基於生態需水保障的流域生態補償標準研究

《基於生態需水保障的流域生態補償標準研究》是依託北京師範大學，由孫濤擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：基於生態需水保障的流域生態補償標準研究
• 依託單位：北京師範大學
• 項目負責人：孫濤
• 項目類別：面上項目

項目摘要

補償標準是流域生態補償研究中的核心內容，如何針對區域社會經濟發展狀況的不同，自然水文過程的變化，特別是生態系統健康狀況對水資源需求的時空尺度差異，提出具有多時空尺度差異特徵的生態補償標準已成為進一步實踐流域生態補償模式面臨的瓶頸問題。本項目以黃河流域為典型研究區，圍繞不同等級生態需水要求下流域生態補償標準時空差異性關鍵科學問題，考慮生態需水與農業用水間的突出矛盾，通過定量評估保障流域不同空間位置（源區、中游濕地及下遊河口）典型生態系統需水過程產生的農業用水短缺時空差異，結合作物各生育階段的水分生產函式，明確不同時空尺度農業缺水及損失的定量關係，構建基於生態需水保障的農業用水短缺經濟損失評估模型，揭示具有多時空尺度差異特徵的流域生態補償標準，進而通過權衡分析明確流域生態補償關鍵時空尺度。研究成果實現生態補償標準時間和空間差異性的分析，為進一步提出廣泛適用的生態補償模式提供科學依據。

結題摘要

本研究面向流域農業和生態用水之間的突出矛盾，考慮基於目標保障的生態需水計算方法面臨的生態目標篩選和生態水文過程的複雜性問題，建立了基於鬆散耦合系統的多目標權衡生態補償標準及生態需水計算方法。構建形成初始生態需水評價模型、水資源分配模型、用水效應評價模型的耦合模型。結合流域典型生態系統特點，將基於鬆散耦合系統的多目標權衡生態需水計算方法分別套用在流域內具有不同特徵的生態系統，評價土地利用改變、蒸散發耗水過程和農業節水措施等影響下的用水效應。 以貝葉斯網路為研究平台，分析多情景多目標產生的不確定和複雜性問題，明確了基於多目標權衡的生態補償標準和適宜生態需水量。研究結果表明，種植結構調整、調水工程、農業節水等水資源管理措施和不同生態保護目標的設定等人為因素通過改變來水過程、農業和生態用水過程，進而對多目標權衡生態需水評價造成影響。綜合考慮國家保障糧食安全的目標要求，面積穩定和保障功能顯著的糧食作物應作為研究區的種植作物。農業節水措施的實施則成為有效實現區域生態保護與社會經濟協調發展的關鍵。進一步，綜合考慮水資源狀況和社會經濟因素的影響，提出面向多目標綜合保障的生態需水權衡分析模型，模型分為初始生態需水閾值評估模型、多目標需水保障效應評估模型和多目標權衡分析模型三部分。其中，以流域多年水文徑流序列為基礎，將水文改變度作為初始生態需水評估閾值；其次，構建多目標需水保障效應評估模型，定量評估不同的來水條件和水庫調度規則影響下用水目標保障效應的差異；最後，提出多目標權衡分析模型，尋找社會經濟需水效應和生態需水效應之間的權衡結果，確定考慮多目標綜合保障的生態需水推薦值。 項目研究成果綜合考慮社會經濟效益和生態需水效應，結合不同的調度規則和來水過程下社會經濟和生態需水保障效應的差異，為流域水資源管理和調控以及水庫調度規則的設計運行提供科學依據。