《濕地生態水文與水資源管理》一書出版
由中國科學院東北地理與農業生態研究所章光新研究員等著、劉興土院士作序的《濕地生態水文與水資源管理》一書,日前由科學出版社出版發行。該書納入到“十二五”國家重點圖書規劃出版項目,水科學前沿叢書。
濕地是地球上重要的生態系統之一,在維護全球水量平衡和生物多樣性、減輕洪澇災害、改善水質和應對氣候變化等方面發揮著極其重要的作用,支撐著人類的經濟社會和生存環境的可持續發展。近幾十年來,在全球氣候變化和人類活動影響的共同作用下,濕地-流域水文過程發生了顯著變化,導致濕地水文情勢改變、水資源短缺和水質惡化,致使濕地面積大幅度萎縮、生態格局與過程發生巨大變化和生態服務功能急劇退化乃至喪失等諸多問題,已嚴重威脅到區域和國家的生態安全,引起國際社會與專家學者的普遍關注和高度重視,相繼啟動了濕地生態補水、水庫調度、跨流域調水、洪水資源利用和濕地-河流水系連通等一系列以調控濕地水文水資源為主導的濕地生態恢復和保護工程。但如何揭示濕地水文過程與生態過程的相互作用關系及耦合機制,維持濕地合理水文情勢,從流域(區域)尺度上合理調配水資源,滿足濕地生態用水的需求,為濕地生態保護與恢復重建提供水文學依據和水資源保障,一直是濕地生態水文與水資源管理研究領域的關注焦點和科學前沿。為此,世界濕地日主題多次涉及濕地與水、濕地和水資源管理等有關議題,而且國際地圈生物圈計劃(IGBP)、國際水文計劃(IHP)等國際科學計劃都列有濕地生態水文與水資源研究議題。在此背景下,保護與恢復濕地生態系統也成為保障我國水安全和生態安全的重大戰略需求,如何為濕地保護與恢復對水文水資源需求提供強有力的科技支撐是當前科技工作者面臨的緊迫任務。為此,本書以科學目標為導向,國家需求為牽引,豐富和發展我國濕地生態水文學研究理論與方法,探索變化環境下的流域濕地水資源可持續利用與實踐。
本書從濕地生態水文與水資源管理研究過程中關注的理論方法和實踐需求出發,以濕地水循環為基礎,貫穿濕地的水文過程→生態水文過程→生態需水量→水資源管理整個研究思路,全書共七章、按核心內容分三部分。
第一部分為濕地生態水文學研究的關鍵問題與理論方法,包括第1、2、3、4、5章,全面系統地闡述了濕地生態水文學研究的重要性及前沿科學問題,明晰了濕地水循環過程、水循環要素監測分析方法與水循環模式分類,梳理了濕地水文要素、水文過程、水文情勢基本內涵及與濕地生態響應之間的關系,總結了濕地水文過程模擬模型與水量平衡計算理論方法,并著重闡述了濕地水循環重要環節的地表水—地下水交互作用的研究內涵、影響因素、界面效應及其研究方法與模型等,是解決依賴地下水的濕地生態系統安全用水的關鍵;闡釋了濕地生態水文物理過程、化學過程及其生態效應,探討了多時空尺度的濕地水文過程與生態格局、過程的耦合特征及相互作用關系,在此基礎上,提出了濕地生態水文模型的構建方法;系統闡述了濕地生態需水量的概念、內涵及特征,分析了國內外濕地生態需水研究的發展歷程及動態,歸納總結了濕地生態需水量計算方法;在介紹相應理論方法的同時,分別列舉了濕地水文過程模擬、濕地地表水-地下水交互作用、濕地水文過程的生態效應、濕地生態水文模型及濕地生態需水量計算等典型應用案例。
第二部分為基于水循環模擬的流域濕地水資源管理,為第6章,隨著全球人口劇增和經濟的高速發展,經濟社會用水量不斷增加,過度擠占或挪用濕地生態用水的現象時常發生,致使濕地生態需水量得不到基本保障,導致濕地嚴重退化乃至消失,影響和危及著區域生態安全和社會經濟的可持續發展。為了解決濕地缺水危機,維系穩定健康的濕地生態系統,如何在流域水資源配置中保證合理的濕地生態用水量成為一個迫切需要解決的重要問題。為此,創建了基于水循環模擬的流域濕地水資源合理配置研究理論框架和方法體系,即把濕地作為重要的水文單元納入到流域水資源綜合管理中,建立流域與濕地之間的水文聯系,構建流域濕地水文模型,實現流域水文模型與濕地水文模型的耦合,并通過水文模型對流域水資源和濕地生態需水進行模擬計算,創新濕地生態需水量計算的理論與方法,提出優先考慮濕地生態用水的流域濕地水資源合理配置方案,實現“人水濕地”的和諧,并將之應用到東北地區烏裕爾河流域扎龍濕地水資源合理配置實踐中,取得了良好成效。
第三部分為氣候變化對流域濕地生態水文的影響及水資源適應性管理對策,為第7章,以探索氣候變化對濕地生態水文的影響研究理論和方法為出發點,在回顧氣候變化對濕地水文生態過程的影響、氣候變化情景下濕地生態水文模型構建和氣候變化對濕地生態需水量的影響預測等國內外研究動態的基礎上,提出了氣候變化對濕地生態水文的影響及水資源適應性管理策略研究框架。以濕地集中分布區的東北嫩江流域為研究對象,定量評估了氣候變化對流域水文過程的影響貢獻率,揭示了流域濕地景觀演變的水文驅動機制,預估了未來氣候變化情景下的流域濕地生態需水量變化趨勢,綜合提出了流域濕地水資源適應性管理策略。
該專著是一部具有重要理論和應用價值的專著,豐富和發展了我國濕地生態水文學和水資源管理學的理論方法體系,可更好地服務于我國水資源可持續管理與水生態文明建設的戰略需求。
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