黑河流域中游地区生态水文过程及其分布式模拟 徐宗学 等 著 专业科技 文轩网

序
前言
第1章绪论1
1.1研究背景及意义1
1.2主要研究内容2
1.2.1黑河流域上中游地区水文过程演变规律及其生态效应3
1.2.2黑河中游地区生态系统演变规律及其对水循环的影响3
1.2.3水文过程和生态-水文耦合模拟研究4
1.3国内外研究现状5
1.3.1流域水文过程模拟研究5
1.3.2地表水和地下水转化规律研究8
1.3.3生态-水文过程耦合研究10
1.3.4黑河流域研究现状概述13
1.4主要技术路线15
参考文献17
第2章研究区概况22
2.1自然地理概况22
2.2气象水文23
2.3地质构造24
2.3.1前第四系地质24
2.3.2第四系地质25
2.4水文地质条件26
2.4.1地下水的埋藏与分布26
2.4.2含水岩层（组）的划分27
2.4.3含水层的导水性27
2.4.4地下水的补给、径流与排泄条件27
2.4.5地表水和地下水的相互转化28
2.5水利工程概况30
2.6水生态环境状况31
2.7经济社会概况32
参考文献33
第3章上游山区径流变化及其对中游地区水资源的影响34
3.1中上游流域划分及数据资料34
3.2上游山区径流过程模拟与不确定性分析35
3.2.1研究方法35
3.2.2上游降雨径流过程模拟不确定性分析36
3.3上游山区径流变化及其对中游径流变化的影响39
3.3.1上游和中游径流双累积曲线及相关关系39
3.3.2水文变异诊断40
3.4小结45
参考文献45
第4章中上游降水径流变化与水循环演变规律实证分析46
4.1降水径流变化趋势与变点46
4.2黑河中上游流域水文要素时空变化52
4.2.1水文要素的空间变化52
4.2.2水文要素的时间变化53
4.3黑河中上游流域水文演变驱动力评估55
4.3.1评估方法55
4.3.2水文模拟法可信度分析58
4.3.3累积径流量、累积降水量与累积蒸发量和年份之间的关系60
4.3.4中上游流域气候变化与人类活动对水文过程的影响评估62
4.3.5上游和中游流域气候变化与人类活动对水文过程的影响评估63
4.3.6各子流域气候变化与人类活动对水文过程的影响评估65
4.4小结67
参考文献68
第5章黑河中游典型生态系统生态水文调查研究69
5.1河岸带植被土壤特征空间变异69
5.1.1研究方法69
5.1.2植被的空间分布71
5.1.3土壤含水量的空间变异73
5.1.4植被土壤相关关系分析76
5.2荒漠、绿洲-荒漠过渡带植被土壤特征空间变异79
5.2.1研究方法79
5.2.2土壤属性空间分布特征80
5.2.3荒漠植被空间分布特征89
5.2.4荒漠植被与土壤属性关系91
5.3农田生态系统土壤特征空间变异95
5.3.1引言95
5.3.2土壤质地变化特征95
5.3.3土壤水分变化特征102
5.3.4土壤盐分变化特征105
5.3.5土壤有机质变化特征117
5.4小结120
参考文献122
第6章黑河流域中游蒸散发划分及其驱动要素研究124
6.1基于双源模型的蒸散发划分124
6.1.1数据来源124
6.1.2基于能量平衡的蒸散发模型129
6.1.3潜热通量分割133
6.2基于水分利用效率的蒸散发划分135
6.2.1基于水分利用效率的方法136
6.2.2数据处理139
6.2.3结果分析139
6.3下垫面条件对蒸散发划分的影响144
6.3.1典型下垫面的蒸散发划分特征对比144
6.3.2植被对蒸散发划分的控制作用146
6.4小结147
参考文献148
第7章黑河中游水循环演变对生态系统的影响151
7.1黑河中游水循环演变与干旱指数的关系151
7.2黑河中上游水文过程演变与下垫面变化的关系151
7.2.1基于下垫面指数的弹性系数法151
7.2.2流域下垫面变化对水文过程的影响评估153
7.3水文过程对植被等驱动因素的响应关系155
7.3.1月ET模型155
7.3.2实际蒸散发模型构建157
7.3.3植被变化等驱动因素对蒸散发过程的影响评估166
7.4小结179
参考文献180
第8章黑河中游地区植被覆盖和景观格局变化研究181
8.1黑河中游地区NDVI变化181
8.1.1数据源与处理181
8.1.2研究方法183
8.1.3黑河流域NDVI变化分析184
8.1.4黑河中游实际蒸散发与NDVI的关系188
8.2黑河中游地区土地利用变化190
8.2.1土地利用现状及动态变化190
8.2.2土地利用空间变化模拟193
8.3黑河中游地区景观格局变化196
8.3.1景观格局指数的选取与年际变化196
8.3.2景观格局的年际变化197
8.3.3景观格局变化的空间分析199
8.4小结203
参考文献204
第9章黑河中游土壤植被高光谱反演方法206
9.1研究方法206
9.1.1人工模拟降水试验及土壤制备206
9.1.2土壤及植被光谱测试208
9.2土壤水蚀过程机理研究212
9.2.1土壤侵蚀过程研究212
9.2.2土壤可蚀性因子分析215
9.3影响水蚀过程的关键土壤理化参数221
9.3.1降水前后土壤理化参数的变化221
9.3.2影响水蚀过程的关键土壤理化参数的筛选222
9.3.3土壤有机质对水蚀过程的影响224
9.3.4土壤团聚体对水蚀过程的影响225
9.4基于土壤理化参数的定量反演研究227
9.4.1土壤Vis-NIR光谱特征曲线分析228
9.4.2土壤水分的光谱预测231
9.4.3土壤有机质的光谱分析预测235
9.5基于生物量的定量反演研究236
9.5.1生物量的高光谱曲线分析236
9.5.2反射光谱与生物量的相关分析236
9.5.3生物量与高光谱变量的相关关系238
9.5.4生物量的高光谱估算模型242
9.6小结244
参考文献244
第10章分布式生态水文模型原理和框架247
10.1模型框架247
10.2一维明渠汇流模型247
10.2.1模型结构248
10.2.2空间离散250
10.2.3模型的求解251
10.3土壤水入渗模型251
10.4三维地下水流运动模型252
10.5生态过程模拟模型255
10.6模型代码验证257
10.6.1地下水中三维连续点源模型258
10.6.2地下一维饱和非饱和流问题259
10.6.3一维地表水流问题260
10.7小结261
参考文献261
第11章分布式生态水文模型率定与验证264
11.1基础数据264
11.1.1水文参数264
11.1.2土壤水分参数267
11.1.3水文地质参数274
11.1.4监测数据276
11.1.5遥感数据281
11.2基于NDVI的植被时空演变规律分析285
11.2.1Mann-Kendall算法285
11.2.2植被物候特征变化规律分析286
11.2.3研究区植被多年变化趋势288
11.3水文过程的参数反演和验证295
11.3.1地表水模型中参数反演和验证295
11.3.2地下水和黑河水力关系的动态转化296
11.3.3水文地质参数率定299
11.3.4潜水位动态和地下水均衡分析304
11.4生态模型的建立与校核308
11.4.1农田与荒漠地区模型的建立与校核308
11.4.2河岸岸边带和过渡带模型的建立与校核314
11.5小结320
参考文献321
第12章分布式生态水文模型综合集成与预测323
12.1流域水文和生态耦合系统323
12.2现状条件下地表水与地下水动态转化规律324
12.2.1地表水和地下水转化现状分析324
12.2.2地表水和地下水转化预测分析324
12.3气候变化和人类活动影响下生态水文过程演化分析328
12.3.1基于GCMs未来气候变化情景328
12.3.2研究区不同生态系统未来生态演化分析330
12.4小结337
参考文献337
第13章结论与建议338
13.1结论338
13.2建议341