生态水文研究论述

田斯亮+王克勤+刘培静

作者简介：田斯亮（1988—），女，甘肃天水人,西南林业大学环境科学与技术学院硕士研究生。中图分类号：X703文献标识码：A文章编号：16749944(2014)05001302

1引言

生态水文学是研究生态格局和生态过程变化的水文学机制的边缘学科,为构建合理生态水文格局及水资源的持续利用提供了理论支持。生态水文学研究的核心内容为生态过程及生态格局的水文学机制,研究的基础理论为植物与水分关系,研究对象包括:旱地、湿地、森林、草地、河流及湖泊等。

2几种主要生态水文过程的研究

2.1森林生态水文过程研究

2.1.1森林水文学的概念及重要性

20世纪40年代美国学者首次提出了森林水文学的概念,并定义为“森林水文学是一门专门研究森林植被对于有关水文状况影响的科学”。森林和水不仅是森林生态系统的重要组成部分,也是人类赖以生存的基本物质条件。因此,森林和水之间的关系就成为了生态水文学研究的核心问题。

2.1.2森林生态水文研究内容及其进展

森林生态水文研究主要包括:森林水文过程的研究、森林对河川径流影响的研究、森林对径流泥沙和水质影响的研究。

森林水文过程的研究包括:森林对降水的影响;森林凋落物层与林地土壤对水分的涵养;林地蒸发散。

森林对河川径流影响的研究主要包括:森林对流域产水量的影响;森林对洪水的调节作用。

森林对水质影响的研究主要包括:森林对天然降水中所包含的一些化学成分的吸收和溶滤作用;森林使天然降水中化学成分的组成和含量发生变化;森林的变化也会对其周边的河流水质产生影响。

2.2流域生态水文过程研究

2.2.1流域水文研究的重要性

流域是指由分水线所包围的河流集水区。在生态水文及水文地理研究中,流域面积是一个极其重要的数据。

2.2.2流域生态水文研究内容

流域生态水文的研究主要包括流域生态水文过程与功能的研究以及流域生态水文模型研究。

生态水文过程是指水文过程与生态过程之间的相互作用关系。水文过程与生物动态之间的关系是流域生态水文过程与功能研究的核心内容,揭示生态格局和生态过程变化的水文机理。探讨流域生态系统与水文过程耦合关系及水文机理是当今水科学的前沿问题。

2.3湿地生态水文过程研究

2.3.1湿地水文研究的重要性

湿地生态水文不仅制约着湿地土壤的许多生化特征,还直接制约着湿地的气候调节、地下水补给、径流调蓄等水文功能,从而影响了湿地生物区系的类型、湿地生态结构及功能等。

湿地生态系统中最重要的物质迁移的媒介是水,并且水又与其他环境因子、生物因子耦合作用于湿地化学循环过程影响湿地中元素循环与转化、物质的滞留和去除、污染物净化、沉积物拦截等功能。

2.3.2湿地生态水文研究内容及其进展

湿地生态水文研究的内容主要包括:湿地水文情势研究;湿地水文循环过程研究;湿地水量平衡研究;这三个内容之间又密切联系,相互制约。

(1)湿地水文情势研究。湿地水文情势研究内容有:降水的时空分异、水文周期、表层水流模式、水温的季节性变化、土壤湿度和地下水水位时空分异等内容。

(2)湿地水文循环过程研究。湿地水文循环过程的研究包括:湿地植被对降水再分配影响的研究;湿地水文循环过程的研究是对湿地降水径流形成过程与湿地表层流的研究;湿地蒸发散过程也是湿地水文循环过程研究的重要内容;湿地水文循环过程研究还包括了湿地地下水过程研究。

其中湿地植被对降水再分配影响主要包括:湿地植被类型及分布影响不同降水形式的空间格局;湿地植被通过植被截流、形成茎流和透冠雨等形式对进入湿地植被界面上的降水进行再分配。

(3)湿地水量平衡研究。湿地水量平衡是湿地各水文过程的综合,将湿地作为一个闭合的系统,它的水量平衡满足常规的水量平衡方程。然而湿地水量更新率也能够反映湿地开放性程度。

3生态水文学面临的问题

由于生态水文学是生态学和水文学的交叉学科,首先要解决的问题就是两门学科之间的分歧问题,以及两者之间如何才能够天衣无缝的匹配在一起。就研究尺度而言,首先术语不能模糊不清,应该进行严格的定义。其次,由于不同尺度上的研究目的并不一样,因此,解决多尺度生态水文过程中尺度转换也是未来研究过程中的重点和难点。

就我国而言,生态水文恢复研究在未来也应该作为一个重点问题对待。其重点区域是西部地区。西部生态重建,退耕还林还草的成功与否,关键就在于生态水文的控制与调节。

参考文献：

［1］ Zalewski M.Ecohydrology-the scientific background to use ecosystem properties as management tools toward sus-tainability of water resources［J］.Ecol Eng,2000,16(1):1~8.

［2］ Janauer G A.Ecohydrology:fusingconxepts and scales［J］.Ecol.Eng.,2000,16(1):9~16.

［3］ 肖洪浪,程国栋,黑河流域水问题与水管理的初步研究［J］.中国沙漠,2006,26(1):2~7.

［4］ 邓伟,何岩.水资源.21世纪人类更加关注的重大资源问题之一［J］.地理科学,1999,19(2):97~101.

［5］ 严登华,何岩,邓伟.水资源地域耦合空间结构初探［J］.东北师范大学学报:自然科学版,2000,32(4):82~87.

［6］刘兴土.中国沼泽湿地分类系统的探讨［J］.地理科学,1997(17):389~400.

［7］ 邓伟,宋新山,翟金良.洪泛区湿地保护与水资源可持续利用［J］.科技导报,2000(3):58~60.

［8］罗先香.三江平原挠力河流域沼泽湿地水系统研究［D］.长春:中国科学院东北地理与农业生态研究所,2002.

［9］陈刚起,吕宪国.三江平原沼泽蒸发研究［C］//陈刚起.三江平原沼泽研究.北京:科学出版社,1996:141~145.

［10］陈刚起,马学慧.三江平原沼泽开垦前后下垫面及水平衡变化研究［J］.地理科学,1997(增刊):472~475.

［11］刘兴土.三江平原沼泽辐射平衡与小气候基本特征,中国沼泽研究［C］.北京:科学出版社,1988:101~109.

［12］ 于志民,王礼先.水源涵养林效益研究［M］.北京:中国林业出版社,1999.

［13］ 于静洁,刘昌明.森林水文学研究综述［J］.地理研究,1989,8(1):88~98.

［14］ 王礼先,张志强.森林植被变化的水文生态效应研究进展［J］.世界林业究,1998,11(6):14~23.

［15］ 王礼先,孙宝平.森林水文研究及流域治理综述［J］.水土保持科技情报,1990,(2):10~15.

［16］ 李凌浩,林鹏,何建源.森林降水化学研究综述［J］.水土保持学报,1994,8(1):84~96.

［17］ 张建列,李庆夏.国外森林水文研究概述［C］//全国森林水文学会•学术讨论会文集［C］,北京:测绘出版社,1989:10~16.

［18］ 黄秉维.森林对环境作用的几个问题［J］.中国水利,1982(4):1~7.

［19］ 赵文智,程国栋.生态水文学-揭示生态格局和生态过程水文机制的科学［J］.冰川冻土,2001,23(4):450~458.

［20］ 肖洪浪,程国栋.黑河流域水问题与水管理的初步研究［J］.中国沙漠,2006,26(1):2~7.

［21］ 赵文智,程国栋.干旱区生态水文过程研究若干问题评述［J］.科学通报,2001,46(22):1850~1857.

［22］ 程国栋.黑河流域水-生态-经济系统综合管理研究［M］.北京:科学出版社,2009.

［23］ 王根绪.生态水文科学研究的现状与展望［J］.地球科学进展,2001,16(3):314~325.

［24］ 康尔泗,陈仁升.内陆河流域源区水文与生态研究［J］.地球科学进展,2008,23(7):1015~1020.

［25］ 黄奕龙,傅伯杰,陈利顶.生态水文过程研究进展［J］.生态学报,2003,23(3):35~41.

［26］ 王根绪,刘桂民,常娟.流域尺度生态水文研究评述［J］.生态学报,2005,25 (4):892~903.

［27］夏军,左其亭.国际水文科学研究的新进展［J］.地球科学进展,2006,21(3):256~261.

［28］孙晓敏,袁国富,朱致林.生态水文过程观测与模拟的发展与展望［J］.地理科学进展,2010,29(11):1293~1300.

［29］杨大文,雷慧闽,丛振涛.流域水文过程与植被相互作用研究现状评述［J］.水利学报,2010,41(10):1142~1149.

［30］ Chapin S F,Matson P,Mooney H A,Principles of Terres-trial Ecosystem Ecology［M］.New York:Springer-VerlagPress,2002.