1、生态环境建设与水文关系
1.2 相关的水科学问题
• 区域水文水资源情势决定生态环境质量
区域水文水资源条件决定区域生态环境类型 稳定生态系统的维持受制于水的供给状况 水文水资源的变化导致生态系统的失衡 “生态环境用水”问题广为关注 • 生态系统的变化影响区域水文水资源情势 区域水文循环与水量平衡 区域水资源数量及其分配 区域洪水与干旱 区域水资源开发利用和保护
生态环境建设
与
生态水文学
1、生态环境建设与水文关系
1.1 生态环境建设 一切旨在保护、恢复和改善生态系统的建设工 作的统称。它更强调改善生态环境的积极行动， 也涵盖了比生态恢复与重建更为广泛的内容。 根据我国有关文件，它主要包括天然林和草原 的保护、水土流失治理、荒漠化防治、草原建 设和生态农业建设等。如同“水土保持” 一样， 生态环境建设是一个具有中国特色的词汇。
2、生态水文学
2.2 研究内容
生态水文观测与实验研究 生态水文分析与计算方法 维持生态系统平衡的水分条件 生态环境治理的水文效应 生态环境建设与水旱灾害防治
2、生态水文学
2.2 研究方法
研
对比分析法
究
方
法
模拟分析法
时间序列对比分析法
对比观测分析法 成因分析法 黑箱模型法 水文概念模型法
区域水土保持主体措施的减水量
70～90年代，河龙区间水土保持主体措施年均减少入 黄水量分别为4.68、4.86和5.83亿m3，分别占区间同期 年天然径流量的8.3、 10.0和11.4%，仅占黄河流域同期 年天然径流量的0.8、 0.8和 1.1%。表明：区域水土保 持减少的水量占黄河径流量的比例很小，不足以引起黄 河径流量发生巨大变化。
2、生态水文学
2.3 与其他学科的关系 • 生态学与生态水文学 • 水文学与生态水文学 • 恢复生态学与生态水文学 • 水土保持学与生态水文学
3 黄土高原生态水文效应研究 3.1 水土流失治理对小流域水文环境效应
产流规律 地表产流模数(R)与次降水量(P)关系， 治理流域：R=aPb ；对比流域：R=a+bP
3 黄土高原生态水文效应研究
3.2 区域水土保持对黄河径流量的影响评价 水土保持对径流量作用特点
20世纪50年代到现在，区域人类活动从70年代初开始 使各支流地表径流量有明显地减少，这与黄河开始频繁 断流的时间基本同步。水土保持措施减少径流量的强度 以汛期最大，其次为年，对枯水期径流量影响相对较小。
结论 目前治理水平下，区域水土保持的减水作用对黄
河径流量影响非常有限，但严重的水土流失导致黄河水 少沙多和输沙用水量巨大,制约了黄河水资源开发利用。 必须加强黄土高原的水土流失治理。
3 黄土高原生态水文研究 3.3 区域植被建设的土壤水分效应
土层深度(cm) 土层深度(cm)
4 0
100
深 200 层 300 土 壤 400 含 水 500 量 背 600 景 700
非保护区土壤含水量/% 11.38 8.54 7.92 7.83 7.52 8.64
5a 生沙打旺地土壤含水量/% 10.14 6.80 6.04 6.02 8.44 7.49
基本结果
不同植被恢复方式（人工恢复与自然封育恢复）对
5～10m土层含水量影响不同。高产深根系人工植被造成 植物赖以生长的土壤水分状况恶化，土壤含水量低至凋 萎湿度，形成深厚的土壤干层。它影响了土壤资源的土 地生产力和可持续利用，可能使土壤水与地下水的交换 减弱。而自然封育恢复的林草植被并未使土壤含水量明 显降低，且不易造成土壤干层。
对比流域
3 黄土高原生态水文研究
3.1 水土流失治理的小流域水文环境效应
径流量 综合治理使地表产流模数和径流系数减小。 年径流：平均减少40 ~ 50%，枯水年60%，丰水年40% 次径流：0<I <10mm/h，产流模数减少56%；
30
10<I30<30mm/h，减小33%；I30>30mm/h，减小11% 洪水过程 小流域产洪次数减少、地表产流模数年际变 率增大；暴雨产流开始时间滞后、产流持续时间缩短和瞬 时流量及洪峰流量降低以致消失。但水土保持几乎不能使 A型暴雨产流开始时间和洪峰出现时间滞后。 水分循环规律 综合治理加强了小流域内水的生物小循 环，流域整体入渗能力提高（30%）。使年径流量季节分 配均匀，枯季径流量占年径流量的比例提高，但并未使地 下径流量增加。
植被建设对策：
实行植被的自然恢复。
以植被自然地带性规律为基础，选育适生品种，实 行人工草的隔带种植，控制人工林密度。
土 壤 水 分 测 定
请提意见
非常感谢
2001.5 富县 穆
土壤含水量(%)
8 12 16 20 24
2 0
100
洛川
长武 灌 200
安塞 靖边
木
固原 林
300
地 土
400
壤 500 含
水 600
量
700
土壤含水量(%)
4
6
8
10
荒坡 刺槐 油松
800
800
900
900
1000 图1 黄土高原10米土层土壤含水量剖面
1000 图5 安塞乔木林10m土层土壤含水量剖面
3 黄土高原生态水文效应研究
3.2 区域水土保持对黄河径流量的影响评价 泥沙与水资源利用 黄河每年要用200亿m3～250亿m3的
水冲沙，约占黄河天然径流量的35%～43%。据研究，黄 河河道每输1t泥沙约需用水10m3～30m3，平均按20m3计算。 70～90年代，河龙区间水土保持减沙1.43亿t～2.63亿t， 相当于减少黄河输沙用水38.6亿m3～52.6亿m3，扣除水土 保持措施直接减水量，区域水土保持相对增加黄河可利 用径流量33亿m3～48亿m3。
2、生态水文学
2.2 研究内容
基础性研究：生态水文过程相互作用规律研究，分析 二者相互作用机理，为生态环境建设提供参照和参考， 属认识世界的范畴。 应用性研究： 生态水分条件和水资源背景研究，如何 开发和利用有利的水分条件，促进和加速生态恢复。在 黄土高原干旱缺水，气候和植被的过渡特征、丘陵地貌 使水热局地分异特征，决定了生态恢复生态水文背景的 复杂性，植被类型结构和布局确立的困难性。生态环境 建设的水文效应研究，如同土壤水力曲线，其吸湿过程 和退水过程并不一致，相同的水势，吸湿过程与退水过 程中土壤持水量并不一致。研究重点是评价流域或区域 生态建设对水文系统的单项或综合影响；预测不同建议 模工对水文系统的可能影响，确定和选择好的模式。
水是生态系统的基本要素。生态环境建设也直接影响水文情势
2、生态水文学
2.1 概念与属性
生态环境建设中的水问题及其研究已成为生产实践 中急需解决的问题之一。 “生态水文学（Eco-hydrology）”一词应用而生 “生态水文学”就是以生态系统为对象，重点研究 和解决生态环境建设中的水问题，并将水文学知识应 用于生态环境建设和生态系统管理的一门学科。在科 学体系上，它属于地球科学范畴，是生态学与水文学 的交叉学科，是水文学的一个分支 。
人工灌木林地和草地 土壤水分
植被自然恢复地土壤水分
土层深度/m 林缘草地/高原子午岭林区林草地土壤含水量
0～1 1～2 2～3 3～4 4～5
15.60 16.48 15.98 20.12 16.12
14.20 16.36 18.64 20.34 22.66
9.34 11.92 13.88 14.58 13.98
13.82 16.12 16.40 --
--
1～5 平均 16.86 18.44 12.74 15.45
表 5 宁夏固原云雾山草原保护与非保护区土壤含水量
土层深度 /m
0～1 1～2 2～3 3～4 4～5 平均
保护区土壤含水量/%
13.28 10.24 9.38 9.14 7.92 9.99