生态水文学与生态水文地质学

在分析生态水文学学科发展过程的基础上,对生态水文地质学的研究对象、内容和方法进行了讨论。生态水文地质学是生态学与水文地质学交叉渗透后形成的学科,是地下水资源可持续利用的理论基础。当前中国生态水文地质学研究的主要任务是生态状况的定量描述、水文地质条件与生态状况的关系、多重界面水分转换机制及其生态效应、含水层中地下水各种物理化学过程的生态效应和气候变化对地下水的影响及其生态响应等问题。生态水文地质学必将在中国实施可持续发展战略的过程中发挥巨大的作用。     

生态水文学——揭示生态格局和生态过程水文学机制的科学

水文过程和生态过程的时空耦合机制，是管理水资源和维持生态系统健康运行的关键机理，将成为未来研究的前沿领域，生态水文学是描述生态格局和生态过程的水文学机制的一门科学，文中简要介绍了生态水文学的内涵、基础理论、主要研究内容和研究现状，展望了生态水文学的发展趋势和应用前景，最后结合西部开发和生态环境建设的有关问题，探讨了加强我国生态水文学，特别是干旱区和高寒地区生态水文学研究的必要性和迫切性。     

试论生态水文学主要问题及研究方法

本文给出了生态水文学的初定义和基本概念，认为生态水文学是一个集地表水文学，地下水文学，植物生理学，生态学，土壤学，气象学和自然学地理学等于一体，彼此间相互影响渗透而形成的一门新型边缘交叉学科，在此基础上，论述了生态环境水文学研究的基本内容，并提出了这个学科所要解决的目前威胁人类生存的主要生态水文问题，文章最后探讨了生态水文学的一般研究方法和手段。     

古尔班通古特沙漠灌丛雾凇的生态水文学效应

对生长于古尔班通古特沙漠东南边缘的梭梭和白梭梭两种植物的小枝与灌丛雾凇量进行了观测, 并结合植被调查估算这两种植物对群落雾凇量的贡献量, 探讨群落雾凇量与气象要素之间的关系.研究结果表明: 在小枝水平上, 白梭梭雾凇量是梭梭的1.5倍, 但是在灌丛和群落尺度上, 梭梭却是白梭梭的1.5和3.6倍.小枝粗细及其生长位置、 灌丛形态结构和相对种群密度的差别共同造成两种植物雾淞量不同水平的差异.积雪、 低风速、 逆温和高湿是形成雾凇的最主要原因, 日最高气温(T_ma)与群落雾凇量(Rime)相关性最显著, 它与日最小比湿(q_mi)组成的二元线性方程可以解释Rime 98.50%的变异.在观测期, 当T_ma>-11.48 ℃时, Rime随T_ma的变化率较大, 当T_ma < -11.48 ℃时, Rime随T_ma的变化率较小, 前者是后者的3.59倍.总之, 雾凇能部分补偿雪面蒸发造成的积雪量减少, 间接地保护了浅薄的地表积雪, 是古尔班通古特沙漠冬季极重要的生态水文学过程.     

喀斯特地区地球关键带科学与生态水文学发展综述

针对我国西南喀斯特地区生态环境演变历史及新的形势下面临的挑战问题,系统地总结了植被退化、人工恢复、自然演替三个阶段植被、水文、土壤和溶蚀等观测实验得出的成果,阐述了喀斯特生态水文模型的发展及存在的问题。以地球关键带科学系统思维和多学科综合研究范式,提出了喀斯特地区大气－植被－土壤－岩石系统结构和组成以及协同演变理念;从多学科交叉、系统观测、模型集成视角,探讨了生态水文与碳、水、钙循环协同演变的研究途径,并以此提出推动喀斯特生态水文学发展的建议,为全球气候变化和绿色发展形势下喀斯特地区生态环境恢复提供科学支撑。     

我国工程地质学科发展战略研究

中国科学院地质研究所工程地质力学开放研究实验室、中国地质大学水文地质工程地质系、兰州大学地质系、成都地质学院水文地质工程地质系、中国地质学会工程地质专业委员会五单位联合组织的“工程地质学科发展战略学术讨论会”于今年4月14、15日     

中国土壤学学科发展战略研究报告

土壤是固态地球表面具有生命活动、处于生物与环境间进行物质循环和能量交换的疏松表层。它既是独立的历史自然体，也是最易受人类活动影响、为人类提供食物的自然资源。科学地开发和利用土壤在国民经济建设，特别是在农业生产和改善环境中具有重要作用。土壤学作为主要研究土壤中的物质运动规律及其与环境间相互关系的科学，是农业科学和资源环境科学的基础学科之一。随着自然科学的发展，土壤学的研究不断有新的推进。特别是当前世界进入以经济、科技为主体的竞争年代，人类面临人口－资源－环境间的尖锐矛盾，使土壤学面临着十分严峻的挑战。本报告分析了土壤学的发展趋向及我国土壤学发展中的主要问题，提出了我国土壤学近期研究的重点领域、发展的措施和展望。     

生态水文学:生态需水及其与流速因素的相互作用

本文研究涉及生态水文学中生态需水问题的一般认知。探讨了生态系统动态变化与水流驱动力因素之间的关系，重点探讨水流驱动因素中的关键指标——流速，通过分析流速与生态系统相互作用，从生态水文学动力因素出发估算生态需水；基于生态流速和水力半径，提出考虑河道内生态需水与水力因素关系的生态水力半径法，充分利用水生生物信息（鱼类产卵洄游流速）与河道信息（水位、流速、糙率等）估算河道内生态需水；归纳生态水力半径法在生态需水计算中的初步应用：考虑污染物降解耦合水量水质的生态需水计算、考虑鱼类等生物对流速要求的生态需水计算、考虑河道冲淤平衡的输沙需水量计算等方面。本文提出的生态流速研究既包括生物生长发育适宜的流速，又包括流速大小变化所涉及的许多动力因素，旨在延伸与扩展生态水文学的内涵与应用。     

基于多种水文学法分析大汶河干流生态基流

分析估算大汶河干流生态基流量是解决其生态环境恶化问题的基础。根据大汶口水文站历年径流资料,采用Tennant法、基流比例法等多种水文学法推求生态基流值,通过计算不同水平年的年际、年内不同水期和鱼类产卵育幼期生态基流量,在分析了各种方法应用区间和适用条件的基础上,综合考虑拦蓄引水工程和河道生态基流缺失等因素确定了大汶河干流生态基流。认为:基流量为1.1~14.1m~3·s~(-1)能更好地代表该区域不同水期的河道生态需水,经分析其生态基流保障程度基本达到90%以上,说明本文采取的方法在计算代表北方季节性、雨洪型河流的生态基流时是合理、可行性的,并进一步提出了生态基流的保障措施。     

中国海洋科学学科发展战略研究报告

在阐述海洋科学范畴与发展历史的基础上，强调了海洋科学在海洋开发利用，海洋权益保护以及全球变化研究等社会经济持续发展中的作用，详细介绍了现代海洋科学研究的特点世界海洋科学的发展现状和趋势；并在回顾我国近代海洋科学发展概况的基础上提出了我国海洋科学的发展，近中期主攻方向与重点以及实施对策。     

生态水文学:生态需水及其与流速因素的相互作用

本文研究涉及生态水文学中生态需水问题的一般认知。探讨了生态系统动态变化与水流驱动力因素之间的关系，重点探讨水流驱动因素中的关键指标—流速，通过分析流速与生态系统相互作用，从生态水文学动力因素出发估算生态需水；基于生态流速和水力半径，提出考虑河道内生态需水与水力因素关系的生态水力半径法，充分利用水生生物信息（鱼类产卵洄游流速）与河道信息（水位、流速、糙率等）估算河道内生态需水；归纳生态水力半径法在生态需水计算中的初步应用:考虑污染物降解耦合水量水质的生态需水计算、考虑鱼类等生物对流速要求的生态需水计算、考虑河道冲淤平衡的输沙需水量计算等方面。本文提出的生态流速研究既包括生物生长发育适宜的流速，又包括流速大小变化所涉及的许多动力因素，旨在延伸与扩展生态水文学的内涵与应用。     

中国空间物理学学科发展战略研究报告

从战略高度论述了空间物理学在认识人类生存环境、航天活动、经济发展中的重要地位和战略意义；以科学的态度分析了空间物理的发展史、现状和趋势；根据学科发展与我国国情相结合的原则提出了长期、中期和近期空间物理学的战略目标、战略重点和鼓励研究的课题以及实现战略目标的基本措施。     

中国地球化学学科发展战略研究报告

在研究地球化学学科历史变迁、战略地位及国内外现状与发展趋势的基础上，提出了中国地球化学学科发展的战略目标、研究的前沿领域和重点课题，以及实施目标的途径。     

中国大地测量学学科发展战略研究报告

从战略高度论述了大地测量学在现代社会和经济发展、相关地球科学和现代国防中的重要作用和地位；阐述了以空间大地测量为主要标志的现代大地测量学学科性质的转变、内涵的扩展和发展趋势；全面评估了我国大地测量学的成就、水平、差距及面临折任务，分析了制约我国大地测量学发展的主要因素；提出了我国大地测量学学科发展战略的基本思想、方向、目标和重点等原则思考；指出了我国大地测量学科的优先发展领域和支持的课题；提出了实     

生态水文学研究的奠基之作--<生态水文学>

生态水文学是 90年代以来兴起的一门新兴边缘学科 ,是描述生态格局和生态过程的水文学机制的一门科学 ,是生态学的水文方面 ,是研究植物如何影响水文过程及水文过程如何影响植物分布和生长的水文学和生态学之间的交叉学科。所研究的对象不仅仅局限于湿地生态系统 ,还应该包括其他生态系统 ,如干旱地区的生态系统、森林和疏林生态系统、江河生态系统、湖泊生态系统和水生生态系统等。近 2 0年来 ,水文过程在生态系统中的重要性和植物对水文过程的影响变得越来越明显。任何生态系统格局和生态过程的变化都与水文过程相关联。正确的管理水资源…     

基于水化学特征的长江源区生态水文学研究进展

气候变暖背景下,冰雪、冻土剧烈消融引起的寒区径流成分改变对流域径流演变规律及水循环机制产生了深刻影响。对长江源区各水体水化学特征及其生态水文学研究进行归纳总结,主要进展包括：长江源区的大气降水的水汽来源主要受西风环流和季风环流的控制。冰雪融水的水化学特征受到消融强度、消融持续时间和新雪融水的影响,同时在冰雪融水、积雪以及冰川融水之间可能存在化学离子的交换。冻土层上水受到降水、冰雪融水、地下冰融水等的混合补给,造成水化学特征变化的随机波动。海拔在4 500 m的地区是冻土层上水水化学特征对研究区离子控制源较为敏感的区域。随着海拔高度的增加,降雨直接补给对河水中化学离子的稀释作用逐渐减弱,同时,海拔从4 500 m到5 000 m的降水对河水中离子浓度的稀释效果最大,而在海拔5 000 m以上河水主要受冰雪融水的补给,降水和消融期的变化对河水水化学的影响很小。研究结果为更系统地认知寒区下垫面变化所引起的水文效应提供科学依据,为流域水资源的合理开发利用提供决策依据。     

生态水文学：植被形态与功能的达尔文表达

美国麻省理工学院Eagleson教授的专著(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.     

抗差理论及在水文学中的应用

综述了国内外抗差理论的研究过程与发展趋势,介绍了抗差估计的理论基础、方法和特点,分析了抗差理论在水文学中的应用现状,提出了进一步研究的问题.     

基于文献计量的社会水文学发展态势分析

社会水文学是一门研究人水耦合系统动态变化规律、服务水资源管理的交叉学科,通过对Web of Science数据库检索到的论文进行文献计量分析,系统综述社会水文学的国际研究发展态势和趋势。分析结果显示,广义的社会水文学研究涉及水资源、环境科学、土木工程、地球科学、环境工程、农学、环境研究、生态学、气象与大气科学、地理学等。国际上长期关注水资源管理、水质、农业灌溉和水政策等问题,不同时期研究的问题热点根据时代发展的水资源管理需求有所变化,不同国家根据国内水资源情势,其关注点也有所不同。狭义的社会水文学研究主要涉及城市化和农村发展的水需求和水安全等问题,强调通过有效的水文模型预测来支持科学管理决策。该学科的发展将会促进人类对水资源的可持续管理和利用,更好地解决人类社会面临的水问题。     

水文学及水资源的学科前沿和研究需求

水资源学发展与水文学发展有很大的不同。水文学已形成一门系统、完整的科学体系,而水资源学尚没有完全形成以知识为纽带的科学体系。水资源的自然属性的研究(如水资源再生机理等)是水文学在水文循环领域的延伸,而水资源学的知识是水文学、工程科学、环境科学、管理科学、经济学等学科在伸向水资源领域的横截面。认识到这一点,对于开展水文学及水资源学科的科学研究和推动水资源学的学科建设是十分必要的。