持水资源平衡的投入）间的综合比值关系，是水资源管理能率，水资源利用效率，水资源效益（包括其社会效益、生态环境效益和经济效益）的合称.上述三个不同的概念，各有其不同的目标，但三者之间有着密切的联系，这些联系表现在：a.一定的水资源管理能率是水资源利用效率和水资源效益的前提，面对日益尖锐的水资源供需矛盾，如果水资源管理机制不利用有效的措施进行调节并予以改善，水资源利用效率、水资源效益也无从谈起；b.水资源利用效率对水资源管理能率、水资源效益有很大影响，离开一定的数量，能量和质量也不存在；c.水资源效益是水资源管理能率和水资源利用效率的目的.有效的水资源管理、较高的水资源利用效率、良好的水资源效益，是水资源效能的体现.2 水资源系统效能评价的地位和意义水资源系统效能在水资源系统中的地位体现在以下几方面：a.水资源系统效能是水资源管理系统的生命力的体现.水资源管理的根本目的在于实现水资源的持续利用，要使水资源、环境和经济、社会协调发展.在管理过程中，水资源管理系统不断接受自然界和人类社会的各种挑战和需求，从管理能力的角度来看，水资源管理体系必须具备敏捷的反应、良好的调控力和作用力，否则，就丧失了其生命力和存在价值.b.水资源系统效能的高低标志着评价区域水资源自然系统的完善程度.在水资源供需矛盾日益突出的情况下，水的利用越来越成为制约工业、农业以至区域经济发展的重要因素，水资源系统效能的高低标志着评价区域水资源自然系统完善程度及水资源和环境承载能力的限度，直接制约着社会政治、经济、文化、科技、教育、商业贸易等领域的发展速度.c.水资源系统效能是检验、考评水资源工程系统的重要尺度.尽管检查、考评各类水资源工程系统的功能，有着地域、性质、用水对象不同功能的评价内容和指标，但所有评价的内容和指标，最终均要以能否高效能地实现预定目标为标准，并依此对工程系统的可行性及预期目标作出有效判断.因此，对水资源系统效能的评价十分重要.3 水资源系统效能评价3.1 评价的基本目的提高水资源系统效能的根本目的在于实现水资源的持续利用，既满足当代人和后代人对水的需求.同时，要使水资源环境和经济、社会协调持续发展，为全面建设小康社会提供有力的支撑和保障.水资源系统评价的基本目的是要从自然生态环境、社会、经济方面量化某水域（或某地区）水资源系统的“可持续利用”水平，其中生态环境评价是持续性评价的基础，自然生态的可持续才能保证经济和社会的持续性［2，4，5］.水资源系统效能评价，是按一定的评定标准和方法对水资源管理系统能率、水资源利用效率和水资源效益进行评价和预测的.通过对水资源效益的分析预测，评价水资源管理效率和水资源利用效率，对水资源管理系统进行调整，制定有效的对策，从而使水的开发利用不超过水资源的承载能力和环境的容量，既满足当代的发展需要，并具备了持续发展的条件［5，6］.3.2 评价指标水资源系统效能的评价涉及到国计民生、生态环境等诸多因素，关系复杂，需要通过技术、经济、环境和社会各项准则（或目标）进行综合评价，其内容和标准根据地域（或流域）、水体性质、区域社会经济发展程度有很大的差异.水资源系统效能评价对象，按地域可分为流域水资源系统效能和行政区域水资源系统效能；按其水体性质可分为地下水水资源系统效能、地面水水资源系统效能、海水水资源系统效能、回用水水资源系统效能等；按用水性质可分为工业水资源系统效能、农业水资源系统效能、生活水资源系统效能等.3.2.1 评价指标确定的原则水资源系统评价指标体系是由若干互相联系、互相补充具有层次性和结构性的指标组成，是衡量水资源系统水平各层面指标的有机结合，它直接影响水资源系统效能评价结果.因此，指标体系的代表性和完备性是正确评价水资源系统效能的前提.确定水资源系统评价指标应遵循以下原则［7］：a.科学性－－指标体系建立在一定的科学理论基础上，能够度量和反映区域水资源的主体特征、发展趋势和主要问题，能够量化并能满足计算机对数据的要求；b.层次性－－水资源系统包括水资源自然系统、水资源工程系统、水资源管理系统等子系统，其投入、产出分布在各子系统，又可以用众多的指标进行标定，最终合成一个指标来描述系统效能；c.动态性－－时间维上的持续形式是水资源可持续利用的主要特征之一，水资源在数量、质量、空间都随时间发生动态变化，因此，必须选择相应的指标即能够反映可持续发展的历史特点和现状，又能够反映发展的趋势，使评价模型更具活性；d.可操作性－－指标具有可测性和可比性，指标的获取具有可能性，易于量化，指标的设置既要保证全面，又要尽可能简洁、避免繁杂；e.区域性－－各地自然条件和社会经济水平差异很大，可持续发展的侧重点各不相同，因此，必须根据各地实际设置指标.3.2.2 水资源系统效能评价指标的确定水资源系统评价指标根据其对象功能的不同有很大的区别，其基本层面指标主要包括：a.水资源承载能力指标b.水环境承载能力指标c.经济指标d.技术指标（根据不同对象和功能变化较大）具体情况见表1.表1 水资源系统效能评价指标体系Table 1 Evaluation index criteria system ofefficiency of the water resource水资源______________________ ____________承载能力指标扣除两者之间互相转化的重复计算量而得可利用水资源量指地区天然和人工可控的地表与地下径流的一次性可利用的水量，其最大值是供水增长率为零时的相应值，总水资源量指评价区内当地降水形成的地表、地下产水总量，不包括区外来水量，由地表水资源量与地下水资源量相加，水资源承载能力指标也是区域水资源承载能力的理论极限值____________生态用水量评价区内动、植物能够保持正常生存状态所需要的水量，显示人与自然的关系，与当地植被密切相关环境用水量评价区内保持水体自净能力的用水量，显示人与资源的关系，与当地环境质量要求密切相关__水资源开发利用率采用各种工程技术已开发利用的水资源量与可利用水资源量的比值____人均水资源量____ __________________________________________________________ __评价区内总水资源量与评价区内人口总数之比，为区域人口数量限度的控制指标________水环___境容___量指________ ____标____水环境控制指标___ ___________________________________评价区水环境质量标准___________________________________水环境现状指标评价区水环境本底质量指标受纳水体排污总量控制指标为保持或提高评价区环境质量而制定的排污控制指标（如：排污总量控制指标中的CODCr、BOD5等允许排放量等）________________国民生产总值反映评价区内经济生产能力的指标（GDP）_________________________经__济指标__人均国民生产总值_______________________________反映评价区内经济生活水平的指标GDP／吨水年国内生产总值与年供水总量之比人均年综合用水量___评价区经济社会的总用水量与其人口的比值，经济技术指标表示人口总量和经济总量与水资源之间的定量关系____单位制水成本____ _______________________________ _______________年供水总成本／年供水____________________________________总量______总供水量评价区内总供水量_____________________________________ ______总需水量评价区内总需水量_____________________________________技术指__标总排水量评价区内总排水量水资源重复利用率评价区内工业用水重复利用系数及中水系统用水总量与总用水量比值各种用水控制指标各类地蛆用水量控制标准不同（如：生活用水量标准：一类区为20～35 L／（人·日）至170～200 L／（人·日）；四类区为20～35 L／（人·日）至190～220 L／（人·日））_______ ________ ____各类工程指标______________________________ ______________包括水利工程、水源工程、水处理工程等___________________________4 水资源可持续利用系统效能的评价4.1 评价标准评价标准是对研究对象展开评价的尺度，直接影响评价结果［8］.水资源可持续利用系统评价标准除了包含在可持续发展综合评价的标准—可持续发展、准可持续发展和不可持续发展—内容，根据实际情况，还要进一步划分，如关于持续利用问题，进一步研究是高效持续、低效持续、还是一般持续的问题，我们所追求的标准是高效持续.此外，根据丰水区、脆弱区、紧缺区和贫水区，还存在一系列不同的限制阈，如水环境容量限制阈、水资源限制阈等，进而导致生态经济系统的配比阈的限制［9］.各子系统指标相互联系，并互为相补、互相制约.水资源可持续利用标准的确立取决于研究者对客观的认知程度，该标准包含一定的主观成分，是主客观相互结合的产物.由于水资源的特征，标准与时空联系十分密切.以上指标标准有些可利用现有已制定的标准，如：区域环境质量指标按国家环保局颁布的《环境质量标准》和《污水综合排放标准》等；经济指标中，因各地水价不等，可折合成单位水的产值，以利于大范围内水资源调控；技术指标中各种用水控制指标类，可依据本地水资源承载能力指标对现有的各种用水控制指标类进行调整.根据子项指标标准，对分类指标进行打分评价，根据分数进行分级（因文章篇幅限制，在此不展开叙述.）.4.2 水资源系统效能综合评价将水资源持续利用系统效能水平的综合指数（R），用水资源系统投入和产出的综合比值来加以描述，根据R的值来判断水资源利用系统效能的高低.采用下述数学函数来表达：式中［10］Y＝f（L，E）＝ALαEβC＝r LL＋r EER－－表示水资源系统效能；Y－－表示水资源系统的产出（即经济、社会、环境效益）；C－－表示水资源系统的投入（人工投入L：如水利、水处理工程投入；自然投入E：如水资源开发率、水环境容量的减少）.A－－表示现有的（环境或技术）水平；α－－表示人工投入对产出的弹性系数；β－－表示自然投入对产出的弹性系数；r L－－人工投入的价值；r E－－自然投入的价值.综合各类指标即可对水资源系统效能作出客观的评价，并依据各类指标，对本评价的水资源系统进行调整.下面以某地区旅游发展总体规划中水环境保护规划为例，说明水资源系统评价指标的运用及其作用.根据该地区旅游开发规划特点，水资源系统规划重点在水环境的保护上.在地区旅游发展总体规划的水环境保护规划中，根据实际项目所涉及的方面选取评价指标.为了将可持续发展需求落实于水环境保护的规划中，采用下列几项的指标作为分析评比旅游项目兴建前后的时间维上的系统效能.旅游开发规划涉及的评价指标有：a.环境用水量指标它是指评价区内保持水体自净能力的用水量.根据本评价区水域特征，按零维水体水质模型（略去入、出体系的其他污染源），其表达式为［5］：式中V－－体系的体积，m3Q－－流量，m3／sC0，C－－分别为流入、流出体系的污染物质量浓度，mg／Lk－－体系内污染物的反应速率常数，d－1.b.水环境现状指标即该地区水环境本底质量指数，由水环境质量现状评价获得，为水自然资源已投入部分，其表达式为：式中F－－评价区的总水环境质量指数；Pj－－某要素的环境质量指数；W j－－某要数的加权值；n－－参加水环境质量综合评价的环境要素的项目数.c.水环境控制指标即该地区水环境质量控制指标，按国家或地方环保部门规定执行，为水自然环境将可投入部分，执行国家Ⅲ类水域质量标准.d.受纳水体排污总量控制指标即允许排放量或应削减量.根据旅游区水环境控制标准，各景点分别制定允许排污量.在评价区内河流的有机污染最大允许负荷为［5］：式中La－－有机物（BOD）的最大允许负荷，mg／L；Da、D c－－起始点和临界点河水中的亏氧量，mg／L；K 1－－耗氧速度常数，d－1；K 2－－复氧速度常数，d－1.在评价区内河水中污染物的最大允许排放量为［5］：式中G－－河水中某污染物的最大允许排放量，kg／dCn－－某污染物的控制质量浓度（环境目标质量浓度），即河段下断面处某污染物最大允许质量浓度，mg／L；Ci－－河段上断面处某污染物质量浓度，mg／L；Q－－河水流量，m3／s；l－－河段长度，km；V－－平均流速，m／s；k－－自净系数.e.GDP／吨水用万元产值综合用水指标表示.地区旅游开发前为Eg，规划开发后为aEg，a≥1；f.人均国民生产总值评价区内国民生产总值与评价区内总人数的比值.g.人均年综合总用水量表示该地区人口总量（不包括流动人口）和经济总量与水资源之间的定量关系，包括了生活用水、生产用水和部分城市生态用水，能较客观地反映一个地区或区域经济社会的用水水平.选择上述七种指标，按系统在开发规划前后的投入和产出（a、b、c、d、g为投入，e、f为产出），对景点开发及规划规模，进行方案评比，选择系统效能较高的方案，并在实施后根据系统效能的规划标准曲线进行调控，是充分做到人口、资源、环境与经济协调发展的重要环节，也是水资源持续利用系统效能的既定的目标. 有关水资源持续利用系统效能计算式中各项系数的确定和应用，将另文讨论.5 结语面临着供需矛盾日益严重的我国水资源问题，只有保持水资源自然系统的平衡性，坚持水资源工程系统的科学性，依靠水资源管理系统的完善性，才能使我国水资源系统支撑社会可持续发展.本文引入了水资源系统效能的概念，水资源系统的高效能、最佳效能，就是水资源系统各方面的最佳组合，高度的统一协调，它取决于充满活力的水资源管理系统、良好完善的水资源自然系统及高效率的水资源工程系统.要提高水资源系统的效能，必须强化人们的水资源价值观，运用经济杠杆实现水资源资产化管理、优化水资源配置.所有这些措施，必须建立在该区域水资源系统科学、合理地评价基础之上.因此，建立合理的水资源系统效能的评价框架，确定有科学性、独立性、层次性、动态性、可操作性的评价指标，制定准确客观的评价标准，是正确评价水资源系统效能的前提.参考文献：［1］黄鸿权，严立冬.农村资源经济学［M］.武汉：湖北科学技术出版社，1989. 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生态修复措施对流域生态系统服务功能的提升
１５ 期
吴一帆 等：生态修复措施对流域生态系统服务功能的提升———以潮河流域为例
５１６９
ａｐｐｒｏａｃｈ ｆｏｒ ｐｏｌｉｃｙ ｍａｋｅｒｓ ａｎｄ ｓｔａｋｅｈｏｌｄｅｒｓ ｔｏ ｅｖａｌｕａｔｅ ｔｈｅ ｉｎｃｏｍｅ ｏｆ ｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎ ｐｒａｃｔｉｃｅｓ ａｎｄ ｔｏ ｆｉｎｄ ｔｈｅ ｂｅｓｔ ｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎ ｐｒａｃｔｉｃｅｓ ｆｏｒ ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｔｈｅ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ ｓｅｒｖｉｃｅｓ ｆｕｎｃｔｉｏｎ．
１ Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｕｒｂａｎ Ｈｙｄｒｏｌｏｇｉｃａｌ Ｃｙｃｌｅ ａｎｄ Ｓｐｏｎｇｅ Ｃｉｔｙ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｗａｔｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ， Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｎｏｒｍａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｂｅｉｊｉｎｇ １００８７５， Ｃｈｉｎａ
Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ： Ｃｈａｏｈｅ Ｒｉｖｅｒ； ＩｎＶＥＳＴ ｍｏｄｅｌ； ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ ｓｅｒｖｉｃｅ； ｌａｎｄ ｕｓｅ
生态系统服务功能是自然生态系统支撑和维持人类生存和发展的环境条件［１］ ，是人类直接或间接从生 态系统中获取的所有收益［２］ 。 “ 千年生态系统评估（ Ｍｉｌｌｅｎｎｉｕｍ Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ，ＭＡ） ” 将生态系统服务分为供给 服务、调节服务、文化服务以及支持服务四大类，其中水源涵养、土壤保持、水质净化、气候调节等由生态系统 自身属性直接完成的定义为调节服务［３⁃４］ 。 为了对生态系统的调节服务功能进行价值评估，ＵＮＥＲ 提出将生 态系统直接或间接产生的产品使用替代市场法和假想市场法［５⁃６］ ，根据产品的市场价格推算调节功能的市场 价值。 １９９７ 年 Ｃｏｓｔａｎｚａ 等［７］ ，对世界生态系统服务和自然资本的价值进行了评估，以当时的价格估算，每年 地球生态系统产生的价值约为 １６—５４ 万亿美金；我国学者欧阳志云等［８］ ，于 １９９９ 年首次运用影子价格、替代 工程法或损益分析方法对我国陆地生态系统在有机物质的生产、二氧化碳的固定、氧气的释放等方面进行了 价值评估，揭示了陆地生态系统的巨大生态、人文等价值。 随着近年来遥感等技术的发展，以及各种相关模型 的完善，生态系统服务功能的量化方法也愈发成熟，其中 ＩｎＶＥＳＴ 模型就是一种目前广泛应用于量化生态服 务功能及其价值的研究的工具［９］ 。 如 Ｋｅｌｌｅｒ 等［１０］ ，应用 ＩｎＶＥＳＴ 模型中的多个模块针对不同的土地利用变化 情况探究土地利用变化对生态服务功能干扰最小化的途径，并为未来土地管理提供科学的理论指导；吴瑞 等［１１］ ，对 １９９５ 至 ２０１０ 的北京官厅水库的水源涵养以及水质净化功能的时空变化进行了评估，并探讨了研究 区生态服务功能对政策法规的响应关系。 目前，国内大多数有关生态系统服务功能和价值的研究多以分析研 究区生态服务功能和价值受气候和土地利用影响的时空变化特征为主，极少考虑对生态系统服务价值进行核 算，然而在生态环境治理中成本与效益分析是决策者们制定政策的基础。 所以，为全面认识流域生态修复措 施的成本和效益，从经济性，高效性和长久性三方面共同指导生态修复工作，提升重点流域的生态服务功能， 开展流域生态系统价值核算的研究十分必要。
玛纳斯河流域水资源可持续利用研究
玛纳斯河流域水资源可持续利用研究引言：水是人类生活和生产的基础资源之一，对于河流流域而言，水资源的可持续利用显得尤为重要。
玛纳斯河作为中亚地区最重要的河流之一，河流流域的水资源管理和利用对于维护区域的经济发展和社会稳定具有极大的意义。
本文将从玛纳斯河流域水资源的特点、挑战与问题以及可持续利用的对策等方面展开研究。
一、玛纳斯河流域水资源的特点1. 丰沛的水量：玛纳斯河流域百年平均径流量达到86亿立方米，并且以冰川融水为主要水源。
2. 河川湖泊众多：玛纳斯河流域有许多湖泊和河流，给水资源管理带来了一定的复杂性。
3. 水文气候特点：流域位于干旱区，流域年降水量较少，加之冰川融水的存在使得河流水量的年际变化较大。
二、玛纳斯河流域水资源的挑战与问题1. 水量过剩与短缺：虽然总量较大，但由于河流年际变化大以及有效利用不足等原因，导致玛纳斯河流域的水资源在某些时期有过多和不足的问题。
2. 水污染与水质下降：农业和工业污染、河水平流导致的污染和生态破坏等因素，导致玛纳斯河水质下降，不适合饮用和农业灌溉。
3. 跨国河流冲突：玛纳斯河流域涉及中国、塔吉克斯坦、吉尔吉斯斯坦和乌兹别克斯坦等多个国家，河流的水量和利用权的分配问题引发了区域间的水资源争端。
三、玛纳斯河流域水资源可持续利用的对策1. 加强流域水资源管理：建立流域跨国间的水资源管理机制，推动国际间的合作与协调，以实现水资源的合理分配和共同利用。
2. 提高水资源利用效率：加强农业灌溉的水资源管理，推广节水灌溉技术和耐旱农作物的种植，减少农业对水资源的需求。
3. 改善水污染治理：加强工业和农业污水的处理和治理，提高排污标准和监管力度，保障河流的水质。
4. 加强生态保护：保护流域湖泊和湿地生态环境，恢复河岸带植被，防止河岸侵蚀和泥沙淤积。
结论：玛纳斯河流域水资源的可持续利用是一个涉及多个方面的综合性问题，需要加强国际合作与协调。
通过加强流域水资源管理、提高资源利用效率、改善水污染治理以及加强生态保护等对策，可以推动玛纳斯河流域水资源的可持续利用，实现经济发展和社会稳定。
汉江中下游河道基本生态需水与生径比分析
汉江中下游河道基本生态需水与生径比分析朱才荣;张翔;穆宏强【摘要】The calculation of eco-water demand relates to the ecological restoration and coordinated development between re-gional economy and environment, and eco-water demand is also the guarantee of maintaining the balance of ecosystem. To re-duce the error by a single method, the paper uses nine kinds of hydrological methodologies such as 7Q10, NGPRP and Texas methods to compute the basic eco-water demands in the mid-lower reaches of Hanjiang River, and classifies the calculated re-sults with the Montana method to obtain rational eco-water demands based on the Montana method. Meanwhile, based on many concepts of eco-water demands, the paper presents a concept of REF ( the ratio of the eco-water demands to stream flow) , a parameter reflecting the dynamic nature of eco-water demands, and by Montana method, Texas method, monthly guaranteed fre-quency method and its improved method, the REF in flood season and non-flood season in the mid-lower reaches of Hanjiang River are calculated.%生态需水量的确定关系到河流生态恢复及地区经济与环境协调发展，是维系生态系统平衡的保障。
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在查阅大量国内外文献的基础上，总结水环境的可恢复性 及其可持续利用的研究现状，详细论述了研究面临的挑战和机 遇，并对今后需要重点研究的问题进行了讨论。
1 国内外研究现状
在国外，为了应对严重的水污染和不断恶化的水环境问题， 以污水处理和污染源控制为主的水环境治理成为最主要的手段 之一。早在 19 世纪后半叶，英国就建立了城市公共污水处理厂 和城市排水系统，通过防止雨洪内涝、排除污水和污水二级处理 来保护城市公共水域水质［2］。然而到 20 世纪后期，虽然发达国
虽然对水环境可恢复性机理有了一定的认识，我们在这方 面仍然面临许多挑战。Wohl 等（ 2005） 指出在河流恢复中必须 重点研究具有普遍意义的关键的河流生态系统过程，这也是河 流恢复工程的基础，还要研究生态过程、水文过程、生态完整性 和社会评价与定义的良好河流状态之间的基本关系，以及理解 和建立这些基本关系的关键原理［27］； Folke 等（ 2002） 深入分析 了变化条件下，环境性管理中适应性能力的建立需要克服两个 错误的认识： ① 生态系统对人类活动的响应是线性的、可预测 的和可控制的； ② 人类和自然系统是可以独立对待的。他们指 出社会 － 生态系统是耦合的、复杂的和演化的综合系统，社会 － 生态系统的恢复需要采用结构性的情景分析和积极的适应性管 理方法［28］； Choi（ 2004） 通过综合分析生态环境恢复的现状，指 出生态环境恢复应重点研究如何设立现实的和动态的未来环境 目标［29］； 考虑生态群体和生态系统的不可预测性本质，假设多 个变化轨迹； 从实际出发，研究生态或景观系统的功能和结构， 而不是简单地采用某种人工园艺技术来进行生态恢复； 建立明 确的标准和定量推理，评价恢复过程； 进行生态环境恢复的长期 观测。
收稿日期： 2013 － 10 － 08 基金项目： 国家自然科学基金面上项目和重点项目（ 71073115，40730632） 作者简介： 张 翔，男，教授，博士生导师，主要从事基于生态水文的可持续水资源管理研究。E － mail： zhangxiang@ whu． edu． cn
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究，从流域甚至全球的角度来研究水环境的恢复和维系［9 － 10］。 何少苓、彭静（ 2003） 指出水环境作为资源具有两个方面的涵 义： ① 指水环境的单个要素，包括水体、河道、水循环空间以及 它们的组合方 式； ② 指 与 水 环 境 污 染 相 对 应 的 水 体 纳 污 能 力［11］。董哲仁（ 2006） 指出以流域作为尺度进行河流生态修复 规划更能反映生态系统整体性特征［12］。水域的污染防治也必 须在流域的尺度上进行，反之在小尺度内的治污往往是失败或 低效的。
对生态环境的可恢复性机理、可预测性和恢复过程的不确 定性都缺乏深入理解，导致我们对生态环境恢复的结果评价及 其可持续管理缺乏科学依据。目前，水环境可恢复性机理的研
究正从河段尺度向流域尺度扩展，通过实验和理论分析，建立水 文、水动力、生态环境与人类活动等多因子之间复杂的非线性关 系是人类活动影响下流域水环境可持续利用研究的科学前沿和 挑战。
（ 3） 水环境可恢复性的复杂机理。水环境的可恢复性既基 于水的可再生性，也基于水体的自净和纳污能力，流域尺度水环 境恢复和维系的基础是建立健康的社会水循环。现今世界各国 都不同程度地提出了健康（ 健全、良性） 水循环的概念。所谓健 康水循环，就是上游地区的用水循环不影响下游水域的水体功 能，水的社会循环不损害水自然循环的客观规律，从而维系或恢 复全流域，乃至全球的良好水环境［1］。
另外，国内对水资源恢复影响因素、恢复机理及水资源评价 方法开展了深入的研究，例如，郑天柱、周建仁和王超（ 2002） 应 用生态工程学理论探讨了河道生态修复机理，指出生物多样性 的恢复对受污染河道的生态净化至关重要，河道的水流状态、复 氧能力、生物链的结构是河流修复生态的主要因素［13］； 李锦秀 等（ 2002，2005） 深入研究了三峡水库建成前后水流条件巨大变 化对库区水流水质的影响和富营养化发生的机理，发现三峡水 库建成以后，随着水位抬高，流速减缓，平均有机污染物自净降 解速率和大气复氧速率比天然河道状况减小 1 半［14 － 17］； 李绪 谦、张建伟、王奇杰等（ 2003） 研究了哈尔滨市松花江段水质自 然净化机理，发现哈尔滨市松花江断面特殊的地质条件是该段 河流保持较强净化作用的关键，指出妥善利用水环境净化能力 是一种经济有效的水污染控制手段［18］； 马巍、廖文根、李锦秀等 （ 2007） 利用数值模拟技术，结合引江济太调水试验，采用平面 二维水流水质数学模型模拟预测引水调控对梅梁湖湾的水环境 改善效果及大流量集中调水和小流量维持性调水的水环境影 响，为太湖梅梁湖湾及其它类似水域的水污染治理提供了科学 的参考依据［17］； 刘辉和程晓杰（ 2007） 针对水坝对河流生态环境 的影响，指出仅仅移除水坝，并不代表经过长期更替的生态系统 就能自动恢复繁盛，需要通过详细的科学实验和模拟，才能得出 正确的评价［19］； 张永勇（ 2008） 应用流域分布式水文模型，深入 研究了淮河流域闸坝工程对河流水量水质的影响，研究了闸坝 群运行环境下河流水文过程及其伴随的水污染的时空变化，揭 示了人工调控河流的水循环与水环境变化机理［20］； 沈珍瑶、杨 志峰和刘昌明（ 2002） 阐述了水资源的可再生性及天然可再生 能力的表示方法，探讨了水资源天然可再生能力与水资源更新 速率之间的关系［21］； 王中根、夏军、刘昌明等（ 2003） 从单元水体 的水文循环过程入手，基于水量平衡关系，提出了单元水体水资 源量可再 生 性 指 数 及 计 算 公 式［22］； 王 浩、王 建 华、秦 大 庸 等 （ 2006） 深入研究了人类活动影响下水循环变化的特点，提出了 “天然 － 人工”驱动的二元水循环概念，基于水资源的有效性、 可控性和可再生性原则，实现广义水资源、狭义水资源、径流性 水资源和国民经济可利用量的层次化评价。
自持续状态是一种系统功能得到全面恢复的状态，但并不 保证系统恢复到受干扰前的初始状态。水环境系统的自持续特 征组成包括水体的质量、系统动力特征、各种水体（ 河流、湖泊、 湿地等） 的联系、水生态系统完整性等。恢复水环境系统的自 持续性不仅能够达到水环境恢复的目的，而且是实现流域尺度 水环境可持续利用的重要保证。但水环境系统自持续性的研究 面临尺度问题、时空变异性问题和系统内部复杂性问题的挑战。
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的基本条件，表明水环境的可持续利用不仅需要水体符合水功 能区的水质目标，而且要求水环境各要素的组合状态使水环境 系统具有良好调节功能。而实际工作标，认为受污染水体的水质恢复到该 目标并得到维持，即可保证水环境的可持续利用。
此外，恢复水环境系统的动力特征是水环境系统具有良好 调节功能的重要保证，因此从流域尺度水循环角度，综合考虑自 然水循环与人工水循环、河流上下游、河道左右岸的关系，以水 环境系统实现功能性的、自持续性的恢复作为目标［25］，是在流 域尺度上实现水环境系统长期服务功能的重要保证，是水环境 可持续利用研究的的科学前沿和挑战。
摘 要： 总结了近年来国内外水环境恢复及其可持续利用方面的研究进展。虽然在水污染治理和水环境恢复 从单纯的污水处理和污染源控制到基于水循环的流域尺度水环境系统的治理、恢复和可持续利用方向的发展， 取得了一定的研究成果，但对水环境的恢复复杂机理、可预测性以及恢复过程还有待深入探讨。在对国内外经 验总结的基础上，对上述问题提出展望。 关键词： 水环境； 水循环； 可恢复性； 可持续利用
（ 2） 水环境系统的自持续性［26 － 50］。Middleton（ 1999） 总结 了“恢复”概念的发展，他认为“恢复”的目标是寻求具有自调节 和完整性的系统，而不是重建一个在当前土地利用和全球气候 变化影响下，不可能去定义和恢复的受干扰前的景观。因而，在 人类活动影响下，流域（ 区域） 水环境系统始终处于一种不断变 化的状态，水环境不可能完全恢复到原来的状态，以自持续性为 标准来衡量水环境的恢复是有科学道理的。
由上述可见，在对水环境恢复的研究过程中，人们对水环境 恢复的机理有了一定的认识，并对水资源可再生性提出了一些 评价标准。水污染治理与水环境恢复已从单纯的污水处理和污 染源控制向基于水循环的流域尺度水环境系统的治理、恢复和 可持续利用方向发展［23］。
2 研究面临的挑战
（ 1） 水环境恢复与可持续利用的目标。水环境承载能力是 水环境可持续利用程度的评价依据，它是指在一定的水域，其水 体能够被继续使用并仍保持良好生态系统时，所能够容纳污水 及污染物的最大能力 （ 汪恕诚，2002） ［24］，其中“水体能够被继 续使用并仍保持良好生态系统”的提法是对水环境可持续利用
水资源严重短缺与水环境日益恶化是制约我国社会经济发 展的重要瓶颈，特别是由于污染造成的水质型缺水现象日益显 现，如何有效地 遏 制 水 环 境 恶 化 趋 势，重 新 建 立 起 水 的 健 康 循 环，恢复良好的水环境，是当前水资源可持续利用与人类永续发 展的根本性问 题［1］。 水 环 境 恢 复 及 其 可 持 续 利 用 是 多 学 科 交 叉的研究领域，当前其主要研究领域包括恢复健康的自然水循 环、建立健康的社会水循环、维持流域生态系统平衡、水环境系 统可恢复性和人类活动影响等方面。随着科学研究的不断深入 和越来越多水环境恢复工程的实施，由于人们对人类与自然系 统之间的关系、人类活动对水环境系统变化的影响、水环境的可 恢复性机理等方面仍然缺乏深入的理解，无法准确模拟、预测水 环境恢复的过程及评价水环境恢复的结果，使得很多水环境恢 复缺乏全局观，恢复后的水环境系统缺乏自持续性，无法达到通 过水环境系统的恢复，实现水环境可持续利用的目的。
櫌櫌殺