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為研究對象，采用動力水文過程測定技術(shù)、景觀生態(tài)學測度方法以及成熟的水文觀測方法，結(jié)合多年水文氣象觀測資料，介紹了不同尺度流域土地利用/覆被變化過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模型進行了不同尺度流域水文生態(tài)過程模擬，分析了在未來變化環(huán)境下黃土高原不同尺度流域的生態(tài)水文響應(yīng)過程，并在此基礎(chǔ)上揭示了土地利用/覆被對水文功能的影響與調(diào)節(jié)機制，解析多尺度流域耦合的水文生態(tài)對土地利用變化的響應(yīng)機制，為黃土高原區(qū)水資源的保護、開發(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、林學、生態(tài)學、水文學、環(huán)境科學、地理學等專業(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／覆被變化過程分析 2.1流域土地利用類型變化分析 2.1.1不同時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態(tài)變化 2.3流域未來土地利用變化預(yù)測 2.3.1預(yù)測方法 2.3.2預(yù)測結(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態(tài)變化分析 3.1.1降水的年際動態(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性檢驗 3.2.1降水的時間異質(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性檢驗 3.3.1降水的年際變化 3.3.2年際降水變化的趨勢檢驗 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性檢驗 3.4.1降水的年際變化 3.4.2年際降水變化的趨勢檢驗 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性檢驗 3.5.1氣溫的年際變化 3.5.2氣溫的變化趨勢檢驗 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)律及趨勢性檢驗 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實際蒸散發(fā)的變化分析 4.2.1實際蒸散發(fā)的計算方法 4.2.2實際蒸散的年際變化以及趨勢性變化 4.2.3實際蒸散的流域水量平衡法驗證 4.2.4實際蒸散量、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)率定與驗證 5.1.5流域徑流泥沙模擬與驗證的結(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)的校準與率定 5.2.5徑流模擬與驗證的結(jié)果分析 5.2.6泥沙模擬與驗證的結(jié)果分析 5.2.7蒸散模擬與驗證的結(jié)果分析 5.2.8水質(zhì)模擬與驗證的結(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)庫的構(gòu)建及運行 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氣候變化對水文生態(tài)的影響模擬 6.2.1氣候波動情景建立 6.2.2氣候變化下的流域水文水質(zhì)預(yù)測 6.3流域不同土地利用和氣候變化對水文生態(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)水文過程分析 7.1TOPOG模型的優(yōu)化 7.1.1TOPOG模型存在問題 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侵蝕危險指數(shù)模擬分析 7.4.3崩塌危險指數(shù)模擬分析 7.5生態(tài)水文過程動態(tài)模擬與適用性檢驗 7.5.1評價指標的選取 7.5.2徑流模擬值與實際值對比分析 7.5.3泥沙模擬值與實際值對比分析 7.5.4TOPOG模型適應(yīng)性檢驗 7.6基于TOPOG模型的呂二溝小流域生態(tài)水文過程模擬 7.6.1生態(tài)水文過程預(yù)測模擬 7.6.2水資源變化及再分配分析 7.6.3生態(tài)水文過程變化成因分析 參考文獻

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   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)境演變是當前科學界在不同領(lǐng)域研究的熱點問題，它關(guān)系著人類的生存和經(jīng)濟發(fā)展。國際科學界于20世紀60年代組織了“國際生物學計劃”（IBP），70年代組織了“人與生物圈計劃”（MAB），80年代組織了“國際地圈生物圈計劃”（IGBP）?？梢钥闯觯@些計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。尤其是“國際地圈生物圈計劃”的實施，標志著人類對地球環(huán)境變化的認識已從單純學科的研究轉(zhuǎn)而進行以對地圈、水圈、生物圈、大氣圈、人類圈以及地球運轉(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，人類活動對地理環(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，嚴重威脅著干旱、半干旱地帶的發(fā)展。環(huán)境演變的研究內(nèi)容也越來越廣泛，包括大氣圈的演變，海岸帶變遷，動植物群的演變，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，研究過去氣候演變的規(guī)律，探討過去人類活動與環(huán)境演變的耦合關(guān)系已成為目前國際研究的熱點。黃土高原地區(qū)位于中國境內(nèi)全球變化反應(yīng)敏感的生態(tài)過渡地帶，是近年來中國環(huán)境演變研究的重點區(qū)域。考慮到本課題研究需要，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，是支撐地球社會經(jīng)濟系統(tǒng)發(fā)展不可替代的資源和物質(zhì)基礎(chǔ)。但是，近些年來社會發(fā)展的步伐越來越快，人口數(shù)量也迅速膨脹，不同國家或地區(qū)均出現(xiàn)了許多與水相關(guān)的問題（李麗娟等，2007）。由于這種全球變化、人類活動的負面影響，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)生嚴重的水問題與危機，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)研究也成為國際地球科學發(fā)展中的一個重要方面（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，流域徑流對于全球變化如何響應(yīng)還是未知（Wilby，1995）。無論是氣候系統(tǒng)的自然變化，還是人類活動影響的結(jié)果，全球氣候變暖趨勢已被大多人認同（左海鳳，2006），IPCC在2001年氣候變化評估報告中指出，在過去的100年全球氣溫平均上升了（0.6±0.2）℃（IPCC，2001）。就我國來說，變暖的速率地域間差異較大，我國東北地區(qū)升溫幅度最高；也有很多學者對中國近50年來的氣溫變化進行過研究，結(jié)論是近50年氣溫明顯上升，全國平均氣溫變化速率為0.25℃／10a，過去半個世紀以來全國氣溫平均上升約1.3℃（符淙斌，1996；于梅等，2009）。

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