生态水文学的发展与中国生态需水问题

　　众所周知,我国是一个降水时间空间分布非常不均匀、人口压力大的发展中国家。人口、资源与环境的矛盾比较突出。人均淡水资源仅为世界人均量的1/4,居世界第109位,已被列入全世界人均水资源13个贫水国家之一。全国600多座城市中,已有400多个城市存在供水不足问题,其中比较严重的缺水城市达110个。    

　　然而,生态水文学得以提出的直接背景之一就是人类面临淡水资源短缺日益严重,而现有的水利工程技术难以有效解决这一问题。为寻求一种环境友好、经济可行、社会可接受的多维、有效的淡水资源可持续管理模式,在经历了很长一段时期的孕育,在生态学和水文学两个传统学科长期各自独立发展,形成了各自可靠的理论研究基础,在寻求学科间融合和交叉的契机上,提出了两个学科融合交叉并吸收其他相关学科(如自然地理学、土壤学、地表水文学、地下水文学、气象学、植物生理学、水文地质学、河流地貌学、土壤物理学等)的理论和方法的需求,因此产生了生态水文学这一独立的学科。但是目前该学科还没有形成自己的理论框架和方法体系,仍然处于理论探求阶段,在可预见的将来,该阶段仍将持续一段时间。    

　　虽然,对于生态水文学这一新的边缘性交叉学科的完整、权威性的定义仍然存在诸多争议,综合各位学者对于生态水文学的理解和理论阐述,相对比较一致的观点认为该学科是揭示生态系统中生态格局和生态过程水文学机制的科学,探讨生态系统中植物对于水文过程的影响以及水文过程对于植物生长和分布作用,以植物与水分关系为学科研究基础,以土壤水分及植被蒸散为核心研究内容,以生态过程和水文过程耦合机制的尺度效应为学科关键点,以水资源可持续利用和维持生态系统健康和可持续发展目标的实现为学科研究目标。研究对象包括湿地生态系统、干旱区生态系统、森林生态系统、河流生态系统和湖泊生态系统等不同生态系统类型。所以,生态水文问题被我国许多学者认为是我国寒区旱区环境建设和社会经济可持续发展的关键问题之一。    

　　生态水文学是一种对环境有利、经济可行和社会可接受的有效方式。由于生态退化等问题的出现,生态水文学成为我国西部生态需水问题研究的热点问题之一。西部地区特别是青藏高原,是我国许多江河的发源地,素有中国“水塔”之称。也分布着大量的湿地和湖泊,保护这些地区的湿地和湖泊,不仅对保护局地生态环境,而且对保护江河源的生态环境都具有重要意义。此外,西北干旱区内陆河流域开发利用和生态环境的保护、北方地区人工植被的土壤干化、植物固沙中流沙斑块的面积和格局对沙地水分平衡的影响等问题,都需要对生态水文学机制进行深入了解。干旱区生产用水和生态用水的关系以及维持干旱内陆河流域持续发展的生态需水,特别是维持内陆河下游天然绿洲稳定的生态需水等问题,也需要应用生态水文学的方法去深入研究。 

　　Ingram于1987年就提出了生态水文学概念,并于1992年Dublin国际水与环境大会正式提出生态水文学作为一门独立的边缘性学科,而我国学者开始采用生态水文学概念,开展生态水文学相关的独立研究活动已经是进入21世纪以后的事情了。目前可查的国内大陆学者关于生态水文学介绍方面的第一篇中文文献是王根绪等在《地球科学进展》16卷第3期发表的《生态水文科学研究的现状与展望》。与国际上对于生态水文学的讨论一样,对于该新的学科的定义和争论一直持续到现在。在争论进行的同时,采用生态水文学的方法和理论开展针对东北湿地生态系统、湖泊生态系统、西北干旱半干旱和寒冷地区生态水文学的研究正在积极开展,并取得了良好的成果。从研究的内容方面而言,不仅开展了流域为单元的生态水文学研究,而且对于生态水文过程的分析也进行的更加深入,不仅开展了植被动态与生态水文关系的研究而且对于林地土壤大孔隙特征与森林生态水文关系的研究也在进行。不过,就开展生态水文学研究的空间区域和生态系统类型而言,在我国的热带、亚热带地区森林和疏林生态系统中开展生态水文学研究的还未见报道。