探討生態(tài)水文科學研究的現(xiàn)狀與展望

【摘要】生態(tài)水文學是一門自然科學，但同時也是一門加強社會關(guān)系的科學，只有越來越多的人了解并主動靠近這門科學才能使得這門科學獲得長足發(fā)展并且獲得突破。研究人員和全國人民都應該樹立起科學的求知精神將自己視為科學研究的主體，主動投入環(huán)境保護的大軍當中來，主動挑起保護環(huán)境的擔子，發(fā)現(xiàn)生活中的環(huán)境保護，才能讓生態(tài)水文學深入發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】生態(tài)；水文；發(fā)展；環(huán)境

水文學作為地球科學的一門分支科學，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、化學性質(zhì)以及水圈與大氣圈和生物圈的相互關(guān)系。其研究內(nèi)容除了水的形成、預報、預防災害、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、設計、施工、管理中的水文水利計算，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)展條件提供科學依據(jù)。生態(tài)水文科學，作為地球科學最基礎的學科之一，有著與眾不同的特點，研究生態(tài)水文既是保護生態(tài)環(huán)境的需要，也是發(fā)展和諧綠色經(jīng)濟的需要。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，也是水文學的研究領(lǐng)域，水文科學至今為止，研究的領(lǐng)域也不再僅僅只限于水的運動，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。預測其未來的演變趨勢。水文科學不僅僅也只局限于水，發(fā)展為一門成為保護地球自然生態(tài)環(huán)境的一門科學。

生態(tài)水文學從另外一個方面來說也是一門邊緣學科，顧名思義，就是水文學和生態(tài)學結(jié)合的兩方面的科學。例如，在過去有水文學家在研究水道中的植被時就將水文和生態(tài)分離開來單純考慮。時代發(fā)展到如今，越來越多的水文學家注意到水流速度如何影響河道內(nèi)植物的生長問題以及河道的形態(tài)對于植被生長的各方面影響。這種進步是隨著時代進步的象征，也顯示著生態(tài)水文學在時代發(fā)展中展現(xiàn)的無窮魅力。

一、生態(tài)水文學研究的現(xiàn)狀和主要研究內(nèi)容

1. 生態(tài)系統(tǒng)中植物與水的關(guān)系研究

生態(tài)水文學的一個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。來達到自然生態(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)的主要問題在于水，這眾所周知的事實。然而我們常常都忽略了這幾者之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)。水為什么會在此地干涸，什么原因，怎么做才能保護這里的自然生態(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造成大面積的植被缺水，由此帶來的后果可想而知。在較大的空間尺度上，干旱地區(qū)所表現(xiàn)出的地表復雜性和層次性加深了土壤水分之間傳輸?shù)膹碗s性，目前我們對干旱地區(qū)的研究并不是很多，而且對干旱地區(qū)的氣候變化模式和邊緣區(qū)動態(tài)的研究程度遠遠低于周邊地區(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)象的實際問題及其區(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地區(qū)的現(xiàn)實情況，為研究人員提供記錄做了很好的現(xiàn)實準備，而且，干旱地區(qū)植被能夠在所有具備的時間維度上進行一定程度上的響應，有了這一點，我們有可以根據(jù)干旱地區(qū)植被反應出來的情況，進行更深一步的調(diào)查和信息反饋。在區(qū)域的尺度上面來說，我們能夠知道干旱地區(qū)所提出來的干旱區(qū)產(chǎn)流及沉積物遷移具有一般意義，而且具有顯著的應用價值。然而，在小尺度上，詳細的植被群落、產(chǎn)流、侵蝕以及土壤營養(yǎng)成分之間的內(nèi)部聯(lián)系，對于獲得可靠的數(shù)據(jù)相對困難的干旱地區(qū)生態(tài)水文過程來說，模擬或許是一種有利的研究方式。最近一段時間建立起來的許多模型都能夠提供一種較好的預測能力，而且這還是一種預測未來干旱地區(qū)植被環(huán)境變化的一種有效途徑。在長時間的尺度上，研究區(qū)域植被群落演替過程與氣候以及其他環(huán)境變化的關(guān)系是生態(tài)水文學關(guān)注的焦點問題之一。所以對于這一點說，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，在長期的生態(tài)系統(tǒng)成長的過程中，干旱地區(qū)的生長機制發(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)適應了長期缺水的生態(tài)水文狀況，各種系統(tǒng)都歸納了干旱植物對荒漠植物環(huán)境的適應性，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)運作主要依靠了水的作用，這也是一個常識。運行過程中，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，無論是當?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)恰恰能夠說明濕地系統(tǒng)對于當?shù)氐默F(xiàn)實影響。濕地系統(tǒng)的水的運動結(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)系的研究來源。

（3）森林水文生態(tài)作用及其環(huán)境效益問題

森林水文生態(tài)系統(tǒng)研究內(nèi)容主要圍繞不同的空間尺度來了解認識森林植被變化與水分運動的作用關(guān)系以及與之相伴的生物地球化學循環(huán)、能量轉(zhuǎn)換。森林生態(tài)水文被譽為地球的心臟，這也從另外一個方面合理的說明了森林生態(tài)系統(tǒng)對于地球環(huán)境的重要性。森林系統(tǒng)的正常運作關(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)研究強調(diào)了二者之間的關(guān)系，水災循環(huán)的過程中起到了關(guān)鍵性作用，通過地表水，地下水、以及自然降水來正常將整個森林自然生態(tài)系統(tǒng)進行運作。達到平衡和凈化的功能?，F(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)具有明確的科學概念定位和水文邊界定義。對于集水區(qū)的邊界合理定位能夠更好的說明森林自然生態(tài)系統(tǒng)的運作范圍和調(diào)節(jié)力度。所以在整個生態(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)系問題植物通過對河道的粗糙程度在不同的區(qū)域生長，根據(jù)這個特點，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，如此便可推論出許多結(jié)果。以河流管理和區(qū)域生態(tài)為核心問題的環(huán)境保護研究理論，還有最近許多新起的新型環(huán)境保護理論都將其應用在河流管理，以保護沿河河岸區(qū)內(nèi)遷移規(guī)律研究，營養(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，確實需要的開發(fā)利用引起生態(tài)環(huán)境效應始終是人們關(guān)注的焦點，在這方面的研究當中，人們已經(jīng)深入到各個方面已臻成熟。我們知道干旱地區(qū)倘若能夠合理開發(fā)，必將對人們的生活帶來翻天覆地的變化。因為這會是技術(shù)的極大進步，干旱地區(qū)的技術(shù)應用說明了人們可以對荒漠化的地區(qū)進行按照規(guī)律的合理考法利用。如此對人們過去犯下的自然錯誤，也能夠彌補。

二、對生態(tài)水文學研究的愿景

時代發(fā)展到如今，我們又應該對生態(tài)水文學做出什么樣的要求，首先生態(tài)方面我們應該做到更好的保護我們的生態(tài)環(huán)境，加強公民的環(huán)保意識，加強對我們的環(huán)境保護區(qū)的監(jiān)控，嚴防各種不法分子對環(huán)境保護區(qū)的破壞，相關(guān)部門更應該加強這方面監(jiān)管。同時在技術(shù)方面，全國的研究人員都應該同心協(xié)力加強技術(shù)方面的合作交流。深化各個領(lǐng)域的改革和創(chuàng)新來適應生態(tài)水文學的知識和實踐結(jié)合。我們對于生態(tài)水文學的愿景其實包含起來就是兩方面：改革和創(chuàng)新。

結(jié)語：

生態(tài)水文學是一門自然科學，但同時也是一門加強社會關(guān)系的科學，只有越來越多的人了解并主動靠近這門科學才能使得這門科學獲得長足發(fā)展并且獲得突破。研究人員和全國人民都應該樹立起科學的求知精神將自己視為科學研究的主體，主動投入環(huán)境保護的大軍當中來，主動挑起保護環(huán)境的擔子，發(fā)現(xiàn)生活中的環(huán)境保護，才能讓生態(tài)水文學深入發(fā)展。

參考文獻：

[1]王根緒，錢鞠，程國棟.生態(tài)水文科學研究的現(xiàn)狀與展望[J].《地球科學進展》，2001，16（3）：314-323

[2]徐宗學，李景玉.水文科學研究進展的回顧與展望[J].《水科學進展》，2010，21（4）

作者簡介：馬曉琳（1988— ），女，河北衡水人，助理工程師，學士學位，主要從事水文水資源研究工作。