付　嘉

(新疆水利水電勘測設(shè)計研究院，烏魯木齊 830000)

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人工綠地生態(tài)環(huán)境需水量預(yù)測分析
——以克拉瑪依市為例

付嘉

(新疆水利水電勘測設(shè)計研究院，烏魯木齊 830000)

人工綠地是我國西北干旱區(qū)城市健康發(fā)展的重要生態(tài)屏障，水資源作為人工綠地賴以生存的最重要因素，它的保證程度直接影響著人工綠地生態(tài)功能的發(fā)揮。隨著城市經(jīng)濟發(fā)展用水量大幅增加，經(jīng)濟發(fā)展用水大量擠占人工綠地生態(tài)用水，致使城市人工綠地系統(tǒng)缺水問題日趨凸顯，生態(tài)服務(wù)功能日漸下降，因此研究人工綠地生態(tài)環(huán)境需水量是非常必要和緊迫的。本文以位于沙漠邊緣的新疆克拉瑪依市為研究區(qū)域，選取合理的綠地需水預(yù)測方法，預(yù)測出緩解克拉瑪依市生態(tài)環(huán)境危機所需的人工綠地生態(tài)需水量，以保障克拉瑪依市健康、可持續(xù)發(fā)展，實現(xiàn)人與城市、自然的和諧統(tǒng)一。

人工綠地；生態(tài)需水量；預(yù)測分析；克拉瑪依市

0　引　言

克拉瑪依市位于新疆西北部，是新疆油田公司駐地，著名的石油工業(yè)城?？死斠朗械靥帨?zhǔn)噶爾盆地西北緣，屬于溫帶大陸性干旱荒漠氣候，夏季酷熱(極端最高氣溫42.9℃)，冬季嚴(yán)寒(極端最低氣溫-35.9℃)，干旱少雨，蒸發(fā)量大，蒸降比高達(dá)27.6?？死斠朗型鈬曰哪脖粸橹?，群落結(jié)構(gòu)簡單，系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)能力弱，屬于極不穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)，無法對克拉瑪依市形成有效的生態(tài)防護作用。隨著城市經(jīng)濟發(fā)展，城市邊緣不斷擴張，城市周邊生態(tài)隔離帶顯得極其薄弱，人工綠地發(fā)展緩慢與天然林的迅速衰敗，使得克拉瑪依市生態(tài)環(huán)境不斷惡化，荒漠化、沙化面積迅速擴大，風(fēng)沙災(zāi)害日趨嚴(yán)重，將城市完全暴露在西伯利亞氣流和古爾班通古特沙漠的干燥氣候覆蓋區(qū)域，無法抵御古爾班通古特沙漠干熱風(fēng)形成沙塵天氣的影響，據(jù)統(tǒng)計克拉瑪依市近48年，沙塵天氣共計187次，年平均4次，年降塵量約50～100t/km2，給克拉瑪依市工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民身體健康造成巨大的危害。

隨著“絲綢之路經(jīng)濟帶”戰(zhàn)略構(gòu)想的提出，克拉瑪依市作為聯(lián)通中亞地區(qū)的重要能源節(jié)點，已納入新疆國家能源城的建設(shè)，成為西部能源儲備及能源產(chǎn)品深加工中心的重要組成部分。由于克拉瑪依市地理位置特殊，脆弱的生態(tài)環(huán)境問題直接影響到城市安全，也對我國石油安全造成直接威脅[1]。為了改善克拉瑪依市整體生態(tài)環(huán)境，有效緩解克拉瑪依市外圍生態(tài)環(huán)境對城市的影響，構(gòu)建城市生態(tài)環(huán)境安全屏障，克拉瑪依市將建設(shè)規(guī)模化的外部生態(tài)防護體系、城市綠地體系，通過內(nèi)外生態(tài)體系建設(shè)，達(dá)到逐級減害、改善區(qū)域小氣候，較好的抵御外部自然災(zāi)害，以減輕不良的生態(tài)環(huán)境影響，有效改善城區(qū)生態(tài)環(huán)境。

1　克拉瑪依市人工綠地概況

克拉瑪依市行政區(qū)域轄四區(qū)、四鎮(zhèn)、兩鄉(xiāng)，本文研究范圍以白楊河、瑪納斯河水系及引水工程為供水水源的克拉瑪依市北部區(qū)，行政單位包括克拉瑪依區(qū)、白堿灘區(qū)、烏爾禾區(qū)及小拐鄉(xiāng)。根據(jù)供水水系的不同，將本文研究范圍劃分為克-白區(qū)、烏爾禾區(qū)兩個水資源分區(qū)，其中克-白區(qū)包含行政單位為克拉瑪依區(qū)、白堿灘區(qū)以及小拐鄉(xiāng)。

為了改善克拉瑪依市生態(tài)環(huán)境，增加城市外圍防護生態(tài)屏障覆蓋率，逐步提高城市綠地覆蓋率，截止到2012年克拉瑪依市人工綠地面積為8 500 hm2，其中防護林帶為5 620 hm2，城市綠地面積為2 880 hm2，人工綠地綜合灌溉定額為6 274.5m3/hm2，人工綠地總用水量為5332.91萬m3，占區(qū)域水資源可利用量的13.6%。

2　需水量預(yù)測方法

克拉瑪依市溫帶大陸性干旱荒漠氣候，多年平均降水量僅為108.9mm，多年平均蒸發(fā)量達(dá)到3008.9mm。克拉瑪依市屬于荒漠半荒漠生態(tài)系統(tǒng)，生態(tài)環(huán)境極為脆弱，人工植被必須在灌溉條件下才有可能成活，其綠地灌溉特點與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)灌溉類似。故，克拉瑪依市綠地生態(tài)環(huán)境需水預(yù)測可采用與農(nóng)業(yè)灌溉需水類似的方法，即，對不同的綠地類型采用不同的灌溉定額，需水量為各種植被灌溉需水量的總和，計算公式如下：

(1)

式中：Wg為城市人工綠地需水量，萬m3；ωij為i區(qū)第j類綠地的灌溉面積，萬hm2；qij為i區(qū)第j類綠地的用水定額，m3/hm2；ηij為i區(qū)第j類綠地的水利用系數(shù)；m為水資源分區(qū)數(shù)；n為各區(qū)內(nèi)綠地類型數(shù)。

3　人工綠地生態(tài)環(huán)境需水量預(yù)測

3.1綠地生態(tài)環(huán)境指標(biāo)預(yù)測

克拉瑪依市所處的獨特區(qū)位條件以及能源儲備條件決定了其在國家的生態(tài)安全、能源安全、國防安全和政治安全戰(zhàn)略格局中占據(jù)著非常重要的戰(zhàn)略地位。因此，克拉瑪依市必須建立可持續(xù)利用的生態(tài)保障體系，推動城市外圍生態(tài)環(huán)境從脆弱的荒漠化生態(tài)系統(tǒng)向綠化、凈化、美化的人工綠洲生態(tài)景觀演變，基本形成相對穩(wěn)定的生態(tài)安全保障體系、和諧宜居的生態(tài)環(huán)境體系。依托三北五期防護林防沙治沙工程、國家重點公益林工程建設(shè)和天山北坡森林植被保護與恢復(fù)工程，在城市外圍建設(shè)一批以防護林、生態(tài)廊道為主的防護林地，提高城市外圍人工生態(tài)防風(fēng)固沙的能力，改善區(qū)域生態(tài)小環(huán)境，為城市的可持續(xù)發(fā)展提供強有力的基礎(chǔ)，打造與世界級石油城相匹配的城市生態(tài)環(huán)境和人居環(huán)境[2-3]。

為了進(jìn)一步改善克拉瑪依市城市生態(tài)環(huán)境，有效緩解克拉瑪依市的風(fēng)沙危害，減少克拉瑪依市外圍環(huán)境對城市的影響，克拉瑪依市將建設(shè)規(guī)?；某鞘袃?nèi)部綠地體系，通過城市內(nèi)部生態(tài)體系建設(shè)，使得不良環(huán)境影響消除于合理的綠地布局中，有效改善城區(qū)內(nèi)部環(huán)境，提高城市園林綠化水平。按照“環(huán)保優(yōu)先、生態(tài)立區(qū)”的發(fā)展思路以及打造“世界石油城”的任務(wù)要求，將建設(shè)以公園綠地、住宅小區(qū)綠地、防護綠地為主的城市綠地體系。

根據(jù)《克拉瑪依市生態(tài)建設(shè)與環(huán)境保護規(guī)劃(2011—2020)》、《克拉瑪依市克-白城鎮(zhèn)組群綠地系統(tǒng)規(guī)劃(2011—2050年)》、《克拉瑪依市烏爾禾區(qū)綠地系統(tǒng)規(guī)劃(2012—2020年)》，預(yù)測2020年克拉瑪依市克-白區(qū)、烏爾禾區(qū)綠地發(fā)展面積，見表1。

表1　2020年克拉瑪依市綠地發(fā)展預(yù)測結(jié)果表

3.2綠地灌溉定額及水利用系數(shù)預(yù)測

為改善克拉瑪依市人居環(huán)境，維持生態(tài)環(huán)境可持續(xù)，克拉瑪依市綠化管理部門聯(lián)合相關(guān)研究單位對克拉瑪依市綠化植物灌溉指標(biāo)進(jìn)行不斷研究與優(yōu)化，采用先進(jìn)的微噴、滴灌等灌溉技術(shù)，以最少的水資源確保植物存活，根據(jù)《克拉瑪依市區(qū)綠地各類灌溉方式用水量》及克拉瑪依市綠化管理部門的研究成果，按照不同類型分類的綠化植物灌溉用水定額見表2。參照白楊河流域規(guī)劃及克拉瑪依市的實際情況，確定2020年克拉瑪依市防護林地及城市綠地水利用系數(shù)為0.88。

表2　克拉瑪依市不同綠地分類灌溉用水定額表　m3/hm2

3.3綠地需水量預(yù)測

根據(jù)預(yù)測的防護林地、城市綠地面積指標(biāo)、定額以及水利用系數(shù)，按照公式計算求得2020年克拉瑪依市綠地需水量為12527.21萬m3，其中防護林地需水量為7262.28萬m3，城市綠地需水量為5264.93萬m3，綠地需水量預(yù)測結(jié)果見3。

表3　2020年克拉瑪依市綠地需水量表　萬m3

4　結(jié)　語

以克拉瑪依市為代表的西北干旱區(qū)城市人工綠地必須在灌溉條件下才能成活，因此需水量計算可以采用農(nóng)業(yè)灌溉需水類似的方法。根據(jù)預(yù)測的防護林地、城市綠地面積指標(biāo)、定額以及水利用系數(shù)，預(yù)測出克拉瑪依市人工綠地需水量為12527.21萬m3?？死斠朗腥斯ぞG地綜合灌溉定額為379.6m3/hm2，較現(xiàn)狀年定額減少了10%；人工綠地需水占區(qū)域水資源可利用量的31.7%，較現(xiàn)狀年提高了18.1%。在滿足以上人工綠地用水需求的前提下，人工綠地的建設(shè)可以有效緩解克拉瑪依市的生態(tài)環(huán)境危機，保障克拉瑪依市健康、可持續(xù)發(fā)展，實現(xiàn)人與城市、自然的和諧統(tǒng)一。

[1]秦琦．城市景觀生態(tài)環(huán)境需水規(guī)劃研究[D]．天津：天津大學(xué)，2007．

[2]曹華，王讓會．森林生態(tài)工程的可持續(xù)發(fā)展模式—以克拉瑪依人工CO2減排林為例[J]．西北林學(xué)院學(xué)報，2012，27(02)：44-49．

[3]馬文敏，岳志春.銀川市城市生態(tài)環(huán)境需水量現(xiàn)狀分析[J].農(nóng)業(yè)科學(xué)研究，2006(02)：42-44.

1007-7596(2016)05-0089-03

2016-03-26

付嘉(1981-)，男，山東濰坊人，工程師，從事水資源規(guī)劃設(shè)計工作。

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