我国西北旱区城市绿地适水性评价与优化研究

　　 摘要:

当前我国西北旱区城市水资源短缺与绿地扩张威胁到了该区域城市生态安全。高耗水植物配置与绿地无序扩张，形成与区域资源承载力不匹配的城市绿地建设模式，引发了水资源承载力超载和财政压力双重困境，亟需构建基于水资源供需关系的绿地适水性评价体系，为旱区城市绿地的空间布局优化提供量化依据，从而化解水资源与生态安全的矛盾。本研究以西北5省51个城市为对象，分析2002–2023年绿地扩张特征及其水资源压力；以石嘴山市为例，基于不同绿地类型与植物配置模式的水资源供需关系，构建绿地适水性时空评价体系，并基于“生态需水量 - 经济压力”耦合关系确立生态用水安全区间，以此提出绿地规模、植物配置模式的量化优化方案。结果表明：（1）西北旱区城市绿地呈现“高速扩张、高耗低效”特征，2002–2023年人均绿地面积增速达3.14 m2人-1a-1，为全国平均水平的4.4倍，单位面积生态用水量0.91 m3/m2，是全国均值的2.2倍，其人均绿化投资近20年持续高于全国平均水平；（2）石嘴山市植物配置模式与当地水资源禀赋不匹配，按生活型林地、灌木、草地（高、中、低三种覆盖）5类分析，林地面积占比最高（54.3%），单位面积年均需水强度（植物蒸腾耗水期9月/a）达1845.2 mm/a，远高于中温带荒漠草原生态本底（167.5–188.8 mm/a）；进一步把植物按生态特征分喜湿、干湿均可、耐旱3类，该区喜湿植物面积占比11.6%，需水量达52.4%，呈现“喜湿植物面积占比低但需水量占比高”的失衡特征；（3）水资源供需时空错配显著，植物生长中期（6–9月）水资源供给量低于需求量30%以上面积占比大，工业绿地与公园绿地缺水面积占比分别达95.5%和85.7%；（4）基于生态用水安全区间的绿地规模、植物配置的单目标优化，探求旱区城市绿地“人种天养”的可行路径，通过绿地率调控至19.0%–34.1%、喜湿植物占比降至1.5%以下，可实现最多节水64.3%、运维成本最多减少19.9%。本研究构建的“时间 - 空间 - 生态”三维适水性评价方法，为旱区城市“以水定绿”提供了理论依据与技术支撑。