生态水文学

宁夏大学硕士生考试考查卷面纸

2014～2015学年度第二学期

姓名马继梅学号12014130644

学院土木与水利工程年级2014级

专业水利水电工程研究方向节水灌溉

课程生态水文学

考试方式

主考教师评语

成绩

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年月日

生态水文学发展进程

摘要：生态水文学是生态学与水文学的交叉学科,它研究不同时空尺度上水文过程与生物动力过程的耦合机制与规律,以期实现水资源的持续管理。它是在水资源问题日益严峻的形势下,于1992年在Dublin国际水与环境大会上正式提出的。生态水文学作为解决现代水问题的新方式，源于解决环境问题的新思考方式生态工程，以‘生态水文’为主题的论文，专著，会议成蓬勃发展之势，多种生态水文模型与遥感技术相结合模拟生态水文过程"虽然生态水文学的产生经历了很长一段时期的孕育,有较为可靠的理论研究背景,但尚未形成完整的理论框架和方法体系,目前的研究仍然是处于基础理论的探求阶段,并且这个阶段还将持续一段时间。当基础理论完善以后,生态水文学可望得到较快的发展。

关键词:生态水文学;研究背景;研究现状;发展趋势

1引言

水资源问题是21世纪人类面临的重要资源问题之一[1],水业将是21世纪最大的产业。从水资源问题产生的背景来看,主要是人类活动破坏了水资源的生态空间[2]。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国际水与环境大会上正式提出了生态水文学(ecohydrology)概念。生态水文学一经提出,就广受人们的青睐,有的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[3];有的学者认为生态水文学将是今后几年内水资源可持续开发利用研究中最有意义的前沿学科[4,5]。联合国教科文组织主持的国际水文计划第V阶段研究(UNESCO IHP-V)中也把生态水文学作为其重要的研究领域之一,并在26个国家和地区开展了39个项目的研究[6]。

生态水文学是一门以生态过程和生态格局的水文机制为核心，以植物与水分关系为理论基础，研究对象涉及旱地、湿地、森林、草地、山地、湖泊、河流等生态系统的新学科，它提出在

保持生物多样性，保证水资源的数量和质量的前提下，寻求对环境有利、经济可行和社会可接受的水资源持续管理的有效方式，为水资源可持续利用提供理论基础，对生态水文学的深入研究，可以使退化的生态系统得到恢复，甚至更新，实现水资源的可持续利用。

2生态水文学的研究概况

生态水文学的孕育阶段(20世纪中叶至90年代初期)为修复遭到破坏的生态过程、水文过程以及协调两者的相互制约机制,自20世纪中叶以来,人们就进行了不断的探索。1957年Odum研究了河源系统的能量预算问题[7],促进淡水河道生态系统模拟研究的发展。同时期,Margalef提出了生物演替(Biological Succes-sion)概念[8],部分学者还参照河流水系的分布类型,提出了基于鱼类种群分布的生物发生带(Biozoone-notic Zone)概念[9,10]。1975年,Hawkes对河道及其分类进行了研究[11]。在热带雨林和珊瑚礁的研究中发现:在许多自然系统中高级系统的稳定性往往建立在低级系统的不稳定之上[12],这对于微生境的许多概念来说是非常重要的,表明了高级系统的整体性与低级系统的高度分化特征。

3生态水文学研究的生态类型

生态水文学以陆地和水生生态系统中植物与水的关系研究为基础,探讨一系列环境条件下的生态水文过程。根据陆地主要环境或生态系统类型分为干旱地区，湿地，森林，河流和湖泊等5种类型。

3.1 湿地生态水文学

生态水文学源于湿地生态系统管理和恢复研究,已被湿地生态学家应用了20多年。1996年Wassen等学者专门撰文将生态水文学定义为:旨在帮助更好地理解湿地生态系统自然发育以及帮助评价湿地生态系统价值,保护和恢复湿地生态系统的一门应用学科。由此可见，早期的生态水文学研究对象仅限于湿地生态系统，湿地以其水陆交替的地貌特征，具有特殊的生态水文特征，最丰富的生物多样性和较高的生物生产力，而且因其对气候变化与人类活动影响的异常敏感性，成为地球上生态系统演变最为剧烈的场所之一。国内外从湿地的生态过程水系统与水过程等方面对湿地生态水文过程开展了大量研究。

现阶段对于湿地景观格局的研究是生态学家关注的焦点领域。严登华[13]（2004）对东辽河流域各年的景观格局进行动态分析和预测，分析得出近年内某类景观占据主导的趋势在增加，必须对东辽河流域景观所受到的扰动进行合理的调控。潘响亮[14]（2003）等通过研究东北地区湿地的水文景观分类及其对气候变化的脆弱性，得出根据湿地发育的水文景观的特点及其对气候变化的脆弱程度。李颖[15]（2002）等研究得出，三江平原沼泽退化的主要驱动力是人为对沼泽的开垦，引起了土地退化、生物多样性受损及湿地功能下降等效应。现阶段我国湿地的生态水文学研究已经由最初的生态结构与种类变化发展到生物多样性、生态功能以及包含生物地球化学和水分在内的多种物质与能量传输变化。傅国斌[16]（2001）研究指出全球气候变化对湿地生态系统的面积、分布、结构、功能等造成影响；何池全[17]（2000）对湿地生态过程的三个方面即有机物的生产过程、营养物质循环和能量流动及其水文过程进行述评和剖析，指出能量流动与物质循环是生产力研究中不可分割的一部分。

湿地作为一个生态系统，具有多种功能和价值，是人类最重要的环境资本之一，被称为“自然之肾”。而地球变暖、人类活动的影响、水土流失、土地荒漠化等正威胁着湿地生

态系统的健康，因此，景观格局或湿地斑块在营养物的运移、输送过程中起的作用；流域内湿地生态系统健康的恢复研究与综合评价指标体系的建立在湿地生态水文研究中还存在不足。

3.2干旱区生态水文学

由于干旱区水文过程控制植被的生长发育，天然植被和人工植被又是水土流失和土地荒漠化的主要调控者，所以水文循环过程的改变往往是干旱区所有生态环境问题如水土流失和土地荒漠化的直接驱动力。因此，生态水文过程的机理是干旱区生态环境保护和恢复重建中必须