生态水文学(1)资料.ppt

生态水文学导论 ——生态系统中的水文循环 参考书籍 李振基、陈小麟等 《生态学》 刘云国、李小明主编 《环境生态学导论》 金岚主编《环境生态学》 Andrew J. Baird, Robert L. Wilby 著，赵文智，王根绪译，生态水文学——陆生环境和水生环境植物与水分关系，北京：海洋出版社，2002年 刘昌明.土壤—植物—大气界面水分过程与节水调控.北京：科学出版社，1999． 夏军．生态水文学的发展与西部生态需水问题研究面临的挑战．北京：中国水利水电出版社，2003． 第一章 引言 1.1 生态水文学的研究起源及进展 水资源可持续性的要求 1.1.1 生态水文学的孕育阶段(20世纪中叶至90年代初期) 1957年Odum研究了河源系统的能量预算问题， Margalef提出了生物演替(Biological Succession)概念 。生物发生带(Biozoonenotic Zone)概念 20世纪80年代，开展了河流生态学研究中非常关键的理论探索，Vannote等提出了“河流连续体概念” RCC。“序列不连续体概念” SDC 、洪水脉动概念 FPL、流生产力模型 RPM 1.1.2 生态水文学的产生及初期研究(产生至20世纪90年代的中期) Ingram H. A. P. 在1987年提出生态水文学这一概念，以湿地为研究对象 Bragg O. M.等模拟了从苏格兰的一个上升湿地里抽取泥炭的生态水文过程； Hense1 Bruce R.等研究了天然湿地的生态水文过程 Jansen Andre J. M.等研究了平坦湿地的生态水文过程 ，试图采用模型的方法来研究 这一时段的研究以1996年9月24 -26日在法国的斯特拉斯堡召开了“欧洲实验与代表性盆地网络”(European Network of Experimental and Representative Basins，简称ERB)第6次会议而告一段落。出版了《Ecohydrological Processes in Small Basins》 1.1.3 理论探寻阶段(20世纪90年中期以后) 以UNESCO/IHP-V2 .3 、2 .4(1995～2001年)对生态水文过程的专项研究最具代表性。成果： ①对研究尺度的进一步探索。Kemp J. L.等对生境尺度的河流生态水力学进行了研究。 ②水文过程的生态环境效应。Dakova Sn Y.等的研究中发现低水位是河流生态系统的限制性因子 。 ③水文格局的生态效应； ④模型与制图研究。 Dawes Wartick R.等评价了在一个实行轮作的小流域分布参数的生态水文模型 。 1998年9月22 - 24日，在捷克的LIBLICE召开了ERB的第7次会议，会议的主题是“变化环境中流域的水文和生物地球化学过程”,2000年在比利时的GENT召开了ERB第8次研究会议。 1.2 生态水文学的研究内容 生态水文学是生态学与水文学的交叉学科。I. Rodriguez-Iturbe认为生态水文学是研究生态格局和过程下的水文机制的科学，气候-植被-土壤的相互作用是其控制性的因素，土壤湿度是其关键的研究因子。 生态水文学研究在生态学、水文学及环境学的相关研究中有所涉及 。生态水文学研究的设想包括： ①采用生态水文学方法提高河道的抗干扰和缓冲能力，实现水资源持续利用； ②河流、水库和河口的脆弱性决定于水文和生物过程的时间演化，这些演化会在人类的干预下发生变化； ③营养物质进入到水体环境的方式和强度决定于人为因素对流域内的水文和生态特征的干扰； ④洪水的强度及持续时间受到河道系统生物过程的改变，即水文变化受到生态格局的影响； ⑤河流中营养物质富集状况受到地表水和河道生物结构的影响； ⑥污染物的转移和变化受到水力-水文格局和河流廊道生态特征的影响； ⑦基于GIS的生态水文学方法应用于由交错带和基本斑块组成的流域，获得在微观尺度上的水文和生态信息，在高一级尺度上汇合，这种对水文信息的增加将会对流域水文格局做出更深刻的解释； ⑧对生态水文过程的的深刻理解和预测能力的提高是实现水资源和景观高效管理的基础； ⑨交错带如河岸缓冲区、湿地和洪泛平原结构的理想化是降低污染物从流域进入河流和下游水体的一个主要工具。 1.2.1 生态系统中植物与水的关系研究 植被是水循环中最活跃的调节者，它通过根系吸收水分，叶蒸腾水分而参与水循环。植物的蒸腾和吸水既受本身的生物学特性控制，又受其所处的环境条件的影响。水分在植物体内的运动是纯粹的被动过程，大多数植物体内的水分运动是受水势差驱动的。根据液流上升的表面张力和内聚力理论，水流是叶蒸发面表面张力作用的结果，表面张力降低蒸发面的水势，从而引起植物根系中水分的流动。 植物