中國西部典型內(nèi)陸河生態(tài)-水文研究

前言

　　西部大開發(fā)戰(zhàn)略，是中國政府在世紀(jì)之交做出的重大決策。旨在推動經(jīng)濟結(jié)構(gòu)的戰(zhàn)略性調(diào)整，促進地區(qū)經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展。是實施區(qū)域發(fā)展總體戰(zhàn)略的重要組成部分。然而，人類基本生存環(huán)境惡劣和生態(tài)脆弱是西部發(fā)展的重要制約因素；礦產(chǎn)資源、化石能源和水土資源的不合理利用，加劇了水資源的短缺和生態(tài)的破壞；環(huán)境質(zhì)量的退化和自然災(zāi)害的加重構(gòu)成了對重大基礎(chǔ)設(shè)施的威脅。因此，切實加強生態(tài)環(huán)境保護和建設(shè)，是推進西部開發(fā)重要而緊迫的任務(wù)，也是實施這一戰(zhàn)略的基礎(chǔ)。　　西部的環(huán)境和生態(tài)問題，根源在于陸地表層環(huán)境的脆弱性。然而，西部陸地表層過程的許多基本科學(xué)問題尚不清楚。例如，西部現(xiàn)代的環(huán)境狀況，哪些是自然因素造成的？哪些是人為因素導(dǎo)致的？塵暴中的粉塵到底是從哪里來的？關(guān)系到西北地區(qū)命脈的冰雪資源在氣候變化影響下將如何演化？西北干旱區(qū)和西南巖溶（喀斯特）地區(qū)的水循環(huán)過程遵循什么樣的規(guī)律？如何科學(xué)評估西部水資源的數(shù)量、質(zhì)量以及生態(tài)系統(tǒng)在其中的作用？在干旱半干旱地區(qū)，什么樣的植被覆蓋模式既有利于生態(tài)又不會對人類水資源的需求構(gòu)成嚴(yán)重制約？在西南地區(qū)的復(fù)雜地質(zhì)背景下，如何在提高工程設(shè)施穩(wěn)定性的同時保護環(huán)境和生態(tài)？對于這些問題的圓滿回答，依賴于對構(gòu)成陸地表層環(huán)境核心的土壤一植被一大氣系統(tǒng)基本過程及其演變背景的科學(xué)探索。而限制這一探索繼續(xù)深入的原因，主要是圍繞主攻科學(xué)目標(biāo)的多學(xué)科交叉和綜合不夠充分。首先，該領(lǐng)域的科學(xué)進展越來越多地依賴于長期持續(xù)的地面和空間遙感的觀測數(shù)據(jù)，這是靠單個科學(xué)家和個別項目難以完成和支撐的。其次，該領(lǐng)域的研究對象比較復(fù)雜，研究工作的深入越來越依賴于綜合集成和跨學(xué)科協(xié)同攻關(guān)。特別是，該領(lǐng)域許多學(xué)科雖然有著相近的研究對象，但往往出現(xiàn)學(xué)科背景不同的科學(xué)家之間難以溝通和對話的情形，問題主要在于各學(xué)科側(cè)重的時間或空間尺度存在較大的差異。為了有效地動員起解決西部環(huán)境和生態(tài)重大科學(xué)問題所需的廣泛的人才和技術(shù)，國家自然科學(xué)基金委員會于2001年啟動了“中國西部環(huán)境和生態(tài)科學(xué)”重大研究計劃（簡稱“西部計劃”），組織實施圍繞西部環(huán)境和生態(tài)建設(shè)的基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性和前瞻性的基礎(chǔ)研究項目。旨在以“重大研究計劃”的頂層設(shè)計來保證科學(xué)目標(biāo)的統(tǒng)一性和研究、觀測工作的持續(xù)性；鼓勵科學(xué)家圍繞總體科學(xué)目標(biāo)與核心科學(xué)問題從不同角度開展高水平的探索，以保證科學(xué)探索的綜合性和原始創(chuàng)新性；并以重大研究計劃中項目設(shè)置的靈活性來鼓勵競爭。

內(nèi)容概要

　　《中國西部典型內(nèi)陸河生態(tài)：水文研究》為國家自然科學(xué)基金委員會西部計劃支持的項目群的階段成果之一，是以我國西北部地區(qū)的黑河流域和塔里木河流域為單元的、多尺度的生態(tài)－水文科學(xué)的理論和案例研究，主要內(nèi)容包括基于觀測試驗?zāi)M的流域生態(tài)－水文過程研究、流域生態(tài)系統(tǒng)水循環(huán)與水平衡（資源）、人類活動與流域生態(tài)－水文系統(tǒng)相互作用、流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能、生態(tài)安全與生態(tài)系統(tǒng)健康及流域生態(tài)－水文研究亟待解決的科學(xué)問題等，以求深入探討以流域為單元，多尺度、綜合研討水文、生態(tài)、經(jīng)濟的科學(xué)問題，尋求流域水效益的提高?！　　吨袊鞑康湫蛢?nèi)陸河生態(tài)：水文研究》可供從事水文學(xué)、環(huán)境科學(xué)、生態(tài)學(xué)等專業(yè)的科研和管理人員，以及相關(guān)專業(yè)高等院校的師生及科技人員閱讀和參考。

書籍目錄

序前言上篇第l章 黑河流域概述1.1 黑河流域水資源及其利用1.2 黑河流域土地類型及其利用1.2.1 流域自然條件與土地分異1.2.2 流域土地分類1.2.3 土地類型的一般特征及其內(nèi)部分異1.3 黑河流域生態(tài)系統(tǒng)及其特征1.3.1 祁連山地系統(tǒng)1.3.2 綠洲系統(tǒng)1.3.3 荒漠系統(tǒng)第2章 黑河流域水系統(tǒng)2.1 黑河流域水系與水文地質(zhì)概況2.1.1 祁連山區(qū)2.1.2 北山地區(qū)2.1.3 走廊平原區(qū)2.2 黑河干流水系與徑流預(yù)測2.2.1 上游出山徑流的變化2.2.2 黑河干流出山徑流的預(yù)測2.2.3 黑河干流出山徑流對氣候變化的響應(yīng)2.3 黑河中游地下水系統(tǒng)2.3.1 平原區(qū)地下水分帶2.3.2 中游地表水、地下水轉(zhuǎn)化2.3.3 地下水平衡2.3.4 黑河中游盆地水資源轉(zhuǎn)化模型2.4 黑河流域水循環(huán)的同位素初步研究2.4.1 黑河上游不同水體的聯(lián)系2.4.2 б18表明黑河流域不同水體轉(zhuǎn)化2.4.3 放射性同位素T及14C揭示黑河流域地下水的更新速度的揭示2.5 巴丹吉林沙漠地下水來源研究2.5.1 巴丹吉林沙漠地下水與其周圍水體的關(guān)系研究2.5.2 巴丹吉林沙漠地下水與降水的關(guān)系研究2.5.3 巴丹吉林沙漠地下水來源及形成條件探討2.5.4 結(jié)論第3章 黑河流域生態(tài)一水文系統(tǒng)的地氣過程3.1 陸面水文過程與大氣過程相互作用3.1.1 陸面過程模式3.1.2 方案設(shè)計3.2 分布式基礎(chǔ)數(shù)據(jù)制備3.2.1 地形高程3.2.2 土地利用類型分布3.2.3 植被覆蓋度分布3.2.4 土壤質(zhì)地類型分布3.2.5 土壤特征參數(shù)修正3.2.6 模擬方案設(shè)計3.2.7 模擬結(jié)果分析3.3 荒漠、綠洲系統(tǒng)與大氣過程的相互作用3.4 大尺度資料轉(zhuǎn)換3.4.1 資料選取3.4.2 降尺度轉(zhuǎn)換方案3.4.3 主要結(jié)論3.5 地面蒸散的大氣遙感估算3.5.1 資料介紹3.5.2 計算方法3.5.3 計算個例及其驗證3.5.4 討論第4章 祁連山生態(tài)系統(tǒng)能水循環(huán)和水平衡4.1 高山寒漠帶能水循環(huán)觀測與模擬4.1.1 數(shù)據(jù)和方法4.1.2 模型驗證4.1.3 水熱傳輸過程初步解析4.1.4 高山寒漠帶蒸散、凝結(jié)和水文效應(yīng)4.2 高山草甸凍土區(qū)能水循環(huán)觀測與模擬4.2.1 數(shù)據(jù)和模型4.2.2 模型驗證4.2.3 水熱傳輸4.2.4 能水平衡4.2.5 小結(jié)4.3 山區(qū)植被變化及其控制因素4.4 高山草甸生態(tài)一水文功能4.5 森林草原能水平衡及水源涵養(yǎng)4.5.1 山地青海云杉林的氣候、水文和生態(tài)功能4.5.2 高山草原試驗點水熱平衡4.6 山區(qū)徑流形成過程及水量平衡第5章 黑河中游人工綠洲生態(tài)一水文過程觀測與模擬5.1 綠洲農(nóng)田環(huán)境要素特征分析5.1.1 太陽輻射5.1.2 氣溫、氣濕與氣壓5.1.3 土壤溫度與濕度5.1.4 二氧化碳濃度5.1.5 風(fēng)速與風(fēng)向5.2 綠洲灌溉農(nóng)田土壤一植被一大氣系統(tǒng)水熱傳輸過程觀測與模擬5.2.1 綠洲土壤一植被一大氣系統(tǒng)水熱傳輸過程模型構(gòu)建5.2.2 模型驗證5.2.3 模擬結(jié)果與討論5.2.4 中游綠洲農(nóng)田作物生長季水量平衡5.3 中游綠洲農(nóng)田防護林樹木耗水與尺度轉(zhuǎn)換5.3.1 二白楊林木耗水規(guī)律5.3.2 沙棗林木耗水規(guī)律5.3.3 梭梭林木耗水規(guī)律5.3.4 樹木耗水規(guī)律尺度轉(zhuǎn)換5.4 中游草地能水平衡觀測與模擬5.4.1 草地生態(tài)系統(tǒng)水熱傳輸過程觀測試驗5.4.2 草地?zé)崃總鬏斶^程的季節(jié)與日變化5.4.3 草地蒸散過程估算第6章 黑河下游天然綠洲生態(tài)一水文過程6.1 天然植被多尺度蒸散耗水過程6.1.1 枝葉尺度6.1.2 單株尺度6.1.3 林分尺度6.1.4 區(qū)域尺度6.2 荒漠綠洲天然植被對水文過程的響應(yīng)6.2.1 地下水位變動對荒漠綠洲植被的影響6.2.2 荒漠綠洲臨界地下水位推求6.2.3 荒漠綠洲植被生長與土壤水分、鹽分的關(guān)系6.2.4 荒漠綠洲水分調(diào)控的生態(tài)響應(yīng)6.3 地下水運動模擬及生態(tài)環(huán)境演變預(yù)測6.3.1 地下水運動模擬6.3.2 地下水模型的生態(tài)預(yù)測第7章 人類活動與流域生態(tài)一水文系統(tǒng)相互作用7.1 黑河流域水環(huán)境演變及其驅(qū)動機制研究7.1.1 流域上游成水環(huán)境研究——氣候變化影響7.1.2 中游平原區(qū)用水環(huán)境研究——人類活動影響7.1.3 下游水成環(huán)境研究——人類活動與氣候變化雙重影響7.1.4 流域水環(huán)境演變驅(qū)動機制研究7.2 歷史時期水環(huán)境演變與水平衡估算7.2.1 黑河流域中游歷史時期的人口和耕地面積統(tǒng)計與估算7.2.2 黑河流域上游水資源量與中游利用量概算7.2.3 黑河下游尾閭湖泊水域與水量估算7.2.4 歷史時期黑河流域下游水環(huán)境演變驅(qū)動分析7.3 流域中下游水資源利用與環(huán)境效應(yīng)7.3.1 近50年來黑河流域水資源變化時空特征7.3.2 近50年來黑河流域區(qū)域耗水特征7.3.3 近50年來黑河流域水問題階段特征7.4 居延海恢復(fù)及其生態(tài)服務(wù)價值評估7.4.1 黑河分水的水量調(diào)度特征及居延海湖水域變化7.4.2 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值評估方法7.5 綠洲社會經(jīng)濟系統(tǒng)水循環(huán)過程及其水資源效應(yīng)7.5.1 社會經(jīng)濟系統(tǒng)水循環(huán)過程研究7.5.2 社會經(jīng)濟系統(tǒng)水循環(huán)的水資源效應(yīng)7.5.3 社會經(jīng)濟系統(tǒng)水循環(huán)調(diào)控模擬第8章 黑河流域生態(tài)修復(fù)試驗研究8.1 祁連山生態(tài)修復(fù)試驗研究8.1.1 祁連山毒雜草型退化草地生態(tài)修復(fù)研究8.1.2 祁連山退耕地生態(tài)修復(fù)研究8.1.3 祁連山退化林地生態(tài)修復(fù)試驗研究8.2 下游河岸林系統(tǒng)保育及其環(huán)境效應(yīng)8.2.1 河岸胡楊林更新復(fù)壯8.2.2 綠洲邊緣梭梭林補建8.2.3 荒漠綠洲草地改良與生態(tài)經(jīng)濟型草庫侖建設(shè)8.2.4 河岸林保育對策下篇第9章 塔里木河流域概況……第10章 塔里木河流域生態(tài)系統(tǒng)類型第11章 塔里木河流生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能第12章 塔里木河流生態(tài)安全與生態(tài)系統(tǒng)健康第13章 維系塔里林河流生態(tài)安全的生態(tài)需水量估算第14章 國內(nèi)外流域科學(xué)發(fā)展、現(xiàn)狀與趨勢

章節(jié)摘錄

　　3）生物多樣性的載體　　森林草原孕育了豐富的生物物種，是遺傳多樣性、物種多樣性、生態(tài)系統(tǒng)多樣性的載體。據(jù)20世紀(jì)80年代肅南縣牧業(yè)區(qū)劃隊的調(diào)查，縣境內(nèi)共有常見的天然植物4門、71科、302屬、706種，其中森林樹種6科、7屬、13種；飼用牧草植物32科、15屬、378種；藥用植物52科、94屬、155種，著名的有水母雪蓮、中麻黃、大黃、黃芪、羌活、柴胡等。野生珍貴動物19種，如國家一類保護動物白唇鹿、雪豹、野牦牛、野驢、盤羊；二類保護動物白臀鹿、馬麝、蘭馬雞、藏雪雞、高山雪雞、馬熊等。除了放養(yǎng)牛羊以外，祁連山區(qū)的馬鹿、梅花鹿人工養(yǎng)殖規(guī)模在全國也是聞名的，其中肅南縣飼養(yǎng)馬鹿700頭，可為市場提供大量優(yōu)質(zhì)的鹿產(chǎn)品?！　?）觀光旅游功能　　黑河上游旅游資源十分豐富。僅從肅南縣來看，既有建于北魏時期的馬蹄寺、文殊寺、金塔寺等歷史文化遺跡，又有裕固族等獨特的民族風(fēng)情和歷史文化；既有可與敦煌莫高窟相媲美的石窟壁畫藝術(shù)，又有博大精深的藏傳、漢傳佛教等宗教文化。馬蹄寺旅游觀光區(qū)是國家AAA級旅游景區(qū)，是甘肅省省級森林公園，馬蹄寺的旅游業(yè)已經(jīng)有了豐富的開發(fā)經(jīng)驗。2003年，肅南縣全縣共有20萬人次前來觀光旅游，旅游收入達到8∞萬元。寧張公路的升級修建，將把中國的夏都古城西寧、祁連山森林草原風(fēng)光、張掖、酒泉、嘉峪關(guān)、敦煌等歷史名城和文物古跡的觀光旅游串成一條新的旅游線。沿這條旅游線路游覽，一路上既有雪山冰川，又有大漠戈壁；既有河流瀑布，又有森林草原；既有高原平湖，又有塞上古城的美麗景色。黑河上游草地的絢麗風(fēng)光，別具一格的裕固族、藏族等少數(shù)民族牧民的生活風(fēng)情習(xí)俗和悠久的歷史文化傳統(tǒng)，成為開發(fā)上游山區(qū)旅游業(yè)的寶貴資源。

編輯推薦

　  《中國西部環(huán)境和生態(tài)科學(xué)研究叢書：中國西部典型內(nèi)陸河生態(tài)·水文研究》按流域分成上、下兩篇，共14章。上篇：黑河流域由8章組成；第1章和第2章主要研討了黑河流域水、土、生態(tài)系統(tǒng)的特征與格局；第3章至第6章是基于野外長期觀測試驗的能水循環(huán)、生態(tài)水文過程的研究集成；第7章和第8章總結(jié)了黑河流域水環(huán)境變化的生態(tài)效應(yīng)及其生態(tài)修復(fù)的試驗研究。下篇：塔里木河流域由5章組成；第9章和第10章概述了塔里木河流域的自然和社會概況并介紹了流域6大類生態(tài)系統(tǒng)；第11章至第13章先后討論了塔里木河流域生態(tài)服務(wù)功能，評估了流域生態(tài)健康，并立足于生態(tài)安全探討了生態(tài)水問題；第14章概要了流域科學(xué)近年來的發(fā)展與趨勢。

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