黃土高原多尺度流域環(huán)境演變下的水文生態(tài)響應(yīng)

內(nèi)容概要

　　《黃土高原多尺度流域環(huán)境演變下的水文生態(tài)響應(yīng)》以黃土高原多尺度耦合流域?yàn)檠芯繉?duì)象，采用動(dòng)力水文過(guò)程測(cè)定技術(shù)、景觀生態(tài)學(xué)測(cè)度方法以及成熟的水文觀測(cè)方法，結(jié)合多年水文氣象觀測(cè)資料，介紹了不同尺度流域土地利用/覆被變化過(guò)程和氣候要素及水文要素的變化現(xiàn)狀，分析了流域環(huán)境演變對(duì)水文生態(tài)的影響，并應(yīng)用分布式水文模型SWAT模型和TOPOG模型進(jìn)行了不同尺度流域水文生態(tài)過(guò)程模擬，分析了在未來(lái)變化環(huán)境下黃土高原不同尺度流域的生態(tài)水文響應(yīng)過(guò)程，并在此基礎(chǔ)上揭示了土地利用/覆被對(duì)水文功能的影響與調(diào)節(jié)機(jī)制，解析多尺度流域耦合的水文生態(tài)對(duì)土地利用變化的響應(yīng)機(jī)制，為黃土高原區(qū)水資源的保護(hù)、開(kāi)發(fā)和合理利用以及生態(tài)環(huán)境建設(shè)工程提供重要理論依據(jù)?！　　饵S土高原多尺度流域環(huán)境演變下的水文生態(tài)響應(yīng)》可供水土保持學(xué)、林學(xué)、生態(tài)學(xué)、水文學(xué)、環(huán)境科學(xué)、地理學(xué)等專業(yè)的研究、管理人員及高等院校相關(guān)專業(yè)的師生參考。

書籍目錄

叢書序 前言 第1章緒論 1.1環(huán)境演變下的水文生態(tài)響應(yīng) 1.1.1土地利用／覆被變化的水文生態(tài)過(guò)程響應(yīng) 1.1.2氣候變化的水文生態(tài)響應(yīng) 1.1.3氣候和土地利用／覆被變化的生態(tài)水文響應(yīng)研究方法 1.1.4存在的問(wèn)題及發(fā)展方向 1.2研究區(qū)概況 1.2.1研究區(qū)域自然環(huán)境概況 1.2.2研究流域概況 1.3研究方法與技術(shù)路線 1.3.1基礎(chǔ)數(shù)據(jù)收集 1.3.2水文氣象變化趨勢(shì)性診斷方法 1.3.3模型模擬方法 第2章流域土地利用／覆被變化過(guò)程分析 2.1流域土地利用類型變化分析 2.1.1不同時(shí)期土地利用類型的構(gòu)成 2.1.2流域土地利用類型變化過(guò)程 2.2流域土地利用／覆被景觀格局研究 2.2.1流域景觀特征指數(shù)的選擇與確定 2.2.2流域土地利用景觀動(dòng)態(tài)變化 2.3流域未來(lái)土地利用變化預(yù)測(cè) 2.3.1預(yù)測(cè)方法 2.3.2預(yù)測(cè)結(jié)果 第3章流域氣候要素變化分析 3.1安家溝小流域降水動(dòng)態(tài)變化分析 3.1.1降水的年際動(dòng)態(tài) 3.1.2降水的豐枯年分析 3.1.3降水的年內(nèi)分析 3.1.4小流域降水特性分析 3.2呂二溝小流域降水變化特征及趨勢(shì)性檢驗(yàn) 3.2.1降水的時(shí)間異質(zhì)性 3.2.2降水的空間異質(zhì)性 3.3羅玉溝流域降水變化及趨勢(shì)性檢驗(yàn) 3.3.1降水的年際變化 3.3.2年際降水變化的趨勢(shì)檢驗(yàn) 3.3.3降水的年內(nèi)分配特征 3.4藉河流域降水變化及趨勢(shì)性檢驗(yàn) 3.4.1降水的年際變化 3.4.2年際降水變化的趨勢(shì)檢驗(yàn) 3.4.3降水的年內(nèi)分配特征 3.5流域氣溫變化特征及趨勢(shì)性檢驗(yàn) 3.5.1氣溫的年際變化 3.5.2氣溫的變化趨勢(shì)檢驗(yàn) 3.5.3氣溫的年內(nèi)變化 3.6流域潛在蒸散發(fā)的變化規(guī)律及趨勢(shì)性檢驗(yàn) 3.6.1呂二溝流域 3.6.2羅玉溝流域 第4章環(huán)境演變對(duì)流域水文生態(tài)的影響分析 4.1徑流、泥沙變化分析 4.1.1呂二溝小流域徑流輸沙變化過(guò)程分析 4.1.2羅玉溝流域徑流量—輸沙量關(guān)系分析 4.1.3藉河流域徑流量—輸沙量關(guān)系分析 4.2實(shí)際蒸散發(fā)的變化分析 4.2.1實(shí)際蒸散發(fā)的計(jì)算方法 4.2.2實(shí)際蒸散的年際變化以及趨勢(shì)性變化 4.2.3實(shí)際蒸散的流域水量平衡法驗(yàn)證 4.2.4實(shí)際蒸散量、潛在蒸散量與氣象因子之間的關(guān)系 4.3水文生態(tài)對(duì)土地利用和氣候變化的響應(yīng) 4.3.1呂二溝小流域 4.3.2羅玉溝流域 4.3.3藉河流域 第5章基于分布式水文模型SWAT的水文生態(tài)分析 5.1藉河流域的水文生態(tài)分析 5.1.1SWAT數(shù)據(jù)庫(kù)的建立 5.1.2基于DEM的水文參數(shù)提取 5.1.3模型參數(shù)的敏感性分析 5.1.4流域徑流輸沙模擬的參數(shù)率定與驗(yàn)證 5.1.5流域徑流泥沙模擬與驗(yàn)證的結(jié)果分析 5.1.6模型的不確定性分析 5.2羅玉溝流域的水文生態(tài)分析 5.2.1SWAT模型數(shù)據(jù)庫(kù)的建立 5.2.2子流域的劃分以及水文響應(yīng)單元 5.2.3參數(shù)的敏感性分析 5.2.4模型參數(shù)的校準(zhǔn)與率定 5.2.5徑流模擬與驗(yàn)證的結(jié)果分析 5.2.6泥沙模擬與驗(yàn)證的結(jié)果分析 5.2.7蒸散模擬與驗(yàn)證的結(jié)果分析 5.2.8水質(zhì)模擬與驗(yàn)證的結(jié)果分析 5.2.9模型中特殊土地利用類型梯田參數(shù)的率定 5.2.10模型中土地利用類型—林地參數(shù)的率定 5.2.11模型的不確定性分析 5.3安家溝小流域 5.3.1研究流域基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)建及運(yùn)行 5.3.2安家溝流域SWAT模型參數(shù)率定及敏感性分析 第6章基于SWAT模型的未來(lái)環(huán)境演變下的水文生態(tài)響應(yīng)模擬 6.1土地利用／覆被變化對(duì)水文生態(tài)的影響模擬 6.1.1土地利用情景變化的構(gòu)建 6.1.2不同土地利用／覆被變化的模擬結(jié)果 6.2氣候變化對(duì)水文生態(tài)的影響模擬 6.2.1氣候波動(dòng)情景建立 6.2.2氣候變化下的流域水文水質(zhì)預(yù)測(cè) 6.3流域不同土地利用和氣候變化對(duì)水文生態(tài)的影響模擬 6.3.1藉河流域的水文生態(tài)模擬結(jié)果 6.3.2羅玉溝流域的水文生態(tài)模擬結(jié)果 第7章基于TOPOG模型的小流域生態(tài)水文過(guò)程分析 7.1TOPOG模型的優(yōu)化 7.1.1TOPOG模型存在問(wèn)題 7.1.2優(yōu)化思路 7.1.3模型優(yōu)化 7.2參數(shù)確定 7.2.1土壤參數(shù) 7.2.2氣象參數(shù) 7.2.3植被參數(shù) 7.2.4徑流泥沙參數(shù) 7.2.5參數(shù)確定 7.3地形分析 7.4穩(wěn)態(tài)模擬 7.4.1濕度指數(shù)模擬分析 7.4.2侵蝕危險(xiǎn)指數(shù)模擬分析 7.4.3崩塌危險(xiǎn)指數(shù)模擬分析 7.5生態(tài)水文過(guò)程動(dòng)態(tài)模擬與適用性檢驗(yàn) 7.5.1評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取 7.5.2徑流模擬值與實(shí)際值對(duì)比分析 7.5.3泥沙模擬值與實(shí)際值對(duì)比分析 7.5.4TOPOG模型適應(yīng)性檢驗(yàn) 7.6基于TOPOG模型的呂二溝小流域生態(tài)水文過(guò)程模擬 7.6.1生態(tài)水文過(guò)程預(yù)測(cè)模擬 7.6.2水資源變化及再分配分析 7.6.3生態(tài)水文過(guò)程變化成因分析 參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁(yè)：   插圖：   第1章緒論 1.1環(huán)境演變下的水文生態(tài)響應(yīng) 環(huán)境演變是當(dāng)前科學(xué)界在不同領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)問(wèn)題，它關(guān)系著人類的生存和經(jīng)濟(jì)發(fā)展。國(guó)際科學(xué)界于20世紀(jì)60年代組織了“國(guó)際生物學(xué)計(jì)劃”（IBP），70年代組織了“人與生物圈計(jì)劃”（MAB），80年代組織了“國(guó)際地圈生物圈計(jì)劃”（IGBP）。可以看出，這些計(jì)劃具有朝著宏觀和交叉方向延展、由側(cè)重自然朝著側(cè)重自然與人類相結(jié)合發(fā)展的趨勢(shì)。尤其是“國(guó)際地圈生物圈計(jì)劃”的實(shí)施，標(biāo)志著人類對(duì)地球環(huán)境變化的認(rèn)識(shí)已從單純學(xué)科的研究轉(zhuǎn)而進(jìn)行以對(duì)地圈、水圈、生物圈、大氣圈、人類圈以及地球運(yùn)轉(zhuǎn)軌道變化等共同作用的巨大系統(tǒng)的研究。隨著地球上人口的高速增長(zhǎng)，人類活動(dòng)對(duì)地理環(huán)境形成了巨大的壓力，這造成了自然資源的大量消耗，水土流失和荒漠化，嚴(yán)重威脅著干旱、半干旱地帶的發(fā)展。環(huán)境演變的研究?jī)?nèi)容也越來(lái)越廣泛，包括大氣圈的演變，海岸帶變遷，動(dòng)植物群的演變，陸地水文的變化，以及這些變化的人類因素影響及研究方法等。氣候是環(huán)境變遷中最活躍的因素，研究過(guò)去氣候演變的規(guī)律，探討過(guò)去人類活動(dòng)與環(huán)境演變的耦合關(guān)系已成為目前國(guó)際研究的熱點(diǎn)。黃土高原地區(qū)位于中國(guó)境內(nèi)全球變化反應(yīng)敏感的生態(tài)過(guò)渡地帶，是近年來(lái)中國(guó)環(huán)境演變研究的重點(diǎn)區(qū)域?？紤]到本課題研究需要，本書所指的環(huán)境演變主要是指黃土高原上的氣候變化和土地利用／覆被變化（land—useandland—coverchange，LUCC），主要考慮黃土高原氣候變化和土地利用／覆被變化這種環(huán)境演變下對(duì)不同流域水文生態(tài)的影響。 水是生命之源，是支撐地球社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)發(fā)展不可替代的資源和物質(zhì)基礎(chǔ)。但是，近些年來(lái)社會(huì)發(fā)展的步伐越來(lái)越快，人口數(shù)量也迅速膨脹，不同國(guó)家或地區(qū)均出現(xiàn)了許多與水相關(guān)的問(wèn)題（李麗娟等，2007）。由于這種全球變化、人類活動(dòng)的負(fù)面影響，造成地球上水的循環(huán)在不斷發(fā)生變化，許多地區(qū)正在發(fā)生嚴(yán)重的水問(wèn)題與危機(jī)，如洪水、干旱、水體污染、水土流失、荒漠化加劇、地下水超采等，成為限制區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵性因子，因此變化環(huán)境下的水文循環(huán)研究也成為國(guó)際地球科學(xué)發(fā)展中的一個(gè)重要方面（夏軍，2002；魏文秋，1999）。 流域水文生態(tài)是全球氣候變化和土地利用／覆被變化響應(yīng)綜合作用的整體，近年來(lái)全球氣候大幅度變暖，水循環(huán)加快，降水和蒸發(fā)相應(yīng)地發(fā)生很大變化，流域徑流對(duì)于全球變化如何響應(yīng)還是未知（Wilby，1995）。無(wú)論是氣候系統(tǒng)的自然變化，還是人類活動(dòng)影響的結(jié)果，全球氣候變暖趨勢(shì)已被大多人認(rèn)同（左海鳳，2006），IPCC在2001年氣候變化評(píng)估報(bào)告中指出，在過(guò)去的100年全球氣溫平均上升了（0.6±0.2）℃（IPCC，2001）。就我國(guó)來(lái)說(shuō)，變暖的速率地域間差異較大，我國(guó)東北地區(qū)升溫幅度最高；也有很多學(xué)者對(duì)中國(guó)近50年來(lái)的氣溫變化進(jìn)行過(guò)研究，結(jié)論是近50年氣溫明顯上升，全國(guó)平均氣溫變化速率為0.25℃／10a，過(guò)去半個(gè)世紀(jì)以來(lái)全國(guó)氣溫平均上升約1.3℃（符淙斌，1996；于梅等，2009）。

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