Question

生态地下水位的概念

Answer 1

干旱地区，天然植被对地下水依存度很高，地下水埋深控制着植被种群的分布格局和稳定。对于某一植物种群来说，都有其相对应的地下水埋深，来维系种群的生长和繁衍，该水位埋深界定为这一植物种群的生态水位。宋郁东等（2000）将生态水位定义为，能维持非地带性自然植被生长所需水分的地下水埋藏深度所对应的地下水位（简称生态水位）。

不同植物种群具有不同的生态水位，通常是对某一种群出现的频率与相应的地下水位进行统计，然后找出与出现频率最大种群相对应的地下水位埋深区间，确定为该种群的生态水位。王芳等（2002）对塔里木盆地胡杨、柽柳、芦苇、甘草、罗布麻和骆驼刺等种群频率分布最大值进行了分析，它们相对应的地下水位埋深分别为3.2m、3.7m、1.9m、2.7m、2.9m和3.4m。荒漠植物的生态水位为2～4m。

植物根系从包气带和地下水中吸取水分，经过叶片的光合作用后，通过气孔进行蒸腾，蒸腾作用是地下水排泄的一种重要形式，不同种类的植物根系发育深度、细胞渗透负压以及叶片气孔结构等生理结构不同，对水环境和水分需求也不相同。天然条件下，生态水位是植物种群长期自然选择的结果，同时，也是地下水系统的排泄区与植被生态系统之间水质、水量交换的一种耦合平衡。

西北干旱盆地多属季节冻土区。冬季，季节冻土形成过程中，在季节冻土层内会形成冷生湿润砂层，使包气带在季节冻土深度范围内含水量增加，生态地下水位埋深较浅，有助于冷生湿润砂层的形成与发育，对植被群落的形成和生长十分有利。通常生态水位及冷生湿润砂层只能为已形成发达根系的青壮年植株生长提供必要的水分。植被的更新和新生幼株的萌生则是要依靠洪水泛滥或暂时性暴雨的浇灌。例如，2001 年笔者在黑河下游额济纳旗绿洲调查时，观察到，由于连续干旱，胡杨林和柽柳林几乎全是青壮年株，枝枯叶黄，生长状态不好，见不到幼株；2002 年5 月开始出现降雨，黑河上游洪水进入额济纳旗绿洲，凡是有洪水漫过的林地中，生机盎然，随处可见幼株，尤其是在禁牧林地中，幼株密度可达5～10株/m² ，而没有洪水漫过的林地，尽管林木生长良好，幼株却十分少见。

绿洲和周边地区的荒漠植被是维系绿洲生态安全的重要屏障，荒漠植被种群的分布与生态地下水位关联密切，只有维系生态地下水位的稳定，才能使荒漠植被种群正常生长，起到防风、固沙的作用。定期引洪灌溉和禁牧则是维系植被种群更新的必要手段。

研究和确定生态地下水位的主要目的是维护绿洲地区的生态稳定。根据绿洲及其周边地区不同植被种群相关的生态地下水位，建立地下水系统与植被生态系统之间的耦合模型，模拟不同地表水和地下水利用条件下，对生态环境的影响，制定出合理的水资源利用方案，以期提高绿洲水资源的利用率。