土地整理对区域蓝绿水资源配置的影响.doc

土地整理对区域蓝绿水资源配置的影响摘要绿水是流域内对植物和生态有积极作用的水量,是通过蒸散发流向大气圈的水汽流。绿水概念的提出有助于强化人类对自然界生态需水的重视。论文分析了大尺度水文循环中绿水流的影响因素,阐述了绿水资源对维持全球生态系统服务功能的积极意义。论文以土地整理过程为研究对象,按照水资源配置的公平性要求,构建符合土地整理特点的蓝绿水资源配置模型。模型综合考虑了蓝绿水生成机理、区域水权配置原则、上下游水量传输规律及区域水量配置方法等关键技术。最后以湖北省武汉市新洲区汪集街孔埠新农村试点土地整理工程为实例,对该区域蓝绿水配置情况进行深入研究。结果表明,土地整理中的土地利用/覆被变化影响区域耕地结构和生态系统服务价值,从而改变区域蓝水和绿水配置权值,实施区域内的人胜村、姚堤村、程山村的蓝绿水配置水量分别增加了4799m�3/a、779m�3/a、21539m�3/a,而堤围村、吴河村则分别减少了14372m�3/a、12745m�3/a。关键词土地整理;绿水;蓝水;配置;生态服务价值中图分类号D035文献标识码A文章编号1002-2104(2011)05-0044-06 doi:.1002- “绿水”的概念首先由Falkenmark[1]提出,用以与存在于河流、湖泊、湿地、海洋中的传统“蓝水”相区别。相关观点认为,区域或流域内降雨转变为两个主要部分――蓝水和绿水,其中“蓝水”是指区域或流域内的液态水,主要用于农业灌溉及生活用水等方面,而“绿水”是指流域内存留于非饱和土壤的土壤水,其主要表现为包括植物蒸腾、水面蒸发、土壤蒸发和其它形式的蒸散发。从广义上来看,绿水可以解释为区域或流域内的蒸散发总量;从狭义上来看,绿水是指区域或流域内对植物和生态有益的蒸发量,不包括土壤蒸发和水面蒸发等形式消耗的其他水量。根据上述定义,全球范围内的灌溉农业不仅需要通过灌溉方式获得的蓝水,同时也需要通过降雨直接获得的绿水;而雨养农业则主要依赖于绿水[2]。目前国内外诸多学者开始将“绿水”引入资源、生态、环境等领域的科学研究中。Jansson等[3]、Hope等[4]提出要摒弃片面强调蓝水作用的传统观念,强调绿水对维系生态系统功能、发展农业经济的重要性。Rokstrom[5]认为绿水是地球水资源返回大气的一种特殊形式的径流。从水文循环角度分析,全球尺度内65%的降水通过深林、湿地、草地、农田的蒸发和散发返回到大气,成为绿水,其余35%的降水存储于河流、湖泊及土壤含水层中,成为传统意义上的蓝水[6]。相关定量研究结果表明,-×10�5km�3/a[7-8],地表水资源匮乏的非洲地区更为依赖绿水资源:尼罗河流域的粮食生产所需水源有83%来自绿水,预计到2050年该地区对绿水的需求量会增长103%,对蓝水的需求量只增长29%[9]。本文从分析绿水资源的内涵入手,探讨大气-地球水文循环中绿水流的影响因素,同时剖析绿水资源对维持全球生态系统服务能力的重要意义。在此基础之上,以土地整理为研究对象,从水资源公平配置的原则出发,重点研究土地整理中土地利用/覆被变化对区域蓝水、绿水配置的影响,为维护生态环境可持续发展和土地整理规划提供科学的支持信息。 1绿水的功能绿水的本质是通过蒸散发的途径流向大气圈的水汽流,因此影响蒸散发的因素都将会影响绿水。宏观尺度上,绿水主要受气候因素影响;在微观尺度上,绿水还受作物的生物和生理特征以及土壤水分有效性影响。因此绿水流决定于生物物理条件、田间管理水平和土地利用方式。其中,不论是在全球尺度还是流域尺度,人类活动一直在改变土地利用与覆被状况,并以此深刻影响着绿水流的变化。对土地利用改变所导致绿水流变化的估算结果表明[6],从原始社会状态开始到1950年左右,绿水流逐年减少,累计减少总量约为3700km�3/a;1950年之后,随着农业技术的发展,绿水流又开始增加,到1980年累计增加约为2900km�3/a。人类对土地利用/覆被的改变(主要表现为砍伐森林、开荒种田)%,%[10]。考虑到农田蒸散发量远低于森林蒸散发量,因此全球绿水流持续减少与全球耕地面积增加的趋势保持一致。与传统观念中“蓝水”相比,“绿水”是一种视觉上不可见但具有相当重要意义的水资源。就全球范围而言,当前雨养农业是生产人类生存所需粮食的重要途径之一,而60%的粮食生产以及全部的畜牧业肉产品、林产品生产都依赖于绿水[8]。源自农田、水域、湿地、林地等不同土地类型的绿水流,源源不断地流向大气圈,从而为全球农业(尤其是雨养农业)的可持续发展和世界粮食生产提供了重要的支持力量。有学者