流域水文过程与植被相互作用研究现状评述
水文科学从以研究陆地水循环过程为核心的地表水文学、土壤水动力学、地下水动力学以及为
生产实践服务的工程水文学现已逐渐发展成为综合研究水分、能量与物质(泥沙、二氧化碳以及营养
物质等)耦合循环及陆面与大气相互作用、水文过程与生态过程相互作用等为主要内容的综合性、交
叉性学科。生态水文学是水文学与生态学的交叉学科,由于气候变化与人类活动加剧引起的流域植
被生态退化问题日益严峻,同时由于流域水文过程与植被生态过程的紧密相互作用,流域植被生态
水文问题近年来成为国内外的研究热点之一[1]。基于文献调研,本文旨在从流域水文过程与植被相互
作用机理、流域植被生态水文模型、气候变化下的流域生态水文响应三个方面阐述流域水文过程与
植被相互作用研究的现状,分析流域生态水文学研究的发展历程与趋势。
1流域水文过程与植被相互作用规律研究
1.1植被对水文过程的影响植被通过根系吸水和气孔蒸腾对水文过程直接作用,同时也通过其垂
直方向的冠层结构和水平方向的群落分布对降雨、下渗、坡面产汇流以及蒸散发过程产生间接影
响,形成了植被对水文过程的复杂作用。
植被对降雨的影响主要表现为冠层截留及茎干流对降雨的重分配作用。植被的截留能力受植被
类型、郁闭度、降雨量和降雨强度等因素影响。一般情况下,郁闭度愈大、降雨量和降雨强度较小,
植被的截留能力愈大。据统计,我国各类森林生态系统的林冠降雨截留率的平均值为22%左右[2]。流域水文过程与植被相互作用研究现状评述
杨大文,雷慧闽,丛振涛
(清华大学水利水电工程系水沙科学与水利水电工程国家重点实验室,北京100084)
摘要:从流域水文过程与植被相互作用规律、流域生态水文模型、流域生态水文对气候变化的响应三个方面,对国内外相关研究现状进行了总结分析。从中发现,当前流域水文学正在从以单一水循环过程为主要研究对象发展成以研究水分、能量与物质耦合循环以及水文过程与生态过程的相互作用等为主要内容的综合性、交叉性学科。现关于流域水文过程与植被之间的关系研究多集中于单向作用的研究,如水文过程对植被的影响研究和植被变化对水文过程的影响研究,而对水文过程与植被之间的反馈机制以及对流域内土壤-植被-大气复杂系统的整体研究不足,缺乏对流域水文过程与植被相互作用机理的全面认识。有研究表明,气候变化已经影响到流域水文过程和植被生长,气候变化下的流域生态水文响应是水文学研究的前沿课题。水文学需要强化对流域生态水文机理的研究,只有在充分揭示流域生态水文机理的前提下,才能预测未来气候变化下的流域生态水文响应。生态最优性原理能够解释植被对外界环境变化的响应,从而被应用于描述植被与水文过程的相互作用。基于生态最优性原理的流域生态水文模型已逐渐成为生态水文学的研究热点之一。关键词:水文过程;植被;生态水文学;生态水文模型;气候变化;生态水文响应中图分类号:P339文献标识码:A
收稿日期:2009-04-13基金项目:科技基础性工作专项(2007FY140900);国家自然科学基金重点项目(50939004)作者简介:杨大文(1966-),男,四川人,教授,主要从事流域水文学及流域水文模拟方法等研究。E-mail:yangdw@tsinghua.edu.cn通讯作者:雷慧闽(1982-),男,福建人,博士生,主要从事生态水文研究。E-mail:
thulhm@gmail.com水利学报
SHUILIXUEBAO2010年10月第41卷第10期
文章编号:0559-9350(2010)10-1142-08
——1142除去根系吸水对土壤水的直接影响,植被对土壤水以及坡面产流的影响还主要表现为对土壤入
渗能力及深层渗漏补给的影响。植被与土壤下渗能力有密切关系,研究表明,林地土壤的水分入渗
能力明显大于非林地,林地入渗率平均值是荒地的3~4倍[3]。森林能增加降雨入渗,主要是两个方面
的原因:一是植被能增加土壤入渗能力;二是植被改变了地表特性(如地表糙率或地表贮水能力),
这使得水分入渗到土壤的机会增大[4]。王根绪等[5]研究了高寒草地植被覆盖变化对土壤水分循环的影
响,发现青藏高原河源区高寒草甸草地的植被覆盖度与土壤水分之间具有显著的相关关系,草地的
水源涵养功能明显。同时,植被能够通过根系的水力重分布机制(HydraulicRedistribution)传输土壤
水,从而改变表层土壤水分和深层土壤水分的分布[6-7],并影响水文过程。
一般认为植被覆盖率与流域蒸散发成正比,这是由于流域蒸散发主要来源于植被的蒸腾作用和
冠层的截留蒸发,但有研究发现在植被的生长季节和非生长季节这个规律发生了变化。程根伟等[8]利
用修正的Penman-Monteith公式对比分析贡嘎山林区非森林地面蒸发和森林蒸散后发现,在非生长季
节,模拟的林地蒸发小于裸露地面蒸发量;而在生长季节,结果相反;在5月或10月,二者则基本
相当。
森林植被对流域径流的影响目前还存在较多的争论,多数研究认为无论在湿润还是在干旱地
区,植被覆盖率降低都会造成径流量显著增加。Loch[9]对比分析澳大利亚昆士兰州南部植被覆盖度分
别为0%、23%、37%、47%以及100%区域的产流和地表入渗,结果显示植被覆盖度增加将大大增加
地表入渗,从而减小地表产流。刘昌明等[10]在黄河流域的研究表明,林区的径流系数远低于非林
区,林区径流系数在5%以下,从林区到非林区径流系数显著递增。也有研究认为植被覆盖度增加将
导致径流增大,李昌哲等[11]在永定河流域选择地形、地质、气候等条件基本一致的两个小流域,其
植被覆盖率分别为41.8%和24.5%,研究结果显示森林植被覆盖度增加不仅能增加河川年径流量,还
能改善河川年径流量的结构,即森林植被具有“增枯减洪”的作用。
森林植被对地下水的作用较为复杂,一方面增加土壤入渗有利于水分补充到地下水[9];另一方面
植被蒸腾作用消耗大量土壤水分以及植被改善土壤贮水能力,不利于水分下渗对地下水的补充[12];
此外,有些植被根系,尤其是根深较大的植被吸水增多,可能导致地下水被植被吸收,使地下水位
下降[13]。1.2水文过程对植被生长的影响研究根据生态系统的不同,水文过程对植被的影响包括两方面:
水文过程对自然植被的影响及对农作物的影响。水文过程对自然流域植被的影响研究,主要集中在
土壤水及地下水对植被生长的影响上。Adegoke等[14]研究了土壤水分和植被指数的关系,结果表明土
壤水分和植被归一化指数NDVI(NormalizedDifferenceVegetationIndex)的相关关系较弱,然而滞后2
个月的土壤水分与NDVI的相关关系却很高,表明土壤水分可能是暖季植物状态一个有效的指标,土
壤水分还可能存在一个长达2个月的记忆期。在降水稀少的干旱地区,自然植被主要受地下水埋深影
响,Cooper等[15]研究地下水位长期下降对植被的影响,结果表明地下水位下降后植被格局发生显著
改变。
农作物生长与水分关系密切,这方面的研究主要关注以蒸发蒸腾为核心的田间水分转化关系。
我国学者开展了大量亏缺灌溉对作物影响的研究,这些研究可以概括为三类:(1)田间试验与统计分
析相结合,分析亏缺灌溉对作物的影响。一般认为,作物生长期间内水分亏缺将导致减产[16],生长
期前的水分亏缺不但对产量无显著影响,反而有利于提高水分生产效率[17],过度灌水反而会对作物
生长和产量产生负效应[18];(2)基于田间试验,分析灌溉效益、进行灌区作物种植和灌溉制度的优化
设计等,如刘钰等[19]、李霆等[20]人的研究;(3)从生长机理研究水分对作物的影响,如作物水分亏缺
诊断指标研究[21]及基于生命需水信息的作物高效节水调控技术研究[22]等。1.3植被与水文过程的相互作用研究植被与水分、能量和物质的耦合循环机理是研究陆面与大
气、水文与植被等相互作用的基础,是生态水文学研究的主要内容和也是研究的难点。这方面的代
表性研究有Ruddell等[23]采用信息流理论描述大气、植被、能量、水分以及二氧化碳之间的相互反馈
作用,以此识别生态系统的基本机制。早在19世纪,达尔文及其他生物进化论者指出,自然选择下
——1143的适应性是生物具有的普遍特征,由此提出了生物进化论中的最优性原理[24]。随后最优原理被引入
植物生态生理学研究中,对于估算叶片尺度上的气体交换,Cowan[25]认为,在给定的蒸腾条件下为了
使光合作用达到最大,植物可使气孔导度达到最优值。Cowan[26]把植物的最优性描述为一系列相互联
系的最优化目标,即养分、阳光和水分的最优化利用。Mäkelä等[27]认为基于自然选择和进化的生物
最优性原理可以用于建立预测模型,用于研究环境变化的生态响应。Donohue等[28]认为,在水分受限
的环境中,可利用水分和植被之间有着非常密切的关系,多年生植被的叶面积可以根据土壤水分状
况来预测,这意味着存在一个随微气象条件而改变的动态生态水文过程。Hatton等[29]认为,应该在大
尺度内寻找某种简单的生态水文平衡规律,Eagleson[30]总结了这方面的研究成果,提出3个生态系统
最优假设来模拟和分析多年尺度的水量平衡。Rodriguez-Iturbe[31]及其研究小组在Eagleson的研究基础
上,提出了基于最优原理的随机土壤水动力模型,认为植被生长的最优原则是使得植被全体的水分
胁迫达到最小。Mackay[32]探讨了自然流域可能存在“生态水文平衡状态”,认为松叶林的冠层密度可
以用一个水文平衡状态来解释,而这个平衡状态主要受土壤水分、大气湿度以及可利用氮控制。生态
最优性原理被应用于植被与水文过程相互作用研究,但其理论本身在生态学界还存在争议[33],应用尚
处于探索阶段。
2流域生态水文模型研究
2.1流域水文模型中对植被因素的考虑由于下垫面变化对水文过程及水量平衡有显著影响,大多
数水文模型不同程度地考虑了植被因素的影响,代表性模型有SiB2[34]模型以及国内的VIP[35]模型等。
这些模型中,垂向植被参数化主要包含在蒸腾、根系吸水、冠层能量传输以及二氧化碳交换4个过程
的描述中,而空间植被参数化主要体现在不同植被类型的空间分布上。蒸腾模拟主要包括气叶片气
孔导度、冠层空气动力学阻力和叶面积指数等参数;根系吸水主要包括根表面吸水阻力以及根内水
分传输阻力等参数;冠层能量传输主要包括冠层光学特性(如反照率)以及植被形态参数(例如冠层高
度)等;二氧化碳交换则主要包括植被生理学特性参数(如电子传输速率、酶活性等)。这些过程在模
型中相对独立,彼此之间的内在联系尚未充分考虑在模型当中。植被因素在水文模型中的引入增强
了模型的机理性,提高了模型的模拟精度。但另一方面,模型复杂的植被参数化过程使得模型参数
数量显著增多,参数率定不仅需要更全面的观测,而且容易引起异参同效、过参数化等问题。2.2植被/作物生长模型中对水文过程的考虑现有的大多数植被生长模型来源于生物物理模拟模型[36]。
其中,一般的生态系统模型的重点在于植被碳循环的模拟,主要包括植被碳吸收以及碳在植物体内
的分配,对水文过程的模拟一般仅简单考虑土壤水分对植被生长的胁迫作用[37]。作物模型以CERES
(CropEnvironmentResourceSynthesis)为代表,其中对水文过程的模拟主要包括蒸发蒸腾与土壤水分
油蒿灌木的生态水文过程研究综述
油蒿灌木的生态水文过程研究综述
李柳;李小雁;马育军;赵国琴;吴华武
【摘 要】生态水文过程是生态水文学的重要研究内容,是生态系统中水文过程和生态过程通量变化间的互馈关系.油蒿(Artemisia ordosica)作为我国特有的优良固沙物种,在荒漠生态系统重建与恢复中起着非常重要的作用.本文以生态水文学为指导思想,综述研究了降水、冠层降雨再分配、根系水分再分配、土壤水分变化、蒸散发以及油蒿群落演替等生态、水文过程中油蒿与水文环境间的相互作用关系,提出现存的问题和未来研究应关注的方向,为后续研究提供理论依据.
【期刊名称】《干旱气象》
【年(卷),期】2013(031)004
【总页数】6页(P814-819)
【关键词】油蒿;生态水文过程;水分再分配;土壤水分;蒸散发;群落演替
【作 者】李柳;李小雁;马育军;赵国琴;吴华武
【作者单位】地表过程与资源生态国家重点实验室,北京100875;北京师范大学资源学院,北京100875;地表过程与资源生态国家重点实验室,北京100875;北京师范大学资源学院,北京100875;北京师范大学资源学院,北京100875;北京师范大学资源学院,北京100875;北京师范大学资源学院,北京100875
【正文语种】中 文
【中图分类】S715
引 言
油蒿(Artemisia ordosica)为菊科蒿属半灌木,在我国主要分布于内蒙古、宁夏、陕西等地的荒漠和草原沙漠化地区,是我国特有的优良固沙物种,具有耐沙埋、抗风蚀、耐贫瘠、分枝和结实性能良好等特性,在荒漠生态系统重建与恢复中,起着非常重要的作用。杨洪晓[1]、张德奎[2]、靳虎甲[3]等人曾从油蒿的个体、种群和群落角度对油蒿的生理生态学进行过综述性研究。本文从生态水文学角度出发,对油蒿生态水文过程研究进行总结,以影响油蒿生长发育的关键因素“水分”为切入点,进一步加深对油蒿灌木生态过程与水文过程相互作用内在机制的认知,为其保护恢复和后续研究提供依据。
黄河三角洲水文-地貌-生态系统演变与多维调控研究进展
第34卷第6期2023年11月 水科学进展ADVANCESINWATERSCIENCEVol.34,No.6Nov.2023
DOI:10.14042/ki.32.1309.2023.06.015
黄河三角洲水文-地貌-生态系统演变与
多维调控研究进展
凡姚申1,窦身堂1,于守兵1,王广州1,吴 彦1,谢卫明2
(1.黄河水利科学研究院水利部黄河下游河道与河口治理重点实验室,河南郑州 450003;2.华东师范大学河口海岸学国家重点实验室,上海 200241)
摘要:河口三角洲是由水文、地貌和生态耦合作用形成的复合系统,其演变具有时空波动性强、响应高度敏感、
边缘效应显著与环境异质性高的特性,属典型的易失衡区。从黄河三角洲水文-地貌-生态子系统演变过程、耦合作
用关系以及多维调控理论与技术等方面,阐述了多重压力下的子系统自适应调整与状态特征,归纳了水文条件与
河口地貌-生态系统演变的互馈关系,搭建了多维协同的水沙配置研究框架,并提出了基于水沙优化配置的多维调
控策略。针对目前研究存在的问题,从连续性监测平台建设、全过程模型构建、失衡风险预测以及多维调控理论
与技术研究等方面提出了未来研究的重点方向,以期为优化利用有限水沙资源维持河口系统稳定提供科学支撑。
关键词:水文-地貌-生态;演变过程;耦合关系;互馈关系;多维调控;黄河三角洲
中图分类号:P737;X171.1 文献标志码:A 文章编号:1001-6791(2023)06-0984-15
收稿日期:2023-06-12;网络出版日期:2023-10-19网络出版地址:https:∥/urlid/32.1309.P.20231019.1237.002基金项目:国家自然科学基金资助项目(U2243207);河南省自然科学基金资助项目(232300421017)作者简介:凡姚申(1989—),男,河南项城人,高级工程师,博士,主要从事河口海岸水沙动力地貌研究。E-mail:fysmyself@
流域生态水文过程与生态修复机理
2024年咨询工程师流域生态水文过程与生态修复机理
111分
一、 判断题(每题 3 分,共 16 题,总分 48 分)
1、水文模型分析法,通过不定模型的下垫面条件,改变气候输入,或者固定模型的气候条件,改变下垫面输入和相关参数。
A、正确
B、错误
答案B
2、分析渠道中植物对种子的运移和拦截情况,结合含植被水流水动力特性,令种子一定能够运移到目标位置,达到植被修复的要求,进一步促进河湖生态修复。
A、正确
B、错误
答案A
3、对鱼类图像进行抓取,利用YOLOV5算法对鱼类试验视频进行训练,模型的训练过程主要包括了四个步骤:数据集的采集和整理、数据的预处理、数据的筛选和数据集的标注。
A、正确
B、错误
答案A
4、通过时间序列建立鱼类洄游轨迹预测模型,掌握鱼类游经路线和群集产卵、索饵、越冬的地点,推定鱼类资源栖息地,划定与管理保护区。
A、正确
B、错误 答案A
5、获取对鱼类洄游准确位置的最佳估计,对过鱼设施入口的修建提供建设性意见,以提高鱼类洄游成功率,实现鱼类资源保护。
A、确
B、错误
答案A
6、目前灌区量水的主要方法可分为量水设施和量水仪器两大类。现如今,如电磁流量计等非接触量水仪器成为研究主流。
A、正确
B、错误
答案B
7、植被对流域的水文过程起到关键作用,植被变化通过影响根系吸水、冠层蒸腾、降雨截留和重分配、土壤水下渗等过程,同时改变伴随水分过程的能量分配过程,来影响流域的水文循环。
A、正确
B、错误
答案A
8、气候为水文循环提供水分和能量条件,是水文循环的根本驱动力,其变化对水文循环和水资源有着至关重要的作用。
A、正确
B、错误
答案A
9、气候变化也通过对植被生长的影响,间接改变着流域水文过程。实际水文序列的变化通常包含了气候和下垫面变化两方面的影响。 A、正确
B、错误
答案A
10、在分析气候变化的水文响应时,一般需要定量区分气候变化和下垫面变化对流域水文过程的影响,其中经典的研究方法包括弹性系数法和水文模型分析法。
流域水文模型综述
科技视界Science&TechnologyVision
Science&TechnologyVision科技视界0引言当今社会科学技术发展越来越迅猛袁人们对于数字化的要求也越来越高遥水文学作为一门历史悠久的学科也越来越趋向于数字化与定量化遥在这样的大背景下袁水文模型则应运而生遥水文模型是在防洪与水利工程的实际运用和实践中逐渐发展起来的袁它早期用于实时洪水与实时水位预报中遥现在袁水文模型的作用范围更加广泛袁它在防洪减灾尧水库调度尧生态环境需水尧水资源开发利用尧道路尧城市规划尧面源污染评价尧人类活动的流域响应等诸多方面起到了不可或缺的重要作用遥因此袁水文模型的研究已经成为水文学的热点问题遥并且相应于河口水文模型袁山坡水文模型等其他水文模型而言袁流域水文模型的研究更加具有实际意义遥1定义根据何长高袁董增川等发表的论文袁流域水文模拟是用数学的方法描述和模拟水文循环的过程袁即将流域概化成一个系统袁根据系统输入条件袁对流域内发生的水文过程进行模拟计算袁求解输出结果遥更进一步袁流域水文模型就是用于流域水文模拟的这个系统遥流域水文模型是基于人们对客观世界的长期观测和理解认识所提出能够高度概化现实世界袁并用于预测未来的工具遥2基本架构不管是何种流域水文模型袁以机制为基础还是以模式为基础袁流域水文模型都包含着几个必不可少的模型阶段袁即坡面产流阶段袁坡面汇流阶段和河网汇流阶段遥2.1坡面产流阶段1933年霍顿提出了超渗产流理论袁相应在国外的产汇流计算中有了超渗产流机制遥霍顿提出院当雨强I大于下渗能力fp时袁雨强一部分按照下渗能力fp下渗到土壤当中袁另一部分产生地面径流rs曰当雨强I小于下渗能力fp时袁雨强按照其自身的强度全部下渗到土壤当中遥在实际的勘测与实践中袁人们发现在植被覆盖良好袁地表疏松的地方即使雨强I小于下渗能力fp袁也会存在地面径流遥邓恩在六十年代提出了蓄满产流机制遥邓恩认为院土壤在垂直结构上并不是仅有一个层次袁实际上土壤上层是有较大土壤颗粒的淋溶层袁而土壤下层是有较小土壤颗粒的淀积层袁这两层之间存在一个相对不透水层遥当雨强I小于下渗能力fp时袁雨强会在相对不透水层上产生饱水带袁随着饱水带厚度逐渐增加直至充满整个上土层袁多余的水量会溢出产生地面径流遥超渗产流机制一般适用于包气带较厚袁植被覆盖率较差的地区遥而蓄满产流机制则适用于湿润地区遥2.2坡面汇流阶段在坡面产流阶段袁有的模型会通过两水源或是三水源划分出各径流成分的径流量袁如新安江模型曰另外一些则一开始就计算出了各径流成分的径流量袁如SAC模型遥在坡面汇流常用的方法有单位线法和线性水库法遥单位线法有两个苛刻的假定袁即倍比假定和叠加假定遥由于不能考虑降雨和下垫面的时空分布不均匀袁使得该法推流的较大误差来源就来自于此遥单位线推流适用于短历时降雨袁原因在于如果降雨时段增多袁那么对于出流时洪水过程的划分就会相应的增加袁计算过程变得麻烦而且计算结果也会变得不准确遥该方法由于测量误差会使单位线后部呈现锯齿形状袁此时应该加入控制条件加以修正遥有时净雨时段长与单位线的时段长不一致还要进行单位线的时段转换遥单位线法目前已经是发展成熟的坡面汇流方法袁因此被工作单位广泛的使用遥在新安江模型中袁地下水的坡面汇流用的一般就是线性水库方法袁实际上地面径流也是可以运用线性水库的遥根据不同径流成分的消退系数就可以得到各个径流成分的坡面汇流公式遥2.3河槽汇流模型河槽汇流主要有两种方法院一个是水文学方法袁一个是水力学方法遥水文学方法主要运用水量平衡方程和槽蓄方程袁另以圣维南方程组的简化形式为辅而得出结果袁该方法的特点是物理概念性较强袁常用的方法有马斯京根法和特征河长法遥而水力学方法主要是以圣维南方程组为基础的一系列河道演算方法袁该方法的特点是中间断面的每一个过程都比较清晰袁但是方程只能用数值解表示遥水文学方法不适用于流域下游受回水顶托的地方以及河网地区袁但是水力学方法的圣维南方程组却可以在河网地区适用遥圣维南方程组是偏微分方程组袁所以要引入差分格式来进行数值解代替解析解的计算遥常见的差分格式有蛙跳格式袁中心差分格式等袁其中普利斯曼隐式格式由于其差分的传播误差很小而广泛应用于水力学方法的计算中遥3分类按照模型构建有无物理基础来划分袁流域水文模型可以分为物理模型袁概念性模型和黑箱子模型遥完全物理化的模型的通用性非常好袁这是水文工作者希望提出的理想化模型遥概念性模型就是模型中含有物理意义袁但是又不是完全的遵循物理规律袁需要提出一定的假设条件遥现在大多数发展起来的概念性模型有新安江模型袁SAC模型袁VIC模型等等遥黑箱子模型是一种完全没有物理背景的模型袁它的大概模式就是院输入-运行-输出遥这样的模型大多数都是随机水文模型袁比如BP人工神经网络模型袁回归模型袁模糊数学模型等等遥按照模型构建的尺度大小可以分为集总式模型和分布式模型遥集总式模型把流域当作一个整体来考虑袁统一的进行分析和处理袁它存在一个很大的问题袁那就是忽略了下垫面和降雨的时空分布不均匀性遥随着科学技术的日益发展袁学者们提出的分布式水文模型具有更高的精度遥分布式水文模型有效地解决了集总式模型忽略下垫面和降雨的时空分布不均匀性袁它把流域划分成满足精度的网格袁并且使用3s技术获取庞大的数据袁使每一个单元网格上都有一个出流过程袁最后再汇集成总的出流过程遥分布式水文模型还划分为松散耦合型分布式水文模型和紧密耦合型分布式水文模型遥典型的松散耦合型分布式水文模型有新安江模型为基础的分布式模型遥典型的紧密耦合型分布式水文模型TOPKAPI模型袁SHE模型遥4展望4.1模型尺度不管是时间尺度还是空间尺度对于模型研究者来说都是难以把握的问题遥因为在不同时间尺度或是空间尺度的组合上水文情势如何发生变化是水文工作者无法预知的遥另外时间尺度与空间尺度如何耦合也是一个棘手的问题遥4.2与其他学科的融合水资源是地球上最庞大的自然资源之一袁水文情势也与大气尧土壤尧植被等有着密切的联系遥因此水文学与其他学科的交叉研究就显得至关重要遥现在广泛研究的问题是气候变化对陆面水文过程的影响袁但这是一个单向耦合过程袁应该有进一步的研究探讨气候对于陆面过程的响应又是如何的遥在新安江模型中袁土壤含水量的模拟对于蒸发和产流的计算影响也是很大的袁这说明对于土壤的研究能更好的提高模型预测的精度遥在干旱研究中袁归一化植被指数NDVI常作为干旱评估的指标袁这也是学科交叉融合的实例遥综上所述袁水文学与其他学科的交叉融合已经成为了一个新的待研究方向袁其它学科的知识运用到水文中有很大可能出现新的突破遥揖参考文献铱流域水文模型综述郭禹含徐世杰齐天松渊河海大学大禹学院袁江苏南京210000冤揖摘要铱主要对流域水文模型的定义进行阐述袁并且介绍了流域水文模型的基本结构袁从而进一步根据不同划分依据对流域水文模型进行分类遥最后对于流域水文学进行多个方面的展望遥揖关键词铱流域水文模型曰定义曰架构曰分类曰展望
气候与森林植被变化对水文影响的定量研究进展
第43卷第2期 2 0 l 2年1月 人 民 长 江 Yangtze River Vo1.43,No.2 Jan., 2012
文章编号:1001—4179(2012)02—0026—04
气候与森林植被变化对水文影响的定量研究进展
刘士余 ,孙 阁 ,郭细根
(1.江西农业大学国土资源与环境学院,江西南昌330045; 2.Southern Global Change Program,USDA Forest Service,Raleigh NC27606)
摘要:如何科学定量地界定气候与森林植被变化对河川径流影响的贡献率,不仅是气候变化影响研究领域中 的科学问题,而且也是目前流域管理者所关注和面临的难题。为了给森林植被削洪减灾的作用大小和影响程 度提供一个科学的量化依据,在论述森林植被的水文作用及其局限性的基础上,阐述了气候与森林植被变化 对流域水文影响贡献率的国内外研究进展。结果显示,由于研究方法的差异以及研究流域和尺度的不同,研 究结果存在较大差异,有关的普遍规律研究仍在探索之中。 关键词:气候变化;森林植被变化;流域水文;定量研究 中图法分类号:X143 文献标志码:A
自20世纪初开展森林植被与水关系的科学研究
以来,世界各国就森林的水文作用进行了大量的研究 工作,取得了丰硕的成果,如森林植被的林冠层截留作
用、枯枝落叶层拦蓄作用和根系土壤层渗蓄作用对降 雨进行再分配,从而影响流域的水文过程 。但在很
多方面也存在着争论,如森林能否减少年径流、调节枯
水径流,森林能否削减洪峰等 ,尤其是在气候与森
林植被变化对流域水文影响的贡献率定量研究方面,
研究结果存在较大差异。如何科学定量地界定气候与
森林植被变化对河川径流影响的贡献率,不仅是气候
变化影响研究领域中的科学问题,也是目前流域管理
者所关注和面临的难题 。
1研究背景
1998年长江流域发生特大洪水之后,长江上游天
然植被的破坏对洪水灾害的影响问题,引起了各方广
河岸植被缓冲带生态水文功能研究进展
2008年8月 6(4):121-128 中国水土保持科学 Science of Soil and肠ter Conservation V01.6 No.4 Aug.2008
河岸植被缓冲带生态水文功能研究进展
饶良懿 ,一,崔建国
(1.北京林业大学水土保持学院;2.水土保持与荒漠化防治教育部重点实验室:100083,北京)
摘要河岸植被缓冲带是河岸生态系统的重要组成部分,对河岸生态系统的生态及水文过程具有重要的影响。世
界上许多国家已将河岸植被缓冲带列为河岸生态系统管理的一个重要内容,并在一些国家被作为控制农业流域非
点源污染的最佳管理措施。河岸植被缓冲带的生态水文功能体现在控制河岸侵蚀、截留地表径流泥沙和养分、保
护河溪水质、调节水温、为水陆动植物提供生境、维护河溪生物多样性和生态系统完整性以及提高河岸景观质量等
多个方面。本文综述河岸植被缓冲带生态水文功能方面的研究进展,总结了一些研究中提出的不同河岸植被缓冲 带功能发挥所需要的宽度,同时指出由于河岸生态系统保护的目标,侧重的功能,研究区域土壤、地形、植被、排水
特征等因素各异,河岸植被缓冲带生态水文功能发挥所要求的实际宽度也有所不同。
关键词 河岸植被缓冲带;生态水文功能;研究进展
Research advances on the eco—hydrological functions of riparian buffer
Rao Liansyi '_,Cui Jianguo
(1.CoHege of Soil and Water Conservation,Bering Forestry University;2.Key Lab.of Soil&Water Conservation and Desertification Combating,Ministry of Education:100083,Beijing,China)
Abstract As the key component of the riparian ecosystem,the riparian buffer zone plays an important role in
水文与水资源的现状分析探讨
水文与水资源的现状分析探讨
[摘 要]水资源是人类生存和经济社会发展不可替代的重要战略资源,同时也是生态环境的决定性要素。本文从水资源现状和气候变化两个方面讨论了水文与水资源工作中相应的解决措施,目的在于提高水文水资源工作者应对危机的能力。
[关键词]水文;水资源;现状;分析;探讨
中图分类号:p33-4;tv213-4文献标识码:a文章编号:1009-914x(2013)21-0000-01
前言
水利建设事业离不开水文水资源的研究,水文水资源监测数据是水利基础建设工程的重要依据。长期以来,全球水资源消耗量急剧增长,工业废污水的无节制的排放,全球水资源受到了严重的污染,可供人类安全饮用的水源日益短缺,生态环境急剧恶化,这不仅会影响人们的日常生活,也会对农业、牧业、森林和渔业等造成威胁,甚至在一定程度上阻碍了经济的发展。水资源问题严重影响了全球的生态环境与经济发展,已成为世界各国共同关注的热点。
1 水资源的现状分析
随着社会经济发展、人口数量的骤增,水资源的紧缺导致人们过度开采地下水、争夺雨水资源。目前,大部分地区海河流域河川径流衰减程度十分严重,地下水亏空高,年缺水量大,过度开采地下水和循环利用废污水是人们解决缺水问题的主要手段,水资源短缺问题成了政府亟待解决的问题。水资源短缺成为了影响地区经济发展的重要因素之一,同时还导致了尤其是海河流域严重的生态问题。突出表现在以下几个方面:
1.1 水资源污染现象严重
目前,水污染已由局部河段发展到全流域,由地表侵入地下,由下游蔓延到中上游,由城市扩散到农村。水污染的成分十分复杂,受污染的水域中除重金属外,还含有甚多农药、化肥、洗涤剂等有害残留物。近年来,海河流域的每年的废污水排放量高达60亿吨。由于利用废污水进行灌溉,对浅层地下水、土壤和农作物造成了严重污染。最新资料显示:华北地区城市饮用水只有23%符合卫生标准,小城镇和农村饮用水合格率更低。水污染防治当务之急,应加大水污染监控力度,设立供水水源地保护区。
嘉陵江流域的水文概况及研究利用
1 嘉陵江流域的水文概况及研究利用
冯茜
西南大学资源环境学院,重庆400715
摘要:本文主要讲了嘉陵江的概况,嘉陵江对人群的生存和繁衍以及社会经济发展的适宜程度,还着重讲了嘉陵江的污染情况及其防护和补救措施。还说了嘉陵江的研究利用其主要体现在了农业,航运,发电等方面,给人们的生活带来了便利,并预估了嘉陵江的发展前景。还指出了在发展过程中的一些不足,在其他工业发展的同时导致嘉陵江水污染,以及造成对生物的危害,和对环境造成的不和谐。并提出了对人们的一些期望。在利用的同时,学会好好保护,不能以牺牲环境为代价来发展工业,这样是不符合中国可持续发展战略的,我们有义务为子孙后代的生存留下一些希望。
关键字:水环境质量;有机物污染;水电开发;合理利用
Hydrological survey and Study on the utilization of Jialing River Basin
FengXi
Southwest China Normal University, Chongqing 400715, China
Abstract:This paper is mainly about the general situation of the Jialing River, Jialing River of suitability
of the survival and reproduction of population and social economy development, but also focus on the
Jialing River pollution and its prevention and remedial measures. Said the study by the Jialing River is
mainly reflected in the agricultural, shipping, power generation, to bring convenience to people's lives, and
基于过程的国家综合流域生态水文模型
基于过程的国家综合流域生态水文模型
基于过程的国家综合流域生态水文模型:
国家综合流域生态水文模型是全球变化下流域生态水文响应研究的重要工具,通过定量刻画植被与水文过程的相互作用及全球变化对流域生态水文过程演变的影响机制,为流域水资源管理和生态恢复提供科学支撑,是生态水文研究的前沿和热点。基于植被与水文过程相互作用规律,流域生态水文模型一方面要充分描述植被与水文过程相互作用和互为反馈机制,另一方面要精确刻画流域的空间异质性。本文在分析流域尺度陆地植被与水文过程相互作用特点的基础上,将现有流域生态水文模型进行归纳和分类,剖析不同类型模型的优缺点,并总结现有模型应用的代表性研究成果,最后,对流域生态水文模型存在的关键问题(如植被与水文相互作用机制的描述、模型参数的估计、模拟结果的不确定性分析等)进行讨论。
关键词: 流域生态水文模型, 全球变化, 水文过程, 相互作用, 植被
Abstract: The national integrated watershed eco
hydrological model is an important tool for the study of
watershed eco hydrological response to global change on
watershed hydrological and ecological processes. This has
made eco-hydrological model a hot research focus, and
significant advances have been achieved during recent years. This paper provides a perspective on the current state of the
research on eco-hydrological modeling. Firstly we elaborate
河流生态水文学研究进展
河流生态水文学研究进展
摘要:生态水文学是20世纪90年代兴起的一门新兴边缘学科,主要从流域尺度上研究水文与生态之间的相互关系,探索实现流域生态平衡与水资源可持续利用的新途径。通过对生态学与水文学相关关系的分析,提出了河流生态水文学的概念与内涵,综述了河流生态水文学的研究进展,着重介绍了水文与生态的相互关系、水利工程的生态效应、河流生态需水量,以及河流生态系统的恢复,并在此基础上,结合中国实际情况,指出了河流生态水文学的研究重点,提出了未来的研究方向。
关键词:生态水文学 河流生态系统 水文过程 生态修复
生态水文学是20世纪90年代兴起的一门研究生态过程和生态格局水文机制的边缘科学,于1992年在都柏林国际水与环境大会上作为一门独立的学科提出来,目的是寻求对水文因子与生态系统间结构与功能的理解,是水资源可持续管理的方法[1]。生态水文学源于湿地生态系统管理和恢复的研究,1996年Wassen[2]等第一次提出了生态水文学的定义,他们认为:生态水文学是为了更好地理解湿地生态系统自然发育以及评价湿地系统价值、保护和恢复的一门应用科学。2000年Zalewski[3]提出的定义受到了较为广泛的认同,他认为:生态水文学是在流域尺度上研究水文学与生物区功能上的相互作用,是水资源可持续管理的一种新方法。 目前,生态水文学的研究已得到迅速的发展和广泛的重视,成为热点问题。越来越多的研究人员将理论生态学应用于河流管理以便保护沿河生物群栖息场所的研究,营养物在河道、洪泛平原和河岸区内的迁移规律的研究,以及河流廊道对生物种群结构和空间生态结构的影响方面的研究。由于人为干扰日益严重,河流生态系统退化已是全球性的生态环境问题,河流生态水文学研究被寄予厚望,成为生态水文学研究的中心问题。
1 河流生态水文学概念与内涵
河流生态系统指河流水体的生态系统,属流水生态系统的一种,是陆地与海洋联系的纽带,在生物圈的物质循环中起着主要作用,具有栖息地功能、过滤作用、屏蔽作用、通道作用以及源汇功能。河流生态水文学主要研究的是各种水生动植物的生态学特征以及河流水文水质变化与水生生物的关系。其内涵可归纳如下:(1)流域或区域水文循环过程中生态与水文相互作用与影响问题,研究生态过程如何影响流域或区域的水文循环过程,包括河道内水生生态系统对河流水文过程的作用;(2)流域水利工程措施如何作用和影响流域内的生态系统,即流域水文过程或水文情势变化对生态系统的影响;(3)生态水资源问题,研究流域内各种生态系统的水资源需求和水消耗规律[4]。
