在我国进行小流域综合治理并形成一些治理理论的同时,国外的一些专家也获得了理论上的突破,流域生态学就是其中的代表。“流域生态学是一门新兴的交叉学科,它把整个流域作为一个系统,研究其自然、社会和经济等组件的结构和功能以及他们之间的相互作用”[10]。尽管流域生态学的理论和方法刚刚发展,但是以生态学理论为指导,以流域为单元,作为整治环境、发展经济的指导,已经在国外取得了明显成效,如俄罗斯伏尔加河流域、第聂伯河流域,美国的密西西比河流域、哥伦比亚河流域,欧洲的莱茵河流域等,均在实践中有所建树。
目前,流域生态学的理论主要包括:
(1)河流连续性理论。河流连续性是把河流网络看成一个整体系统,强调构成河流的地理地带及其物理化学过程、生物群落功能等在地理空间上的关联、动态和连续过程。
(2)生态交错带理论。生态交错带是指相邻生态系统之间的过度地带,由于相邻生态系统相互作用形成了具有不同时空尺度的一系列特征,边界性和梯度性明显,其结构变化速率、物质能量运转过程、系统的稳定性及抗干扰能力、对全球变化的敏感性等方面均表现出可明显表达的脆弱性。流域中的水陆交错带最明显也最重要,由于水陆交错带具备保持物种多样性、拦截和过滤物质流、稳定比邻生态系统、净化水体等生态功能,同时又是相对脆弱的地带,被认为是流域生态学研究和流域可持续发展实践所应密切关注的地带。
(3)复合生态系统理论。流域是一个社会、经济、自然复合生态系统,流域自然、经济、社会三大子系统内的各要素在时间和空间上以社会需求为动力,通过投入产出链渠道,应用科学技术手段有机组合在一起,构成一个开放的系统,通过子系统相互作用,形成流域有序而复杂的结构,完成物质循环、能量流动、信息传递、资金增值等功能。(www.daowen.com)
(4)等级系统理论。20世纪80年代以来,等级系统概念被生态学界所广泛接受,认为生态系统是具有若干组织层次的等级系统。高等级层次的生态学过程往往是大尺度、低频率、慢速度,而低等级层次的过程表现为小尺度、高频率、快速度,处于高层次的过程对低层次的过程有制约作用。
流域生态学对流域生态系统结构和功能的研究在两个层次上展开:①把整个流域作为一个水陆相互结合、相互作用的大系统,研究流域内不同组成子系统之间的物质能量流动规律;②研究流域内各主要组成系统的结构和功能,如河流、湖泊、自然植被、农田、城市等,研究这些系统本身的物质和能量流动规律及其在流域整体中的作用。
同时,它针对流域生态系统的运行机理,在摸清流域生态系统各参数的基础上,对流域生态系统进行实验性的管理。
流域生态系统管理是流域生态学研究和应用的核心内容,它包括流域内水资源合理配置和水质保护等的水管理,以及水土保持、林业、农业、土地等的管理,是在认识管理对象客观规律的基础上,结合社会经济发展,通过规划等政策措施,促进流域内生态、经济、社会效益的最佳发挥。尽管流域在地理学上有明确的界限,但是,流域是一个开放系统,与外界有着密切的联系与交流;流域内不同等级的组织之间,也存在着物质和能量的联系,正是这些物质和能量上的密切联系,使得不同等级的组织构成了流域的整体结构。对局部的干扰,可以影响流域整体;而对局部的控制,有可能使流域的整体得到一定程度的调节。因此,对于流域生态系统的管理必须综合考虑,整体协调。流域生态学从分析流域生态系统结构属性的机理出发,展现了流域生态系统内部自然、社会、经济各要素紧密相连的整体性特征。它的研究打破了传统流域管理机械、狭隘的思想,为现代流域管理提供了崭新的思路与方法,并为流域生态系统管理的制度构建奠定了科学基础。
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