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玩【海綿城市】不可不懂“生態水文學”!

日期:2016-04-18  

Ingram于1987年首次使用Ecohydrology這個術語(Ingram, 1987),作者用這個術語來描述和理解蘇格蘭地區泥炭濕地中的水文過程和特征。隨后一段時間里,Ecohydrology這個術語分別被生態學工作者、湖泊學工作者、水文學工作者使用,以描述研究工作中所涉及的生態學、水文學和湖泊學等學科的交叉部分(王根緒 and 錢鞠 et al., 2001; 嚴登華 and 何巖 et al., 2001)。

二次世界大戰結束以來,全球進入了一個相對和平,以經濟建設為主的時期。全球人口急劇增加,科學技術不斷取得進步,人類自身為了最求最大的物質生活享受,加劇了對自然資源的開發利用步伐。經過幾十年的發展,造成了當今威脅地球環境安全和人類自身能否持續生存的重大環境危機,特別突出的表現為淡水資源日益短缺,有限的淡水資源的水質不斷惡化,生物多樣性銳減等全球性的問題。人們遺憾的發現,雖然在生態學、水文學和其它技術科學方面各自取得了飛速發展,但是當運用單一學科知識和方法時,難以有效緩解上述提到的全球性問題(夏軍 and 豐華麗 et al., 2003)。因此,科學界努力尋求新的方法!

1992年在Dublin召開的國際水環境大會上,首次把Ingram所組合的術語Ecohydrology提升為一門獨立的學科,并認為該學科是建立在生態學、水文學等專門學科基礎上的新興的邊緣性學科(夏軍 and 豐華麗 et al., 2003)。對應用該學科解決人類所面臨的環境問題寄于厚望。隨后聯合國教科文組織的國際水文計劃(IHP)項目的第五、第六階段在全球范圍內開展了一系列的研究項目,通過項目的執行,以完善該新興學科的理論基礎和方法體系,并為以后的應用奠定比較堅實的理論基礎。

雖然對于生態水文學的概念(或定義)的表述仍然沒有達到統一,但是大量的研究實踐和一系列的成果已經超越了概念的爭論。2000年第16卷的《Ecological Engineering》(生態工程)雜志以專輯的形式全面總結了IHP-V2.2/2.3項目活動的成果(Zalewski, 2000)。2004年聯合國環境發展署(UNEP)出版了《Integrated Watershed Management – Ecohydrology & Phytotechnology - Manual》,該成果的出版既是IHP-VI階段性成果,又指出了該學科的發展方向(Zalewski, 2002)。另外,2001年開始,以波蘭羅茲大學的M. Zalewski教授為特約主編的該領域的學術期刊《Ecohydrology & Hydrobiology》創刊。2005年底,在聯合國教科文組織國際水文計劃項目和波蘭政府的支持下,以波蘭羅茲大學為依托組建了歐洲地區生態水文學中心。上述一些的活動極大促進了該學科的健康、良性的發展,可以說目前該學科正以前所未有的速度向前推進。學科理論的建立和方法體系的形成和完善正成為該領域學者努力追求的目標之一,最終將為全球生態系統的健康、可持續發展提供可靠的科學依據和為人類社會廣泛接受的、操作性較強的方法。

經過10余年的發展,生態水文學已經成為描述各類生態系統(如干旱區生態系統、濕地生態系統、森林生態系統等)中生態格局和生態過程水文學機制的學科,探討植物如何影響水文過程及水文過程如何調節植物的生長和分布,并認為是生態學和水文學的交叉學科。該領域的學者公認植物是生態水文學研究的核心對象,植物與水的關系是關鍵內容,土壤水是聯系植物和水的重要過程,尺度問題是生態水文學的重點。同時,在實測資料的基礎上,開展模擬研究已經成為生態水文學的一個重要方向。

我國學者對于生態水文學的研究起步相對較晚,研究人員較少、分布比較零散,目前所關注的生態系統類型單一(限于濕地生態系統、干旱區生態系統類型)(王根緒 and 錢鞠 et al., 2001; 嚴登華 and 何巖 et al., 2001; 趙文智 and 程國棟, 2001)。特別是對于我國南方熱帶、亞熱帶區域,由于地形較為復雜,地面起伏較大,形成了各種類型的生態系統(受人為活動的影響,這些生態系統有不同程度的退化),是研究生態水文學規律的天然實驗室。遺憾的是,目前在該區域內還沒有開展相應的生態水文學研究。

介紹和引進生態水文學的目的在于應用其操作性強,能為社會廣泛接受的方法體系,以解決目前面臨的生態環境危機,實現人與自然和諧,子孫萬代的健康、持續發展!


參考文獻

Ingram, H. A. (1987). Ecohydrology of Scottish peatlands. Transactions of the Royal Society of Edingburgh: Earth Sciences 78 (4): 287-296.

Zalewski, M. (2000). Ecohydrology -- the scientific background to use ecosystem properties as management tools toward sustainability of water resources. Ecological Engineering 16 (1): 1-8.

Zalewski, M., Ed. (2002). Guidelines for the Integrated Management of the Watershed -- Phytotechnology and Ecohydrology. UNEP-IETC, Freshewater Management Series 5

王根緒, 錢鞠,  程國棟 (2001). 生態水文科學研究的現狀與展望. 地球科學進展 16 (3): 314-323.

夏軍, 豐華麗, 談戈, 王綱勝,  朱永華 (2003). 生態水文學——概念、框架和體系. 灌溉排水學報 22 (1): 4-10.

嚴登華, 何巖, 鄧偉, 王春梅, 侯佑澤,  歷彩虹 (2001). 生態水文學研究進展. 地理科學 21 (5): 467-473.

趙文智,  程國棟 (2001). 生態水文學—揭示生態格局和生態過程水文學機制的科學. 冰川凍土 23 (4): 450-457.




來源:水進展


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