水文学与湖泊学水文学是研究地球各种水体的形成与运动规律、地理分布的科学,基本内容是地球上的水分循环及水量平衡[1].流域作为水文学研究内容的一个重要组成部分,各流域的水资源形成演变规律及其开发利用条件对流域地理过程和人类生产活动有综合影响.因此,水文学特别是水资源的评价、规划、开发、利用、管理、保护、配置、调控有关的理论、应用技术与方法和水资源及水环境承载能力等有关内容对于流域地理学的研究有着重要的意义.湖泊学研究[3]的是陆地水体,强调物理环境.早期湖泊学研究致力于湖泊分类,强调湖泊的物理性状而非生物学特性,稍后一些湖沼学家从流域角度认识湖泊,并认为其是研究内陆水体生物生产力和决定生产力所有影响因素的科学分支,未来仍将主要围绕水域生产力、水产资源开发和管理以及水域环境保护等重要议题进行.作为流域重要组成部分的湖泊,必将是流域地理学研究的重要对象.
生态学与环境科学生态学[4]是研究生物与其环境之间相互关系的科学,其研究方法经过描述——实验——物质定量三个阶段.流域是一个复杂的生态系统,早期生态系统研究致力于发展一种详尽的、综合性的针对具体生态系统结构和功能进行的研究,着眼于具体的小流域是怎样工作的,要求提供生态系统参数的信息并对生态系统进行实验性管理.现有研究从生态系统这一层次对其整体结构、功能和动态等基础研究并不深入,导致对自然生态系统的预测和调控存在困难.从全世界来看,如何优化管理自然生态系统这一问题的研究进展是缓慢的.因此,关于生态系统整体结构、功能及调控机理的研究,仍是当前生态系统研究的重点.而流域作为生态系统,自然着眼于水-陆的相互作用,尤其是流域内不同生态系统之间信息、能量、物质的变动规律及流域内不同景观(高地、沿岸带、水体)间的上述关系.有着明确边界的流域,流域地理学需要将两种(淡水和陆地生态系统)生态系统研究相结合,或是其中一种向另一种的拓展.环境科学[5]是一门研究环境物理、化学、生物三个部分,尤其是研究人类社会发展活动与环境演化规律之间相互作用的关系,寻求人类社会与环境协同演化、持续发展途径与方法的科学.就世界范围来说,环境科学成为一门科学还是近20~30年的事情.环境保护是当今世界共同关心的重大社会经济问题,也是科学技术领域里重大的研究课题.环境科学是在现代社会经济和科学发展过程中形成的一门综合性科学.流域地理学研究的重要内容之一就是关注人类活动对地理环境的环境效应与环境响应,因此,环境科学是流域地理学研究中值得借鉴的基础.地理学与区域科学地理学是研究地球表层自然要素与人文要素相互作用及其形成、演化,地域分异和人地关系的科学[6].它所面对的是复杂的地球表层系统,由大气圈、水圈、岩石圈、生物圈与人类圈所构成的统一整体,是各种自然现象、人文现象组合在一起的复杂系统.现代地理学发展和继承了近代地理学的综合性、区域性思想与观念,已经形成涵盖自然地理学、人文地理学、地理信息科学等众多分支的科学体系.流域自古以来便是集聚人口、城镇、经济活动的重要区域,而今全球大河流域仍然是地球表层人口-经济-城镇最为密集的区域.流域的资源、环境和发展需要一系列的科学研究命题,如流域水资源的评价、规划、开发、利用、管理、保护、配置、调控有关的理论、应用技术与方法的研究等.区域科学[7]将区域作为一个有机整体(自然、社会、经济综合体)进行研究的科学.着重揭示经济社会活动的空间分布、区域矛盾和区域分异规律.它以区域为对象,将具体地域分为均质区域、节点区域和区域系统表象的依赖于空间的经济体,且经济体是具有资源——环境结构、人口经济结构、城镇体系、空间结构、地缘结构的地理单元抽象.2000年以后,美国国家科学基金将其传统的资助领域geography更改为geographyandregionalscience,确定了区域科学与地理学的互补关系和作为一个科学门类的主体地位.区域科学创始人的WalterIsard说:“作为一门科学的区域科学,关心的是用各种各样的解析性研究和实证性研究相结合的方法对区域内或空间范围内的经济社会问题进行细致耐心的研究”.由此可知,区域科学对于流域的经济社会分析、空间结构、流域进化、流域开发与治理政策及创新具有重要的借鉴价值.
流域开发与管理流域开发,既是人类对流域资源认识与利用的过程,又是流域人工化的过程.流域开发始于流域的水资源利用,尤其是作为生命之水和动力之水的利用,由此形成了流域规划与管理.流域规划起源于1933年美国田纳西河流域管理局(TennesseeValleyAuthority,TVA)制定了完整的田纳西河流域开发计划,并成为典范.随后,国外许多大河流域都开始了相关开发与治理规划,绝大多数工作着眼于流域水资源、矿产资源开发利用,以及遭到破坏的流域生态恢复和实现流域经济可持续发展等方面.并且已认识到流域规划是自然、经济、社会多因素和多目标综合性区域开发,是国土综合开发与规划的一个环节,提出了流域综合开发模式、以水资源为中心的开发模式、环境整治开发模式三种模式.而国内学者对流域开发与规划的关注可以分为三个阶段:建国初期关注流域旱灾与洪涝等自然灾害的治理;改革开放前重点关注流域水能、矿产开发和流域水资源跨地区平衡;改革开放后重点关注以流域上中下游基础设施和产业布局为中心的综合规划,初步提出流域综合规划“点-轴-面”模式.近年来,随着南水北调和西电东输工程的开建,流域综合规划又成为研究热点,如关注西北干旱区域的流域产业布局、侧重三峡、南水北调工程实施对水源地生态安全与产业综合发展、侧重新型产业化和区域经济一体化视角下的流域产业发展[8].流域管理是指以流域为单位,对水资源的开发、利用、保护和调配进行的综合管理活动,旨在充分发挥水资源的经济效益和生态环境效益,实现流域可持续发展.而联合国粮农组织林业委员会根据当今全球各国实践认为当前流域管理的主要任务[9]:1)注意合理利用山区土地资源,推广多种经营的体制,用经济手段鼓励水土保持工作;2)提高流域管理的技术水平,实现施工机械化,降低治理成本;3)注意分析流域管理的经济效益,加强规划技术的研究和国际间技术合作与交流;4)研究流域管理的法规与管理体制,加强流域管理的人才培训工作;5)注意大流域治理战略研究,对多数发展中国家来说,迫切需要制定大河流域管理的中长期规划;6)加强流域管理科学研究.随着科学的发展和本学科知识的丰富,流域开发或管理现在不仅包括传统意义上的水土保持,也更侧重于生态系统的管理和流域上中下游的协调发展与可持续发展[10].2.5流域地理学的研究对象流域地理学的思想早已存在,现在作为一门学科提出尽管不十分成熟,但此尝试有意针对流域实践的上述问题去尝试并积累资料;另外流域地理学的一个重要意义在于它是地理学理论研究和实际应用相结合最适宜的“实验地”,尤其是综合研究陆地与水域相互作用的地球表层系统.上述学科中,水文学值得参考的是其研究方法或手段,用其或改进其方法有利于获取流域的基本资料;湖泊学可以看成流域地理学的主要来源,因为水既是流域的“驱动因子”,也是最终的“受害者”.流域由不同的水、陆生态系统组成,但对水的研究是对流域研究的出发点和落脚点,系统生态学提供了一种研究思想和操作思路,景观生态学提供了大尺度的流域研究思互作用提供了物质流、能量流的研究方法与战略眼光.地理学与区域科学作为流域地理学的学科之母,无疑是其理论、方法与技术的基础与支撑.流域开发和管理,既是流域经济地理学的核心内容,又在方法与目的上实现了流域地理学的应用性与理论性的统一.根据上述流域地理学学科基础的分析,流域地理学就是以流域为研究单元,应用现代地理学的理论和系统、综合集成的研究方法,研究流域内人类活动、地理环境、水体等各子系统间的物质、能量、信息流的演变规律的一门学科.在研究流域作为复合地域系统的形态-结构-功能的基础上,进一步从中、大尺度对流域内各种人类活动,如资源开发、保护与环境治理问题、流域上中下游协调发展与生态补偿等进行研究,为流域中以“水体”为核心的合理开发利用决策提供理论依据.
针对流域地理学上述理论基础与研究热点及当今地理学的发展趋势和主要研究目标,可提出流域地理学近期主要研究内容:1)流域形成的(地理和气候的)历史背景及发展演变过程;2)流域系统的结构—功能—形态互动机制;3)流域资源环境评价与承载力,生态环境变化对流域景观格局的影响和响应;4)流域内人地关系地域系统发生与演化的规律及其时空分异和调控机理;5)流域内生物生产力及生物分布格局,它们与流域结构、功能和形态动态间的关系;6)水体作为陆地“生境岛屿”的岛屿生物地理学研究;7)流域内河岸缓冲带演变过程及其对社会经济发展的影响;8)地下水及其变化(如开采、污染等)对地表环境的影响,地下水与地表水作用界面演化;9)不同尺度上对流域结构—功能—形态的研究,探索某一时空尺度上格局、过程如何影响其它尺度上的格局和过程;10)流域内自然侵蚀和人为加速侵蚀与环境演变过程的研究,流域水土保持等;11)土地和水利用变化如何影响流域人地关系过程,确定由此带来生态学后果及与区域或全球变化的关系;12)流域生态环境整治的地理工程,流域城市、人类活动及经济社会发展;13)流域水系的环境背景值及环境容纳量,污染的治理与资源化地理工程系统;14)流域开发的地理学后果与对策,水资源工程综合评价、自然灾害的评估与预警;15)流域内农业产业化发展,林-农-渔复合系统优化结构的技术及示范和应用;16)流域综合开发和协调发展的指标体系,流域GIS与智能流域系统的建立;17)流域发展规划及流域可持续发展对策与应用;18)对流域地理学本身的思考与研究,如概念、内涵、理论、调查及实验分析方法和对相关工作的总结归纳.
开展流域地理学研究,需要多学科、多专业的交叉渗透和联合攻关,它属于长期人地关系地域系统研究范畴.它的开展将是一个用人多、耗费大、历时长的过程,但必须尽快着手准备,争取早日系统地开展并确立优势.就国家而言,可考虑与科技扶贫、流域整治、环境治理等工作相结合,并充分利用现有生态网络,水文、气象、地质等自然要素监测网络以及全国拥有地理科学类及相关专业的科研院所,以期在全国范围内展开流域地理学研究.近期可在重点区域和类型中,选取一些具有代表性的中等尺度的流域,组织若干与流域地理学研究相关的研究单位共同协作,联合开展流域地理学研究.
【河流地理学的重要内容综述】相关文章：
★ 谈中国地理的复习
