封面
塔里木河下游河岸生態(tài)水文演化模型
內(nèi)容簡介
前言
第1章 緒論
第2章 塔里木河下游河岸植被生態(tài)水文演化模型
第3章 塔里木河下游河岸植被生態(tài)水文演化模型的應(yīng)用
第4章 塔里木河下游河岸植被生態(tài)水文演化模型的特性分析
第5章 流域生態(tài)水文系統(tǒng)出現(xiàn)多重定態(tài)的參數(shù)條件
第6章 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
封底
流域生態(tài)水文系統(tǒng)是一個(gè)多過程耦合的復(fù)雜非線性系統(tǒng),以預(yù)先設(shè)定的外界參數(shù)形式存在的流域下墊面條件限制了水文模型的預(yù)測能力和應(yīng)用范圍。針對(duì)干旱區(qū)河岸地區(qū)的主導(dǎo)性生態(tài)水文過程,構(gòu)建了塔里木河下游河岸植被生態(tài)水文演化模型,實(shí)現(xiàn)了生態(tài)與水文的耦合模擬,提高了模型在變化條件下對(duì)流域生態(tài)水文系統(tǒng)長期演化趨勢(shì)的預(yù)測能力。在塔里木河的英蘇和阿拉干,分別應(yīng)用ERV模型模擬了2000-2006年輸水條件下的生態(tài)水文演化過程。在植被覆蓋度明顯增長的情況下,使用植被覆蓋度模擬值作為對(duì)植被狀況的描述準(zhǔn)確的模擬了地下水位的變化過程。給定生態(tài)用水量,可以選擇最優(yōu)的輸水方式使得穩(wěn)定狀態(tài)的植被覆蓋度最高,或者給定植被覆蓋度目標(biāo)值,選擇最優(yōu)的輸水方式使得耗水量最小。人工輸水的生態(tài)水文效果研究對(duì)于流域的水資源配置和生態(tài)修復(fù)具有重要的指導(dǎo)意義。
第2版前言第1版前言第1章 土方工程1.1 土的分類與工程性質(zhì)1.2 場地平整、土方量計(jì)算與土方調(diào)配1.3 基坑土方開挖準(zhǔn)備與降排水1.4 基坑邊坡與坑壁支護(hù)1.5 土方工程的機(jī)械化施工復(fù)習(xí)思考題第2...
第一篇 個(gè)人禮儀1 講究禮貌 語言文明2 規(guī)范姿勢(shì) 舉止優(yōu)雅3 服飾得體 注重形象第二篇 家庭禮儀1 家庭和睦 尊重長輩2 情同手足 有愛同輩第三篇 校園禮儀1 尊重師長 虛心學(xué)習(xí)2 團(tuán)結(jié)同學(xué) 共同進(jìn)...
第一篇 綜合篇第一章 綠色建筑的理念與實(shí)踐第二章 綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)識(shí)總體情況第三章 發(fā)揮“資源”優(yōu)勢(shì),推進(jìn)綠色建筑發(fā)展第四章 綠色建筑委員會(huì)國際合作情況第五章 上海世博會(huì)園區(qū)生態(tài)規(guī)劃設(shè)計(jì)的研究與實(shí)踐第六...
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為了解塔里木河下游生態(tài)輸水量與地下水埋深多年響應(yīng)變化過程,得出地下水埋深對(duì)生態(tài)輸水的響應(yīng)變化規(guī)律,以塔里木河下游英蘇斷面為研究區(qū),運(yùn)用定性與定量分析方法,綜合考慮不同輸水差異(包括零輸水年即2008年、輸水極少年即2009年、輸水較多年2011年等),對(duì)2000-2015年英蘇斷面1 050 m范圍內(nèi)地下水埋深數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析。結(jié)果表明:研究斷面內(nèi)地下水埋深在各年份總體呈現(xiàn)比較平穩(wěn)的遞減趨勢(shì),年內(nèi)個(gè)別月具有較大的增幅,另外由于凍土消融等因素影響,地下水埋深在2~3月有一定的增幅;離河較近區(qū)域的地下水埋深變化對(duì)生態(tài)輸水的響應(yīng)具有時(shí)間同步性,而離河道較遠(yuǎn)地區(qū)的地下水埋深在響應(yīng)時(shí)間上存在滯后性,本研究斷面1 050 m范圍內(nèi)地下水埋深響應(yīng)時(shí)間維持在1 a內(nèi);經(jīng)過多年生態(tài)輸水過程,英蘇監(jiān)測斷面距離河道約750 m范圍內(nèi)地下水平均埋深維持在2~6 m范圍內(nèi),基本達(dá)到植物生長所需地下水埋深水平;另外,綜合分析研究斷面多年輸水引起的地下水位響應(yīng)過程,為獲得生態(tài)輸水過程所帶來的最大生態(tài)效益,生態(tài)輸水不僅要保持一定的輸水量,還要保持輸水年周期的連續(xù)性。
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根據(jù)近5年來對(duì)塔里木河下游荒漠河岸林植被的監(jiān)測數(shù)據(jù),分析了生態(tài)輸水后植物活力的恢復(fù)狀況。結(jié)果顯示:應(yīng)急生態(tài)輸水增加了塔里木河下游的生物多樣性,使原本面臨死亡的荒漠河岸植被重新復(fù)活,而且不同程度上促進(jìn)了胡楊群落的自然更新;在近河道50m的范圍內(nèi)均出現(xiàn)了少量的胡楊、檉柳實(shí)生苗,并且在離河道150m的范圍內(nèi)已經(jīng)有相當(dāng)數(shù)量的胡楊次生苗,在離河道400m范圍內(nèi)大約有25%的胡楊均有不同程度的基部新枝萌蘗。通過生態(tài)輸水后地下水位的逐步抬升,河道兩岸的低階地發(fā)育著一定面積的草甸植被,形成了由胡楊、檉柳和草本植物所組成的干旱區(qū)非地帶性河岸稀疏植被群落,說明應(yīng)急生態(tài)輸水對(duì)于胡楊為建群種的荒漠河岸林植被的恢復(fù)和自然更新產(chǎn)生了積極的影響。
生態(tài)水文學(xué)一詞從上世紀(jì)90年代開始被廣泛使用以致沖淡了人們對(duì)生態(tài)水文學(xué)內(nèi)涵的思考。盡管有很多人在思考什么是生態(tài)水文學(xué),但由于各人的研究領(lǐng)域和興奮點(diǎn)不同,有關(guān)生態(tài)水文學(xué)的概念仍相當(dāng)混亂。按時(shí)間順序,我們列出一些關(guān)于生態(tài)水文學(xué)的定義:
1、生態(tài)水文學(xué)是研究所有生命及無生命組成的交互關(guān)系中的水文過程、現(xiàn)象及特性的科學(xué)( Timchenko,1994) 。
2、Hatton認(rèn)為生態(tài)水文學(xué)是指在一系列環(huán)境條件下來探討生態(tài)水文過程,它考慮了干旱地區(qū)、濕地、森林、河流和湖泊的生態(tài)水文過程(Hatton,1997)。
3、Post等則認(rèn)為它是研究水文、氣象及生態(tài)過程之間的關(guān)系,包括不同時(shí)間下水文過程如何影響到生態(tài)過程及生態(tài)系統(tǒng)及地貌又如何回饋或影響到水文過程兩個(gè)核心問題(Post等,1998, EOS 79(43))。
4、Baird等則認(rèn)為它是研究植物與水的相互作用以及與植物生長相關(guān)的水文過程(Baird and Wilby,1999)。
5、Rodriguez-Iturbe (2000)(Water Resources 36(1))則定義生態(tài)水文學(xué)為研究不同生態(tài)形式及過程中的水文機(jī)制的科學(xué)。Rodriguez-Iturbe 認(rèn)為它是在氣候-土壤-植被動(dòng)態(tài)過程中研究水文機(jī)制,以便預(yù)測生物對(duì)全球變化的響應(yīng) (Rodriguez-Iturbe,2000)。
6、1997年俄羅斯彼德堡國立水文氣象學(xué)院出版教材《水資源(陸地水)利用和保護(hù)的生態(tài)觀》中提出“生態(tài)水文學(xué)(水利生態(tài)學(xué))”、“水利生態(tài)系統(tǒng)”等概念,提出新的學(xué)科方向要研究具體“水對(duì)象”(河、湖、水庫等)群體態(tài)勢(shì)的定性定量的評(píng)價(jià),研究不同層次和尺度的水體生態(tài)系統(tǒng)。
7、Nuttle認(rèn)為它是關(guān)于水文過程對(duì)生態(tài)系統(tǒng)分布結(jié)構(gòu)功能影響以及生物過程對(duì)水循環(huán)要素影響的交叉學(xué)科(Nuttle 2002);
8、生態(tài)水文學(xué)整合了生態(tài)及水文知識(shí),以了解生態(tài)系如何改變水文特性,而這些水文特性又如何影響生態(tài)系功能,雖仍為研究生態(tài)與水文之關(guān)系,但較偏向水文特性之探討。認(rèn)為(黃土高原生態(tài)水文研究,林業(yè)出版社,2000),在科學(xué)體系上,生態(tài)水文學(xué)屬于地球科學(xué)范疇,是水文學(xué)的一個(gè)分支,是生態(tài)學(xué)與水文學(xué)的交叉學(xué)科。
9、生態(tài)水文學(xué)就是將水文學(xué)知識(shí)應(yīng)用于生態(tài)建設(shè)和生態(tài)系統(tǒng)管理的一門科學(xué)。主要研究生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)水文循環(huán)與轉(zhuǎn)化和平衡的規(guī)律,分析生態(tài)建設(shè)、生態(tài)系統(tǒng)管理與保護(hù)中與水有關(guān)的問題。如生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)變化對(duì)水文系統(tǒng)中水質(zhì)、水量、水文要素的平衡與轉(zhuǎn)化過程的影響;生態(tài)系統(tǒng)中水質(zhì)與水量的變化規(guī)律及其預(yù)測預(yù)報(bào)方法;水文水資源空間分異與生態(tài)系統(tǒng)對(duì)位關(guān)系。因此,我們認(rèn)為:生態(tài)水文學(xué)是基于生態(tài)學(xué)與水文學(xué)的一門交叉學(xué)科。通過生態(tài)學(xué)及水文學(xué)知識(shí)的整合以進(jìn)一步了解水與生態(tài)系統(tǒng)的相互作用過程與規(guī)律,把穩(wěn)定生態(tài)系統(tǒng)特性作為水資源可持續(xù)利用的管理目標(biāo)。
生態(tài)水文學(xué)的發(fā)展與中國生態(tài)需水問題
中國是一個(gè)降水時(shí)間空間分布非常不均勻、人口壓力大的發(fā)展中國家。人口、資源與環(huán)境的矛盾比較突出。人均淡水資源僅為世界人均量的1/4,居世界第109位,已被列入全世界人均水資源13個(gè)貧水國家之一。全國600多座城市中,已有400多個(gè)城市存在供水不足問題,其中比較嚴(yán)重的缺水城市達(dá)110個(gè)。
對(duì)于生態(tài)水文學(xué)這一新的邊緣性交叉學(xué)科的完整、定義仍然存在諸多爭議,綜合各位學(xué)者對(duì)于生態(tài)水文學(xué)的理解和理論闡述,相對(duì)比較一致的觀點(diǎn)認(rèn)為該學(xué)科是揭示生態(tài)系統(tǒng)中生態(tài)格局和生態(tài)過程水文學(xué)機(jī)制的科學(xué),探討生態(tài)系統(tǒng)中植物對(duì)于水文過程的影響以及水文過程對(duì)于植物生長和分布作用,以植物與水分關(guān)系為學(xué)科研究基礎(chǔ),以土壤水分及植被蒸散為核心研究內(nèi)容,以生態(tài)過程和水文過程耦合機(jī)制的尺度效應(yīng)為學(xué)科關(guān)鍵點(diǎn),以水資源可持續(xù)利用和維持生態(tài)系統(tǒng)健康和可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)為學(xué)科研究目標(biāo)。研究對(duì)象包括濕地生態(tài)系統(tǒng)、干旱區(qū)生態(tài)系統(tǒng)、森林生態(tài)系統(tǒng)、河流生態(tài)系統(tǒng)和湖泊生態(tài)系統(tǒng)等不同生態(tài)系統(tǒng)類型。所以,生態(tài)水文問題被我國許多學(xué)者認(rèn)為是中國寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境建設(shè)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵問題之一。
生態(tài)水文學(xué)是一種對(duì)環(huán)境有利、經(jīng)濟(jì)可行和社會(huì)可接受的有效方式。由于生態(tài)退化等問題的出現(xiàn),生態(tài)水文學(xué)成為中國西部生態(tài)需水問題研究的熱點(diǎn)問題之一。西部地區(qū)特別是青藏高原,是我國許多江河的發(fā)源地,素有中國“水塔”之稱。也分布著大量的濕地和湖泊,保護(hù)這些地區(qū)的濕地和湖泊,不僅對(duì)保護(hù)局地生態(tài)環(huán)境,而且對(duì)保護(hù)江河源的生態(tài)環(huán)境都具有重要意義。
此外,西北干旱區(qū)內(nèi)陸河流域開發(fā)利用和生態(tài)環(huán)境的保護(hù)、北方地區(qū)人工植被的土壤干化、植物固沙中流沙斑塊的面積和格局對(duì)沙地水分平衡的影響等問題,都需要對(duì)生態(tài)水文學(xué)機(jī)制進(jìn)行深入了解。干旱區(qū)生產(chǎn)用水和生態(tài)用水的關(guān)系以及維持干旱內(nèi)陸河流域持續(xù)發(fā)展的生態(tài)需水,特別是維持內(nèi)陸河下游天然綠洲穩(wěn)定的生態(tài)需水等問題,也需要應(yīng)用生態(tài)水文學(xué)的方法去深入研究。2100433B
Ingram于1987年就提出了生態(tài)水文學(xué)概念,并于1992年Dublin國際水與環(huán)境大會(huì)正式提出生態(tài)水文學(xué)作為一門獨(dú)立的邊緣性學(xué)科,而中國學(xué)者開始采用生態(tài)水文學(xué)概念,開展生態(tài)水文學(xué)相關(guān)的獨(dú)立研究活動(dòng)已經(jīng)是進(jìn)入21世紀(jì)以后的事情了。
可查的國內(nèi)大陸學(xué)者關(guān)于生態(tài)水文學(xué)介紹方面的第一篇中文文獻(xiàn)是王根緒等在《地球科學(xué)進(jìn)展》16卷第3期發(fā)表的《生態(tài)水文科學(xué)研究的現(xiàn)狀與展望》。與國際上對(duì)于生態(tài)水文學(xué)的討論一樣,對(duì)于該新的學(xué)科的定義和爭論一直持續(xù)。
在爭論進(jìn)行的同時(shí),采用生態(tài)水文學(xué)的方法和理論開展針對(duì)東北濕地生態(tài)系統(tǒng)、湖泊生態(tài)系統(tǒng)、西北干旱半干旱和寒冷地區(qū)生態(tài)水文學(xué)的研究正在積極開展,并取得了良好的成果。從研究的內(nèi)容方面而言,不僅開展了流域?yàn)閱卧纳鷳B(tài)水文學(xué)研究,而且對(duì)于生態(tài)水文過程的分析也進(jìn)行的更加深入,不僅開展了植被動(dòng)態(tài)與生態(tài)水文關(guān)系的研究而且對(duì)于林地土壤大孔隙特征與森林生態(tài)水文關(guān)系的研究也在進(jìn)行。不過,就開展生態(tài)水文學(xué)研究的空間區(qū)域和生態(tài)系統(tǒng)類型而言,在中國的熱帶、亞熱帶地區(qū)森林和疏林生態(tài)系統(tǒng)中開展生態(tài)水文學(xué)研究的還未見報(bào)道。
批準(zhǔn)號(hào) |
50679025 |
項(xiàng)目名稱 |
河岸帶水文過程模擬及河道蓄水補(bǔ)源的生態(tài)水文效應(yīng) |
項(xiàng)目類別 |
面上項(xiàng)目 |
申請(qǐng)代碼 |
E0901 |
項(xiàng)目負(fù)責(zé)人 |
陳喜 |
負(fù)責(zé)人職稱 |
教授 |
依托單位 |
河海大學(xué) |
研究期限 |
2007-01-01 至 2009-12-31 |
支持經(jīng)費(fèi) |
28(萬元) |