全球水资源和生态系统
图4.1显示了河流长期平均年径流量(MAR)。这是利用全球径流模型(Smakhtin, VU。(reenga, C.和Doll, P，未出版)。地区之间的径流量差异很大。深色区域显示高径流，浅色区域显示低径流。可以预料，热带地区年径流量大，而沙漠地区年径流量很低。北美中部、澳大利亚和亚洲中部是世界上最受气候变化影响的地区水资源是稀缺的。当CC导致径流减少时，这些是潜在的热点。生态系统需要一定数量的水来维持，而这个数量因区域和生态系统而异。世界上大多数河流都没有环境需水量的建议。为了估计全球生态系统所需的水量，进行了一项模拟研究(Smakhtin, VU。(reenga, C.和Doll, P，未出版)。本研究使用环境需水量作为维持生态系统所需水量的定义。
环境需水量(EWR)的计算方法为
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- 图4.1。以毫米/年为单位的长期平均年水资源图(Smakhtin etal。, 2003)。
环境低流量要求(LFR)到环境高流量要求(HFR)。一条河流的LFR定义为一年中超过90%时间的平均径流量，换句话说，在一年中10%的时间径流量较低。该信息可以从河流的流动持续时间曲线中提取，如图4.4所示。HFR也被定义为一年中超过一定比例的排放量。这个百分比在不同的地方有所不同河流的种类．在高度可变的状态下，高流量变化对系统的影响将比在更稳定的系统中更为严重。对于流量变化较大的河流，HFR等于全年平均超过20%时间的径流量。对于流量非常稳定的河流，HFR被认为是零。
如上定义EWR是评估与水可用性相关的生态系统健康状况的第一步。这是一种非常通用的方法，它没有考虑到流域生态系统的理想状态，也没有考虑到需要维持生态系统的环境管理等级。这在第一次全球范围的环境水需求评估中是不可行的(Smakhtin, VU。(reenga, C.和Doll, P.，未出版)。
全球EWR的预测和计算表明，全球每年需要20-50%的平均河流径流量才能维持目前的生态系统。图4.2中的浅色区域代表了维持生态系统所需的少量径流的盆地，而在深色区域，维持生态系统所需的径流高达50%。由于模型中的假设，这些估计值可能偏低(Doll et al.， 2003)。例如，(水生生态系统)都没有被考虑在内。当一个生态系统非常重要时，更大比例的水可以分配给它。
当生态系统被视为水的使用者时，应将很大比例的水资源分配给它们。因此，知道人类取水
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- 图4.2。维持生态系统的环境需水量占总径流的百分比(Smakhtin et al.， 2003)。
增加和气候变化可能会减少水资源的可用raybet雷竞技最新性，可以预期盆地的水资源将面临进一步的压力。
通过结合EWR和水可用性，a水的压力指标(WSI)的计算如图4.3所示。WSI是取水量(EWR)与可用水量的比例。如图4.3所示，图中给出了流域的水分压力，环境需水量如图4.2所示。WSI大于0.7的流域是水量不足以满足环境需水量的流域。图4.2和4.3是根据当前气候下的数值计算的。raybet雷竞技最新预计这些数字将在气候变化的影响下发生变化，未来在最低环境要求和人类用水与可用水之间将存在更多问题。raybet雷竞技最新与传统的水胁迫指标(取水量占平均总水资源的比例)相比，在标记流域，水胁迫有所增加。在暗区，当前WSI非常高，在CC下，这种压力可能会增加，例如地中海周围，在CC下，降水预计会减少(IPCC, 2001年)和北美中西部。
年平均可用水量的变化并不是衡量生态系统所受压力的唯一定量指标。人们还可以更具体地观察低流量和高流量，因为生态系统在很大程度上受到低流量和高流量时期的影响。这些特征同样可以作为河流流域环境压力的指标，特别是对于低流量水文，已经做了很多工作(Caruso, 2001;Smakhtin, 2001)。低流量可随年变化，并受降水、雪融化,人为影响，例如抽取地下水、人工排水、植被变化、砍伐森林、水库排放以及工业、农业和市政用水。他们是
主要河流流域
图4.3。考虑到流域环境水需求的水资源压力指标图。圆圈表示Smakhtin等人(2003)使用的案例研究。
主要河流流域
图4.3。考虑到流域环境水需求的水资源压力指标图。圆圈表示Smakhtin等人(2003)使用的案例研究。
这很重要，因为生态系统需要最小的流量来确保鱼类的通过，维持一定的温度水平，维持栖息地，控制沉降等。一些生态系统也需要高流量来应对每年的洪水，比如泛滥平原生态系统。
所谓的流量持续时间曲线显示了如何处理低流量和高流量的变化(图4.4)。这条曲线显示了某一点的河流流量沿着河流，与某放电发生的时间百分比有关。在图4.4中，一条河流有两条弯道;连续的线代表现状;断线表示气候变化下的未来情况。raybet雷竞技最新在当前情况下，在100%的时间内发生的放电是图右侧的值。在这种情况下，最小流量约为1600立方米/秒。在图的左侧，超过流量的概率变得更低，换句话说，它在一年中发生的频率更低。例如，超过3500m3 /s流量的概率为35%。超过放电的概率随着放电的增加而减小。这种情况一直持续到概率为零，即河流的最大流量。 The maximum discharge of this river is 8000 m3/s. From the graph, low and high flow discharges can be derived. When the minimum and maximum discharge requirements for the ecosystems in the basin are known, these can be compared with the flow duration curve of the river. The interrupted line in Fig. 4.4, the future situation under climate change, shows a shift in the minimum discharge of the river to 500 m3/s. When, for instance, the minimum flow requirement of the ecosystem is 1000 m3/s, this is no longer met in the future. This information is important to a water manager of the basin. The management of reservoirs can be changed to increase the instream of water to the river through reservoir releases during extreme low flow periods. Hence, low flow requirements can be met in the basin. If the changes in low flow are allowed, these can negatively influence the habitat dynamics of a system and in the long term can change the ecosystems (Dakova et al., 2000).
超过P(%)的概率流量持续时间曲线示例。
区域水资源与水生生态系统
本章前面描述的全球水资源变化可以在流域尺度上进行细化。流域可以看作是一个自然水文单元，它包含了总水量水系统在它的边界内，有不同的用户，他们都依赖同一种水资源。没有与其他盆地或资源的交换，因此盆地可以视为一个整体。在这个区域尺度上，区分水生生态系统和陆地生态系统是有用的，因为它们必须应对的问题和预期的气候变化影响之间存在差异。raybet雷竞技最新本段所述的影响是可能的影响，显然在不同区域和生态系统之间有所不同。
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