生态水文学
3、以实践为基础的生态水文学理论探寻阶段
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进入20世纪90年代中期以后,国际学术界对于生态水 文学的研究进展情况以UNESCO/IHP-V(1995-2001) 执行的生态水文过程专项研究最具代表性,该专项研究在 26个国家和地区展开,共计执行了36个相关研究项目。除 UNESCO-V专项研究之外,其他的一些独立研究团队也 在生态水文学方面开展了卓有成效的工作,如Baird和 Willy的工作促成了生态水文学专著的出版;一些独立的研 究者也围绕水文化学和生态水文特征、小流域分布参数的 生态水文模型、垂直土柱中溶质运移的Park分析方案等专 项研究开展了有效的工作。总的来说是偏重于水文过程水 文格局变化所产生的生态效应方面的研究。
• • 教科文组织国际水文计划召开了一系列生态水文学研 讨会。IHP第六阶段(2002-2007)主要研究水的交互作 用—处于风险和社会挑战中的体系,重点研究地表水与地 下水、大气与陆地、淡水与咸水、全球变化与流域系统、 质与量、水体与生态系统、科学与政治、水与文化等八个 方面新的挑战问题。IHP第七阶段(2008-2013)利用现 有科学知识发展新的研究方向和方法,以对环境变化、生 态系统和人类活动做出响应。
四、我国生态水文研究
• 我国学者开始采用生态水文学概念,开展生态水文学 相关的独立研究活动已经是进入21世纪以后的事情了。目 前可查的国内大陆学者关于生态水文学介绍方面的第一篇 中文文献是王根绪等在《地球科学进展》16卷第3期发表 的《生态水文科学研究的现状与展望》。与国际上对于生 态水文学的讨论一样,对于该新的学科的定义和争论一直 持续到现在。在争论进行的同时,采用生态水文学的方法 和理论开展针对东北湿地生态系统、湖泊生态系统、西北 干旱半干旱和寒冷地区生态水文学的研究正在积极开展, 并取得了良好的成果。从研究的内容方面而言,不仅开展 了流域为单元的生态水文学研究,而且对于生态水文过程 的分析也进行的更加深入,不仅开展了植被动态与生态水 文关系的研究而且对于林地土壤大孔隙特征与森林生态水 文关系的研究也在进行。
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国际水文计划是一个以水科学研究和教育为重点的计 划,它进行一系列的国际性、全球性的水科学研究,并进 行水科学的国际培训和知识传播,以期提高各国政府决策 人、科技人员和一般群众对水科学的认识,重点放在应用 水文学于水资源的调查评价、开发利用、管理保护以及人 类活动对水资源和水环境的影响,最终目的是为了帮助解 决重大的水资源问题和与水有关的社会经济发展问题。 • 国际水文计划在世界范围内设立了36个短期培训班,其中 包括设在河海大学的国际水文培训班。 • 国际水文十年--国际水文计划执行以来总的情况是好 的,在科研方面出版了一批水科学出版物,在教育方面培 训了许多水文工作者,对各国的水资源评价、水平衡计算、 水资源管理和保护等方面都起了一定的指导作用。
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为出发点,围绕天然河流系统的中的淡水资源、生物 资源的时空分布格局和内在联系,提出了一系列新的概念, 旨在实现区域淡水资源和生物资源的持续利用。但是这并 非是一个自发的过程,需要建立在对区域水文学、生物机 制和区域经济机制关系深刻理解的基础上,实现对此复杂 关系的正确理解需要开展大尺度、长期的水文过程和生物 动力过程的综合研究。
1、生态水文学的学科孕育阶段
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以气候变化为主要内容的全球变化、生物多样性丧失、 资源枯竭和生态环境退化使人类陷入了自己导演的生态困 境之中,并严重威胁到人类社会的可持续发展。为修复退 化生态系统中遭到破坏的生态过程、水文过程以及协调两 者之间的相互制约机制,自20世纪50年代以来,人们开始 了不断的探索。 • 这一阶段的主要特征是生态学、水文学各自独立发展, 形成各自相对完善、可靠的理论和方法体系,并开始有融 合两个学科特点的概念提出,并得到初步发展,这些概念 为后来生态水文学的出现提供了理论依据。以河源能量平 衡计算基本理论
五、参考文献
• 从国际水文计划看水文研究变化趋势 (尉颖琪 华东师范 大学 上海 200241) • 生态水文学产生背景及其发展历程(光明网) • 中国生态水文学研究进展综述(王爱娟 张平仓 丁文峰 刘 纪根) • 生态水文学的发展与中国生态需水问题(水利工程网)
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5、Rodriguez-Iturbe (2000)(Water Resources 36)则 定义生态水文学为研究不同生态形式及过程中的水文机制 的科学。Rodriguez-Iturbe 认为它是在气候-土壤-植被 动态过程中研究水文机制,以便预测生物对全球变化的响 应 (Rodriguez-Iturbe,2000)。 • 6、1997年俄罗斯彼德堡国立水文气象学院出版教材 《水资源(陆地水)利用和保护的生态观》中提出“生态水 文学(水利生态学)”、“水利生态系统”等概念,提出新 的学科方向要研究具体“水对象”(河、湖、水库等)群体 态势的定性定量的评价,研究不同层次和尺度的水体生态 系统。
三、国际水文计划
• 国际水文计划 (International Hydrological Programme,简称“IHP”)是当代世界在水文领域最重 要的国际合作活动。1975年开始执行。中国是成员国。国 际水文计划的目的是组织成员国执行一系列计划项目,其 中有水文循环研究,人类活动对水文循环的影响,水资源 的合理估算和有效利用等;组织出版刊物、情报交流、学 术会议和地区合作等以促进国际水文合作;水文科学的教 育和培训。这项计划的领导机构是政府间理事会,由联合 国教科文组织理事国组成 。每2年举行一次会议 ,休会期 间由国际水文计划秘书处行使职能。成员国在其国内设立 国际水文计划国家委员会,其任务是制订参加国际水文计 划的本国计划 ,并促其实施。
生态水文学
作者:曾秀娟
一、 生态水文学定义
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生态水文学概念的产生首先是从水陆缓冲带的研究过 程中产生。Ingram在研究苏格兰泥炭地的过程中首次提出 了Ecohydrology的概念,并具体描述了该泥炭地的生态水 文过程。急剧膨胀的人类活动破坏了水资源的生态空间, 使水资源问题成为21世纪人类面临的重要资源问题之一。 为维护社会的稳定、经济的健康发展,人类必须谋求水资 源的持续利用,1992年在Dublin召开的国际水与环境大会 上正式提出生态水文学概念,有学者认为生态水文学是实 现淡水资源持续利用的重要理论和有效工具,通过生态水 文学的研究,人类有望走出水资源问题的困境。生态水文 学在解决人类所面临的淡水资源短缺问题上所表现出的强 大的应用前景受到了国际社会的广泛关注。
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不过,就开展生态水文学研究的空间区域和生态系统 类型而言,在我国的热带、亚热带地区森林和疏林生态系 统中开展生态水文学研究的还未见报道。 • 我国于1974年参加国际水文计划,并于1979 年成立了常设的中国国家委员会。它代表我国政府参加联 合国教科文组织在水文水资源领域的教育和科研等活动的 组织工作,在组织系统上受水利部的领导和中国教科文组 织全国委员会的指导,在业务上是我国各部、省、自治区 和直辖市的水文水资源单位与联合国教科文组织之间的联 络机构。
2、生态水文学概念的提出和初期的探索阶段Байду номын сангаас
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生态水文学一经产生,在初期的发展过程中主要关注 湿地生态系统的水文过程和生态过程。学者们开始进入到 生态水文学研究的实际执行过程中,开始对于学科的研究 框架和关键参数展开实质性的探讨和计算,并考虑采用模 型的方法来对于生态水文学所涉及的生态过程和水文过程 进行模拟研究。围绕生态水文学的界面过程之一:土壤- 大气界面过程相互作用、地表径流形成机制和地面径流路 径以及所伴随的生态水文化学过程开展了探索性研究。关 键进展表现在对于生态水文学难点:尺度问题的重视,并 且开始考虑气候变化所带来的潜在影响。
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从1965-1974联合国科教文组织实施国际水文十年 (IHD)计划后,IHP已经执行了七个阶段,其中:第一 阶段(IHP-I,1976-1980)着重人类活动影响,水资源与 自然环境之间关系的研究;第二阶段(IHP-II,19811985)着重于把研究领域扩大到各个特定的地理、气候区 域,并向着综合利用水资源的水问题方向发展;第三阶段 (IHP-III,1986-1990)定名为“为经济、社会发展合理 管理水资源的水文学和科学基础”,除继续把水文科学作 为重点外,把计划内容扩大到合理管理水资源;第四阶段 (IHP-IV,1991-1995)研究计划重点是“大气-土壤-植 被”之间的水循环关系,全球气候变化对陆地水文过程的 影响。IHP第五阶段(IHP-V,1996-2001)方向是“脆弱 环境中的水文水资源开发”,由三个模块、八个主题和31 个计划项目组成。模块1的资源过程与管理研究中主题2是 “地表生态过程”。生态水文学是IHP计划的核心内容。 之后,生态水文学得到了迅速发展。从1996年到2002年, 联合国
二、生态水文学的发展
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结合生态学、水文学的发展过程,并参考人类社会在 克服淡水资源危机所寻求最佳解决途径过程的认识历程, 把生态水文学发展初步分为三个不同的发展阶段。 生态水文学的学科孕育阶段(20世纪中叶至90年代)
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生态水文学概念的提出和初期的探索阶段(产生到20世 纪90年代中期)
以实践为基础的生态水文学理论探寻阶段(20世纪90 年代中期以后)
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综合各位学者对于生态水文学的理解和理论阐述,相 对比较一致的观点认为该学科是揭示生态系统中生态格局 和生态过程水文学机制的科学,探讨生态系统中植物对于 水文过程的影响以及水文过程对于植物生长和分布作用, 以植物与水分关系为学科研究基础,以土壤水分及植被蒸 散为核心研究内容,以生态过程和水文过程耦合机制的尺 度效应为学科关键点,以水资源可持续利用和维持生态系 统健康和可持续发展目标的实现为学科研究目标。研究对 象包括湿地生态系统、干旱区生态系统、森林生态系统、 河流生态系统和湖泊生态系统等不同生态系统类型。
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