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土壤水文属性及其对水文过程影响研究的进展、挑战与机遇 总被引：1，自引：0，他引：1
土壤水文属性对水文过程、能量过程、碳氮循环过程及各过程间相互作用有重要影响.首先简要回顾近30年来土壤水文属性的研究进展,包括土壤水文属性的监测分析、土壤水文属性对水文过程的影响机理,以及不同尺度土壤水文属性对水文过程的影响差异及联系.其次,论述土壤水文属性研究的挑战与机遇.最后介绍祁连山区土壤水文属性对水文过程的影响及多尺度特征研究.力求加深对土壤水文属性变异规律及其对水文过程影响机理的认知,发展土壤水文学和山区水文学,支持水资源科学管理和区域可持续发展. 相似文献
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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。 相似文献
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景观格局与水土流失的尺度特征与耦合方法 总被引：11，自引：0，他引：11
景观格局与生态过程的耦合研究是景观生态学研究的核心科学问题,也是综合自然地理学深化和发展的关键.尺度广泛存在于生态学现象中,尺度效应与尺度转换是景观生态学研究面临的挑战,探讨格局与过程之间相互作用机理与尺度特征是为解决尺度问题提供理论依据的必然途径.水土流失作为一种生态过程,是国内外颇为关注的生态问题.依据多种研究手段,在不同尺度上开展景观格局与水土流失的相互关系与尺度特征的研究,在分析景观格局的时空异质性、水土流失的影响因子与尺度效应的基础上,揭示流域景观格局与水土流失的耦合机理,发展尺度转换方法和景观格局-水土流失过程耦合模型,是完善景观生态学的理论基础,是为水土流失区生态建设提供科学依据的重要途径. 相似文献
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内陆河流域水文过程研究的一些科学问题 总被引：5，自引：0，他引：5
水科学研究的发展,对水文科学提出了新的挑战,即如何在流域、区域和全球尺度进行学科交叉、综合集成和协同研究,从而更全面地认识水在地球资源和环境变化中的作用,认识水圈及其与大气圈、岩石圈和生物圈的相互作用。为了解内陆河流域水文循环和水量平衡各分量之间的变化和转化关系及其与生态和环境之间的相互作用,以及对全球变化和人类活动的响应和反馈,基于内陆河流域上游山区径流形成区、中游人工绿洲水资源开发利用区和下游荒漠绿洲径流散失区的流域水文循环特征,从能水通量、生态和生物地球化学过程讨论了山区水文过程;从生态水文、尺度转换、阈值和反馈讨论了水文和植被的相互作用;从国外提出的关键作用带的概念讨论了内陆河流域地下水—土壤—植被作用层的水文过程。提出了开展内陆河流域水文过程观测和研究的基本框架。 相似文献
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针对我国西南喀斯特地区生态环境演变历史及新的形势下面临的挑战问题,系统地总结了植被退化、人工恢复、自然演替三个阶段植被、水文、土壤和溶蚀等观测实验得出的成果,阐述了喀斯特生态水文模型的发展及存在的问题。以地球关键带科学系统思维和多学科综合研究范式,提出了喀斯特地区大气－植被－土壤－岩石系统结构和组成以及协同演变理念;从多学科交叉、系统观测、模型集成视角,探讨了生态水文与碳、水、钙循环协同演变的研究途径,并以此提出推动喀斯特生态水文学发展的建议,为全球气候变化和绿色发展形势下喀斯特地区生态环境恢复提供科学支撑。 相似文献
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黄土高原土壤干层研究进展与展望 总被引：23，自引：0，他引：23
土壤干层发生机理及其生态环境效应是土壤物理学和生态学及其交叉领域的重要科学问题,也是我国黄土高原开展生态文明建设,实现可持续发展面临的重大生态环境问题之一。通过回顾土壤干层研究取得的重要进展,包括土壤干层的概念与特征、评价指标、形成原因与危害、不同尺度时空分异特征及调控对策等,针对黄土高原水资源短缺和植被退化现状,提出土壤干层研究面临的机遇和挑战,包括建立统一的土壤干层动力学量化指标、干层内土壤水分对植物生长的有效性、土壤干层强度对土壤—植被—大气传输体(SVATs)中水分运移的影响、土壤干层发生发展过程和时空演变规律、土壤干层预测模型及其调控机制。此外,土壤干层的研究应结合当前植被恢复与生态文明建设的国家需求。在气候变化和剧烈人类活动背景下,开展黄土高原土壤干燥化与土壤水资源影响及其调控对策研究,将是水科学与生态学领域长期面临的科学问题之一。 相似文献
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干旱区流域生态水文耦合模拟与调控的若干思考 总被引：5，自引：1，他引：4
系统识别全球变化和高强度人类活动影响下干旱区流域生态水文耦合作用机制及演变规律,并通过综合生态水文调控,构建健康水循环和生态安全格局,是干旱区流域亟待解决的关键科学问题。传统的基于水文过程与生态过程的分离模拟与调控,尚不能满足上述实践需求;需结合原型观测与实验,对大气模式、水文模型、生态模式（包括天然生态模拟模型和作物生长模式）进行耦合开发,构建具有统一物理机制的流域生态水文模型。以此为支撑,对干旱区流域生态水文过程演变规律及阈值特征进行系统识别;并结合水生态服务功能评价,提出流域生态安全修复及水资源合理配置与调度方案;制定有效的风险管理措施,对流域生态水文过程进行动态调控。 相似文献
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河流景观生态学已成为河流科学研究与应用的新范式,但国内研究还颇为不足。从河流景观生态学发展的逻辑必然性、主要进程、基本内容与重要理论等方面进行了总结。结果显示,多尺度跨学科整体论河流认识要求和景观尺度上处理河流问题的实践需求共同推动河流景观生态学的迅速发展,其中心议题是河流物理景观系统与生物系统在不同等级尺度上的结构、格局与功能过程,尤其重视物理景观与不同等级生物系统的相互作用关系,对河流景观多尺度等级性、高动态性和有向性等突出性质的认识已取得重要理论发展。指出当前面临5个方面的核心议题亟需取得突破:改进和统一河流景观分类系统、河流景观跨尺度研究、河流景观方法对经典河流生态理论的再认识、河流景观机理与模拟、河流景观对气候变化与区域土地利用/覆被变化的响应研究。 相似文献
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土地利用结构与生态过程 总被引：56，自引：0，他引：56
本文从土地利用与土壤水分、土地利用与土壤养分、土地利用与水土流失3个方面系统讨论了土地利用结构与生态过程研究的现状和特征,指出:1)土地利用结构对土壤水分的影响涉及生态系统、坡面、小流域和区域等系列尺度,土地利用的分布及景观特点影响土壤水分的时空变异;2)土地利用对土壤养分的影响表现在土地利用的镶嵌格局影响土壤养分的分布和迁移,土地利用的变化可以引起土壤养分的变化;3)土地利用与水土流失关系密切,土地利用的改变能够减少或增加径流和土壤侵蚀.尺度不同,土地利用与水土流失的机制也不尽相同.土地利用结构与生态过程的研究,还需要注重大尺度和多尺度上的综合研究. 相似文献
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Christopher G. Smith René M. Price Peter W. Swarzenski Jeremy C. Stalker 《Estuaries and Coasts》2016,39(6):1600-1616
Low-relief environments like the Florida Coastal Everglades (FCE) have complicated hydrologic systems where surface water and groundwater processes are intimately linked yet hard to separate. Fluid exchange within these low-hydraulic-gradient systems can occur across broad spatial and temporal scales, with variable contributions to material transport and transformation. Identifying and assessing the scales at which these processes operate is essential for accurate evaluations of how these systems contribute to global biogeochemical cycles. The distribution of 222Rn and 223,224,226Ra have complex spatial patterns along the Shark River Slough estuary (SRSE), Everglades, FL. High-resolution time-series measurements of 222Rn activity, salinity, and water level were used to quantify processes affecting radon fluxes out of the mangrove forest over a tidal cycle. Based on field data, tidal pumping through an extensive network of crab burrows in the lower FCE provides the best explanation for the high radon and fluid fluxes. Burrows are irrigated during rising tides when radon and other dissolved constituents are released from the mangrove soil. Flushing efficiency of the burrows—defined as the tidal volume divided by the volume of burrows—estimated for the creek drainage area vary seasonally from 25 (wet season) to 100 % (dry season) in this study. The tidal pumping of the mangrove forest soil acts as a significant vector for exchange between the forest and the estuary. Processes that enhance exchange of O2 and other materials across the sediment-water interface could have a profound impact on the environmental response to larger scale processes such as sea level rise and climate change. Compounding the material budgets of the SRSE are additional inputs from groundwater from the Biscayne Aquifer, which were identified using radium isotopes. Quantification of the deep groundwater component is not obtainable, but isotopic data suggest a more prevalent signal in the dry season. These findings highlight the important role that both tidal- and seasonal-scale forcings play on groundwater movement in low-gradient hydrologic systems. 相似文献
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Tom Beer 《Natural Hazards》2007,42(3):469-480
The United Nations has declared 2008 to be the International Year of Planet Earth. It is being organised under the auspices of the International Union of Geological Sciences and UNESCO. Planning for the International Year of Planet Earth has consisted of establishing 10 major science themes including Hazards. The Hazards Theme is centred around the following key questions: (1) How have humans altered the geosphere, the biosphere and the landscape, thereby creating long-term changes detrimental to life and the environment and triggering certain hazards, while increasing societal vulnerability to geophysical (geological and hydrometeorological) hazards? (2) What technologies and methodologies are required to assess the vulnerability of people and places to hazards and how might these be used at a variety of spatial scales? (3) How do geophysical hazards compare relative to each other regarding current capabilities for monitoring, prediction and mitigation and what can be done in the short-term to improve these capabilities (4) What barriers exist to the utilisation of risk and vulnerability information by governments (and other entities) for risk and vulnerability reduction policies and planning (including mitigation) from each of the geophysical hazards? Following the 26 December 2004 Indian Ocean Tsunami and the UN World Conference on Disaster Reduction held in Kobe, Japan in January 2005, the International Council for Science (ICSU) decided to establish a major research programme and initiative on Natural and Human Induced Environmental Hazards and Disasters that will co-operate with the Hazards theme of the International Year and continue through to 2011. 相似文献
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21世纪地球科学研究的重大科学问题 总被引：2，自引：1，他引：1
凝炼地球科学研究的重大科学问题,对推动地球科学基础研究的发展具有重要意义。美国国家研究理事会（National Research Council）2008年3月发布的研究报告《地球的起源和演化：变化行星的研究问题》提出了21世纪固体地球科学研究的10个重大科学问题：①地球和其他行星的起源;②地球早期的演化历史;③生命的起源;④地球内部的运动及其对地表的影响;⑤地球的板块构造与大陆;⑥地球的物质特性对地球过程的控制;⑦气候变化的原因与幅度;⑧地球—生命的相互作用;⑨地震、火山喷发等灾害及其后果的预测;⑩地球内外流体运动对人类环境的影响。这些重大科学问题对我国的地学发展战略研究及地球科学基础研究均将具有重要的借鉴和指导意义。主要依据NRC的《地球的起源和演化：变化行星的研究问题》报告,对这些重大科学问题进行了解读和分析。 相似文献
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20世纪70年代以来,湿地研究成为国际环境科学和生态学研究的热点领域之一。尤其是景观生态学的兴起为湿地研究注入了新的活力,为在区域尺度上开展湿地的综合研究起到了启发和指导作用。空间格局、生态过程与尺度之间的相互关系是景观生态学研究的核心内容。同样,从景观尺度上来研究湿地空间格局与生态过程及其相互关系是当前湿地科学的研究热点。对景观格局与生态过程的研究方法、湿地主要生态过程、湿地景观格局与生态过程相互关系等方面的国内外研究进展进行了综述。最后分析了目前湿地景观格局与生态过程相互关系研究中存在的问题与不足,未来湿地生态过程以及湿地格局与生态过程相互关系的研究热点及发展趋势。 相似文献
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A distributed object-based rainfall–runoff simulation (DORS) model with incorporation of detailed impervious surface-area (ISA) data, derived from digital true-color orthophotography data with high spatial resolution, was developed. This physically based model simulates hydrologic processes of precipitation interception, infiltration, runoff, evapotranspiration, change of soil moisture, change of water-table depth, runoff routing, groundwater routing, and channel-flow routing. The modeling processes take objects based on land-cover types as fundamental spatial units in order to reduce data volume, increase computational efficiency, strengthen representation of watersheds, and utilize the data in variable scales. US Geological Survey stream-gaging data were used to validate the temporal variation of simulated discharge within two watersheds in Rhode Island State. The ratio of absolute error to the mean and the Nash coefficient in the validation period are 7.2% and 0.90 for the first watershed, and 8.0% and 0.77 for the second watershed, respectively. The results indicate that the DORS model is able to capture the relationship between rainfall and runoff in the study area, and that it is applicable in the further study of ISA impacts on the water cycle and associated pollution problems. The results also demonstrate that the performance of the hydrologic simulation is improved with ISA data with high spatial resolution. 相似文献