地下水生態(tài)價(jià)值調(diào)查研究大有可為
【谷騰環(huán)保網(wǎng)訊】地下水具有重要的資源屬性和生態(tài)功能，對(duì)保障農(nóng)業(yè)灌溉、生活生產(chǎn)供水和維系生態(tài)平衡發(fā)揮著重要作用。依賴(lài)地下水生態(tài)系統(tǒng)（Groundwater Dependent Ecosystems，簡(jiǎn)稱(chēng)GDEs）是指依靠地下水來(lái)維持生態(tài)結(jié)構(gòu)和功能的生態(tài)系統(tǒng)。濕潤(rùn)或干旱地區(qū)的水生、陸地和海岸生態(tài)系統(tǒng)都可能對(duì)地下水具有較強(qiáng)的依賴(lài)性。
GDEs具有較高的生態(tài)價(jià)值，如草地、灌木林等能有效提升區(qū)域防風(fēng)固沙能力，濕地、河岸林等在水質(zhì)凈化和水量調(diào)蓄方面起到重要作用。當(dāng)前，澳大利亞、美國(guó)、智利、歐盟等國(guó)家和地區(qū)相繼加強(qiáng)GDEs維護(hù)，配套出臺(tái)了GDEs調(diào)查相關(guān)文件，并將其生態(tài)供水量納入水資源綜合管理范疇。筆者認(rèn)為，我國(guó)也亟待深化地下水生態(tài)價(jià)值研究，開(kāi)展GDEs可持續(xù)管理探索實(shí)踐。
對(duì)GDEs的系統(tǒng)研究尚待提高
地下水是維持GDEs平衡的核心資源。近年來(lái)，隨著人類(lèi)開(kāi)發(fā)活動(dòng)強(qiáng)度增大和氣候變化加劇，我國(guó)部分地區(qū)，尤其是干旱區(qū)，水平衡發(fā)生變異，局部地區(qū)地下水生態(tài)功能加速喪失，鹽漬化、荒漠化、濕地退化等生態(tài)問(wèn)題凸顯，GDEs健康狀況堪憂(yōu)。目前，我國(guó)在烏魯木齊河流域、疏勒河流域、格爾木河流域等干旱半干旱典型區(qū)域開(kāi)展了針對(duì)GDEs識(shí)別方法、類(lèi)型劃分與影響因素等方面的探索，但是對(duì)GDEs的認(rèn)識(shí)仍處于起步階段，缺乏系統(tǒng)性研究。
一是未形成科學(xué)、系統(tǒng)的GDEs調(diào)查評(píng)價(jià)技術(shù)方法。我國(guó)還未出臺(tái)GDEs相關(guān)調(diào)查評(píng)價(jià)技術(shù)指南或規(guī)范文件。調(diào)查技術(shù)手段較為單一，還需開(kāi)展遙感解譯、地質(zhì)調(diào)查、生態(tài)調(diào)查等系統(tǒng)聯(lián)用的技術(shù)探索。國(guó)內(nèi)GDEs調(diào)查項(xiàng)目相對(duì)較少，開(kāi)展的調(diào)查也多側(cè)重于對(duì)生態(tài)水文、生態(tài)安全、生態(tài)價(jià)值等方面的評(píng)估，鮮見(jiàn)對(duì)于地下水依賴(lài)程度作出評(píng)價(jià)。
二是GDEs相互作用和演化機(jī)制研究不足。國(guó)內(nèi)相關(guān)研究起步較晚，主要涉及地下水與植被、地下水與土壤、地下水與地表水、地下水與鹽分等相互作用研究，GDEs中的地下水—土壤—植被響應(yīng)機(jī)制、GDEs突變生態(tài)閾值等問(wèn)題還有待解決。
三是缺乏GDEs可持續(xù)管理經(jīng)驗(yàn)和政策。GDEs識(shí)別后，如何進(jìn)行有效管理、維護(hù)其生態(tài)平衡，目前可參考的經(jīng)驗(yàn)做法較少，缺乏政策支撐。比如，地下水在華北和西北部分地區(qū)供水體系中占據(jù)主導(dǎo)地位，GDEs區(qū)域地下水用于農(nóng)業(yè)灌溉占比高但產(chǎn)生效益低，探索確定地下水生態(tài)需水量和維持生態(tài)水位，建立可持續(xù)的GDEs管理機(jī)制尤為重要、有待研究。
烏魯木齊河流域的GDEs調(diào)查實(shí)踐
作為國(guó)內(nèi)為數(shù)不多的GDEs調(diào)查項(xiàng)目之一，烏魯木齊河流域GDEs調(diào)查項(xiàng)目的開(kāi)展，對(duì)于指導(dǎo)區(qū)域地下水資源合理開(kāi)發(fā)利用、改善生態(tài)功能提供了技術(shù)支撐，也為開(kāi)展GDEs系統(tǒng)研究提供了技術(shù)示范，可供其他項(xiàng)目借鑒。
烏魯木齊是干旱缺水型城市，地下水資源量超過(guò)其水資源總量的50%，近年來(lái)地下水在其供水體系中貢獻(xiàn)超過(guò)35%。烏魯木齊河GDEs是烏魯木齊市主要的補(bǔ)給水源和生態(tài)屏障，對(duì)于維系當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)平衡和社會(huì)發(fā)展起到重要作用。但是根據(jù)《國(guó)家地下水監(jiān)測(cè)報(bào)告（2023）》，烏魯木齊河流域地下水水位總體呈下降趨勢(shì)，GDEs狀況堪憂(yōu)，開(kāi)展GDEs調(diào)查正逢其時(shí)。
烏魯木齊河流域GDEs調(diào)查項(xiàng)目明確了流域GDEs時(shí)空分布特征。通過(guò)遙感解譯、地質(zhì)調(diào)查、生態(tài)調(diào)查、采樣分析、同位素驗(yàn)證等技術(shù)手段，構(gòu)建了一套GDEs調(diào)查識(shí)別技術(shù)方法體系，識(shí)別出流域GDEs主要存在陸生植被、岸邊植被和濕地生態(tài)系統(tǒng)，占流域總面積的26.9%。構(gòu)建了一套GDEs依賴(lài)程度評(píng)估體系，將土壤含鹽量、包氣帶介質(zhì)、干旱指數(shù)等干旱區(qū)特征指標(biāo)納入其中，對(duì)流域GDEs依賴(lài)程度進(jìn)行了區(qū)劃研究。
項(xiàng)目研究了地下水和植被作用關(guān)系模型，揭示了地下水生態(tài)價(jià)值；構(gòu)建了GDEs中草本和灌木的“地下水埋深—土壤理化性質(zhì)—植物群落”結(jié)構(gòu)關(guān)系模型，發(fā)現(xiàn)地下水埋深對(duì)草本植物影響較大，而灌木受土壤理化性質(zhì)的影響較大；探究了草本、灌木在不同生態(tài)系統(tǒng)下的地下水生態(tài)水位閾值，為維持相關(guān)植被生長(zhǎng)提供了指示參考。項(xiàng)目還進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)芨芨草、檉柳、駱駝刺、梭梭、膜果麻黃等對(duì)地下水依賴(lài)程度較高，需要重點(diǎn)關(guān)注地下水變化對(duì)這些植物產(chǎn)生的影響。
項(xiàng)目開(kāi)展了GDEs適宜性評(píng)估，為流域GDEs保護(hù)修復(fù)提供了科學(xué)建議；構(gòu)建了生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)能力評(píng)估模型，得出“流域整體生態(tài)恢復(fù)力指數(shù)較好”的判斷。通過(guò)地下水模型預(yù)測(cè)，對(duì)管理部門(mén)重點(diǎn)關(guān)注的柴窩堡湖區(qū)域和北部綠洲與荒漠過(guò)渡帶進(jìn)行重點(diǎn)分析。其中，針對(duì)柴窩堡湖區(qū)域水資源開(kāi)發(fā)強(qiáng)度較高的情況，計(jì)算出了維持現(xiàn)有湖泊水量相對(duì)平衡的取水限值；針對(duì)北部綠洲與荒漠過(guò)渡帶水位埋深較淺生態(tài)易退化的情況，建議加強(qiáng)周邊區(qū)域水資源的可持續(xù)利用。此外，還從鹽漬化防控、節(jié)水調(diào)水蓄水、生態(tài)修復(fù)等角度給出了建議。
項(xiàng)目還建設(shè)了國(guó)內(nèi)首座干旱區(qū)GDEs多要素觀(guān)測(cè)站和系統(tǒng)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了氣候—植被—土壤—地下水相關(guān)指標(biāo)的持續(xù)穩(wěn)定觀(guān)測(cè)，可為開(kāi)展GDEs中“植被—土壤—地下水”相互作用機(jī)制研究提供長(zhǎng)序列監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。
推動(dòng)構(gòu)建GDEs調(diào)查評(píng)估和管理體系的對(duì)策建議
推動(dòng)GDEs可持續(xù)發(fā)展應(yīng)高度重視地下水在我國(guó)的生態(tài)功能和資源屬性，推動(dòng)構(gòu)建GDEs調(diào)查評(píng)估和管理體系，努力找到保護(hù)修復(fù)的最佳方案。
一是推動(dòng)開(kāi)展GDEs識(shí)別劃分工作。推動(dòng)制定GDEs范圍識(shí)別、類(lèi)型判定、依賴(lài)程度評(píng)估、地下水生態(tài)水位等技術(shù)指南或標(biāo)準(zhǔn)，鼓勵(lì)設(shè)立團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范技術(shù)要求，深入開(kāi)展GDEs調(diào)查評(píng)估。總結(jié)和推廣已開(kāi)展的項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，繼續(xù)選取西北、華北、西南等典型干旱半干旱區(qū)、巖溶區(qū)或地下水開(kāi)發(fā)程度高的區(qū)域開(kāi)展GDEs調(diào)查評(píng)估。
二是深入開(kāi)展GDEs退化機(jī)制研究。支持開(kāi)展GDEs相關(guān)指標(biāo)長(zhǎng)時(shí)間序列觀(guān)測(cè)，構(gòu)建我國(guó)典型區(qū)域GDEs觀(guān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)。推動(dòng)開(kāi)展地下水—土壤—植被響應(yīng)機(jī)制、GDEs突變生態(tài)閾值研究，加大相關(guān)區(qū)域荒漠化、鹽漬化、濕地退化等生態(tài)退化機(jī)制研究。探索典型區(qū)域生態(tài)需水量和生態(tài)水位，有效推動(dòng)GDEs可持續(xù)研究和管理實(shí)踐。
三是將GDEs程度區(qū)劃與生態(tài)空間管控要求銜接。GDEs中地下水依賴(lài)程度高低對(duì)于維持地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定至關(guān)重要，推動(dòng)將典型區(qū)域GDEs依賴(lài)程度分區(qū)納入地下水污染防治重點(diǎn)區(qū)劃定研究，從而與空間管控要求進(jìn)行有效銜接。開(kāi)展GDEs保護(hù)修復(fù)試點(diǎn)工程，因地制宜、分區(qū)制定保護(hù)修復(fù)策略，宜林則林、宜草則草、宜濕則濕、宜荒則荒。
作者單位：周欣、鄭明霞、何連生，中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院；田佳玉，烏魯木齊市生態(tài)環(huán)境局
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