地下水生態價值調查研究大有可為
【谷騰環保網訊】地(di)(di)下水(shui)具(ju)(ju)有(you)重(zhong)要的資源屬性和生態(tai)功能,對(dui)保障(zhang)農業(ye)灌溉、生活(huo)生產供(gong)水(shui)和維系(xi)(xi)生態(tai)平衡發揮(hui)著重(zhong)要作用。依賴地(di)(di)下水(shui)生態(tai)系(xi)(xi)統(Groundwater Dependent Ecosystems,簡稱GDEs)是指(zhi)依靠地(di)(di)下水(shui)來維持生態(tai)結構和功能的生態(tai)系(xi)(xi)統。濕潤或干旱地(di)(di)區的水(shui)生、陸(lu)地(di)(di)和海岸生態(tai)系(xi)(xi)統都可(ke)能對(dui)地(di)(di)下水(shui)具(ju)(ju)有(you)較強的依賴性。
GDEs具(ju)有較(jiao)高(gao)的生(sheng)態(tai)價值,如草地(di)(di)、灌木林等能(neng)有效提升區(qu)域防風固沙能(neng)力,濕地(di)(di)、河岸林等在水(shui)(shui)質(zhi)凈化和水(shui)(shui)量調蓄方面起到(dao)重要(yao)作用。當前,澳大(da)利亞(ya)、美國、智利、歐盟等國家和地(di)(di)區(qu)相(xiang)(xiang)繼加強GDEs維護,配套出臺了GDEs調查相(xiang)(xiang)關文件,并將其生(sheng)態(tai)供(gong)水(shui)(shui)量納(na)入(ru)水(shui)(shui)資(zi)源綜(zong)合管理(li)(li)范(fan)疇。筆者認為,我國也(ye)亟待(dai)深化地(di)(di)下(xia)水(shui)(shui)生(sheng)態(tai)價值研究(jiu),開展GDEs可(ke)持續管理(li)(li)探索實踐。
對GDEs的系統研究尚待提高
地(di)下水(shui)是維持GDEs平衡(heng)的(de)核心資源。近年來,隨(sui)著人類開發(fa)活動(dong)強度增大和氣候(hou)變化(hua)加劇,我國(guo)部分(fen)地(di)區,尤其是干(gan)旱(han)區,水(shui)平衡(heng)發(fa)生(sheng)變異,局(ju)部地(di)區地(di)下水(shui)生(sheng)態功能加速喪(sang)失(shi),鹽漬化(hua)、荒漠(mo)化(hua)、濕地(di)退(tui)化(hua)等生(sheng)態問題凸顯,GDEs健康狀況堪憂。目前,我國(guo)在烏魯木齊河(he)流域(yu)、疏勒河(he)流域(yu)、格爾木河(he)流域(yu)等干(gan)旱(han)半干(gan)旱(han)典(dian)型(xing)區域(yu)開展了針對(dui)GDEs識別(bie)方法、類型(xing)劃分(fen)與(yu)影響因素等方面的(de)探索,但是對(dui)GDEs的(de)認(ren)識仍處于起步階段,缺乏系統性研究。
一是未(wei)形(xing)成科(ke)學、系統的(de)GDEs調(diao)查(cha)(cha)評(ping)價(jia)技(ji)術方(fang)法。我國(guo)還(huan)未(wei)出(chu)臺GDEs相(xiang)關(guan)調(diao)查(cha)(cha)評(ping)價(jia)技(ji)術指南或規范文(wen)件。調(diao)查(cha)(cha)技(ji)術手段較為單(dan)一,還(huan)需開展(zhan)遙感解譯、地(di)質調(diao)查(cha)(cha)、生(sheng)態(tai)(tai)(tai)調(diao)查(cha)(cha)等(deng)系統聯用(yong)的(de)技(ji)術探(tan)索(suo)。國(guo)內GDEs調(diao)查(cha)(cha)項目相(xiang)對(dui)(dui)較少,開展(zhan)的(de)調(diao)查(cha)(cha)也多側重于對(dui)(dui)生(sheng)態(tai)(tai)(tai)水(shui)文(wen)、生(sheng)態(tai)(tai)(tai)安(an)全、生(sheng)態(tai)(tai)(tai)價(jia)值等(deng)方(fang)面的(de)評(ping)估(gu),鮮見(jian)對(dui)(dui)于地(di)下水(shui)依賴程度(du)作出(chu)評(ping)價(jia)。
二是(shi)GDEs相互作用和演化機制研究(jiu)不(bu)足。國(guo)內相關研究(jiu)起步較晚,主要(yao)涉及地(di)(di)(di)下水(shui)與(yu)(yu)植被、地(di)(di)(di)下水(shui)與(yu)(yu)土壤、地(di)(di)(di)下水(shui)與(yu)(yu)地(di)(di)(di)表水(shui)、地(di)(di)(di)下水(shui)與(yu)(yu)鹽分等相互作用研究(jiu),GDEs中(zhong)的地(di)(di)(di)下水(shui)—土壤—植被響應機制、GDEs突(tu)變生態閾值等問題還有待(dai)解(jie)決。
三是缺乏(fa)GDEs可(ke)(ke)持續(xu)管(guan)理經驗和(he)政策。GDEs識別后,如(ru)何(he)進行有(you)效管(guan)理、維護(hu)其生態平衡(heng),目前可(ke)(ke)參考(kao)的經驗做法較(jiao)少(shao),缺乏(fa)政策支撐(cheng)。比如(ru),地(di)(di)下水在華北和(he)西北部分地(di)(di)區供水體(ti)系中占據(ju)主導(dao)地(di)(di)位,GDEs區域地(di)(di)下水用于農業灌溉占比高但產生效益低(di),探索確定(ding)地(di)(di)下水生態需水量和(he)維持生態水位,建立可(ke)(ke)持續(xu)的GDEs管(guan)理機(ji)制(zhi)尤為重要、有(you)待研究(jiu)。
烏魯木齊河流域的GDEs調查實踐
作為(wei)國內(nei)為(wei)數(shu)不多的GDEs調查項目之一,烏(wu)魯木(mu)齊河(he)流域GDEs調查項目的開展,對于指導區域地下水(shui)資源合理開發利用、改善生(sheng)態功能提供(gong)了技(ji)術支(zhi)撐,也(ye)為(wei)開展GDEs系統研究提供(gong)了技(ji)術示范,可供(gong)其他(ta)項目借鑒(jian)。
烏(wu)魯(lu)木(mu)齊(qi)是干(gan)旱缺(que)水(shui)型城市,地下(xia)水(shui)資(zi)源量超過(guo)其水(shui)資(zi)源總量的50%,近年來(lai)地下(xia)水(shui)在其供水(shui)體系(xi)中貢獻(xian)超過(guo)35%。烏(wu)魯(lu)木(mu)齊(qi)河GDEs是烏(wu)魯(lu)木(mu)齊(qi)市主(zhu)要(yao)的補給水(shui)源和(he)生態屏障,對于維系(xi)當地生態平(ping)衡(heng)和(he)社會發展起到重要(yao)作用。但是根據《國家(jia)地下(xia)水(shui)監測報告(2023)》,烏(wu)魯(lu)木(mu)齊(qi)河流域(yu)地下(xia)水(shui)水(shui)位(wei)總體呈下(xia)降(jiang)趨勢,GDEs狀(zhuang)況堪憂,開展GDEs調查正逢(feng)其時。
烏魯木齊(qi)河(he)流(liu)域(yu)(yu)GDEs調(diao)(diao)查項目(mu)明確(que)了流(liu)域(yu)(yu)GDEs時空分布特征。通(tong)過遙感解譯、地質(zhi)調(diao)(diao)查、生態調(diao)(diao)查、采樣(yang)分析、同位素驗證(zheng)等技(ji)術手段(duan),構(gou)建(jian)(jian)了一套GDEs調(diao)(diao)查識別(bie)技(ji)術方法(fa)體(ti)系(xi)(xi),識別(bie)出流(liu)域(yu)(yu)GDEs主要存在陸生植(zhi)被、岸邊植(zhi)被和(he)濕(shi)地生態系(xi)(xi)統(tong),占流(liu)域(yu)(yu)總面積的26.9%。構(gou)建(jian)(jian)了一套GDEs依賴程度評估體(ti)系(xi)(xi),將土壤(rang)含鹽量、包氣帶(dai)介質(zhi)、干旱(han)指數等干旱(han)區特征指標納入其(qi)中,對(dui)流(liu)域(yu)(yu)GDEs依賴程度進行(xing)了區劃研究。
項目研究(jiu)了地(di)下(xia)水(shui)和植(zhi)(zhi)被作(zuo)用關(guan)(guan)系(xi)模型(xing),揭示(shi)(shi)了地(di)下(xia)水(shui)生態(tai)(tai)價值(zhi);構建(jian)了GDEs中草(cao)本和灌木(mu)的(de)“地(di)下(xia)水(shui)埋深—土(tu)壤理(li)化性質(zhi)—植(zhi)(zhi)物(wu)群落”結構關(guan)(guan)系(xi)模型(xing),發現地(di)下(xia)水(shui)埋深對草(cao)本植(zhi)(zhi)物(wu)影響較(jiao)大,而灌木(mu)受(shou)土(tu)壤理(li)化性質(zhi)的(de)影響較(jiao)大;探究(jiu)了草(cao)本、灌木(mu)在不同(tong)生態(tai)(tai)系(xi)統下(xia)的(de)地(di)下(xia)水(shui)生態(tai)(tai)水(shui)位閾值(zhi),為維持相關(guan)(guan)植(zhi)(zhi)被生長提供了指(zhi)示(shi)(shi)參(can)考。項目還進(jin)一步發現芨芨草(cao)、檉柳(liu)、駱駝刺、梭(suo)梭(suo)、膜果麻黃(huang)等對地(di)下(xia)水(shui)依賴程度較(jiao)高,需要重點關(guan)(guan)注地(di)下(xia)水(shui)變化對這些植(zhi)(zhi)物(wu)產(chan)生的(de)影響。
項目開展了(le)GDEs適宜性評(ping)估(gu),為流域(yu)GDEs保護修(xiu)(xiu)復提供(gong)了(le)科(ke)學建議(yi);構建了(le)生(sheng)態系統(tong)恢復能(neng)力(li)評(ping)估(gu)模(mo)型,得(de)出(chu)(chu)“流域(yu)整體生(sheng)態恢復力(li)指數(shu)較(jiao)好(hao)”的判斷。通過(guo)地下水(shui)(shui)(shui)模(mo)型預測,對管理部(bu)門重(zhong)點關(guan)注的柴(chai)窩(wo)堡湖區(qu)域(yu)和北(bei)部(bu)綠洲(zhou)與荒漠過(guo)渡帶進(jin)行(xing)重(zhong)點分析。其中,針對柴(chai)窩(wo)堡湖區(qu)域(yu)水(shui)(shui)(shui)資源(yuan)開發強(qiang)度較(jiao)高的情(qing)況,計算出(chu)(chu)了(le)維持現有(you)湖泊水(shui)(shui)(shui)量相對平衡(heng)的取水(shui)(shui)(shui)限(xian)值;針對北(bei)部(bu)綠洲(zhou)與荒漠過(guo)渡帶水(shui)(shui)(shui)位埋深(shen)較(jiao)淺生(sheng)態易退化的情(qing)況,建議(yi)加強(qiang)周邊區(qu)域(yu)水(shui)(shui)(shui)資源(yuan)的可持續利用(yong)。此外,還從(cong)鹽漬化防控、節水(shui)(shui)(shui)調(diao)水(shui)(shui)(shui)蓄水(shui)(shui)(shui)、生(sheng)態修(xiu)(xiu)復等角度給出(chu)(chu)了(le)建議(yi)。
項目還(huan)建設了(le)國內首座(zuo)干(gan)旱(han)區(qu)GDEs多要素觀測站和系統平臺,實現了(le)氣(qi)候—植被—土(tu)壤—地下(xia)水相關指標的(de)持續穩(wen)定觀測,可(ke)為開展GDEs中“植被—土(tu)壤—地下(xia)水”相互作用(yong)機(ji)制(zhi)研究提供長(chang)序列(lie)監(jian)測數據。
推動構建GDEs調查評估和管理體系的對策建議
推(tui)動GDEs可持續發展應高度重視地下水在(zai)我(wo)國的生(sheng)態功能和資源屬性(xing),推(tui)動構(gou)建GDEs調查評估(gu)和管理體(ti)系,努(nu)力找到保護修復的最佳(jia)方案。
一是推動開(kai)(kai)展GDEs識別(bie)劃分工作。推動制(zhi)定GDEs范圍識別(bie)、類型判定、依賴程度評(ping)估、地下水生態水位等技術指南(nan)或(huo)標準,鼓勵(li)設立團體(ti)標準,規范技術要求,深入開(kai)(kai)展GDEs調(diao)查評(ping)估。總結和推廣已開(kai)(kai)展的(de)項目經驗,繼續選取(qu)西北、華北、西南(nan)等典(dian)型干旱半干旱區、巖溶區或(huo)地下水開(kai)(kai)發程度高的(de)區域(yu)開(kai)(kai)展GDEs調(diao)查評(ping)估。
二是深入開展GDEs退化(hua)(hua)(hua)機(ji)制研(yan)(yan)究。支持開展GDEs相(xiang)關指標(biao)長(chang)時(shi)間(jian)序列(lie)觀測,構建我國典(dian)型區(qu)域(yu)GDEs觀測網絡(luo)。推(tui)動開展地(di)下水—土壤—植被響應(ying)機(ji)制、GDEs突變(bian)生態(tai)閾值研(yan)(yan)究,加大相(xiang)關區(qu)域(yu)荒(huang)漠(mo)化(hua)(hua)(hua)、鹽漬(zi)化(hua)(hua)(hua)、濕地(di)退化(hua)(hua)(hua)等生態(tai)退化(hua)(hua)(hua)機(ji)制研(yan)(yan)究。探索典(dian)型區(qu)域(yu)生態(tai)需水量和(he)生態(tai)水位(wei),有效(xiao)推(tui)動GDEs可持續研(yan)(yan)究和(he)管理實(shi)踐(jian)。
三是將(jiang)(jiang)GDEs程(cheng)度區(qu)劃(hua)與生態空間管控要求(qiu)銜(xian)接(jie)。GDEs中地下水依(yi)賴程(cheng)度高低對(dui)于維持(chi)地區(qu)生態系(xi)統穩定(ding)至關重要,推動將(jiang)(jiang)典(dian)型區(qu)域(yu)GDEs依(yi)賴程(cheng)度分區(qu)納入地下水污染防治重點(dian)區(qu)劃(hua)定(ding)研(yan)究,從(cong)而與空間管控要求(qiu)進行有效銜(xian)接(jie)。開展(zhan)GDEs保護修(xiu)復試(shi)點(dian)工程(cheng),因(yin)地制宜、分區(qu)制定(ding)保護修(xiu)復策略,宜林(lin)則林(lin)、宜草(cao)則草(cao)、宜濕(shi)則濕(shi)、宜荒則荒。
作(zuo)者單位:周(zhou)欣、鄭明霞、何連生(sheng),中國環(huan)(huan)境(jing)(jing)科學研究院;田佳玉,烏魯(lu)木齊市生(sheng)態(tai)環(huan)(huan)境(jing)(jing)局

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