依赖地下水生态系统的生态水文研究评述

变化环境下的地下水水文情势变化直接影响到地表生态的格局与过程，是引起生态系统结构与功能演变的关键因素. 针对依赖地下水生态系统，评述了其生态水文研究的主要进展:依赖地下水生态系统的生态水文识别，变化环境条件下依赖地下水生态系统的水文响应，依赖地下水生态系统的生态需水规律，以及依赖地下水生态系统的生态水文模拟4个方面. 总体而言，随着依赖地下水生态系统研究的深入，目前研究已经从单一关注地下水与生态系统交互作用，过渡到多要素耦合驱动、多时空过程相互影响的研究阶段，将地表水与地下水以及二者与地表生态的交互作用纳入到统一的研究框架中. 未来重点研究领域与方向包括:依赖地下水生态系统的识别与演变机制研究；依赖地下水生态系统的分类及其空间绘图；依赖地下水生态系统的生态需水规律；依赖地下水生态系统的生态水文要素与过程综合模拟.上述研究的开展将为生态系统的保护与恢复提供切实的理论与实践支撑.      

生态、环境需水与用水概念辨析

目的界定生态需水、环境需水、生态与环境需水、生态用水等概念的内涵及其相互间的不同。方法在概述了国内外生态、环境需水与用水相关概念界定的基础上,进行对比研究,理论探讨,定性分析。结果深入剖析了生态需水、环境需水、生态与环境需水、生态用水等概念的内涵,辨析了生态需水与环境需水、生态需水与生态用水在概念上的不同。结论认为生态需水是为了维持生态系统生物群落和栖息环境的动态稳定,在天然生态系统保护和生态系统修复、改善中所需要的水资源总量,而环境需水实质上就是为满足生态系统的各种生态功能健康所必需的水量,只有在明确了目标功能的前提下,环境需水量才能够被赋予具体的含义。     

耦合多物种生态流速的生态需水计算方法

河流生态恢复是经济可持续发展的关键,生态需水满足是河流生态系统稳定的前提.生态需水研究是目前生态学和水文学、水资源学研究的热点,国内外学者从不同角度出发提出了多种计算生态需水的方法,并基于这些方法对不同尺度研究区进行了生态需水量的研究计算.但在现有计算方法中缺乏针对多个物种流速需求耦合的研究,会对计算结果的准确性产生影响,继而影响流域水资源调控.本文针对此问题引入优势度指数建立多物种生态流速耦合模型,为生态需水的计算提供契合生态系统整体需求的解决方案.该方法不受地域因素影响,具有较广的适用性.应用于小清河流域3个典型断面——黄台桥、岔河、石村,结果显示:黄台桥断面生态需水为12.33m~3·s~(-1);岔河断面生态需水为4.40m~3·s~(-1);石村断面生态需水为14.53m~3·s~(-1).与Tennant法对比,本研究方法计算结果合理,且更能反映鱼类种群,而非单一物种对水量的实际需求.     

地表过程与可持续发展研究进展与展望

自2007年地表过程与资源生态国家重点实验室批准建设以来,围绕地表多要素、多尺度和多过程及其资源生态效应,开展了基础性和面向国家需求的系统研究．总结实验室15年来的建设和发展,取得的主要成果如下:1）地表过程监测与研究,包括风沙过程、土壤侵蚀过程和生态水文过程等的观测系统与大型模拟设施建设,以及理论突破与应用;2）资源生态研究,包括生物多样性维持机制、植被-环境系统互馈及生态参数测量、景观生态与服务等方面的理论与应用实践;3）人-地系统动力学研究,包括环境演变与人类活动、人-地系统动力学模型与模拟2方面的探索;4）区域可持续发展范式,包括土地利用/覆盖变化（LUCC）和综合自然灾害风险2个方面取得的显著成果．面对国家重点实验改革与重组,展望未来,将围绕地表过程与可持续发展,开展更加有组织的、面向系统性解决方案的科学探究,核心目标是研究生态脆弱区和灾害高风险区人-地系统耦合理论与区域高质量发展路径．主要任务:1）通过构建天空地网一体化观测体系,系统开展从“山水林田湖草沙冰”等要素过程到生命共同体的综合研究;2）通过研发实验和模拟装置,揭示水土气生人相互作用的机制与动力学过程,构建多要素、多过程、多尺度的地表动态模型体系,揭示人地系统耦合机制与过程;3）以承接系统性国家级科研任务,解析人与自然系统互馈机制和关联效应,建立区域高质量发展监测、评估和预警体系,服务于制定区域与国家生态文明建设的长远战略．      

中国干旱区草地土壤盐渍化研究可视化分析

基于WOS核心合集和中国知网（CNKI）数据库文献,借助文献可视化分析方法 ,对我国1984—2021年干旱区草地土壤盐渍化研究进行综合分析,得到以下结果。（1）近40年我国干旱区草地土壤盐渍化研究相关文献发文量由1～2篇/年增加到80篇/年以上,文献数量变化历经缓慢增长、波动增长和跳跃性增长三个阶段,中国科学院和新疆大学团队是该领域的研究主力。（2）研究内容主要为干旱区草地土壤盐渍化现状及其时空动态监测、盐渍化成因分析、草地土壤盐渍化的防治与修复,以及其生态环境效应等方面。早期研究主要集中在松嫩平原、河西走廊、新疆绿洲等地,21世纪以来研究重点逐渐转移到内蒙古自治区。（3）20世纪80年代主要关注草地土壤盐渍化的成因,21世纪初转向盐渍化草地时空动态监测及其生态环境效应分析,近年来重点转为草地土壤盐渍化的生态修复研究。在我国大力推行生态文明建设的背景下,治理和改善盐渍化草地不仅是确保粮食安全的有效措施,也是巩固我国北方生态安全屏障建设的有效途径之一。因此,干旱区草地盐渍化土壤的精准监测及预测方法、盐渍化草地高效治理方法的研究是干旱区草地土壤盐渍化的主要趋势。     

城市绿地生态系统蒸散的研究进展

在城市化过程中,城市绿地的规划和建设在不断完善,已逐渐形成具有城市特色的绿地生态系统.该生态系统具有美化环境、净化空气和减少噪音等方面的生态功能,对城市更新和人体健康有重要的作用.城市绿地的生态和水文过程是研究绿地生态系统功能的重要因素,尤其是蒸散作为生态过程和水文过程相互作用机制的重要环节,在城市绿地生态水文研究中具有重要意义.文章从城市绿地生态系统的研究内容、研究尺度、研究方法及对国内外研究进展和未来研究方向等方面进行了综述;提出在城市绿地生态系统生态水文研究中,应该把尺度转换问题作为城市绿地生态系统蒸散研究的主要问题之一;同时提出将城市绿地生态系统的水文过程和生态过程在空间和时间上加以整合,揭示影响绿地生态系统蒸散各因子之间的相互作用机制,也是城市生态水文学迫切解决的科学问题之一;最后,对未来应加强城市绿地生态系统蒸散和暴雨内涝的相互作用机制研究、重视不同尺度的城市绿地生态系统水文过程的长期定位观测及绿地的功能布局对人类健康的影响研究进行展望.     

森林生态水文研究进展与发展趋势

基于国内外近几十年森林生态水文学的研究成果,概述了森林生态水文学的发展历程,介绍了森林生态系统水文过程和流域水文过程以及生态水文模型等方面的最新研究进展.基于存在的森林生态水文过程研究不系统、缺乏水文过程对生态过程影响研究、生态水文的尺度限制、水文模型的研究仍不完善等问题,提出了加强多学科综合研究,生态系统水文过程和机理研究,水文尺度研究,生态水文与气候变化的研究;同时指明了重视恢复生态水文学的研究、生态水文与水环境的研究、生态水文与生态用水的研究、生态水文学与高新技术结合研究等生态水文的发展趋势和发展方向.     

白洋淀流域生态水文过程演变及其生态系统退化驱动机制研究

白洋淀是华北地区最大的天然淡水湖泊湿地和重要的生态功能区，在自然和人为驱动影响下，生态系统呈明显的退化趋势。通过对白洋淀流域生态水文过程演变分析，剖析了其生态系统退化的特征及驱动机制。气候干旱是白洋淀生态系统退化的环境背景条件，而上游水库的截流、水利工程的建设及水资源的开发利用等自然、人为因素的耦合作用，加速了白洋淀生态系统退化的过程。基于白洋淀生态系统退化的特征和驱动机制，从流域生态水文过程演变出发，为湿地的保护提出了措施和建议。     

黄河中下游河道生态需水研究

 根据黄河流域生态需水的特点,将研究重点放在中下游河道,选择黄河中下游及部分支流的主要控制断面研究黄河流域河道内生态需水。以河流水体存在（不断流或干涸）、水生生物完整性以及河流系统的水沙平衡为保护目标,分别计算河道最小生态流量、适宜生态流量和洪水期生态流量,将不同生态流量耦合时间特征计算了全过程生态需水。研究结果表明,黄河中下游河道适宜生态流量、洪水期生态流量和最小生态流量的相对值分别为18%～29%、156%～187%、9%～15%,对应于汛前期（4-6月）、汛期（7-8月）和汛后枯水期（9-3月）的河道生态需水,据此算得黄河中下游流域年生态需水总量占多年平均径流量的35%～43%。从河流生态需水时间特征出发提出的全过程生态需水计算成果,将为黄河流域的水资源合理调度和管理,生态系统保护和恢复提供科学依据。     

黄土状硫酸盐渍土地基的病害研究及防治措施

以西北地区某330kV变电站为研究对象,对黄土状硫酸盐渍土的盐胀性和病害措施进行分析和研究。某330kV变电站场地土为黄土状硫酸盐渍土,前期工程中GIS区使用整片刚性混凝土地坪,地坪及道路产生严重鼓胀裂缝,考虑在添加灰土的碱性环境以及反复冻融的复杂环境中,黄土状硫酸盐渍土具有盐胀累加性等工程性质,本次扩建工程中采用灰土与非盐渍土结合的2∶8灰土换填垫层法的地基处理方式。这种处理方式不仅可以提高地基的隔水性能,还避免地表水将易溶盐渗入地基,使地基盐渍化更加严重,降低防治工程中存在的隐患。     

Review of several problems on the study of eco-hydrological processes in arid zones

Ecosystem degradation is a common and cardinal environmental problem in arid zones. The change in the eco-hydrological processes is the basic cause responsible for such a problem. The study on the eco-hydrological processes in arid zones has become a forefront and focus of the eco-environmental research. Recent studies on eco-hydrological processes in arid zones show that the primary vegetation pattern and its eco-hydrological effect are of the most stable state of the ecosystem in arid zones. Special water absorption ways of plants in arid zones and the hydraulic lift and reverse hydraulic lift functions of some plants are the key mechanisms to maintain the stability of the ecosystem in arid zones. In the case of water shortage, ensuring ecological water requirement and maintaining proper ecological ground- water table are the prerequisite to keep healthful operation of the ecosystem in arid zones. The paper reviews some advances in the study of eco-hydrological processes in arid zones. It puts forward the concepts of critical ecological water requirement, optimal ecological water requirement and saturated ecological water requirement, and discusses their determination methods. It also emphasizes that the studies on natural vegetation pattern and eco-hydrological effect, on plants with hydraulic lift function, on water sources for plant absorption, on ecological water requirement and ecological groundwater table for different plant species should be strengthened to determine the species composition and pattern suitable for the restoration and reestablishment of vegetation in different arid zones in China.     

南四湖湿地生态环境需水量研究

介绍了湖泊生态环境需水量的计算方法，并应用不同的方法计算了南四湖生态环境需水量。认为蓄水量低于生态环境需水量是导致南四湖各种生态环境问题产生的根本原因，要恢复南四湖湿地生态环境，保护生物多样性，必须采取切实有效的措施对南四湖的水资源进行管理，改善南四湖的水质，维持南四湖一定的蓄水量。     

安徽省脆弱生态环境区划研究

为了解安徽省生态环境的脆弱特征,对其进行了水土流失、盐渍化、酸雨、水污染和综合生态敏感性评价,结果表明安徽省生态环境敏感性较高,高度敏感和极敏感地区分别占全省面积的33.7%和31.2%。其中,沿淮及淮北平原对水污染和盐渍化比较敏感,水土流失与酸雨敏感区主要分布在江淮分水岭以南的丘陵山地。在敏感性评价基础上,结合GIS技术,初步提出了安徽省脆弱生态环境区划方案,把全省划分为2个脆弱生态区、8个脆弱生态亚区和26个脆弱生态地区。     

植物水分生长函数与其生态环境耗水量的关系

干旱地区植物的生态和环境耗水量问题影响该地区生态恢复标准和农业用水规划依据的确定.以桶栽黄花蒿在不同水分处理下的生长试验为基础,通过分析其生长状态与耗水量之间的关系,建立了黄花蒿水分生长函数,对水分生长函数进行分析发现,其基本符合Logistic函数.分析了植物生长状态对生态和环境的不同影响效果,结合植物水分生长函数和植物生长状态对生态和环境的影响规律,揭示了植物生态和环境耗水量的关系.试验表明,植物生长状态越好,它对生态和环境的作用越有利,同时,其耗水也越多.研究结果为科学确定植被生态和环境耗水量提供了帮助.     

河北省水环境的变迁及水资源的合理利用

水是人类生存和生活的物质基础,人类的生产活动必然对环境中的活跃因素——水进行改造与利用。人类与环境的相互作用又相互的适存造成了环境生态条件的变化。河北省地处海河流域的中、下部,随着建国以来大量水利工程的修建,使得河北的水环境起着剧烈的变化,人们对水资源的开发利用增加了灌溉面积,改造了盐碱地,同时引起咸水区的缩小。但是,随着地表与地下水文情势的变化也出现了一系列的环境问题,如:地表径流与地下水补给量减少,地面沉降,海水入侵,地下水漏斗面积扩大等。因而,从环境变迁的高度来重新认识水资源开发利用的方式很有必要。     

塔克拉玛干沙漠南缘地下水在脆弱生态环境中的作用

塔克拉玛干沙漠南缘属典型的干旱区内陆盆地生态环境弱带,在绿洲与沙漠相交错分布的干旱生态系统中,地下水显示出重要的生态调控作用。土壤环境（水分、土壤含盐量）受地下水环境状况（地下水位、水质）的制约,从而决定了植被生长情况,地下水埋深地４ｍ时,土壤含水量一般在１１．７％～３３．９％之间变化,茺膜河岸林,柽柳灌丛和多数草木植物均能正常生长,当地下水位埋深大于４ｍ时,天然植物生长明显受到制约,土壤含盐量与     

植被—土壤—水文相互作用及生态水文模型参数的动态表述

植被与土壤、水文之间存在复杂的相互作用,是生态水文模型和植被变化生态水文效应评估研究的重点.虽然陆面植被指数等动态变化对流域截留、蒸散发等水量、能量平衡项影响已有较多研究,但植被地下生物量变化如何改变土壤结构和水力特性,进而影响入渗和径流等水文过程研究相对缺乏.本文综述国内外植被变化对土壤、水文动态变化特征研究成果基础上,分析植被变化水文响应的阈值效应和尺度效应、植被变化下的土壤水力参数时变特征定量表述及其与植被、土壤类型以及气候条件的关系.在生态水文模型中,考虑植被因子对土壤水力参数影响的动态表达可以提高植被变化下水文效应模拟和预测的可靠性.     

太湖流域典型丘陵区分布式水文模拟

针对水文过程对降雨、土壤、植被、地形等参数的空间变化十分敏感且具有很强的时空变异性的特点,应用基于物理机制的分布式水文模型系统模拟太湖流域典型丘陵区的次降雨事件水文响应过程.该模型耦合了垂直方向的水流运动(土壤水、河道-地下水水量交换)与水平方向的水流运动(坡面流、河道汇流、地下水流)过程.在产流模块中分别采用了经验的SCS曲线数方法和具有物理机制的Green-Ampt方法.结果表明,模型能较好地模拟研究区域降雨事件的水文响应过程,Green-Ampt方法的模拟结果优于SCS曲线数方法的模拟结果.