地下水生态价值调查研究大有可为
【谷腾环保网讯】地下水具有重要的资源属性和生态功能，对保障农业灌溉、生活生产供水和维系生态平衡发挥着重要作用。依赖地下水生态系统（Groundwater Dependent Ecosystems，简称GDEs）是指依靠地下水来维持生态结构和功能的生态系统。湿润或干旱地区的水生、陆地和海岸生态系统都可能对地下水具有较强的依赖性。
GDEs具有较高的生态价值，如草地、灌木林等能有效提升区域防风固沙能力，湿地、河岸林等在水质净化和水量调蓄方面起到重要作用。当前，澳大利亚、美国、智利、欧盟等国家和地区相继加强GDEs维护，配套出台了GDEs调查相关文件，并将其生态供水量纳入水资源综合管理范畴。笔者认为，我国也亟待深化地下水生态价值研究，开展GDEs可持续管理探索实践。
对GDEs的系统研究尚待提高
地下水是维持GDEs平衡的核心资源。近年来，随着人类开发活动强度增大和气候变化加剧，我国部分地区，尤其是干旱区，水平衡发生变异，局部地区地下水生态功能加速丧失，盐渍化、荒漠化、湿地退化等生态问题凸显，GDEs健康状况堪忧。目前，我国在乌鲁木齐河流域、疏勒河流域、格尔木河流域等干旱半干旱典型区域开展了针对GDEs识别方法、类型划分与影响因素等方面的探索，但是对GDEs的认识仍处于起步阶段，缺乏系统性研究。
一是未形成科学、系统的GDEs调查评价技术方法。我国还未出台GDEs相关调查评价技术指南或规范文件。调查技术手段较为单一，还需开展遥感解译、地质调查、生态调查等系统联用的技术探索。国内GDEs调查项目相对较少，开展的调查也多侧重于对生态水文、生态安全、生态价值等方面的评估，鲜见对于地下水依赖程度作出评价。
二是GDEs相互作用和演化机制研究不足。国内相关研究起步较晚，主要涉及地下水与植被、地下水与土壤、地下水与地表水、地下水与盐分等相互作用研究，GDEs中的地下水—土壤—植被响应机制、GDEs突变生态阈值等问题还有待解决。
三是缺乏GDEs可持续管理经验和政策。GDEs识别后，如何进行有效管理、维护其生态平衡，目前可参考的经验做法较少，缺乏政策支撑。比如，地下水在华北和西北部分地区供水体系中占据主导地位，GDEs区域地下水用于农业灌溉占比高但产生效益低，探索确定地下水生态需水量和维持生态水位，建立可持续的GDEs管理机制尤为重要、有待研究。
乌鲁木齐河流域的GDEs调查实践
作为国内为数不多的GDEs调查项目之一，乌鲁木齐河流域GDEs调查项目的开展，对于指导区域地下水资源合理开发利用、改善生态功能提供了技术支撑，也为开展GDEs系统研究提供了技术示范，可供其他项目借鉴。
乌鲁木齐是干旱缺水型城市，地下水资源量超过其水资源总量的50%，近年来地下水在其供水体系中贡献超过35%。乌鲁木齐河GDEs是乌鲁木齐市主要的补给水源和生态屏障，对于维系当地生态平衡和社会发展起到重要作用。但是根据《国家地下水监测报告（2023）》，乌鲁木齐河流域地下水水位总体呈下降趋势，GDEs状况堪忧，开展GDEs调查正逢其时。
乌鲁木齐河流域GDEs调查项目明确了流域GDEs时空分布特征。通过遥感解译、地质调查、生态调查、采样分析、同位素验证等技术手段，构建了一套GDEs调查识别技术方法体系，识别出流域GDEs主要存在陆生植被、岸边植被和湿地生态系统，占流域总面积的26.9%。构建了一套GDEs依赖程度评估体系，将土壤含盐量、包气带介质、干旱指数等干旱区特征指标纳入其中，对流域GDEs依赖程度进行了区划研究。
项目研究了地下水和植被作用关系模型，揭示了地下水生态价值；构建了GDEs中草本和灌木的“地下水埋深—土壤理化性质—植物群落”结构关系模型，发现地下水埋深对草本植物影响较大，而灌木受土壤理化性质的影响较大；探究了草本、灌木在不同生态系统下的地下水生态水位阈值，为维持相关植被生长提供了指示参考。项目还进一步发现芨芨草、柽柳、骆驼刺、梭梭、膜果麻黄等对地下水依赖程度较高，需要重点关注地下水变化对这些植物产生的影响。
项目开展了GDEs适宜性评估，为流域GDEs保护修复提供了科学建议；构建了生态系统恢复能力评估模型，得出“流域整体生态恢复力指数较好”的判断。通过地下水模型预测，对管理部门重点关注的柴窝堡湖区域和北部绿洲与荒漠过渡带进行重点分析。其中，针对柴窝堡湖区域水资源开发强度较高的情况，计算出了维持现有湖泊水量相对平衡的取水限值；针对北部绿洲与荒漠过渡带水位埋深较浅生态易退化的情况，建议加强周边区域水资源的可持续利用。此外，还从盐渍化防控、节水调水蓄水、生态修复等角度给出了建议。
项目还建设了国内首座干旱区GDEs多要素观测站和系统平台，实现了气候—植被—土壤—地下水相关指标的持续稳定观测，可为开展GDEs中“植被—土壤—地下水”相互作用机制研究提供长序列监测数据。
推动构建GDEs调查评估和管理体系的对策建议
推动GDEs可持续发展应高度重视地下水在我国的生态功能和资源属性，推动构建GDEs调查评估和管理体系，努力找到保护修复的最佳方案。
一是推动开展GDEs识别划分工作。推动制定GDEs范围识别、类型判定、依赖程度评估、地下水生态水位等技术指南或标准，鼓励设立团体标准，规范技术要求，深入开展GDEs调查评估。总结和推广已开展的项目经验，继续选取西北、华北、西南等典型干旱半干旱区、岩溶区或地下水开发程度高的区域开展GDEs调查评估。
二是深入开展GDEs退化机制研究。支持开展GDEs相关指标长时间序列观测，构建我国典型区域GDEs观测网络。推动开展地下水—土壤—植被响应机制、GDEs突变生态阈值研究，加大相关区域荒漠化、盐渍化、湿地退化等生态退化机制研究。探索典型区域生态需水量和生态水位，有效推动GDEs可持续研究和管理实践。
三是将GDEs程度区划与生态空间管控要求衔接。GDEs中地下水依赖程度高低对于维持地区生态系统稳定至关重要，推动将典型区域GDEs依赖程度分区纳入地下水污染防治重点区划定研究，从而与空间管控要求进行有效衔接。开展GDEs保护修复试点工程，因地制宜、分区制定保护修复策略，宜林则林、宜草则草、宜湿则湿、宜荒则荒。
作者单位：周欣、郑明霞、何连生，中国环境科学研究院；田佳玉，乌鲁木齐市生态环境局
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