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地球科学学科前言丛书·生态水文学

地球科学学科前言丛书·生态水文学

以生物圈和水文圈相互作用关系与机理为研究对象的生态水文学,在不同尺度和层次融合了生态学和水文学的理论与方法。现阶段,国际上生态水文学的主要研究领域分为三方面:①流域或区域水文循环中的生物作用,研究陆面生态过程如何影响流域或区域的水文循环过程;②生物(生态)过程的水文作用,包括流域或区域水文过程变化对生态系统分布(格局)与功能的影响;③关注生态系统稳定和安全的水分阈值,研究区域内各种生态系统的水资源需求和水消耗规律。生态水文学学科发展需要解决三方面难题:①围绕生态水文学科学的本质认知、统一的研究技术方法,拓展理论体系与学科范式;②系统解决水文与生态变化的互馈作用,以及水与生态系统相互关系的尺度问题;③充分发挥水资源管理决策中的生态水文学作用。本章主要介绍了现阶段生态水文学的学科特点与主要内容、生态水文学的学科需求、生态水文学学科的战略地位。目前生态水文学学科体系正在蓬勃发展中。作为一门应用性很强的交叉学科,生态水文学学科发展对实现我国社会经济可持续发展战略目标具有广泛而深远的意义与价值。
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地球科学学科前沿丛书编委会
主  编:傅伯杰
副主编(以姓氏笔画为序):杨元喜 周成虎 周忠和郭正堂 焦念志
编  委(以姓氏笔画为序):王成善 王会军 朱日祥 刘丛强 吴立新 陈 骏 金之钧 郑永飞 郝 芳 郭华东 龚健雅 崔 鹏 穆 穆
地球科学学科前沿丛书生态水文学项目组
组  长:夏 军
咨 询 组:刘昌明 傅伯杰 袁道先 林学钰 陆大道 崔 鹏 夏 军 邵明安
工 作 组(以姓氏汉语拼音为序):蔡庆华 常剑波 陈求稳 崔保山 刘 敏 卢宏玮 莫兴国 穆兴民 秦伯强 秦华鹏 邱国玉 沈彦俊 宋进喜 王根绪 王彦辉 魏晓华 徐宪立 于澎涛 张 翔 张明芳 张永勇 章光新 赵长森 赵广举 周国逸 朱广伟 左其亭
学术秘书:龚剑明 洪 思 佘敦先 邹 磊
撰 写 组
组  长:夏 军 左其亭 王根绪
成  员(以姓氏汉语拼音为序):蔡庆华 常剑波 陈求稳 崔保山 高 光 高红凯 龚志军 韩春辉 洪 思 胡 实 李 枫 李小雁 林忠辉 刘 敏 刘梅先 刘雪梅 卢宏玮 莫兴国 穆兴民 彭 凯 秦伯强 秦华鹏 邱国玉 佘敦先 沈彦俊 宋进喜 童春富 王 丽 王彦辉 魏晓华 吴燕锋 武 瑶 徐宪立 杨胜天 姚小龙 于澎涛 张 翔 张明芳 张晓楠 张永勇 章光新 赵长森 赵广举 周国逸 朱广伟 邹 磊

  我国是一个人口众多、资源与环境矛盾较大、水与生态问题十分突出的发展中国家。随着全球变化和人类高强度的开发,河道断流、湖泊萎缩、湿地退化等生态环境问题日趋严峻。党的十八大以来,习近平总书记高度重视并提出了生态文明建设新理念与行动指南,其中水与生态的关系成为生态文明建设最核心的制约因素。

  国际上,研究水与生态关系、探索与揭示形成生态格局和过程的水文学机制的一门学科被称为生态水文学。生态水文学是研究水文学与生物系作用机理,应用自然过程作为管理工具加强广义景观等生态服务的一门综合交叉学科。自 20 世纪 90 年代生态水文学诞生以来,国内外学者做了大量相关研究,取得了丰硕的成果。生态水文学从不同尺度(全球、区域、流域等)研究和揭示了生态水文多要素之间的相互作用关系、形成和制约生态系统格局及其过程变化的水文学机理,研究范围涉及地圈、生物圈、岩石圈、水圈、大气圈、人类圈及它们之间的相互作用,是全人类共同面临的重大科学问题和支撑可持续发展的重大战略问题之一。
  生态水文学一直都是国际地学的前沿和发展比较快的热点学科。但是作为一门新兴学科,其学科体系、理论与方法有待进一步完善。在我国生态文明建设新的需求形势下,亟须从战略的高度分析、研究及布局我国生态水文学的重点领域和发展目标,引导生态水文学学科的发展方向;明确学科发展需求和战略地位,制定学科发展规划与中长期战略布局,走出一条具有中国特色的学科发展道路,推进国际生态水文学的发展。该项工作不仅是中国生态水文学学科发展的未来大计,也是实现中华民族伟大复兴和美丽中国梦的一个重要环节。
  中国科学院地学部立项开展“中国生态水文学学科发展战略”研究,以期发挥学部对我国科学技术前沿和未来创新发展的引领作用,推动我国生态水文学学科的发展。本项目在 2016 年由夏军向中国科学院学部提出申请,2016 年11 月 23 日向中国科学院学部常委会议汇报后获批立项实施。这是中国科学院学部首次部署生态水文学领域的学科发展战略研究项目。项目研究期间,项目组和工作组先后多次到西北、华北、东北、长江、黄河等八大流域现场考察调研,收集和分析了大量基础资料,并前往波兰参加国际生态水文学大会,与联合国教育、科学及文化组织 - 国际水文计划等国际组织合作主持了国际生态水文学研讨会等。在项目工作过程中,邀请到刘昌明、袁道先、林学钰、陆大道、傅伯杰、崔鹏、邵明安等多位院士和专家提供咨询,来自中国科学院、水利部、加拿大不列颠哥伦比亚大学、北京大学等相关科研单位的 60 余位专家与项目组成员参与了本书的撰写。
  本书分为五章,编制工作采用分章负责人制度,同时注重加强各章之间内容的衔接。各章撰写负责人如下:摘要为夏军、王根绪;第一章为王根绪、夏军、魏晓华、赵长森;第二章为徐宪立、左其亭、韩春辉、夏军、刘梅先;第三章为夏军、张翔、左其亭、徐宪立、韩春辉;第四章,第一节为王彦辉、张明芳、于澎涛、周国逸、夏军,第二节为王根绪、李小雁、夏军,第三节为章光新、崔保山、武瑶、吴燕锋、刘雪梅、夏军,第四节为陈求稳、赵长森、王丽、夏军,第五节为秦伯强、高光、朱广伟、龚志军、彭凯、姚小龙、李枫, 第六节为刘敏、童春富、高红凯、夏军,第七节为莫兴国、沈彦俊、林忠辉、胡实,第八节为邱国玉、秦华鹏、夏军、张翔、张晓楠,第九节为穆兴民、宋进喜、杨胜天、赵广举、夏军;第五章为夏军、左其亭、赵长森、韩春辉、张永勇、洪思。夏军、左其亭和王根绪负责全书统稿,夏军负责审查与定稿。韩春辉参与统稿和图件清绘、文字校对工作。
  本书是在向中国科学院提交的学科发展战略研究报告的基础上修改、完善而成的。全书旨在明确生态水文学学科发展的需求及战略地位,系统梳理和总结生态水文学的发展历程与态势,提出生态水文学学科体系及理论方法。在此基础上,从分支学科的角度分析生态水文学未来若干年发展的主导方向,提炼出中国生态水文学发展的主要优势和特点、未来若干年的重点研究领域及今后学科发展的战略布局。
  本书遵循有所为有所不为的原则,力图展现生态水文学学科发展战略研究的前沿性、国家和社会需求的紧迫性,从而助力地球科学学科前沿的创新与发展;力求简明扼要、通俗易懂,便于从事生态水文学领域研究、教学和生产的科技人员、研究生查询与参阅。
  在项目研究过程中,得到了由傅伯杰院士担任主任的中国科学院地学部常委们的关心和指导,得到众多同行的大力支持和无私帮助。项目组先后组织召开了多次工作组研讨会,咨询组刘昌明院士、傅伯杰院士等对项目战略研究报告的修改提出很多宝贵的意见和建议,在此向他们表示诚挚感谢!
  由于本书从立项到完成的时间不足两年,而生态水文学又是一门多学科交叉的新兴学科,涵盖面较大,加上作者水平有限,书中缺漏之处在所难免,敬请读者批评指正。 
  作
  2019 年 12 月
丛书序
前 言
摘要 
Ecohydrology
第一章 学科特点与战略地位
第一节 生态水文学的学科特点与主要内容
第二节 生态水文学的学科需求与科学意义
第三节 生态水文学的学科战略地位
本章参考文献
第二章 学科发展历程与态势
第一节 生态水文学发展历程回顾
第二节 生态水文学发展态势分析
第三节 我国生态水文学的主要成就
本章参考文献
第三章 生态水文学学科体系及理论方法
第一节 生态水文学的学科体系
第二节 生态水文学的理论
第三节 生态水文学的主要研究方法
第四节 生态水文学的应用基础研究领域
本章参考文献
第四章 生态水文学各分支学科的发展战略
第一节 森林生态水文学
第二节 草地生态水文学
第三节 湿地生态水文学
第四节 河流生态水文学
第五节 湖泊水库生态水文学
第六节 滨海生态水文学
第七节 农田生态水文学
第八节 城市生态水文学
第九节 西北干旱区生态水文学
本章参考文献
第五章 中国生态水文学发展战略、资助机制与政策建议
第一节 中国生态水文学重点研究领域
第二节 中国生态水文学学科发展布局
第三节 基础科学研究计划与重点项目部署
第四节 国家发展需求的应用研究与产学研联合
本章参考文献
关键词索引
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