生态水文学

由英国谢菲尔德大学（Sheffield University）自然地理系Andrew Baird博士和德比大学（Derby University）自然地理系高级讲师、美国国家大气研究中心项目科学家RobertWilby博士共同主编的伦敦鲁特勒杰（Routledge）出版社1999年出版的《生态水文学》（Ecohydrology）是综述有关陆生环境和水生环境植物与水分关系问题方面的第一本书，阐述和探讨了各种环境植物—水分的各种相互作用问题。第一流的生态学家和水文学家针对干旱区（旱地）、湿地、温带森林与热带森林、河流和湖泊五大生态系统问题进行了总结性的评述。各位执笔者提供了从个体细胞到植物群丛（林分）方面的背景知识，深入讨论了尺度和数学模型在生态水文学中的作用问题。全书共包括十章。

第一章绪论。Andrew Baird介绍了什么是生态水文学以及本书的主要内容。

第二章植物水分关系。Melvyn Tyree讨论了植物的水分关系，旨在给读者提供有关植物如何利用水分的一些基本知识。同时讨论了许多现有的水文学专著中很少涉及的水分从植物根到叶的运动以及渍水和干旱对植物生长和生存的影响。

第三章生态水文关系相互作用的尺度问题。Robert Wibly和David Schimel在第三章中说明以不同尺度探讨生态水文关系的问题。强调了尺度对水文学和生态学来说都是一个越来越重要的主题，尺度对于了解从研究小区到区域和全球不同尺度的不同生态水文过程是至关重要的。既考虑到如何把不同尺度的情况下所进行的观测结果加以联系，同时也考虑到如何评价一个尺度过程对较大过程和较小尺度过程的影响。

第四章干旱区的植物与水分。John Wainwright、Mark Mulligan和John Thornes论述了旱地的生态水文过程。分析了旱地植物如何克服一般很少的而又多变的降水量。也分析了植物如何影响旱地的径流和水蚀问题。在空间上，讨论了旱地大尺度土壤—植被—大气传输（SVAT）情况下的小尺度过程的相互作用问题。在时间上，从气候变化方面探讨了地中海地区的植被演化问题。

第五章淡水湿地植物与水分。Bryan Wneeler讨论了湿地中的植物和水分，着重分析湿地水位如何影响植物的生长和生存。Wheeler认为，不仅考虑水容积是至关重要的；水位状况像绝对水位一样，对植物生长有很强的制约作用。可是，尽管有大量证据表明水分影响植物生长，但应当明白，关于水位或水位状况与植被植物种成分之间的关系，仍然是难以理解的。决定植被成分和水位关系的众多因素包括水源，而水源又影响水的养分状况；也包括水分对湿地土壤内的其他过程例如氧化还原反应的影响。 Wheeler分析了植物在影响湿地水位中的作用问题，这主要是因为植物制约着许多湿地有机物质的结构。

第六章森林和疏林中的植物与水分。John Robert探讨了森林中植物与水分的关系。强调了树木如何影响水在地面的分配以及如何通过蒸散过程影响土壤水分状况。综述了有关的各种过程尤其是树冠截留雨水和蒸腾的观测方法和模型建立问题。Robert还着重讨论了热带雨林和温带森林的水文过程，比较了两种森林的水分传输过程。他指出对北方森林和地中海森林的植物与水分关系知之甚少，他认为这些生态系统应是森林水文学今后研究的重点所在。

第七章河流植物与水分。Andrew Largy和Karel Prach讨论了河流中的植物与水分。植物对河流的水力特性有很大的影响，这种确切的影响取决于河流水位、河道植被的植物成分和密度。水流状况也对河道内植物的生长和生存有深远的影响。同样，基质的稳定性也与水流状况有关，而基质的稳定性则影响河道植物的扎根作用。像湿地中的情况一样，水文状况与平均条件同样重要，洪水和干旱成为河道中植物得以生长的一个特殊影响问题。

第八章湖泊及其毗连地区的植物与水分。Robert Wetzel探讨了湖泊中的植物和水分问题。植物对制约湖泊水位的作用是很大的。就这方面而言，湖岸植被尤为重要。在开阔水域浮游生物尽管能改变温度条件，影响蒸发、水层及其混合过程，但对湖盆的水通常并不重要。事实上，湖边植被的蒸散比开阔水面的蒸发大数倍，超过湖泊系统其它形式的水分损失。湖边地下水位的下降也改变着地下水进出湖泊的格局。湖泊中由风产生的水分运动可以搬运泥沙和养分，因而也能促进植物在湖泊系统中得以生长起来。湖岸露生植被的存在也对这种水分运动有很大的影响。

第九章建立模型问题。Andrew Baird讨论了模型在生态水文学中的作用。模型经常被用来模拟环境过程，以便了解这一过程；模型也被用来进行理论检验。作者强调了建立生态水文模型的重要性和迫切性。但是，为了对生态水文过程进一步做到科学的了解，设计切合实际的模型至关重要。当然，经常面临的危险是模型设计得过于复杂抽象化，以致难以理解和应用。

第十章生态水文学展望。Robert Wilby提出了生态水文学研究方面的未来方向。他回到了尺度的主题，并探讨了全球尺度生态水文学的前景问题。他还强调了生态水文学实验途径的作用，分析了有关生态水文过程的知识可应用于人类所干扰的生态系统管理问题。

本书对于水文学家、生态学家、自然保护学家以及研究生态系统、植物生活和水文过程的其他学者都有很大的参考价值，也是生态水文学专业理想的研究生教学参考书。

生态水文问题是我国寒区旱区环境建设和社会经济可持续发展的关键问题之一 。西部地区特别是青藏高原，是我国许多江河的发源地，素有中国“水塔”之称。也分布着大量的湿地和湖泊，保护这些地区的湿地和湖泊，不仅对保护局地生态环境，而且对保护江河源的生态环境都具有重要意义。此外，西北干旱区内陆河流域开发利用和生态环境的保护、北方地区人工植被的土壤干化、植物固沙中流沙斑块的面积和格局对沙地水分平衡的影响等问题，都需要对生态水文学机制进行深入了解。干旱区生产用水和生态用水的关系以及维持干旱内陆河流域持续发展的生态需水，特别是维持内陆河下游天然绿洲稳定的生态需水等问题，也需要应用生态水文学的方法去深入研究。鉴于此，程国栋院士组织中国科学院寒区旱区环境与工程研究所有关专业人员将此书翻译为中文，并为中文版做序，旨在推动我国生态水文学特别是寒区旱区生态水文学的深入研究。