摘要：生态需水是生态水文学的一个重要的研究课题。凡是与水相关的生态系统自然发育、气候变化和人类活动干预下的生态系统退化等问题，都需要回答维系生态系统所需求的水或者河川径流等问题。本文从介绍生态需水量的概念出发，首先介绍了生态需水量的历史背景及国内外研究现状，然后介绍了生态需水量的主要研究方法，最后提出了目前研究存在的问题及对未来的发展展望。
关键词：生态，需水，计算，问题
Abstract: Ecological water requirement is an important research topic of ecological hydrology. Problems of degraded ecosystem of all water-related ecosystem development, climate change and human activities under the intervention, all need to be answered water or runoff problems needs to maintain the ecosystem. This paper introduces the concept of ecological water demand of ecological water requirement, first introduced the research history at home and abroad, and then introduces the research method of ecological water demand, finally puts forward the existing problems in current research work and prospect for future development.
Keywords: Calculation of ecological water demand,,, problem
中图分类号：F205文献标识码：A文章编号：
随着人口增长和社会经济发展，人类活动对生态环境的影响越来越大，由此引发的生态环境问题也日益突出，就制约我国社会经济可持续发展的水土流失、森林破坏、草场退化、河流断流及湖泊干涸等重大生态环境问题而言，直接或间接地在水资源配置过程中较为重视生产和生活用水，而忽视生态环境保护与建设对水资源的需求。随着人民生活水平的提高，对良好生态环境的需求日益增加，因此合理量化生态环境需水已成为水资源优化配置和生态环境保护与建设中亟待解决的热点问题。
生态需水量概念辨析
尽管目前国内外有关“生态环境需水量”方面的研究很多, 但对其概念界定尚无统一的认识, 研究者多根据其研究目标及其要保护的主要功能提出相应的定义。总体而言，生态需水量是指在一定的生态目标下，维持特定时空范围内生态系统与自然环境正常功能或者恢复到某个稳定状态所需求的水量。
生态需水、生态耗水和生态用水的区别[1]~[2]
生态耗水是指现状多个水资源用户（生产、生活和生态）或者未来水资源配置（生产、生活和生态）后，生态系统实际消耗的水量。它需要通过该区域社会经济与生态耗水的平衡计算确定。生产、生活耗水过大，必然挤占生态耗水。
生态用水是受控于水资源量、供水设施、水处理工程等各种客观条件使用或配置的水，不能保证每个生态系统的用水都在需水的阈值范围内。
相对生态耗水和生态用水，生态需水是指维系一定环境功能状况或目标（现状、恢复或发展）下客观需求的水资源量。
三者数量之间没有绝对的大小排列关系，用水量可以在需水量范围内，也可以超出需水量范围；实际耗水量可以大于用水量也可以小于用水量，主要跟耗水类型和来源有关。
生态需水与环境需水的区别[3]
杨志峰(2003年)提出，生态需水与环境需水两者之间存在交叉和重合的部分，但是二者不同。生态需水主要侧重在生物维持自身发展及保护生物多样性方面，环境需水则主要体现在环境改善方面。环境科学中环境的概念为：围绕人群的空间及其中可以直接或间接影响人类生活和发展的各种因素的总和——人类是主体。从这个意义上说，生态需水和环境需水是一致的，因为其他生物的生存和发展同样也在以人为主体的环境的范畴内。
而就狭义的环境概念，满足人类景观、娱乐的要求对应的环境需水应该是在城市生态系统中某一较低要求的生态需水，该需水的水量和水质主要从人类的需求出发。
2国内外研究异同[4]
国外在水与生态保护领域上，面对的问题性质、严重性、管理目标与我国有很大差别，从深度和广度上都远非我国严重。欧美国家自然条件较为单一，水文情势规律性强。而我国自然条件复杂且受季风控制，河流年际和年内季节性变化巨大，水文情势复杂，自然条件、社会经济发展水平和生态环境状态交织构成的区域水问题复杂多样。迫使我们必须系统地研究水文循环的生态效应，进行不同区域的生态需水理论和方法研究。
国外人口压力小，水源充足，自然状态保持较好。我国生态用水问题突出的流域，经常出现植被退化消亡，河道断流、干涸等生态系统深度破坏的情形，面临国民经济用水与生态用水之间的竞争权衡。国外生态保护采取预防性管理思想，生态管理定位于维护正常状态以上，现有的经验与成果基于流域生态系统维持正常状态的水分条件，以避免危机状态出现，不涉及正常以下的破坏退化过程，如(澳大利亚、美国)限制干旱区经济布局、限定地下水开采地点、枯水季节利用工程调节提高流量或限制用水。我国需要根据不同流域情况，针对与水有关的生态深度破坏现状，进行分阶段多元目标管理。需要更深入研究生态退化过程及其相应的生态需水定义，研究生态危机管理的问题。
国外将生态用水优先考虑，是水资源配置的前提条件，河流管理集中于枯水季节最枯时段的调控。我国需要生态需水参与水资源配置过程，需要解决水资源配置和河流生态流量全过程调度问题。问题决定了研究方向与方法，国外集中于偏安全的单参数的确定，采取在最敏感的季节外包线思路，不涉及分季节危机控制，方法概略，甚至统计平均。我国需要研究流域水循环人为改变与生态系统退化机理，需要多参数全过程研究生态需水，对流域、河道、湿地、地下水进行全方位研究。
研究方法
根据有关文献统计，目前全球有44个不同国家进行河流生态需水计算，所用计算方法超过200种之多，这些方法可以分为4类：
(1)历史流量法。其中较为常用的方法是Montana法、枯水频率法（7Q10）法，其特点是只需要历史流量资料，使用简单、方便，容易将计算结果和水资源规划相结合，具有宏观的指导意义，但由于对河流的实际情况作了过分简化的处理，没有直接考虑生物的需水和生物间的相互影响，通常用于优先度不高的河段，或者作为其他方法的一种检验；Tennant法是脱离特定用途的生态环境用水量计算方法, 也叫Tennant法或Montana法, 是非现场确定河流生态环境需水的典型方法。该方法以河流水生态健康情况下的多年平均流量观测值为基准, 将保护水生态和水环境的河流流量划分为若干个等级,推荐的标准值是以河流健康状况下多年平均流量值的百分数为基础。
（2）水力定额法。较为常用的是湿周法、河道内流量增加法、R2CROSS法和CASIMIR法。河道湿周法认为：保护好临界区域的水生栖息地的湿周，就会对非临界区域的栖息地提供足够的保护。河道内流量增加法认为：通过模拟流速变化和细细地类型的关系，将水力学数据和生物学信息结合，找出适合水生生物栖息的流量。R2CROSS法认为：浅滩是最临界的河流栖息地类型，保护浅滩栖息地也将保护其他的水生栖息地。CASIMIR法认为：水力学模型、流量变化和生物类型之间存在相关关系，建立起模型就可以估算主要水生生物的数量和规模。上述方法优点是只需要进行简单的现场测量，不需要详细的物种-生境关系数据，数据容易获得。但是该方法体现不出季节变化因素，通常不能用于确定季节性河流的流量，但它能为其它方法提供水力学依据所以可与其它方法相结合使用；
（3）栖息地定额法，其代表性方法为IFIM法。该种方法的优点在于能将生物资料与河流流量研究相结合，使其更具有说服力。但是传统分析的重点是目标物种而非整个河流生态系统，因此，它的输出结果也非整个河流管理计划所要求的流量推荐值同时由于定量化的生物信息较难获得，也大大限制了该方法的使用；
（4）整体法，以BBM法为代表性方法，BBM法集中于流量的变化对河流生态环境的影响分析，需要对流量大小变化与相应的河流生态系统进行长年的观测，对不同流量的界定非常关键，整个过程需要由水生生态学家到水利工程师等多个学科团体的参与，较复杂，使用起来比较困难。
上述估算流量的方法在数据要求、选择流量所采用的方法、生态方面的假设以及对河流水力学方面的影响，都有一定的区别。流量法是通过按比例缩小河流的宽度、深度和流速，从而得到一个平均流量，主要用来计算一个流量的估计值；水力学方法集中在保留河道具有足够的水量，保持河流的基本形态；栖息地法的特点是说明栖息地如何随着河流水量的变化而变化，虽然提供了一种非常灵活的估计河流流量的方法，但不容易被应用。上述这些方法对于解决较小型河道生态环境需水量时较为实用，但对于大河而言，需要有更多的实践和参数变换。同时，这些方法不太适宜于湖泊、沼泽、湿地等，因此仍需要开展更广泛的方法学研究。
结论
当前在我国生态需水研究中，生态目标未能得到明确诠释，水分——生态耦合作用机制这一核心研究命题也未能得到系统剖析；水分的生态效率(益)也未能得到充分考察；生态需水的相关研究结果难以满足竞争条件下区域水资源科学配置与管理的实践需求。因此亟待从机理剖析的角度，结合区域水资源的科学配置与管理实践，构建适合我国国情的生态需水研究的理论框架与技术体系。
参考文献：
[1] 徐志侠，董增川. 生态用水决策过程、研究层次及生态需水重要概念研究[J]. 水利水电技术，2005,26(3): 9-12.
[2] 李强坤，胡亚伟等. 西北干旱地区绿洲生态需水及量化方法研究[J]. 资源环境与工程，2007,21(5): 558-561.
[3] 贾海峰，谢燕. 生态需水概念及其概念[J]. 北京水利，2004,4: 3-5.
[4] 陈敏建，王浩. 中国分区域生态需水研究[J]. 中国水利，2007,9: 31-37.