河流從社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、環(huán)境保護(hù)和生態(tài)功能三個(gè)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(dòng)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)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(shí)影響河道的形狀和大小，進(jìn)而影響影響了整個(gè)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(gè)研究重點(diǎn)。本文基于徑流、水位及水生物種等資料，對(duì)北部灣經(jīng)濟(jì)區(qū)河流環(huán)境流量進(jìn)行計(jì)算與分析，為維持北部灣經(jīng)濟(jì)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(duì)河流生態(tài)需水量研究頗多，對(duì)河流生態(tài)需水量的概念已達(dá)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(duì)此國內(nèi)外還沒有一個(gè)公認(rèn)的定義。世界自然保護(hù)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(jìn)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(rèn)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(rèn)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(shí)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(gè)流量值，其值是一個(gè)波動(dòng)值。如圖１所示，最小（大）環(huán)境流量是指當(dāng)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(shí)的河流流量。在討論生態(tài)時(shí)總離不開環(huán)境，同樣在研究環(huán)境時(shí)自然也離不開對(duì)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(biāo)明確時(shí)，應(yīng)作必要的考慮，或尊重傳統(tǒng)的分法［３］。因此，計(jì)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(jì)算。

２國內(nèi)外環(huán)境流量研究

２．１主要環(huán)境流量計(jì)算方法

依據(jù)目前國內(nèi)外的應(yīng)用研究進(jìn)展，環(huán)境流量計(jì)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(gè)河道生態(tài)系統(tǒng)的健康穩(wěn)定，進(jìn)而滿足人類的需求的流量。此時(shí)，主要關(guān)注河道內(nèi)的關(guān)鍵物種，如魚類、大型無脊椎動(dòng)物、藻類和大型水生植物等對(duì)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(shí)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(gè)體相對(duì)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(shí)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(jì)區(qū)地處華南經(jīng)濟(jì)圈、西南經(jīng)濟(jì)圈與東盟經(jīng)濟(jì)圈的結(jié)合部，是中國大陸東、中、西三大地帶交匯點(diǎn)，是未來廣西乃至中國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重點(diǎn)地區(qū)。南流江是廣西境內(nèi)最大的獨(dú)流入海河流，貫穿廣西北部灣經(jīng)濟(jì)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(shí)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(jì)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(jì)算與分析，對(duì)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(jì)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(diǎn)資料。南流江流域共有水文站８個(gè)、雨量站３４個(gè)。其中，常樂站于２０世紀(jì)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(yàn)和整編均按有關(guān)規(guī)定進(jìn)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(jì)算數(shù)據(jù)采用常樂站監(jiān)測數(shù)據(jù)。

４環(huán)境流量計(jì)算

目前，國外學(xué)者對(duì)環(huán)境流量的計(jì)算還未形成統(tǒng)一的體系，且中國對(duì)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(jìn)行研究，偏重宏觀尺度，很多計(jì)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(jì)算中難以實(shí)施。整體分析法在中國應(yīng)用不成熟，且計(jì)算耗時(shí)漫長，不能準(zhǔn)確的計(jì)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(jì)算南流江流域環(huán)境流量。

４．１水文學(xué)法

４．１．１Ｔｅｎｎａｎｔ法