内陆河流域生态-水文过程观测试验的研究的一些进展.pdfVIP

734 以科学发展观促进科技创新(下) rxj陆河流域生态一水文过程观测试验研究的一些进展① 康尔泗 宋克超 陈仁升 张智慧 吉喜斌 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所，兰州，730000 摘 要 在河西走廊内陆河黑河流域的山区植被带、山前人工绿洲带和下游天然荒漠绿 洲带三个植被垂直景观带内，设立环境观测系统(ENVIS)，进行能量和水量交换的同步观测， 并进行相关植物耗水的试验。应用土壤一植被一大气传输(SVAT)系统的能水耦合SHAw 模型，对山区植被的土壤层一残留层一植被冠层系统的能量和水量平衡进行了模拟研究。建 立了内陆河流域山区和山前区间分布式水文模型，模拟了不同植被带的水文作用。讨论了内 陆河流域山前人工绿洲带和下游天然荒漠绿洲带的生态需水问题。 关键词 生态需水 生态一水文过程观测试验SVAT系统植物耗水 在全球水循环的大背景下，我国西北干旱内流区形成了独特的区域性小循环系统，即以内陆河流域 为单元的相对独立的水文水资源和生态与环境系统。内陆河流域由山区流域和山前平原盆地组成，按 垂直景观带划分，前者基本上可划分为高山冰雪冻土带和山区植被带(包括水源涵养林带)，其水量平衡 特征为降水量大于蒸发量，这里发育着庞大的冰川和积雪固体水库，还有冻土和水源涵养林也起着重要 的山区水库的作用，是西北干旱区人类活动和经济发展赖以生存的水资源形成区；而后者基本上可划分 为山前绿洲带和荒漠带，其水量平衡特征则是蒸发量大于降水量，是径流散失区(康尔泗等，2002)。 在一个内陆河流域，有限的水土资源，使人类的经济和社会活动主要是集中在山前绿洲带，在生态 和环境十分脆弱的条件下对水土资源进行开发利用。国家实施西部大开发战略，要求我们对西部大发 展的最大制约因素水资源、生态和环境问题进行深入的研究并提出对策。为此，需研究内陆河流域的水 循环和水平衡的分布和变化及其与生态系统的相互作用关系。 内陆河流域水文和生态系统的相互作用不仅表现为三个垂壹景观带的不同过程和特征，而且表现 为在土壤一植被一大气系统中的物质能量传输过程和特征，也即是内陆河流域植被生物作用层和气候 与水文的相互作用特征，而这些至今尚缺乏系统的观测试验研究。要揭示内陆河流域生态系统的形成、 演化规律、生态水文特征、生态稳定和平衡的条件以及脆弱生态的形成机理和调控原理，就必须对每一 垂直景观带植被生态系统的土壤一植被一大气系统的物质能量传输过程进行监测研究，在研究小块地 一维物理传输过程的基础上，经过尺度转换，认识流域的生态水文过程。 我国内流区内陆河流域和外流区河流流域有着不同的水循环特征，前者主要由水文小循环控制，其 能量和水量的垂向交换占主导地位，流域的水量输入主要是降水量，而水量输出主要是蒸发量，径流则 是联系山区和山前地带水量平衡的纽带。外流区流域主要由水文大循环控制，其水循环和水量平衡则 表现为陆地和海洋之间的能量和水量交换。我国内流区气候干旱，属干旱区，而外流区则分布着半干旱 区、半湿润区和湿润区。因此，内陆河流域和外流区河流流域有着完全不同的气候和自然条件。我国内 陆河流域水循环中的能量和水量转化过程尤为复杂，其大气降水、地表水、冰雪水、土壤水、冻土水、地下 水和植被水的相互转化不仅表现出鲜明的垂直地带性，而且受制于一个有限流域内的复杂的地形、地 KZCXI一10—03—01资助。 第45分会场水资源与水和生态环境协调发展 735 质、土壤、植被、气候、水文条件以及人类活动的影响，这不仅和我国外流区河流完全不同，而且在世界上 也是独具特色。 在内陆河流域水土资源的开发利用中，急需回答的科学问题是：内陆河流域山区水源涵养林、山前 绿洲和下游天然绿洲不同植被生态和水文如何相互作用，干旱区山前盆地典型天然植被生态水文平衡 的耗水规律，以及如何估算区域尺度的生态需水量和确定生态系统保护的合理规模。上述问题的回答， 不仅对内陆河流域水文、气候、生态和环境的相互作用的科学研究具有重要意义，而且将对流域水土资 源的合理配置和开发利用与社会、经济、生态和环境的协调和持续发展提供科学决策的依据。 围绕上述科学问题，中国科学院寒区旱区环境与工程研究所等有关单位以河西走廊黑河流域为代