人工綠地生態環境需水量預測分析
——以克拉瑪依市為例

付　嘉

(新疆水利水電勘測設計研究院，烏魯木齊 830000)

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人工綠地生態環境需水量預測分析
——以克拉瑪依市為例

付嘉

(新疆水利水電勘測設計研究院，烏魯木齊 830000)

人工綠地是我國西北干旱區城市健康發展的重要生態屏障，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功能的發揮。隨著城市經濟發展用水量大幅增加，經濟發展用水大量擠占人工綠地生態用水，致使城市人工綠地系統缺水問題日趨凸顯，生態服務功能日漸下降，因此研究人工綠地生態環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域，選取合理的綠地需水預測方法，預測出緩解克拉瑪依市生態環境危機所需的人工綠地生態需水量，以保障克拉瑪依市健康、可持續發展，實現人與城市、自然的和諧統一。

人工綠地；生態需水量；預測分析；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，著名的石油工業城。克拉瑪依市地處準噶爾盆地西北緣，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℃)，冬季嚴寒(極端最低氣溫-35.9℃)，干旱少雨，蒸發量大，蒸降比高達27.6。克拉瑪依市外圍以荒漠植被為主，群落結構簡單，系統自我調節能力弱，屬于極不穩定的生態系統，無法對克拉瑪依市形成有效的生態防護作用。隨著城市經濟發展，城市邊緣不斷擴張，城市周邊生態隔離帶顯得極其薄弱，人工綠地發展緩慢與天然林的迅速衰敗，使得克拉瑪依市生態環境不斷惡化，荒漠化、沙化面積迅速擴大，風沙災害日趨嚴重，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域，無法抵御古爾班通古特沙漠干熱風形成沙塵天氣的影響，據統計克拉瑪依市近48年，沙塵天氣共計187次，年平均4次，年降塵量約50～100t/km2，給克拉瑪依市工農業生產和人民身體健康造成巨大的危害。

隨著“絲綢之路經濟帶”戰略構想的提出，克拉瑪依市作為聯通中亞地區的重要能源節點，已納入新疆國家能源城的建設，成為西部能源儲備及能源產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，脆弱的生態環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環境，有效緩解克拉瑪依市外圍生態環境對城市的影響，構建城市生態環境安全屏障，克拉瑪依市將建設規模化的外部生態防護體系、城市綠地體系，通過內外生態體系建設，達到逐級減害、改善區域小氣候，較好的抵御外部自然災害，以減輕不良的生態環境影響，有效改善城區生態環境。

1　克拉瑪依市人工綠地概況

克拉瑪依市行政區域轄四區、四鎮、兩鄉，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，行政單位包括克拉瑪依區、白堿灘區、烏爾禾區及小拐鄉。根據供水水系的不同，將本文研究范圍劃分為克-白區、烏爾禾區兩個水資源分區，其中克-白區包含行政單位為克拉瑪依區、白堿灘區以及小拐鄉。

為了改善克拉瑪依市生態環境，增加城市外圍防護生態屏障覆蓋率，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，占區域水資源可利用量的13.6%。

2　需水量預測方法

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，多年平均蒸發量達到3008.9mm。克拉瑪依市屬于荒漠半荒漠生態系統，生態環境極為脆弱，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業生產灌溉類似。故，克拉瑪依市綠地生態環境需水預測可采用與農業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區第j類綠地的灌溉面積，萬hm2；qij為i區第j類綠地的用水定額，m3/hm2；ηij為i區第j類綠地的水利用系數；m為水資源分區數；n為各區內綠地類型數。

3　人工綠地生態環境需水量預測

3.1綠地生態環境指標預測

克拉瑪依市所處的獨特區位條件以及能源儲備條件決定了其在國家的生態安全、能源安全、國防安全和政治安全戰略格局中占據著非常重要的戰略地位。因此，克拉瑪依市必須建立可持續利用的生態保障體系，推動城市外圍生態環境從脆弱的荒漠化生態系統向綠化、凈化、美化的人工綠洲生態景觀演變，基本形成相對穩定的生態安全保障體系、和諧宜居的生態環境體系。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和天山北坡森林植被保護與恢復工程，在城市外圍建設一批以防護林、生態廊道為主的防護林地，提高城市外圍人工生態防風固沙的能力，改善區域生態小環境，為城市的可持續發展提供強有力的基礎，打造與世界級石油城相匹配的城市生態環境和人居環境[2-3]。

為了進一步改善克拉瑪依市城市生態環境，有效緩解克拉瑪依市的風沙危害，減少克拉瑪依市外圍環境對城市的影響，克拉瑪依市將建設規模化的城市內部綠地體系，通過城市內部生態體系建設，使得不良環境影響消除于合理的綠地布局中，有效改善城區內部環境，提高城市園林綠化水平。按照“環保優先、生態立區”的發展思路以及打造“世界石油城”的任務要求，將建設以公園綠地、住宅小區綠地、防護綠地為主的城市綠地體系。

根據《克拉瑪依市生態建設與環境保護規劃(2011—2020)》、《克拉瑪依市克-白城鎮組群綠地系統規劃(2011—2050年)》、《克拉瑪依市烏爾禾區綠地系統規劃(2012—2020年)》，預測2020年克拉瑪依市克-白區、烏爾禾區綠地發展面積，見表1。

表1　2020年克拉瑪依市綠地發展預測結果表

3.2綠地灌溉定額及水利用系數預測

為改善克拉瑪依市人居環境，維持生態環境可持續，克拉瑪依市綠化管理部門聯合相關研究單位對克拉瑪依市綠化植物灌溉指標進行不斷研究與優化，采用先進的微噴、滴灌等灌溉技術，以最少的水資源確保植物存活，根據《克拉瑪依市區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綠地需水量預測

根據預測的防護林地、城市綠地面積指標、定額以及水利用系數，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，綠地需水量預測結果見3。

表3　2020年克拉瑪依市綠地需水量表　萬m3

4　結　語

以克拉瑪依市為代表的西北干旱區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業灌溉需水類似的方法。根據預測的防護林地、城市綠地面積指標、定額以及水利用系數，預測出克拉瑪依市人工綠地需水量為12527.21萬m3。克拉瑪依市人工綠地綜合灌溉定額為379.6m3/hm2，較現狀年定額減少了10%；人工綠地需水占區域水資源可利用量的31.7%，較現狀年提高了18.1%。在滿足以上人工綠地用水需求的前提下，人工綠地的建設可以有效緩解克拉瑪依市的生態環境危機，保障克拉瑪依市健康、可持續發展，實現人與城市、自然的和諧統一。

[1]秦琦．城市景觀生態環境需水規劃研究[D]．天津：天津大學，2007．

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

[3]馬文敏，岳志春.銀川市城市生態環境需水量現狀分析[J].農業科學研究，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，從事水資源規劃設計工作。

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