水文學(xué)與湖泊學(xué)水文學(xué)是研究地球各種水體的形成與運動規(guī)律、地理分布的科學(xué),基本內(nèi)容是地球上的水分循環(huán)及水量平衡[1].流域作為水文學(xué)研究內(nèi)容的一個重要組成部分,各流域的水資源形成演變規(guī)律及其開發(fā)利用條件對流域地理過程和人類生產(chǎn)活動有綜合影響.因此,水文學(xué)特別是水資源的評價、規(guī)劃、開發(fā)、利用、管理、保護、配置、調(diào)控有關(guān)的理論、應(yīng)用技術(shù)與方法和水資源及水環(huán)境承載能力等有關(guān)內(nèi)容對于流域地理學(xué)的研究有著重要的意義.湖泊學(xué)研究[3]的是陸地水體,強調(diào)物理環(huán)境.早期湖泊學(xué)研究致力于湖泊分類,強調(diào)湖泊的物理性狀而非生物學(xué)特性,稍后一些湖沼學(xué)家從流域角度認識湖泊,并認為其是研究內(nèi)陸水體生物生產(chǎn)力和決定生產(chǎn)力所有影響因素的科學(xué)分支,未來仍將主要圍繞水域生產(chǎn)力、水產(chǎn)資源開發(fā)和管理以及水域環(huán)境保護等重要議題進行.作為流域重要組成部分的湖泊,必將是流域地理學(xué)研究的重要對象.
生態(tài)學(xué)與環(huán)境科學(xué)生態(tài)學(xué)[4]是研究生物與其環(huán)境之間相互關(guān)系的科學(xué),其研究方法經(jīng)過描述——實驗——物質(zhì)定量三個階段.流域是一個復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng),早期生態(tài)系統(tǒng)研究致力于發(fā)展一種詳盡的、綜合性的針對具體生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能進行的研究,著眼于具體的小流域是怎樣工作的,要求提供生態(tài)系統(tǒng)參數(shù)的信息并對生態(tài)系統(tǒng)進行實驗性管理.現(xiàn)有研究從生態(tài)系統(tǒng)這一層次對其整體結(jié)構(gòu)、功能和動態(tài)等基礎(chǔ)研究并不深入,導(dǎo)致對自然生態(tài)系統(tǒng)的預(yù)測和調(diào)控存在困難.從全世界來看,如何優(yōu)化管理自然生態(tài)系統(tǒng)這一問題的研究進展是緩慢的.因此,關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)、功能及調(diào)控機理的研究,仍是當(dāng)前生態(tài)系統(tǒng)研究的重點.而流域作為生態(tài)系統(tǒng),自然著眼于水-陸的相互作用,尤其是流域內(nèi)不同生態(tài)系統(tǒng)之間信息、能量、物質(zhì)的變動規(guī)律及流域內(nèi)不同景觀(高地、沿岸帶、水體)間的上述關(guān)系.有著明確邊界的流域,流域地理學(xué)需要將兩種(淡水和陸地生態(tài)系統(tǒng))生態(tài)系統(tǒng)研究相結(jié)合,或是其中一種向另一種的拓展.環(huán)境科學(xué)[5]是一門研究環(huán)境物理、化學(xué)、生物三個部分,尤其是研究人類社會發(fā)展活動與環(huán)境演化規(guī)律之間相互作用的關(guān)系,尋求人類社會與環(huán)境協(xié)同演化、持續(xù)發(fā)展途徑與方法的科學(xué).就世界范圍來說,環(huán)境科學(xué)成為一門科學(xué)還是近20~30年的事情.環(huán)境保護是當(dāng)今世界共同關(guān)心的重大社會經(jīng)濟問題,也是科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域里重大的研究課題.環(huán)境科學(xué)是在現(xiàn)代社會經(jīng)濟和科學(xué)發(fā)展過程中形成的一門綜合性科學(xué).流域地理學(xué)研究的重要內(nèi)容之一就是關(guān)注人類活動對地理環(huán)境的環(huán)境效應(yīng)與環(huán)境響應(yīng),因此,環(huán)境科學(xué)是流域地理學(xué)研究中值得借鑒的基礎(chǔ).地理學(xué)與區(qū)域科學(xué)地理學(xué)是研究地球表層自然要素與人文要素相互作用及其形成、演化,地域分異和人地關(guān)系的科學(xué)[6].它所面對的是復(fù)雜的地球表層系統(tǒng),由大氣圈、水圈、巖石圈、生物圈與人類圈所構(gòu)成的統(tǒng)一整體,是各種自然現(xiàn)象、人文現(xiàn)象組合在一起的復(fù)雜系統(tǒng).現(xiàn)代地理學(xué)發(fā)展和繼承了近代地理學(xué)的綜合性、區(qū)域性思想與觀念,已經(jīng)形成涵蓋自然地理學(xué)、人文地理學(xué)、地理信息科學(xué)等眾多分支的科學(xué)體系.流域自古以來便是集聚人口、城鎮(zhèn)、經(jīng)濟活動的重要區(qū)域,而今全球大河流域仍然是地球表層人口-經(jīng)濟-城鎮(zhèn)最為密集的區(qū)域.流域的資源、環(huán)境和發(fā)展需要一系列的科學(xué)研究命題,如流域水資源的評價、規(guī)劃、開發(fā)、利用、管理、保護、配置、調(diào)控有關(guān)的理論、應(yīng)用技術(shù)與方法的研究等.區(qū)域科學(xué)[7]將區(qū)域作為一個有機整體(自然、社會、經(jīng)濟綜合體)進行研究的科學(xué).著重揭示經(jīng)濟社會活動的空間分布、區(qū)域矛盾和區(qū)域分異規(guī)律.它以區(qū)域為對象,將具體地域分為均質(zhì)區(qū)域、節(jié)點區(qū)域和區(qū)域系統(tǒng)表象的依賴于空間的經(jīng)濟體,且經(jīng)濟體是具有資源——環(huán)境結(jié)構(gòu)、人口經(jīng)濟結(jié)構(gòu)、城鎮(zhèn)體系、空間結(jié)構(gòu)、地緣結(jié)構(gòu)的地理單元抽象.2000年以后,美國國家科學(xué)基金將其傳統(tǒng)的資助領(lǐng)域geography更改為geographyandregionalscience,確定了區(qū)域科學(xué)與地理學(xué)的互補關(guān)系和作為一個科學(xué)門類的主體地位.區(qū)域科學(xué)創(chuàng)始人的WalterIsard說:“作為一門科學(xué)的區(qū)域科學(xué),關(guān)心的是用各種各樣的解析性研究和實證性研究相結(jié)合的方法對區(qū)域內(nèi)或空間范圍內(nèi)的經(jīng)濟社會問題進行細致耐心的研究”.由此可知,區(qū)域科學(xué)對于流域的經(jīng)濟社會分析、空間結(jié)構(gòu)、流域進化、流域開發(fā)與治理政策及創(chuàng)新具有重要的借鑒價值.
流域開發(fā)與管理流域開發(fā),既是人類對流域資源認識與利用的過程,又是流域人工化的過程.流域開發(fā)始于流域的水資源利用,尤其是作為生命之水和動力之水的利用,由此形成了流域規(guī)劃與管理.流域規(guī)劃起源于1933年美國田納西河流域管理局(TennesseeValleyAuthority,TVA)制定了完整的田納西河流域開發(fā)計劃,并成為典范.隨后,國外許多大河流域都開始了相關(guān)開發(fā)與治理規(guī)劃,絕大多數(shù)工作著眼于流域水資源、礦產(chǎn)資源開發(fā)利用,以及遭到破壞的流域生態(tài)恢復(fù)和實現(xiàn)流域經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展等方面.并且已認識到流域規(guī)劃是自然、經(jīng)濟、社會多因素和多目標(biāo)綜合性區(qū)域開發(fā),是國土綜合開發(fā)與規(guī)劃的一個環(huán)節(jié),提出了流域綜合開發(fā)模式、以水資源為中心的開發(fā)模式、環(huán)境整治開發(fā)模式三種模式.而國內(nèi)學(xué)者對流域開發(fā)與規(guī)劃的關(guān)注可以分為三個階段:建國初期關(guān)注流域旱災(zāi)與洪澇等自然災(zāi)害的治理;改革開放前重點關(guān)注流域水能、礦產(chǎn)開發(fā)和流域水資源跨地區(qū)平衡;改革開放后重點關(guān)注以流域上中下游基礎(chǔ)設(shè)施和產(chǎn)業(yè)布局為中心的綜合規(guī)劃,初步提出流域綜合規(guī)劃“點-軸-面”模式.近年來,隨著南水北調(diào)和西電東輸工程的開建,流域綜合規(guī)劃又成為研究熱點,如關(guān)注西北干旱區(qū)域的流域產(chǎn)業(yè)布局、側(cè)重三峽、南水北調(diào)工程實施對水源地生態(tài)安全與產(chǎn)業(yè)綜合發(fā)展、側(cè)重新型產(chǎn)業(yè)化和區(qū)域經(jīng)濟一體化視角下的流域產(chǎn)業(yè)發(fā)展[8].流域管理是指以流域為單位,對水資源的開發(fā)、利用、保護和調(diào)配進行的綜合管理活動,旨在充分發(fā)揮水資源的經(jīng)濟效益和生態(tài)環(huán)境效益,實現(xiàn)流域可持續(xù)發(fā)展.而聯(lián)合國糧農(nóng)組織林業(yè)委員會根據(jù)當(dāng)今全球各國實踐認為當(dāng)前流域管理的主要任務(wù)[9]:1)注意合理利用山區(qū)土地資源,推廣多種經(jīng)營的體制,用經(jīng)濟手段鼓勵水土保持工作;2)提高流域管理的技術(shù)水平,實現(xiàn)施工機械化,降低治理成本;3)注意分析流域管理的經(jīng)濟效益,加強規(guī)劃技術(shù)的研究和國際間技術(shù)合作與交流;4)研究流域管理的法規(guī)與管理體制,加強流域管理的人才培訓(xùn)工作;5)注意大流域治理戰(zhàn)略研究,對多數(shù)發(fā)展中國家來說,迫切需要制定大河流域管理的中長期規(guī)劃;6)加強流域管理科學(xué)研究.隨著科學(xué)的發(fā)展和本學(xué)科知識的豐富,流域開發(fā)或管理現(xiàn)在不僅包括傳統(tǒng)意義上的水土保持,也更側(cè)重于生態(tài)系統(tǒng)的管理和流域上中下游的協(xié)調(diào)發(fā)展與可持續(xù)發(fā)展[10].2.5流域地理學(xué)的研究對象流域地理學(xué)的思想早已存在,現(xiàn)在作為一門學(xué)科提出盡管不十分成熟,但此嘗試有意針對流域?qū)嵺`的上述問題去嘗試并積累資料;另外流域地理學(xué)的一個重要意義在于它是地理學(xué)理論研究和實際應(yīng)用相結(jié)合最適宜的“實驗地”,尤其是綜合研究陸地與水域相互作用的地球表層系統(tǒng).上述學(xué)科中,水文學(xué)值得參考的是其研究方法或手段,用其或改進其方法有利于獲取流域的基本資料;湖泊學(xué)可以看成流域地理學(xué)的主要來源,因為水既是流域的“驅(qū)動因子”,也是最終的“受害者”.流域由不同的水、陸生態(tài)系統(tǒng)組成,但對水的研究是對流域研究的出發(fā)點和落腳點,系統(tǒng)生態(tài)學(xué)提供了一種研究思想和操作思路,景觀生態(tài)學(xué)提供了大尺度的流域研究思互作用提供了物質(zhì)流、能量流的研究方法與戰(zhàn)略眼光.地理學(xué)與區(qū)域科學(xué)作為流域地理學(xué)的學(xué)科之母,無疑是其理論、方法與技術(shù)的基礎(chǔ)與支撐.流域開發(fā)和管理,既是流域經(jīng)濟地理學(xué)的核心內(nèi)容,又在方法與目的上實現(xiàn)了流域地理學(xué)的應(yīng)用性與理論性的統(tǒng)一.根據(jù)上述流域地理學(xué)學(xué)科基礎(chǔ)的分析,流域地理學(xué)就是以流域為研究單元,應(yīng)用現(xiàn)代地理學(xué)的理論和系統(tǒng)、綜合集成的研究方法,研究流域內(nèi)人類活動、地理環(huán)境、水體等各子系統(tǒng)間的物質(zhì)、能量、信息流的演變規(guī)律的一門學(xué)科.在研究流域作為復(fù)合地域系統(tǒng)的形態(tài)-結(jié)構(gòu)-功能的基礎(chǔ)上,進一步從中、大尺度對流域內(nèi)各種人類活動,如資源開發(fā)、保護與環(huán)境治理問題、流域上中下游協(xié)調(diào)發(fā)展與生態(tài)補償?shù)冗M行研究,為流域中以“水體”為核心的合理開發(fā)利用決策提供理論依據(jù).
針對流域地理學(xué)上述理論基礎(chǔ)與研究熱點及當(dāng)今地理學(xué)的發(fā)展趨勢和主要研究目標(biāo),可提出流域地理學(xué)近期主要研究內(nèi)容:1)流域形成的(地理和氣候的)歷史背景及發(fā)展演變過程;2)流域系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)—功能—形態(tài)互動機制;3)流域資源環(huán)境評價與承載力,生態(tài)環(huán)境變化對流域景觀格局的影響和響應(yīng);4)流域內(nèi)人地關(guān)系地域系統(tǒng)發(fā)生與演化的規(guī)律及其時空分異和調(diào)控機理;5)流域內(nèi)生物生產(chǎn)力及生物分布格局,它們與流域結(jié)構(gòu)、功能和形態(tài)動態(tài)間的關(guān)系;6)水體作為陸地“生境島嶼”的島嶼生物地理學(xué)研究;7)流域內(nèi)河岸緩沖帶演變過程及其對社會經(jīng)濟發(fā)展的影響;8)地下水及其變化(如開采、污染等)對地表環(huán)境的影響,地下水與地表水作用界面演化;9)不同尺度上對流域結(jié)構(gòu)—功能—形態(tài)的研究,探索某一時空尺度上格局、過程如何影響其它尺度上的格局和過程;10)流域內(nèi)自然侵蝕和人為加速侵蝕與環(huán)境演變過程的研究,流域水土保持等;11)土地和水利用變化如何影響流域人地關(guān)系過程,確定由此帶來生態(tài)學(xué)后果及與區(qū)域或全球變化的關(guān)系;12)流域生態(tài)環(huán)境整治的地理工程,流域城市、人類活動及經(jīng)濟社會發(fā)展;13)流域水系的環(huán)境背景值及環(huán)境容納量,污染的治理與資源化地理工程系統(tǒng);14)流域開發(fā)的地理學(xué)后果與對策,水資源工程綜合評價、自然災(zāi)害的評估與預(yù)警;15)流域內(nèi)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展,林-農(nóng)-漁復(fù)合系統(tǒng)優(yōu)化結(jié)構(gòu)的技術(shù)及示范和應(yīng)用;16)流域綜合開發(fā)和協(xié)調(diào)發(fā)展的指標(biāo)體系,流域GIS與智能流域系統(tǒng)的建立;17)流域發(fā)展規(guī)劃及流域可持續(xù)發(fā)展對策與應(yīng)用;18)對流域地理學(xué)本身的思考與研究,如概念、內(nèi)涵、理論、調(diào)查及實驗分析方法和對相關(guān)工作的總結(jié)歸納.
開展流域地理學(xué)研究,需要多學(xué)科、多專業(yè)的交叉滲透和聯(lián)合攻關(guān),它屬于長期人地關(guān)系地域系統(tǒng)研究范疇.它的開展將是一個用人多、耗費大、歷時長的過程,但必須盡快著手準(zhǔn)備,爭取早日系統(tǒng)地開展并確立優(yōu)勢.就國家而言,可考慮與科技扶貧、流域整治、環(huán)境治理等工作相結(jié)合,并充分利用現(xiàn)有生態(tài)網(wǎng)絡(luò),水文、氣象、地質(zhì)等自然要素監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)以及全國擁有地理科學(xué)類及相關(guān)專業(yè)的科研院所,以期在全國范圍內(nèi)展開流域地理學(xué)研究.近期可在重點區(qū)域和類型中,選取一些具有代表性的中等尺度的流域,組織若干與流域地理學(xué)研究相關(guān)的研究單位共同協(xié)作,聯(lián)合開展流域地理學(xué)研究.
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