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学术综述:黑河流域水-生态-经济系统集成研究

[2014-12-23]  来源 : 科学网

本文原始发布地址: http://paper.sciencenet.cn/htmlpaper/201412814363154635142.shtm

流域集成研究:架设科学与决策之间的桥梁

黑河流域是我国西北干旱区典型的内陆河流域,也是开展流域生态水文、生态经济和集成研究的一个实验流域。《国家科学评论》2014年第3期发表了程国栋院士及其研究团队关于黑河集成研究的综述文章“黑河流域水-生态-经济系统集成研究”(http://nsr.oxfordjournals.org/content/1/3/413.full)。 该文总结了30年来黑河流域集成研究的成果,指出必须把流域作为一个整体,协调水资源利用、生态健康和经济发展之间的关系,协调流域上中下游在生态、经 济、生活用水之间的矛盾,提高单方水的综合效益;同时,应以建立在流域集成模型基础上的决策支持系统为工具,更好地管理水土资源,实现流域可持续发展。

黑河流域集成研究,可以对我国内陆河流域的生态治理起到十分有益的借鉴作用。论文首先回顾了科学研究在黑河流域生态治理中所起到的核心支撑作用。20世纪 80年代以来,由于黑河中游地区的急剧扩耕,进入下游的水量大幅减少,致使下游生态明显恶化。2000年,在大量前期研究工作的基础上,黑河生态调水工程 正式实施。调水后下游来水量增加,地下水位回升,林草面积增加,沙尘暴减少,东居延海再现湖面。中游生态也有好转,但却存在部分地区地下水位下降、林带退 化等负面效应。从整体上看,全流域依然存在如何管理好水土资源的挑战,因此需要开展进一步的集成研究。

黑河流域集成研究需要建立一个集观测、模型、数据为一体的平台。在模型集成方面,发展了耦合冻土水文过程的分布式水文模型,以及地表水-地下水-作物生长 耦合模型,建立了新的建模环境。在数据集成方面,制备了适用于各种水文和生态模型的高分辨率数据集。在观测集成方面,建成了先进的全流域观测系统,开展了 “黑河综合遥感联合试验”和“黑河生态水文遥感试验”,积累了一套多尺度、高质量的综合观测数据集,在尺度转换问题研究上取得了重要进展。

黑河流域集成研究的终极目标之一是建成以流域集成模型为骨架的流域水-生态-经济系统空间决策支持系统。