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1、灌溉排水学报2003年2月第22卷第1期JournalofIrrigationandDrainage文章编号:1000646X(2003)01000407X生态水文学概念、框架和体系1,21111夏军,丰华丽,谈戈,王纲胜,朱永华(1.中国科学院地理科学与资源研究所,北京100101;2.武汉大学水利水电学院,湖北武汉430072)摘要:生态水文学是水文学和生态学交叉领域的内容,它的出现是为了寻求对环境有利、经济可行和社会可接受的新的、多维的和有效的管理方式。由于生态问题的日益加剧,生态水文学的研究已成为国内外研究的
2、热点问题之一。从生态水文学的发展背景入手,阐述了不同学者对生态水文学概念的理解,初步提出了生态水文学研究的框架和体系。今后,生态水文学机理、尺度转化及不同界面的耦合研究将是生态水文学研究的重点问题。关键词:生态水文学;尺度;框架中图分类号:P33文献标识码:A1生态水文学的发展背景1.1生态水文学的雏形早在联合国教科文组织国际水文计划10年(IHD)(1965～1974年)的末期,过去单纯水文物理学过程的研究逐渐有了环境和生态方面内容,尤其来自其他学科知识的溶入和交叉,如自然地理学、生态学、水文地质学、河流地貌学、土
3、壤物理学等,他们对水文学自身的发展起到了重要推动作用。作者把这些都归结为环境水文学的范畴。因为在这些分支学科中都对水分平衡、营养物质和沉积物质量平衡的物[1]理过程感兴趣,研究的热点是从Kirkby(1978)编著的山坡水文学开始。20世纪70年代,Hynes试图[2]结合生态过程和水文过程。但在过去10～20年间,绝大多数的研究都集中在特定方面,例如无脊椎动物生态和生物监测、鱼类科学,沉积物等方面。20世纪70年代和80年代,发展起来的径流过程数字地形模型提供了土地利用变化对径流、侵蚀、沉积以及水质等影响的空间观点
4、。同时,80年代对酸雨问题的研究激发了相关工作的进展,如在北美和欧洲对水文学和化学之间关系的研究,进一步促进了环境水文学的发展,即使在南半球,水文学团体也在向这一领域接近。1.2生态水文学的提出生态水文学的提出最早是从水陆缓冲带开始的。在世界的许多地区,淡水资源正在成为生态系统和经济发展的限制性因素。但同时对淡水生态系统的各种负面影响仍在不断扩大。根据Popper(1980)对[3]未来的预测,现有的方法已不能解决环境问题。在1992年于都柏林召开的水和环境国际会议上,提出了寻求新的方式解决环境问题,这就是生态学和水
5、文学结合的原因。那么,为什么生态学和水文学的结合能够建立一种新的模式呢?流域的可持续发展不是一种自发的X收稿日期:20030218基金项目:中国科学院知识创新工程项目(KZCX2SW317öCX10GE0108)作者简介:夏军(1954),男,研究员,博士生导师,国家有突出贡献的中青年专家,国际水文科协(IAHS)水资源系统委员会副主席,国际水资源协会(IWRA)常务理事,2000年入选中国科学院“百人计划”.4过程,而是基于深刻理解水文学、生物机制和流域经济关系基础上的一种策略。在世界的绝大部分地区,这一策略谈论的
6、很多,但具体落实存在许多问题与困难。生态水文学能够满足决策论成功策略行为的二个基本条件:排除威胁和扩大机会。作为提高淡水资源质量的工具,生态水文过程应用的目标之一是减少费用、增加保护和恢复的有效方式,进一步提高系统的可持续性。另一目标就是建立科学家、政策制定者和决策者之间新的关系。因此,在未来应该设立一个项目生态水文学(EH),用以综合大尺度、长[4][4]时间水文过程和生态过程的研究。图1表明了生态水文学在可持续管理中的重要性。图1生态水文学是促进描述性生态学、水生系统的限制性保护和过量的工程上的管理向分析ö功能生
7、态学转变的要素,是对淡水系统创造性的管理和保护(Zalewski,1996)水资源短缺、水质恶化和生物多样性锐减等环境问题的出现,使得生态水文学的研究成为热点问题。早期的生态水文学概念只用于湿地、沼泽、水陆过渡带等水生生态系统。大约从20世纪80年代初期以来,水文学家开始关注其他景观中水与生态过程的相互关系,研究范围不再局限于水生生态系统。国际知名的英国水文研究所在80年代末开始了生态水文学方面的科学研究。90年代末,英国水文研究所正式改名为“生态水文学研究中心”。目前,在生态水文学或水文生态学的研究领域,活跃着一大
8、批科学团体,使得这一领域的研究有了很大的进展。由MaciejZalewski提出的联合国教科文组织国际水文计划(UNESCOIHP)-V(2.3ö2.4)的实施,是生态水文学出版物发行的一个里程碑。当时的主要出版物有Zalewski等人发表的“生态水文学水生资源可持续利用的一个新范例”;发表在“生态工程杂志”中的生态水文学专刊;以Zalews2
