气候变化下青藏高原生态水文过程研究进展

青藏高原是全球气候变化的敏感区和脆弱区,其生态水文过程对气候变化响应迅速。研究青藏高原的生态水文过程,可以更加深入地理解全球气候变化的机制和规律,为保护青藏高原生态环境、促进区域可持续发展以及应对全球气候变化挑战提供科学依据。利用多种在线搜索引擎,就“青藏高原”“气候变化”和“生态系统”等关键词进行了文献检索和总结。介绍了青藏高原气候变化趋势,综述了青藏高原生态水文过程变化情况及其驱动因素,归纳了青藏高原的生态水文模拟研究。结果表明:①青藏高原气候变化趋势整体趋于暖湿化,在此背景下,积雪、冰川和冻土均出现不同程度退化;②气候变化下青藏高原生态水文过程出现明显时空变化,其中温度和降水是主要驱动因素,积雪、冰川和冻土是潜在驱动因素;③青藏高原现有的生态水文模型大多是在传统模型基础上,通过耦合冻土冻融模型改进后得到的。未来的研究中,需要关注青藏高原生态水文数据的整合与共享问题,探究积雪、冰川和冻土变化对高原生态水文过程的潜在影响,建立更完善的冻土水热耦合模型,以提高青藏高原生态水文过程模拟能力。

生态水文过程对水环境影响研究述评

当前生态水文过程对水环境影响的国内外研究主要包括生态水文过程的形成、基于生态水文格局分析的生态需水研究、流域尺度上生态水文过程对水文、水质和水生态的影响以及理论、方法与模型研究;但这些研究尚未过渡到生态水文过程的揭示上来,我国的生态水文学研究尤为薄弱。未来生态水文过程与水环境安全调控研究中的主要议题包括:①生态水文过程形成、演化及驱动机制分析;②基于生态水文过程的生态需水时空分异;③流域生态水文过程对地表水水质分异的影响;④流域生态水文过程与水的生态空间变化;⑤近海陆域生态水文过程与近海水质调控;⑥基于现代地理信息技术的生态水文模型研究;⑦基于水环境安全的生态水文决策与管理研究。

生态水文过程研究进展

生态水文学是研究生态格局和生态过程变化水文学机制的科学。它的一个重要研究方向是在不同时空尺度上和一系列环境条件下探讨生态水文过程。生态水文过程是指水文过程与生物动力过程之间的功能关系 ,它包括生态水文物理过程、生态水文化学过程及其生态效应。在探讨以上基本概念和总结生态水文过程研究特点的基础上 ,着重探讨生态水文物理过程、生态水文化学过程及其生态效应等生态水文过程核心内容的研究进展 ,并简要分析了生态水文过程研究中存在的主要问题和未来的研究热点。

基于生态水文过程的塔里木河下游植被生态需水量研究

根据2005年塔里木河下游8个断面25服地下水位观测井和25个植物样地野外采集的数据,运用DPS统计软件计算植被物种多样性指数,进而对地下水、土壤水与植被的关系进行了分析,结果表明地下水位、土壤含水量与植被多样性之间都有极强的相关性,在此基础上确定出塔里木河下游潜水蒸发的极限埋深是5m。并采用阿维里扬诺夫公式和群克水均衡场公式对塔里木河下游天然植被的月潜水蒸发量进行计算,将两者计算结果加以算术平均得到塔里木河下游不同埋深对应的潜水蒸发量;采用两种方法对植被面积进行分类。在此分类基础上计算生态需水量,将两个结果再次平均,得到天然植被全年最低需水量约为3.2×108m3。通过对月生态需水量的分析发现4月到9月的生态需水量占全年的81%,尤其是5、6、7三个月占全年总需水量的47%,是生态需水的主要时期。

呼伦湖流域生态水文过程对水环境系统的影响

呼伦湖是一典型的草原型湖泊 ,受人类活动的直接影响较小 ,湖泊水环境系统的演化受到流域生态水文过程的影响。在全球变化和人类非理性活动的干扰下 ,湖泊水环境系统呈现出恶化的趋势。

湿地生态水文过程研究进展

生态水文学是20世纪90年代兴起的一门研究生态过程和生态格局水文机制的新学科。综述了湿地生态水文过程的研究进展,着重介绍了植被对水文过程各个环节包括降水截留、湿地蒸发散、径流过程等的影响及其模拟模型,在此基础上指出了湿地生态水文过程的研究重点,提出了未来研究的方向。

考虑植被生理生态特征变化的生态水文过程模拟

基于分布式水文-土壤-植被模型(DHSVM),考虑气候干湿条件下植被水分胁迫作用及水分利用适应性,提出了植物最小气孔阻力r smin随降雨量变化的蒸散发计算模式.根据枯期退水特征分析,提出了反映径流退水特征的两段式土壤渗透性衰减系数,实现了对DHSVM的改进.根据东江红壤丘陵区植被分布特征,选取星丰流域,采用现场观测、室内分析,结合遥感反演技术,确定研究区植被及土壤特征参数.利用2003—2008年实测气象、水文资料进行参数率定和模型验证.采用扰动分析方法分析土壤和植被参数变化对径流及蒸散发量影响的灵敏度.结果表明:改进的模型能较好地模拟植被生理特征随环境变化的生态水文过程,提高了流域水文过程模拟精度,为分析下垫面变化的生态水文效应提供科学依据.

稳定性同位素在干旱区生态水文过程中的应用特征及机理研究

本文重点阐述了稳定性同位素18O和D在生态-水文过程研究中的研究进展,主要包括植物水分来源与比例、土壤水分动态变化与植物根系吸水、干旱区水分转化与补给等方面的研究成果。并针对我国干旱区生态水文过程研究中的具体问题,指出在今后应加强利用稳定性同位素技术在荒漠植被不同水分来源识别、植物水-地下潜水-土壤水-大气降水的转化过程、干旱区降水对不同尺度范围土壤水分和地下潜水的转化补给、具有水力提升和逆水力提升功能植物识别等方面研究中的应用。

地理信息系统在流域生态水文过程模拟研究中的应用

生态水文学是研究生态格局和生态过程变化水文学机制的科学。该学科的一个重要研究方向是探讨不同时空尺度上和一系列环境条件下的生态水文过程,包括生态水文物理过程、生态水文化学过程及其生态效应。这必然要求建立相关生态水文模型。生态水文过程影响因素众多,而且具有明显时间和空间变异性,需要多时相、多信息源的历史动态变化信息以及多方法和多学科的综合。目前,GIS在信息的动态获取、分析处理、可视化以及二次开发等方面的技术和方法取得了长足的进步,为实现生态水文过程研究提供了有力支持。

油蒿灌木的生态水文过程研究综述

生态水文过程是生态水文学的重要研究内容,是生态系统中水文过程和生态过程通量变化间的互馈关系。油蒿(Artemisia ordosica)作为我国特有的优良固沙物种,在荒漠生态系统重建与恢复中起着非常重要的作用。本文以生态水文学为指导思想,综述研究了降水、冠层降雨再分配、根系水分再分配、土壤水分变化、蒸散发以及油蒿群落演替等生态、水文过程中油蒿与水文环境间的相互作用关系,提出现存的问题和未来研究应关注的方向,为后续研究提供理论依据。

同位素示踪技术于草地生态水文过程研究中的应用

本文通过对日趋成熟的同位素示踪技术的应用方向及研究方法进行总结,对生态水文过程主要包含的生态水文物理过程、生态水文化学过程及生态水文效应如何用同位素示踪技术进行研究做了一定的论述,为明确阐释草地生态水文过程提供了研究方向,并为草原生态恢复提供一定的支撑作用。

中国岩溶湿地生态水文过程研究进展

岩溶湿地是广泛分布于岩溶地区的一种特殊的湿地类型。受特殊水文地质结构的控制,岩溶湿地生态系统的结构和功能与其他湿地类型有着显著差异。基于国内外湿地及岩溶湿地相关研究成果的基础上,阐述了我国西南岩溶湿地具有上下双层结构、封闭的储蓄水构造、快速的生态水文循环等特点,以及地表水-地下水转化、生态需水转化的规律和研究方法,分析了人类活动对岩溶湿地水量、水质以及生态系统演化的影响,并总结了岩溶湿地生态水文模型的研究现状及发展趋势。最后,针对目前岩溶湿地生态水文过程研究中存在的问题,提出在未来研究中应加强对岩溶湿地结构及生态水文循环过程的研究、查明人类活动对岩溶湿地产生的影响、构建生态水文耦合模型等建议。

山地生态水文过程与降水资源调控研究进展

生态水文学是一个可定义和发展的学科,是在不同时空尺度和一系列环境条件下探讨生态水文过程。山地的生态格局和水文过程对下游景观有重大的影响。针对山区干旱缺水、水生态退化以及水灾害等一系列生态问题,从林草地水文生态效应角度,探讨山地生态水文过程的研究进展,山地降水资源调控技术措施和山地生态水文过程与降水资源调控的相关关系。结果表明:植被生态需水量的计算方法包括面积定额法、潜水蒸发法、植物蒸散发量法、水量平衡法、生物量法、基于遥感技术的计算法等,各种方面在不同区域的适用性不同;生态水文模型有SWAT模型、SWIN模型、EcoHAT模型等,不同的模型应用领域不一;降水资源的高效利用措施包括降水资源的就地利用—入渗水利用,如坡改梯工程、集水造林种草工程以及适时深耕技术等;降水资源的叠加利用—径流水利用,如淤地坝工程和坡面集水造林种草工程等;以及降水资源的间接利用—蒸发水利用三个方面,如黑色覆盖技术、砾石覆盖技术和土壤覆盖技术等。以河北太行山区为例,分析得出造林坡地的径流系数明显低于裸岩坡地。山地水旱灾害形成机制与水资源调控利用技术的研究、坡地与流域的降雨径流关系研究等方面应是未来山地生态水文过程的研究重点。

鄱阳湖典型洲滩湿地生态水文过程模拟初探

系统研究鄱阳湖洲滩湿地大气-植被-土壤-地下水系统生态水文过程对于鄱阳湖湿地植被生态系统的保护具有重要意义。以修水和蚌湖之间的洲滩为研究对象,通过耦合降水截留、蒸散发、植被根系吸水、土壤水运动和地下水运动模块,构建了鄱阳湖典型洲滩湿地生态水文模型,并对蒸散发、土壤湿度和地下水位变化过程进行模拟。研究结果表明,模拟结果能较好地反映鄱阳湖典型洲滩湿地的生态水文特征,研究成果能够为鄱阳湖典型洲滩湿地生态水文模型研究提供理论参考。

典型草原区生态水文过程与植被退化的关系

通过在典型草原区的定点径流测定,区域植被和生境调查,结合遥感与地理信息系统技术和水文分析方法,将小尺度测定的生态水文参数与区域生态环境变化研究相整合,系统分析了研究区气候、植被与区域生态水文之间的关系,阐述了区域生态环境变化的背景下,内蒙古典型草原区区域生态水文过程的响应机制以及水文过程的改变对区域植被的反馈效应。初步得出以下结论:在一定的气候条件下,区域径流量的空间分布主要是由植被的分布格局所控制;植被退化导致了群落水文格局的变化,使放牧严重区域的低地地表径流大量汇集,也促进了低地周围的草原植被盐碱化过程;植被的退化和生态水文过程是相互影响的,是一个正反馈过程,由植被退化引发的地表径流的增加,增加了群落有效水分的散失,减少了土壤有效含水量,从而加速植被的退化,形成恶性循环。

三江源区高寒湿地生态水文过程研究进展

结合三江源区高寒湿地生态系统的水文循环和生态过程的特点,探讨了三江源区高寒湿地水文循环过程、土壤水热过程、碳循环系统、高寒湿地的退化机制、湿地资源的保护与修复的研究进展,并分析了三江源区高寒湿地生态水文过程研究未来需关注的热点和发展趋势,供借鉴。

流域生态水文过程与植被响应研究进展

生态水文学是流域水资源管理的理论基础。流域生态过程与水文过程间的关系是当前生态水文学研究的重点之一,也是实现生态文明建设的重要科学举措。植被对流域的生态水文过程有着密切联系。流域内的植被不仅提供减少空气污染和能源消耗、改善水质等生态服务,还通过截留、蒸散、下渗等作用维持流域内水资源与土壤资源之间的动态平衡。流域内土地、气候和水文资源等条件也直接影响植被的生长分布及演替;本研究基于生态水文学理论,从植被变化对流域生态修复作用和水文响应等方面,系统总结了植被对流域生态水文过程的研究方法及影响,并探讨了相关生态水文模型的优势与不足,最后指出解决流域生态过程与水文过程的失衡问题是今后亟需加强的研究方向。

森林流域生态水文过程动力学机制与模拟研究进展

水文过程是联系气候变化和森林生态系统时空变化的关键因素 .未来的气候变化和人类大尺度活动将影响森林流域生态系统与水文过程的变化 ,森林流域生态与水文过程耦合、生态系统水文过程动力学机制研究在认识和调控生态资源及其合理利用、区域生态恢复 ,以及社会经济可持续方面均具有重要意义 .森林流域生态系统中的水文过程可分为降雨截留、蒸散和产汇流过程 .森林流域生态与水文耦合过程边界条件的确定 ,土壤表面特定水文过程的参数化 ,降雨、土壤水分运动和植被的动态耦合作用 ,分布式模型的应用以及森林生态水文过程动力学机制与调控等将是今后生态水文动力学过程研究的重点 .

生态水文过程对水环境的影响分析

我国目前在生态水文的研究上还处于起步的阶段,在水文形成的过程上和模型的研究上都处于一个比较低的水平,所以加强对生态水文过程的研究会有助于我国水环境的治理。文章对水环境中生态水文过程的形成和影响做出深刻的分析和研究,以促进我国在这一课题上的研究发展。

汤旺河流域生态水文过程研究

通过选择汤旺河流域内5个水文站的实测月平均流量,以及晨明(二)水文站月平均水位变化过程,分析了汤旺河流域的生态水文过程特征。得出:①汤旺河流域森林大面积的砍伐,减少了流域产流量,降低了汤旺河水位过程线,增大了径流年内不均匀系数;②森林结构的变化是流域生态水文过程变化的重要驱动力;③陆地生态水文过程存在着高度的非线性和时空异质性;④汤旺河流域的水文过程变化表征出对全球气候变化的响应;⑤林下调落物层是流域生态水文过程改变的重要介质,因此要加强天保林工程的实施力度。