水文生態(tài)學(xué)與生態(tài)水文學(xué)

前言

從地球本身特性（如旱地、濕地、河流和池塘／湖泊）、地理特征（從極地到赤道，從低緯度地區(qū)到高緯度地區(qū)）和許多具有很高保護(hù)價(jià)值的群落和種群角度來(lái)看，水分驅(qū)動(dòng)下的生境具有極高的多樣性特征，然而部分生境正面臨著消失的威脅。由于全球變化和日趨增加的人類活動(dòng)的影響，水分驅(qū)動(dòng)下的生態(tài)系統(tǒng)所承受的壓力也在與日俱增，人類與生態(tài)系統(tǒng)（包括陸域和水域生態(tài)系統(tǒng)）之間的水需求平衡正在或即將成為一個(gè)亟待解決的環(huán)境命題。這個(gè)十分緊要且不確定的“平衡行動(dòng)”中包含著十分復(fù)雜的科學(xué)問(wèn)題，迫使人們?cè)诮诠ぷ髦胁粌H要從新的綜合科學(xué)（在傳統(tǒng)水文學(xué)-生態(tài)學(xué)領(lǐng)域之間）和分析方法方面，而且還要從真正的交叉學(xué)科研究意義上識(shí)別其科學(xué)需求。在這種背景下，水文生態(tài)學(xué)／生態(tài)水文學(xué)被認(rèn)為是識(shí)別這一復(fù)雜命題的關(guān)鍵因子并為水資源可持續(xù)管理提供支撐的極具潛力的新學(xué)科。在過(guò)去10年內(nèi)，水文生態(tài)學(xué)和生態(tài)水文學(xué)術(shù)語(yǔ)在國(guó)際科學(xué)文獻(xiàn)中使用頻率越來(lái)越高；且這一“形成中的交叉學(xué)科研究領(lǐng)域”的發(fā)展，從論著出版、專刊、超過(guò)150篇經(jīng)過(guò)同行評(píng)議的科技期刊論文及John Wiley&Son創(chuàng)辦的《生態(tài)水文學(xué)》期刊中積聚了大量能量。盡管在水文學(xué)和生態(tài)學(xué)的交叉層面的研究越來(lái)越多，但水文生態(tài)學(xué)和生態(tài)水文學(xué)術(shù)語(yǔ)及其科學(xué)內(nèi)容尚未確定。本書(shū)圍繞這一研究空白，尋求在這一前沿研究領(lǐng)域中的熱點(diǎn)問(wèn)題的特征，具體如下：①對(duì)學(xué)科的發(fā)展（歷史）過(guò)程進(jìn)行述評(píng)；②剖析當(dāng)前相關(guān)研究的發(fā)展水平；③分析水文生態(tài)學(xué)和生態(tài)水文學(xué)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。為達(dá)到上述目標(biāo)，我們邀請(qǐng)了國(guó)際上各自領(lǐng)域的帶頭人編寫(xiě)了本書(shū)。各章節(jié)在分析水文生態(tài)學(xué)和生態(tài)水文學(xué)領(lǐng)域中重大新成果和新方法的同時(shí)，還分析了主要的歷史發(fā)展過(guò)程及未來(lái)的研究需求。各章站在各領(lǐng)域研究前沿，聯(lián)合水文生態(tài)／生物科學(xué)與工程學(xué)科各項(xiàng)單科研究結(jié)合起來(lái)，以克服傳統(tǒng)學(xué)術(shù)研究間的隔閡，確保本書(shū)是真正的交叉學(xué)科研究。

內(nèi)容概要

　　傳統(tǒng)水文學(xué)、大氣科學(xué)、生態(tài)學(xué)、環(huán)境科學(xué)因?qū)W科分工的不同難以滿足實(shí)踐需求，需要在多學(xué)科理論與方法綜合交叉的基礎(chǔ)上開(kāi)展水循環(huán)及伴生過(guò)程的集成研究。在這種背景下，生態(tài)水文學(xué)這一新興學(xué)科得以產(chǎn)生并受到學(xué)術(shù)界的高度關(guān)注?！端纳鷳B(tài)學(xué)與生態(tài)水文學(xué)：過(guò)去、現(xiàn)在和未來(lái)》較為系統(tǒng)地總結(jié)了生態(tài)水文學(xué)相關(guān)研究領(lǐng)域的最新研究進(jìn)展，詳細(xì)闡述了各領(lǐng)域的最新研究方法，對(duì)我國(guó)開(kāi)展生態(tài)水文學(xué)研究具有較為重要的參考意義?！　　端纳鷳B(tài)學(xué)與生態(tài)水文學(xué)：過(guò)去、現(xiàn)在和未來(lái)》適合各大科研院所的專家、學(xué)者、研究人員以及大中專院校師生參考使用。

作者簡(jiǎn)介

作者：(英國(guó))伍德(Paul J.Wood) (英國(guó))漢納(Hannah) (英國(guó))賽德勒(Jonathan P.Sadler) 譯者：王浩 嚴(yán)登華 秦大庸 等

書(shū)籍目錄

譯者的話前言1 水文生態(tài)學(xué)與生態(tài)水文學(xué)：引言1.1 寬泛的內(nèi)涵1.2 簡(jiǎn)要回顧1.3 焦點(diǎn)問(wèn)題1.4 本書(shū)要旨1.5 小結(jié)參考文獻(xiàn)2 森林生態(tài)系統(tǒng)中樹(shù)木如何影響水文循環(huán)2.1 引言2.2 蒸騰蒸發(fā)中的關(guān)鍵過(guò)程與概念——發(fā)展歷史和研究現(xiàn)狀2.3 森林生態(tài)系統(tǒng)的蒸散發(fā)2.4 概念應(yīng)用——森林生命周期中的水文過(guò)程參考文獻(xiàn)3 裸露河濱灘地上無(wú)脊椎動(dòng)物的生態(tài)水文學(xué)3.1 引言3.2 ERS生境3.3 無(wú)脊椎動(dòng)物保護(hù)與ERS生境3.4 ERS生境中的水流干擾3.5 水流擾動(dòng)對(duì)ERS無(wú)脊椎動(dòng)物生態(tài)的重要性3.6 多大程度的擾動(dòng)是維持ERS多樣性所必需的3.7 ERS無(wú)脊椎動(dòng)物多樣性所面臨的威脅3.8 小結(jié)參考文獻(xiàn)4 河流廊道的水陸相互作用4.1 引言4.2 水生生物——陸生生物流的控制因素4.3 河流廊道的水陸系統(tǒng)物質(zhì)能量流4.4 人為因素對(duì)水陸相互作用的影響4.5 結(jié)論4.6 展望參考文獻(xiàn)5 流激擾動(dòng)及其生態(tài)學(xué)響應(yīng)：洪水和干旱5.1 引言5.2 擾動(dòng)的定義5.3 擾動(dòng)及其響應(yīng)5.4 擾動(dòng)和生物避難所5.5 洪水5.6 干旱5.7 洪水的響應(yīng)5.8 干旱的響應(yīng)5.9 總結(jié)5.10 水文擾動(dòng)和未來(lái)的挑戰(zhàn)參考文獻(xiàn)6 地表水——地下水交換過(guò)程與河流生態(tài)系統(tǒng)功能：基于時(shí)空尺度的分析6.1 引言6.2 河流生態(tài)系統(tǒng)——水文地貌模塊和生態(tài)系統(tǒng)功能6.3 徑流演變與地表水、地下水運(yùn)動(dòng)6.4 對(duì)于地表水、地下水交換過(guò)程與河流生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能而言的流量變異性的含義6.5 結(jié)論參考文獻(xiàn)7 生態(tài)水文和氣候變化7.1 引言7.2 生態(tài)水文對(duì)河流的影響7.3 氣候變化的生態(tài)水文響應(yīng)模擬研究7.4 氣候變化的生態(tài)水文響應(yīng)的實(shí)驗(yàn)性研究7.5 水文學(xué)家和生態(tài)學(xué)家的不同觀點(diǎn)7.6 未來(lái)研究的需求7.7 附言參考文獻(xiàn)8 長(zhǎng)系列(古)記錄在水文生態(tài)學(xué)和生態(tài)水文學(xué)中的作用8.1 河流-洪泛區(qū)-湖泊系統(tǒng)和系統(tǒng)監(jiān)測(cè)的局限性8.2 主要概念8.3 古生態(tài)學(xué)和古水文學(xué)的指標(biāo)及轉(zhuǎn)換函數(shù)8.4 古生態(tài)水文學(xué)的恢復(fù)和加強(qiáng)8.5 案例－英格蘭西南部的Culm河8.6 案例二丹麥湖泊的變化8.7 結(jié)論參考文獻(xiàn)9 水生生態(tài)系統(tǒng)水文生態(tài)相互作用：地表水和地下水現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)方；9.1 概述9.2 研究的相關(guān)內(nèi)容——命題、尺度、正確度與精度9.3 直接的水文學(xué)方法評(píng)估地表水與地下水相互作用9.4 評(píng)估地表水與地下水相互作用的間接水文方法9.5 未來(lái)技術(shù)的挑戰(zhàn)和機(jī)遇參考文獻(xiàn)10 徑流情勢(shì)變化對(duì)流域生態(tài)影響的檢測(cè)10.1 引言10.2 對(duì)生態(tài)水文數(shù)據(jù)的要求10.3 文獻(xiàn)分析10.4 尺度的重要性10.5 河流數(shù)據(jù)的采集和分析10.6 生態(tài)數(shù)據(jù)的采集和分析10.7 為水文生態(tài)學(xué)分析整合水文、生態(tài)的數(shù)據(jù)10.8 河流變化和生態(tài)響應(yīng)的未來(lái)方向和挑戰(zhàn)參考文獻(xiàn)11 利用高分辨率遙感認(rèn)識(shí)河道生境11.1 概論^11.2 尺度——河流生境的粒度和遙感數(shù)據(jù)的必要條件11.3 水深與地形11.4 底質(zhì)11.5 單晶粒識(shí)別11.6 集成粒度參數(shù)的確定11.7 應(yīng)用舉例——鮭魚(yú)河的底質(zhì)測(cè)圖11.8 展望參考文獻(xiàn)12 生態(tài)水力學(xué)的數(shù)學(xué)與概念方法12.1 導(dǎo)言12.2 生態(tài)水力學(xué)的構(gòu)想12.3 工程學(xué)及生態(tài)學(xué)的方法12.4 生態(tài)水力學(xué)的概念12.5 生態(tài)水力學(xué)的兩個(gè)例子12.6 討論12.7 總結(jié)參考文獻(xiàn)13 水文生態(tài)學(xué)：水資源管理和河流調(diào)控的科學(xué)依據(jù)13.1 引言13.2 水資源管理的科學(xué)依據(jù)13.3 水資源管理中的水文生態(tài)學(xué)13.4 在解決水資源問(wèn)題中的運(yùn)用13.5 結(jié)論參考文獻(xiàn)14 洪泛平原在削減硝酸鹽的非點(diǎn)源污染過(guò)程中所起的作用14.1 概述14.2 河岸帶緩沖區(qū)的脫氮作用——?dú)W盟國(guó)家的實(shí)驗(yàn)結(jié)果14.3 地貌因素14.4 未來(lái)展望參考文獻(xiàn)15 修復(fù)的洪泛區(qū)環(huán)境中水流——植被的相互作用15.1 生態(tài)水力學(xué)的必要性15.2 水流——植被相互作用的基本水力學(xué)原理15.3 阻力系數(shù)和植被15.4 流速、流速分布和植被特性15.5 維度——流速在有植物的復(fù)合河道中的情況15.6 對(duì)水流－植被相互作用的一些經(jīng)驗(yàn)說(shuō)明15.7 結(jié)論參考文獻(xiàn)16 熱帶洪泛區(qū)水文地貌和生態(tài)之間的相互作用——委內(nèi)瑞拉奧里諾科河流域匯流區(qū)的重要性16.1 概述16.2 水文地貌動(dòng)力學(xué)16.3 濱河帶生態(tài)系統(tǒng)16.4 匯流區(qū)的縱比降……17 濱河帶植物群落水文生態(tài)變化格局18 高山河流的水文生態(tài)學(xué)19 河流沉積作用對(duì)河流生態(tài)系統(tǒng)的意義20 低地河流系統(tǒng)的物理-生態(tài)相互作用：澳大利亞墨累河中大樹(shù)、水力復(fù)雜性與本地魚(yú)類之間的關(guān)系21 水力滯留區(qū)的生態(tài)重要性22 水文生態(tài)學(xué)與生態(tài)水文學(xué)：挑戰(zhàn)與展望

章節(jié)摘錄

插圖：7.5水文學(xué)家和生態(tài)學(xué)家的不同觀點(diǎn)生態(tài)學(xué)家和水文學(xué)家研究的空間尺度往往是不同的。植物生態(tài)學(xué)家關(guān)注小尺度、單物種和用水評(píng)價(jià)，而水文學(xué)家在計(jì)算水量平衡時(shí)通常著眼于流域尺度，而且在計(jì)算過(guò)程中將物種用水區(qū)別歸類?，F(xiàn)在，生態(tài)學(xué)家可以使用較新和較綜合的方法確定大區(qū)域上的多物種用水。例如，渦度相關(guān)系統(tǒng)使科學(xué)家可以測(cè)定在200～800m的區(qū)域內(nèi)CO2和水蒸氣通量（Baldocchi et al.，2001）。渦度相關(guān)法技術(shù)可以幫助人們認(rèn)識(shí)控制生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力和蒸散作用的過(guò)程，與傳統(tǒng)的個(gè)體取樣相比，其尺度與流域模擬的兼容性更好。雖然在區(qū)域性或者更大范圍的模擬中植被作為無(wú)差別單元來(lái)模擬的水文方法是合理的（如Gotdon et al.，2004b），但是這種方法不能幫助理解氣候變化情景下特定地區(qū)的植物群落和水量平衡變化。在考慮植物特性和支配氣候變化響應(yīng)的當(dāng)?shù)厮科胶鈺r(shí)，模擬未來(lái)的狀態(tài)可能比較復(fù)雜。即使存在可能重疊的實(shí)驗(yàn)尺度，例如在研究山坡時(shí)，但是當(dāng)?shù)氐奶厥鈼l件例如土壤類型、地形或者氣象特征，給由一個(gè)研究區(qū)域的結(jié)論外推到另一個(gè)帶來(lái)了挑戰(zhàn)。很難準(zhǔn)確測(cè)定一個(gè)流域的全部水量平衡變量并區(qū)分各個(gè)物種的角色和響應(yīng)。在某些例子中，這類工作已經(jīng)通過(guò)流域比照實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行，以檢驗(yàn)關(guān)于地表植被對(duì)徑流和補(bǔ)給影響的推測(cè)（如Dugas et al. 1998；Jones，2000）。這類問(wèn)題的進(jìn)一步研究，即檢驗(yàn)生態(tài)系統(tǒng)中各種植物或者植物群落對(duì)水量平衡的操控，是促進(jìn)生態(tài)水文研究的一種方法。但是，科學(xué)家研究氣候變化的一個(gè)挑戰(zhàn)是通過(guò)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)流域來(lái)認(rèn)識(shí)氣候變化的軌跡。長(zhǎng)期研究的基金很難拿到，公認(rèn)的美國(guó)的長(zhǎng)期生態(tài)研究站（由國(guó)家科學(xué)基金建立）是一個(gè)成功的例子（Kaiser，2001）。而且，美國(guó)地質(zhì)勘探局和其他機(jī)構(gòu)逐漸減少河流測(cè)量，這也給筆者分析未來(lái)氣候變化影響下的河流流量趨勢(shì)帶來(lái)了困難。

編輯推薦

《水文生態(tài)學(xué)與生態(tài)水文學(xué):過(guò)去、現(xiàn)在和未來(lái)》是由中國(guó)水利水電出版社出版的。

圖書(shū)封面

圖書(shū)標(biāo)簽Tags

無(wú)

評(píng)論、評(píng)分、閱讀與下載

---

    水文生態(tài)學(xué)與生態(tài)水文學(xué) PDF格式下載

---