复合生态系统中水滞竭评价与调控研究

来源 :中国科学院生态环境研究中心 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lulei81331502
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我国正面临越来越重的生态环境压力,其中的原因之一,就是人类复合生态系统中出现了严重的生态滞竭现象。本论文研究复合生态系统中的水滞竭现象,对生态滞竭进行了定义。对一个特定的生态系统,在一定时间和空间,如果该生态系统与外界,或生态系统内部各单元之间,通过物质和能量的交换、交流,使物质和能量在系统中产生了积聚,或交换和交流过程变得不通畅甚至被完全阻塞,以致对生态系统的结构和功能造成了正面或负面影响,这种现象称为生态滞。如果是物质和能量的积聚,则称为生态留滞,如果是交换和交流过程的不通畅,则称为生态阻滞。对一个特定的生态系统,在一定的时间和空间,如果生态系统的内部,或其内部的某些单元,其中的物质和能量的存量下降或其代谢过程(强度或频率)加快,对生态系统的结构和功能造成了(正面或负面的)影响,这种现象叫生态竭。如果这种下降是由于人类的消耗所造成的,称为生态耗竭,如果这种现象不是人类消耗造成的,则叫生态衰竭。生态竭如果是山内部自行调节所致,叫内竭,如果是外部环境或人为因素引起的,叫外竭。   针对复合生态系统水滞竭的评价,提出将水资源分成水资源的流量和存量两部分。建立了系列的水生态滞竭结果的系列指数评价方法,包括水资源衰竭的评价方法和水资源耗竭的评价方法,以及水资源竭的综合评价方法。在改造前人研究成果的基础上,提出了水阻滞的评价方法。建立了水滞竭动力学的评价方法,包括采用指数方法的产业用水贡献率评价方法、产业结构偏水度评价方法以及在物质流分析方法基础上建立的城市水生态足迹计算方法。在水资源消耗方面,提出要全面研究水资源的直接消耗和间接消耗。将这些建立的方法应用于扬州,比较好地评价了扬州水滞竭的情况,   对扬州的评价结论是:   尽管扬州的降雨很丰富,但由于人口众多,扬州本地的产水已经不能满足当地对水资源的需要。扬州水资源的存量总也不高,其中,高邮湖、宝应湖和邵伯湖占了水资源存量的大部分。水污染加剧了水资源不足的问题。水资源的衰竭和耗竭,已经是扬州比较严重的问题,其水资源竭的综合评价指数为pA=0.502。九五期间,扬州市硬化地面所占的比例不大,但上升势头明显,升高了32.2%。市区的径流系数没有太大的变化,稳定在0.584~0.586之间。全区的径流系数虽然不高,但九五期间也上升了1.76%。与假定没有硬化地面相比,城区地面的产流量变化很大,地面硬化,使城市的产流量增加了约3倍。   动力学的评价结果是,从产业用水贡献率的指数看,以农业用水的贡献率最差,它的水资源消耗量占了生产水耗的89%左右,而经济产出只占了12%-14%。在工业部门内部,第一位的是化工行业。总体来看,扬州市目前的产业结构还不是特别偏向耗水多的行业。五年中间,产业结构偏水度属于稳中有升的局面,上升了10.4%,其中,以1998和1999两年的偏水度最高。从工业内部看,这五年中,偏水度呈现下降的局面,下降了17.7%,其中,最高的年份是1999年,为0.449。扬州市在整个九五期间水生态足迹变动不是很大,大体上稳定在每年14-16亿立方米之间,属于稳中有升的趋势。扬州市通过引进原料或产品而间接引进的水资源量上升的趋势表现得非常强烈,随产品出口的水量也有类似的趋势。扬州市通过产品出口的水量远大于进口的水量,主要原因在于农产品的出口。这五年中出口水量与进口水量的比有下降的趋势。比较生产性水消耗和生活性水消耗,九五期间,扬州市的生产性水消耗有明显上升的趋势,而生活性水消耗的变动趋势表现得不是十分明显。   九五期间,扬州的工业废水排放量有所下降。在扬州市所属的不同县(市)中,以扬州市区的工业废水排放量为最大,其次为仪征和江都,还有宝应。从污染物来看,以有机污染为主,主要污染物为化学需氧量、挥发酚及硫化物。生活污水排放量逐年增加。九五时期,农业方面来自养殖业排放的污染物呈上升趋势,畜牧有机污染物排放量已经超过了工业的排放量,为工业排放量的2倍以上。导致扬州水污染的另一个重要原因是复合生态系统中,还原者的功能严重弱化。   扬州湿地萎缩的原因有自然原因,也有人为原因。自然原因源于黄河的泛滥带来的泥沙,人为原因在于围垦及其管理和人为处理黄淮运的关系。人地矛盾是导致围垦盛行的内在动力,管理失控是围垦的外在因素。扬州湿地萎缩,是以自然因素为基础,迭加上了人类社会经济因素,并由初期的自然因素占主导地位,逐渐转移到人类社会经济占主导地位,最终人为因素完全占据了主导地位。   对于扬州的水滞竭进行调控,提出了自己的一些设想,总的原则是要改滞为流,改竭为蓄。策略有加强水资源开发,减少水资源流出,提高水质等级。在民意调查的基础上,建议加强对市民的行为诱导,倡导文明生活习惯,依靠人民群众,改善水生态质量。调整水资源管理体制,理顺水资源管理关系。
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