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第16卷第3期2001年6月地球科学进展ADVANCE IN EART H SCIENCESV ol.16 N o.3Jun.,2001文章编号:1001-8166(2001)03-0314-10生态水文科学研究的现状与展望a王根绪1,2,钱 鞠1,2,程国栋1(1.中国科学院寒区旱区环境与工程研究所冻土工程国家重点实验室,甘肃 兰州 730000;2.兰州大学资源环境学院,甘肃 兰州 730000)摘 要:生态水文科学研究是区域生态系统研究和区域水文科学研究的交叉领域,其核心内容是揭示不同环境条件下植物与水的相互关系机理,探索各种植被的生态水文作用过程。
近年来,生态与水文相互作用过程的数学模拟和专门模型研制日益成为重要的发展领域,同时,生态水文学的研究十分注重尺度效应,把在一定尺度上获得的水文与生态原理或模型向其它不同尺度转换已成为最具挑战性的问题。
山地生态系统成为全球变化研究最为重要的研究场所,开展与全球变化相关的生态系统物质与能量循环、生态过程的梯度效应及其与水文过程的耦合关系、生态系统结构与功能及其变化等方面的研究,是生态水文学研究最具活力的方向,其中建立包含区域气候变化因素的多元生态过程动态模拟模型,并使该模型具有不同时空尺度、不同地貌和生态带的广泛适应性是目前广泛关注的热点问题。
关 键 词:生态水文学;生态系统;生态水文过程;生态水文模型中图分类号:Q14;P343 文献标识码:A1 关于生态水文学生态水文学是20世纪90年代以来兴起的一门边缘学科,顾名思义,就是研究水文学和生态学两方面问题都涉及的科学。
80年代初期以来,水文学家越来越多地关注陆地景观中水与生态过程的相互关系。
例如,过去水文学家在使用曼宁(Manning)一般水流方程时把河道中的植被往往仅做为特殊和粗糙系数来考虑。
而现在,越来越多的水文学家关注水流速度如何影响河道内植被的生长以及河流状态与滨水植物生态过程的相互关系[1,2]。
生态水文学的学科研究动态及在中国的发展方向
高富
【期刊名称】《西部林业科学》
【年(卷),期】2009(38)4
【摘要】在人类社会可持续发展面临淡水资源短缺、水质恶化和生物多样性锐减等的重大环境危机,为有效地克服这些危机的背景下,产生了新兴的生态学与水文学交叉学科生态水文学.生态水文学先后经历了学科孕育、概念提出和理论探寻的3个发展阶段,其学科的研究成果在可持续发展、退化生态环境的恢复与重建和生物多样性保护等领域内具有广泛的应用前景,在此前提下,提出了生态水文学研究在中国的发展方向.
【总页数】5页(P104-108)
【作者】高富
【作者单位】中国科学院西双版纳热带植物园,云南,昆明,650223;中国科学院昆明植物研究所,云南,昆明,650204;中国科学院研究生院,北京,100039
【正文语种】中文
【中图分类】Q149
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1.生态水文学——一门应对环境危机的新兴交叉学科 [J], 牛跃;刘洋;高富
2.中国体育学科近十年研究动态的CiteSpace计量分析 [J], 张涛;郝志勇;吴鸿春
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朱海城;;
4.回顾与前瞻:2017年中国现代经济史学科研究动态与前沿问题研讨会述略 [J], 朱海城
5.“生态水文学”学科发展和研究方法概述 [J], 吕文;杨桂山;万荣荣
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生态水文学在中国的发展
中国自然环境的独特性和水资源短缺，为生态水文学的发展提供了必要的条件。
中国
的地理环境地形复杂，气候多样，形成了亚热带、温带、寒带和高原等不同类型的生态系统，水文过程也随之不同。
同时，中国经济的快速发展、城市化进程的加速和人口增长等
因素，也使中国面临严峻的水资源与环境问题，如洪涝灾害、水污染、水资源短缺等，这
有助于促进生态水文学的研究和应用。
在生态水文学的研究方面，中国的学者和科研机构建立了数学模型和成套的理论体系，探究了水文循环和水力过程与生态系统的关系。
例如，水文地球化学模型适用于大气沉降
和土地利用变化导致的水化学变化的研究，水文生态系统模型则用于研究水环境的变化对
生态系统的影响。
此外，通过遥感技术和数据模拟，能够更加准确地确定流域系统的形态、土地利用变化和湖泊水资源的变化等，进一步加强了对于流域水资源和生态环境变化的分析。
在生态水文学的实践中，中国的学者和科研机构也积极参与水资源管理和保护，如通
过环境监测、污染控制等手段，保障水资源和生物多样性的可持续发展。
例如，针对华北
地区严峻的水资源短缺问题，中国科学院等机构倡导推行“流域水资源管理方式”，提倡“科学规划、重视保护、多元调控”的水资源管理模式；又如，在森林生态学研究方面，
浙江省林业科学研究院通过研究水文循环与森林作用的关系，提高水资源利用的效率，保
障水资源的可持续利用。
综上所述，生态水文学在中国得到了广泛应用和发展。
随着中国经济的持续发展和水
资源短缺等问题的加剧，相信中国学者将会在生态水文学方面做出更大的贡献，推动生态
水文学在中国的发展。
现代水文学发展现状及前景摘要：水文学是在长期的水事活动过程中形成的早期学科，其学科体系目前已比较完善，随着经济社会的发展，水文学的研究和服务对象均发生了不同程度的演变，因此系统总结现代水文学的发展趋势，探索学科交叉、遥感技术等新理论，新技术在未来水文学中的应用，对于丰富和发展水文学具有重要意义。
关键词：水文学；遥感技术；遥感水文学一、水文学及现代水文学水文学是一门研究地球大气层、地表及地壳内水的分布、运动和变化规律，以及水与环境相互作用的学科[1]，能够为防汛抗旱、水资源利用和生态环境保护提供重要科学依据。
因此，水文学的研究对象是自然中发生的各种水文现象，水文学作为一门科学，其主要目的是深入了解水文现象中的各种机理及规律，理解和预测未来的现象与过程。
同时，水文现象与人类生存和社会发展存在密切关系，水文工作者通过合理利用水文知识来解决防洪减灾，水资源开发利用和生态环境保护等问题。
在新试验、新认识、新理论、新技术的不断出现后，水文学在理论及应用上都取得了很大的进步，因此总结并提出了现代水文学，并描述为：现代水文学是以现代新理论和新技术为支撑，以解决新水问题为动力的水文学知识体系[2]。
结合现代水文学发展面临的各种挑战和机遇，分析水文学面临的科学难题和发展需要，积极吸收新的理论和方法，促进水文学的发展。
二、新理论及新技术自2000年以来，随着计算机科学的发展，遥感和GIS在水文领域的应用取得了很大的进展。
遥感是一种通过传感器装置获取被研究对象的特征信息，不与被研究对象直接接触，同时对信息进行提取、处理、表达和应用的科学技术[3]。
由于遥感可以利用地磁光谱来测量地貌特征，因此我们可以利用遥感技术来测量水文变量。
对于人类对地观测而言，卫星遥感技术的发展起到了极为重要的作用。
目前拥有的卫星和相关技术能够观察和测量到不同时空分辨率下的降水、蒸散、积雪和其他水文通量及状态变量,现已被广泛应用于水文气象预报、洪涝、干旱、人类活动的作物耗水量监测、产量预测等领域的卫星遥感技术，将极大地丰富现代水文学的内涵[4]。
生态水文学研究进展生态水文学是水文过程与生态过程相互作用的学科领域，主要涉及从微观到宏观的不同尺度上水文学与生态学的交叉融合。
近年来，随着全球气候变化和人类活动的加剧，生态水文学的研究越来越受到。
本文将回顾生态水文学的发展历程，介绍近年来研究进展以及探讨重要问题，展望未来的发展方向和应用前景。
一、核心主题生态水文学以水为核心，研究其在生态系统中的循环过程、对环境变化的响应机制以及为人类和自然生态系统所提供的功能和服务。
该领域水资源的可持续利用、生态系统的健康和人类福祉之间的相互关系，为解决全球气候变化和人类活动带来的水资源和生态环境问题提供了重要的理论和技术支持。
二、历史回顾生态水文学的发展历程可以追溯到20世纪初，当时的水文学家开始水文循环与生态系统的相互作用。
随着学科的发展，生态水文学逐渐形成了自己独特的研究领域和理论体系。
20世纪90年代以来，随着全球气候变化和人类活动的加剧，生态水文学的研究更加受到重视。
研究者们开始系统地探讨气候变化对水文循环的影响、水资源与生态系统的相互作用以及生态水文学在环境管理和决策中的应用等。
三、研究进展近年来，生态水文学的研究取得了显著的进展。
在理论研究方面，研究者们基于地球系统科学、生态学和水文学的理论与方法，深入探讨了水文循环与生态系统的相互作用机制。
在实验研究方面，通过野外实验和室内模拟实验，对不同尺度上的水文循环和生态系统过程进行了深入研究。
同时，随着遥感技术和GIS技术的发展，数据分析也变得更加高效和精准。
这些研究进展为解决实际问题提供了重要的科学依据和技术支撑。
四、重要问题探讨生态水文学的研究面临着一系列重要问题，如水资源管理、生态保护、气候变化等。
针对这些问题，本文提出以下解决方案和建议：1、水资源管理：生态水文学为水资源管理提供了新的思路和方法。
通过研究水文循环与生态系统的相互作用机制，我们可以更好地理解水资源的形成、分布和变化规律，进而制定更加科学合理的水资源管理策略。
土壤生态学的研究现状与发展趋势随着全球环境变化和人类活动的加剧，土地资源面临着巨大的挑战，如何保持土地功能和提高土地利用效率越来越受到广泛关注。
而土壤作为土地资源的重要组成部分，其生态功能对于生态系统的平衡和健康起着至关重要的作用。
因此，研究土壤生态学变得越来越重要。
本文将讨论当前土壤生态学的研究现状和未来发展趋势。
1. 土壤生态学的研究现状土壤生态学是一门涉及多学科的科学，包括生态学、土壤学、微生物学、植物学、地理学等多个学科的知识。
在当前的土壤生态学研究中，主要有以下几个方面的研究内容：1.1 土壤微生物群落研究土壤微生物是土壤中最重要的生物资源之一，对土壤营养循环和有机物分解具有重要的作用。
因此，研究土壤微生物群落结构和功能，有助于理解土壤生态系统的生态学过程。
目前，研究人员采用了多种现代分子生物学技术，如PCR-DGGE、FISH、PLFA等，来分析土壤微生物群落的多样性和构成。
同时，结合土壤化学性质和环境因素分析土壤微生物和土壤水文机制，是当前土壤微生物研究的热点。
1.2 土壤养分循环研究土壤养分循环对于维持土壤肥力和健康至关重要。
目前，研究人员主要通过模拟实验和野外实践探讨土壤有机质、氮、磷等养分的运移、贮存和循环过程。
同时，从微观角度研究土壤微生物与养分循环的关系，推动了土壤生态系统的可持续发展。
1.3 土壤-植物互作研究土壤和植物之间的相互作用是土壤生态学的重要研究内容之一。
土壤中的水分、养分和微生物活动对于植物的生长和发育起着重要的影响。
而植物通过其根系的分泌物和死亡根系来调节土壤生态环境，并影响了土壤微生物的群落和功能。
此外，研究人员还通过对不同植物对土壤环境的影响研究来研究植物演化和适应性等问题。
近年来，在技术手段的快速发展下，全基因组测序等新技术在土壤-植物互作研究中得到广泛应用。
1.4 土壤污染与修复随着人类活动的不断扩大和工业化进程的加速，土壤污染已成为全球性问题。
而土壤污染不仅严重损害土壤生态系统的功能，也直接威胁到人类身体健康。
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。
“生态水文学”学科发展和研究方法概述
吕文;杨桂山;万荣荣
【期刊名称】《水资源与水工程学报》
【年(卷),期】2012()5
【摘要】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。
目前研究方法概述有:①国内外多种相关监测计划的建立以及各种估算方法相结合;②流域对比、传统的宏观和基于集对原理的微观相关分析揭示机理;③多种生态水文模型与遥感技术相结合模拟生态水文过程。
未来发展方向主要归纳如下:①亟待生态水文学解释与水分驱动生态系统演化相关的重大问题;②寻找生态恢复的合适尺度,通过模型尽可能描述水量平衡及水文过程;③亟待开展极端事件对气候变化和人类活动的响应研究;④加强古生态学研究,在长时间序列中识别长期生态水文演变。
【总页数】5页(P29-33)
【关键词】生态水文学;学科诞生和发展;研究方法概述;学科展望
【作者】吕文;杨桂山;万荣荣
【作者单位】中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊与环境国家重点实验室;中国科学院研究生院
【正文语种】中文
【中图分类】X171.1
【相关文献】
1.生态水文学的学科研究动态及在中国的发展方向 [J], 高富
2.基于生态水文学原理的衡水湖湿地研究方法概述 [J], 冯蕾
3.生态水文学研究领域的优秀著作——生态水文学研究系列专著 [J], 朱丽
4.生态水文学研究的奠基之作——《生态水文学》 [J], 赵文智
5.从《水文学与水资源》看水文学的学科发展与实际应用 [J], 罗丹
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生态水文学：植被形态与功能的达尔文表达
杨大文;丛振涛;雷志栋
【期刊名称】《冰川冻土》
【年(卷),期】2008(30)5
【摘要】美国麻省理工学院Eagleson教授的专著《Ecohydrology:Darwinian Expression of Vegetation Form and Function》(中文译名《生态水文学》),从生产力最大化驱动下植物特性的自然选择出发,致力于有植被覆盖地表的简化生物气候边界条件的推导和应用,提出了包括光学最优性原则、力学最优性原则、热力学最优性原则和水文最优性原则在内的生物气候最优化原则.该书通过严密的数学物理推导,辅以大胆合理的假设,最终得到简洁明了的具体结论,给生态水文学的研究提供了许多启示.全书系统完整、逻辑严密,代表了陆地生态水文学的前沿,其主要观点与研究方法将对生态水文学研究产生重要的影响.
【总页数】3页(P903-905)
【关键词】生态水文学;Eagleson;最优性原则;评价
【作者】杨大文;丛振涛;雷志栋
【作者单位】清华大学水利水电工程系
【正文语种】中文
【中图分类】Q948.11
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4.第二代杉木人工幼林生态系统土壤水文学功能的研究 [J], 康文星;田大伦
5.第二代杉木人工幼林生态系统土壤水文学功能的研究 [J], 康文星; 田大伦; 方海波; 项文化
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