【摘要】生態(tài)水文學(xué)是一門自然科學(xué),但同時(shí)也是一門加強(qiáng)社會(huì)關(guān)系的科學(xué),只有越來(lái)越多的人了解并主動(dòng)靠近這門科學(xué)才能使得這門科學(xué)獲得長(zhǎng)足發(fā)展并且獲得突破。研究人員和全國(guó)人民都應(yīng)該樹立起科學(xué)的求知精神將自己視為科學(xué)研究的主體,主動(dòng)投入環(huán)境保護(hù)的大軍當(dāng)中來(lái),主動(dòng)挑起保護(hù)環(huán)境的擔(dān)子,發(fā)現(xiàn)生活中的環(huán)境保護(hù),才能讓生態(tài)水文學(xué)深入發(fā)展。
【關(guān)鍵詞】生態(tài);水文;發(fā)展;環(huán)境
水文學(xué)作為地球科學(xué)的一門分支科學(xué),主要研究地球系統(tǒng)中水的存在、分布、云頂、循環(huán)變化規(guī)律,水的物理、化學(xué)性質(zhì)以及水圈與大氣圈和生物圈的相互關(guān)系。其研究?jī)?nèi)容除了水的形成、預(yù)報(bào)、預(yù)防災(zāi)害、水利工程和其他有關(guān)土木、道路、橋涵、電力工程等的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、管理中的水文水利計(jì)算,為防洪抗旱、合理開發(fā)和利用水資源,不斷改善人類生存和發(fā)展條件提供科學(xué)依據(jù)。生態(tài)水文科學(xué),作為地球科學(xué)最基礎(chǔ)的學(xué)科之一,有著與眾不同的特點(diǎn),研究生態(tài)水文既是保護(hù)生態(tài)環(huán)境的需要,也是發(fā)展和諧綠色經(jīng)濟(jì)的需要。地球生態(tài)系統(tǒng)的各種因素幾乎都成為了生態(tài)水文的研究對(duì)象,水圈和大氣圈、巖石圈以及生物圈等地球自然圈層的相互關(guān)系,也是水文學(xué)的研究領(lǐng)域,水文科學(xué)至今為止,研究的領(lǐng)域也不再僅僅只限于水的運(yùn)動(dòng),也包括水量,水質(zhì)、不僅研究水情的瞬間變化,而且探索地球上水的生命歷史。預(yù)測(cè)其未來(lái)的演變趨勢(shì)。水文科學(xué)不僅僅也只局限于水,發(fā)展為一門成為保護(hù)地球自然生態(tài)環(huán)境的一門科學(xué)。
生態(tài)水文學(xué)從另外一個(gè)方面來(lái)說(shuō)也是一門邊緣學(xué)科,顧名思義,就是水文學(xué)和生態(tài)學(xué)結(jié)合的兩方面的科學(xué)。例如,在過(guò)去有水文學(xué)家在研究水道中的植被時(shí)就將水文和生態(tài)分離開來(lái)單純考慮。時(shí)代發(fā)展到如今,越來(lái)越多的水文學(xué)家注意到水流速度如何影響河道內(nèi)植物的生長(zhǎng)問(wèn)題以及河道的形態(tài)對(duì)于植被生長(zhǎng)的各方面影響。這種進(jìn)步是隨著時(shí)代進(jìn)步的象征,也顯示著生態(tài)水文學(xué)在時(shí)代發(fā)展中展現(xiàn)的無(wú)窮魅力。
一、生態(tài)水文學(xué)研究的現(xiàn)狀和主要研究?jī)?nèi)容
1. 生態(tài)系統(tǒng)中植物與水的關(guān)系研究
生態(tài)水文學(xué)的一個(gè)重要研究方向在于生態(tài)如何與水文的完美契合,所謂完美契合并不是指水文要和生態(tài)在物質(zhì)形態(tài)上違反規(guī)律的結(jié)合,而是尋找一種和諧共生的方式在水文和生態(tài)之間尋找一種平衡的切合點(diǎn)。來(lái)達(dá)到自然生態(tài)系統(tǒng)的最好凈化能力和平衡能力。根據(jù)環(huán)境陸地的表現(xiàn)形式,可將問(wèn)題分為干旱地區(qū)、濕地、森林、河流、和湖泊等幾種類型環(huán)境或生態(tài)系統(tǒng)的水文分析。
(1)干旱地區(qū)的生態(tài)水文情況和各方面形成原因
干旱地區(qū)的主要問(wèn)題在于水,這眾所周知的事實(shí)。然而我們常常都忽略了這幾者之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)。水為什么會(huì)在此地干涸,什么原因,怎么做才能保護(hù)這里的自然生態(tài)系統(tǒng)最大程度的不受到另外的加成傷害。一方面,植被的組成和結(jié)構(gòu)都是由水緊密組成和控制,一旦水的因素收到較大的影響就會(huì)造成大面積的植被缺水,由此帶來(lái)的后果可想而知。在較大的空間尺度上,干旱地區(qū)所表現(xiàn)出的地表復(fù)雜性和層次性加深了土壤水分之間傳輸?shù)膹?fù)雜性,目前我們對(duì)干旱地區(qū)的研究并不是很多,而且對(duì)干旱地區(qū)的氣候變化模式和邊緣區(qū)動(dòng)態(tài)的研究程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于周邊地區(qū)包括森林和濕地系統(tǒng)。掌握干旱地區(qū)的氣候變化模式的意義不僅僅在于了解這里的氣候,而是深入的了解荒漠化,土地沙化現(xiàn)象的實(shí)際問(wèn)題及其區(qū)域和全球尺度的氣候反饋具有重大的意義。另外一方面,較小的空間尺度上,干旱植被能夠直接反映出這個(gè)地區(qū)的現(xiàn)實(shí)情況,為研究人員提供記錄做了很好的現(xiàn)實(shí)準(zhǔn)備,而且,干旱地區(qū)植被能夠在所有具備的時(shí)間維度上進(jìn)行一定程度上的響應(yīng),有了這一點(diǎn),我們有可以根據(jù)干旱地區(qū)植被反應(yīng)出來(lái)的情況,進(jìn)行更深一步的調(diào)查和信息反饋。在區(qū)域的尺度上面來(lái)說(shuō),我們能夠知道干旱地區(qū)所提出來(lái)的干旱區(qū)產(chǎn)流及沉積物遷移具有一般意義,而且具有顯著的應(yīng)用價(jià)值。然而,在小尺度上,詳細(xì)的植被群落、產(chǎn)流、侵蝕以及土壤營(yíng)養(yǎng)成分之間的內(nèi)部聯(lián)系,對(duì)于獲得可靠的數(shù)據(jù)相對(duì)困難的干旱地區(qū)生態(tài)水文過(guò)程來(lái)說(shuō),模擬或許是一種有利的研究方式。最近一段時(shí)間建立起來(lái)的許多模型都能夠提供一種較好的預(yù)測(cè)能力,而且這還是一種預(yù)測(cè)未來(lái)干旱地區(qū)植被環(huán)境變化的一種有效途徑。在長(zhǎng)時(shí)間的尺度上,研究區(qū)域植被群落演替過(guò)程與氣候以及其他環(huán)境變化的關(guān)系是生態(tài)水文學(xué)關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題之一。所以對(duì)于這一點(diǎn)說(shuō),干旱地區(qū)的生態(tài)水文的研究還需要兼顧許多方面,綜合各種數(shù)據(jù)來(lái)研究干旱地區(qū)的生態(tài)水文情況。
干旱地區(qū)的降水貧乏而且變異比較大為主要特點(diǎn),在長(zhǎng)期的生態(tài)系統(tǒng)成長(zhǎng)的過(guò)程中,干旱地區(qū)的生長(zhǎng)機(jī)制發(fā)生了深刻的變化,其中之一就是干旱地區(qū)的植被已經(jīng)適應(yīng)了長(zhǎng)期缺水的生態(tài)水文狀況,各種系統(tǒng)都?xì)w納了干旱植物對(duì)荒漠植物環(huán)境的適應(yīng)性,并把植物間接性的分成了變水和恒水兩種不同的植物屬性。
(2)濕地系統(tǒng)中的生態(tài)水文情況和濕地系統(tǒng)與水的直接關(guān)系
濕地系統(tǒng)循環(huán)運(yùn)作主要依靠了水的作用,這也是一個(gè)常識(shí)。運(yùn)行過(guò)程中,濕地系統(tǒng)中的水漸漸與濕地整體形成加大版的凈水器,合理調(diào)控附近的生態(tài)水文情況,無(wú)論是當(dāng)?shù)貧夂蜻€是地下水的循環(huán)系統(tǒng)都具有莫大的裨益。濕地系統(tǒng)與水的模擬數(shù)據(jù)恰恰能夠說(shuō)明濕地系統(tǒng)對(duì)于當(dāng)?shù)氐默F(xiàn)實(shí)影響。濕地系統(tǒng)的水的運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)和植被的群落空間布局都成為了水域濕地系統(tǒng)的直接關(guān)系的研究來(lái)源。
(3)森林水文生態(tài)作用及其環(huán)境效益問(wèn)題
森林水文生態(tài)系統(tǒng)研究?jī)?nèi)容主要圍繞不同的空間尺度來(lái)了解認(rèn)識(shí)森林植被變化與水分運(yùn)動(dòng)的作用關(guān)系以及與之相伴的生物地球化學(xué)循環(huán)、能量轉(zhuǎn)換。森林生態(tài)水文被譽(yù)為地球的心臟,這也從另外一個(gè)方面合理的說(shuō)明了森林生態(tài)系統(tǒng)對(duì)于地球環(huán)境的重要性。森林系統(tǒng)的正常運(yùn)作關(guān)系著氣候的調(diào)節(jié)和空氣的質(zhì)量更新,森林自然生態(tài)水文系統(tǒng)研究強(qiáng)調(diào)了二者之間的關(guān)系,水災(zāi)循環(huán)的過(guò)程中起到了關(guān)鍵性作用,通過(guò)地表水,地下水、以及自然降水來(lái)正常將整個(gè)森林自然生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)作。達(dá)到平衡和凈化的功能。現(xiàn)在森林生態(tài)水文系統(tǒng)研究方向在于:集水區(qū)的水文生態(tài)作用研究,集水區(qū)具有明確的科學(xué)概念定位和水文邊界定義。對(duì)于集水區(qū)的邊界合理定位能夠更好的說(shuō)明森林自然生態(tài)系統(tǒng)的運(yùn)作范圍和調(diào)節(jié)力度。所以在整個(gè)生態(tài)自然森林系統(tǒng)的研究中占有重要地位。
(4)河流、湖泊系統(tǒng)植物與水的關(guān)系問(wèn)題植物通過(guò)對(duì)河道的粗糙程度在不同的區(qū)域生長(zhǎng),根據(jù)這個(gè)特點(diǎn),可以更好的研究出不同植被是如何在不同的水文情況下生長(zhǎng),如此便可推論出許多結(jié)果。以河流管理和區(qū)域生態(tài)為核心問(wèn)題的環(huán)境保護(hù)研究理論,還有最近許多新起的新型環(huán)境保護(hù)理論都將其應(yīng)用在河流管理,以保護(hù)沿河河岸區(qū)內(nèi)遷移規(guī)律研究,營(yíng)養(yǎng)物在河道、洪泛平原和許多地形。在許多領(lǐng)域都可以創(chuàng)新研究來(lái)發(fā)現(xiàn)河流湖泊系統(tǒng)的特別之處。與干旱地區(qū)相比,確實(shí)需要的開發(fā)利用引起生態(tài)環(huán)境效應(yīng)始終是人們關(guān)注的焦點(diǎn),在這方面的研究當(dāng)中,人們已經(jīng)深入到各個(gè)方面已臻成熟。我們知道干旱地區(qū)倘若能夠合理開發(fā),必將對(duì)人們的生活帶來(lái)翻天覆地的變化。因?yàn)檫@會(huì)是技術(shù)的極大進(jìn)步,干旱地區(qū)的技術(shù)應(yīng)用說(shuō)明了人們可以對(duì)荒漠化的地區(qū)進(jìn)行按照規(guī)律的合理考法利用。如此對(duì)人們過(guò)去犯下的自然錯(cuò)誤,也能夠彌補(bǔ)。
二、對(duì)生態(tài)水文學(xué)研究的愿景
時(shí)代發(fā)展到如今,我們又應(yīng)該對(duì)生態(tài)水文學(xué)做出什么樣的要求,首先生態(tài)方面我們應(yīng)該做到更好的保護(hù)我們的生態(tài)環(huán)境,加強(qiáng)公民的環(huán)保意識(shí),加強(qiáng)對(duì)我們的環(huán)境保護(hù)區(qū)的監(jiān)控,嚴(yán)防各種不法分子對(duì)環(huán)境保護(hù)區(qū)的破壞,相關(guān)部門更應(yīng)該加強(qiáng)這方面監(jiān)管。同時(shí)在技術(shù)方面,全國(guó)的研究人員都應(yīng)該同心協(xié)力加強(qiáng)技術(shù)方面的合作交流。深化各個(gè)領(lǐng)域的改革和創(chuàng)新來(lái)適應(yīng)生態(tài)水文學(xué)的知識(shí)和實(shí)踐結(jié)合。我們對(duì)于生態(tài)水文學(xué)的愿景其實(shí)包含起來(lái)就是兩方面:改革和創(chuàng)新。
結(jié)語(yǔ):
生態(tài)水文學(xué)是一門自然科學(xué),但同時(shí)也是一門加強(qiáng)社會(huì)關(guān)系的科學(xué),只有越來(lái)越多的人了解并主動(dòng)靠近這門科學(xué)才能使得這門科學(xué)獲得長(zhǎng)足發(fā)展并且獲得突破。研究人員和全國(guó)人民都應(yīng)該樹立起科學(xué)的求知精神將自己視為科學(xué)研究的主體,主動(dòng)投入環(huán)境保護(hù)的大軍當(dāng)中來(lái),主動(dòng)挑起保護(hù)環(huán)境的擔(dān)子,發(fā)現(xiàn)生活中的環(huán)境保護(hù),才能讓生態(tài)水文學(xué)深入發(fā)展。
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作者簡(jiǎn)介:馬曉琳(1988— ),女,河北衡水人,助理工程師,學(xué)士學(xué)位,主要從事水文水資源研究工作。