河流從社會經(jīng)濟發(fā)展、環(huán)境保護和生態(tài)功能三個角度觀摩，具有供水、發(fā)電、調(diào)蓄洪水和為濕地生物提供棲息地等重要功能。但正是由于河流在人類活動和社會經(jīng)濟發(fā)展及生態(tài)環(huán)境平衡中所具有的中心和綜合作用，致使人們瘋狂且不合理的開發(fā)利用河流，導(dǎo)致出現(xiàn)了諸如河道萎縮、干涸和魚類死亡等諸多生態(tài)現(xiàn)象。其中河流流量是河流中最活躍的水文要素，在河道水生態(tài)系統(tǒng)中起著決定性的作用。河流流量不同空間制度的變化影響生物物種的分布和豐度的同時影響河道的形狀和大小，進而影響影響了整個河流生態(tài)系統(tǒng)。河流流量變化最直接的變化反應(yīng)在流速，水深和水面面積的變化。這些變化直接影響河流中水生棲息地和生物物種的改變。近年來愈來愈多的學(xué)者開始關(guān)注河流生態(tài)水量問題。目前，國內(nèi)外開展了多種與河流生態(tài)水量相關(guān)的研究；其中，河流的環(huán)境流量作為一個研究重點。本文基于徑流、水位及水生物種等資料，對北部灣經(jīng)濟區(qū)河流環(huán)境流量進行計算與分析，為維持北部灣經(jīng)濟區(qū)河流生態(tài)健康提供參考。

１環(huán)境流量

１．１環(huán)境流量概念

由于現(xiàn)階段國內(nèi)外對河流生態(tài)需水量研究頗多，對河流生態(tài)需水量的概念已達成比較一致的看法。河流生態(tài)需水量是指能夠維持河流天然狀態(tài)下生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定和健康的需水量。但是什么是環(huán)境流量？對此國內(nèi)外還沒有一個公認的定義。世界自然保護聯(lián)盟采納的環(huán)境流量定義為“在用水矛盾突出、且用水量可以進行調(diào)度的河流、濕地和沿海區(qū)域，為維持其正常生態(tài)系統(tǒng)及功能所擁有的水量”［１］。有學(xué)者認為環(huán)境流量是指河流滿足自身生存和健康需要所必需的水流量［２］。本文認為河流環(huán)境流量是指在滿足天然狀態(tài)下河道內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)健康穩(wěn)定的同時能夠滿足人類基本生存的河道流量。

１．２環(huán)境流量特征

環(huán)境流量作為一個流量值，其值是一個波動值。如圖１所示，最小（大）環(huán)境流量是指當河道流量減少（增加）到河道內(nèi)的主要生物物種所不能承受的河流流量而滅亡。適宜環(huán)境流量是指河道流量增加到河道內(nèi)主要生物物種能正常生存時的河流流量。在討論生態(tài)時總離不開環(huán)境，同樣在研究環(huán)境時自然也離不開對生物和棲息地的研究，加之生態(tài)與環(huán)境在內(nèi)涵上具有重疊性，二者很難割裂開來討論。盡管生態(tài)流量與環(huán)境流量概念不盡完全相同，但是除非必要，否則二者不必加以區(qū)別。但在研究的主體或目標明確時，應(yīng)作必要的考慮，或尊重傳統(tǒng)的分法［３］。因此，計算河流生態(tài)需水量的方法也可用于河流環(huán)境流量的計算。

２國內(nèi)外環(huán)境流量研究

２．１主要環(huán)境流量計算方法

依據(jù)目前國內(nèi)外的應(yīng)用研究進展，環(huán)境流量計算方法可分為四類：水文學(xué)法、水力學(xué)法、生境模擬法和整體分析法［４］。四種方法的比較如表１所示。

２．２研究受試物種

河流環(huán)境流量是為了維持河道內(nèi)主要生物物種的生態(tài)健康和整個河道生態(tài)系統(tǒng)的健康穩(wěn)定，進而滿足人類的需求的流量。此時，主要關(guān)注河道內(nèi)的關(guān)鍵物種，如魚類、大型無脊椎動物、藻類和大型水生植物等對水量和水質(zhì)需求問題［３］。魚類在河流生態(tài)系統(tǒng)中的占據(jù)重要位置。魚類群落有食草性、雜食性和浮游生物實現(xiàn)等各種食性的魚類組成。其群落結(jié)構(gòu)的變化，能夠全面和直接的反應(yīng)河流水生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和水質(zhì)的狀況；并且魚類的個體相對河流中其他物種均較大，容易鑒別，生命周期也較長，能夠反應(yīng)較長時間段河流水流量和水質(zhì)的狀況。因此，本文選用河流中的主要魚類作為研究受試物種。

３研究區(qū)域介紹

３．１研究區(qū)域概況

北部灣經(jīng)濟區(qū)地處華南經(jīng)濟圈、西南經(jīng)濟圈與東盟經(jīng)濟圈的結(jié)合部，是中國大陸東、中、西三大地帶交匯點，是未來廣西乃至中國經(jīng)濟建設(shè)的重點地區(qū)。南流江是廣西境內(nèi)最大的獨流入海河流，貫穿廣西北部灣經(jīng)濟開發(fā)區(qū)———玉林、欽州、北海等市縣。南流江發(fā)源于玉林市和北流市交界的大容山，流域面積為９７００ｋｍ２，干流總長２７８ｋｍ，多年平均徑流量為７７．１８億ｍ３。流域地處桂南低緯度地區(qū)，南臨北部灣，汛期受海洋氣候影響，高溫多雨，多年平均降雨量在１４００～１９００ｍｍ之間，年內(nèi)時空分布不均，主汛期４－９月份的降雨量約占全年降雨量的７０％以上。近年來隨著工農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的快速發(fā)展，引取南流江的水量在逐年增加，流域的生態(tài)環(huán)境必將受到不利影響。南流江流域環(huán)境流量的計算與分析，對于維持南流江的生態(tài)健康具有重要意義（見圖２）。

３．２數(shù)據(jù)說明

河流環(huán)境流量計算涉及河流多年徑流量、水位、寬度等眾多河道水文水力信息，需選擇具有較完整及較長年限的河流監(jiān)測站點資料。南流江流域共有水文站８個、雨量站３４個。其中，常樂站于２０世紀５０年代設(shè)站，位于東經(jīng)１０９°２５′、北緯２１°５０′，集水面積約６６４５ｋｍ２，屬于國家站網(wǎng)，測驗和整編均按有關(guān)規(guī)定進行，資料可靠。至今已有水位、流量、降雨量和泥沙等４０多年的觀測資料，能較全面地反映南流江近年來徑流變化情況。基于此，本文計算數(shù)據(jù)采用常樂站監(jiān)測數(shù)據(jù)。

４環(huán)境流量計算

目前，國外學(xué)者對環(huán)境流量的計算還未形成統(tǒng)一的體系，且中國對國外的方法研究較少，多數(shù)是以水文數(shù)據(jù)和水質(zhì)數(shù)據(jù)進行研究，偏重宏觀尺度，很多計算方法存在局限性［１３］。中國現(xiàn)階段河流生態(tài)資料較缺乏，使得生境模擬法在河流環(huán)境流量計算中難以實施。整體分析法在中國應(yīng)用不成熟，且計算耗時漫長，不能準確的計算出中國河流的環(huán)境流量。基于此，本文應(yīng)用水文學(xué)法、水力學(xué)法和生態(tài)水深－流速法［１４］計算南流江流域環(huán)境流量。

４．１水文學(xué)法

４．１．１Ｔｅｎｎａｎｔ法