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上篇3

第1章 黑河流域概述3

1.1 黑河流域水资源及其利用3

1.2 黑河流域土地类型及其利用6

1.2.1 流域自然条件与土地分异6

1.2.2 流域土地分类7

1.2.3 土地类型的一般特征及其内部分异8

1.3 黑河流域生态系统及其特征12

1.3.1 祁连山地系统12

1.3.2 绿洲系统18

1.3.3 荒漠系统23

第2章 黑河流域水系统28

2.1 黑河流域水系与水文地质概况28

2.1.1 祁连山区29

2.1.2 北山地区30

2.1.3 走廊平原区30

2.2 黑河干流水系与径流预测31

2.2.1 上游出山径流的变化31

2.2.2 黑河干流出山径流的预测36

2.2.3 黑河干流出山径流对气候变化的响应42

2.3 黑河中游地下水系统44

2.3.1 平原区地下水分带44

2.3.2 中游地表水、地下水转化46

2.3.3 地下水平衡48

2.3.4 黑河中游盆地水资源转化模型50

2.4 黑河流域水循环的同位素初步研究54

2.4.1 黑河上游不同水体的联系55

2.4.2 δ18表明黑河流域不同水体转化62

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64

2.5 巴丹吉林沙漠地下水来源研究67

2.5.1 巴丹吉林沙漠地下水与其周围水体的关系研究67

2.5.2 巴丹吉林沙漠地下水与降水的关系研究69

2.5.3 巴丹吉林沙漠地下水来源及形成条件探讨71

2.5.4 结论73

第3章 黑河流域生态-水文系统的地气过程74

3.1 陆面水文过程与大气过程相互作用74

3.1.1 陆面过程模式74

3.1.2 方案设计79

3.2 分布式基础数据制备81

3.2.1 地形高程81

3.2.2 土地利用类型分布83

3.2.3 植被覆盖度分布84

3.2.4 土壤质地类型分布86

3.2.5 土壤特征参数修正88

3.2.6 模拟方案设计89

3.2.7 模拟结果分析90

3.3 荒漠、绿洲系统与大气过程的相互作用90

3.4 大尺度资料转换93

3.4.1 资料选取94

3.4.2 降尺度转换方案95

3.4.3 主要结论95

3.5 地面蒸散的大气遥感估算96

3.5.1 资料介绍96

3.5.2 计算方法96

3.5.3 计算个例及其验证97

3.5.4 讨论99

第4章 祁连山生态系统能水循环和水平衡100

4.1 高山寒漠带能水循环观测与模拟100

4.1.1 数据和方法100

4.1.2 模型验证101

4.1.3 水热传输过程初步解析101

4.1.4 高山寒漠带蒸散、凝结和水文效应105

4.2 高山草甸冻上区能水循环观测与模拟107

4.2.1 数据和模型107

4.2.2 模型验证108

4.2.3 水热传输110

4.2.4 能水平衡111

4.2.5 小结113

4.3 山区植被变化及其控制因素114

4.4 高山草甸生态-水文功能116

4.5 森林草原能水平衡及水源涵养121

4.5.1 山地青海云杉林的气候、水文和生态功能122

4.5.2 高山草原试验点水热平衡125

4.6 山区径流形成过程及水量平衡126

第5章 黑河中游人工绿洲生态-水文过程观测与模拟131

5.1 绿洲农田环境要素特征分析131

5.1.1 太阳辐射131

5.1.2 气温、气湿与气压134

5.1.3 土壤温度与湿度137

5.1.4 二氧化碳浓度139

5.1.5 风速与风向140

5.2 绿洲灌溉农田土壤—植被—大气系统水热传输过程观测与模拟144

5.2.1 绿洲土壤—植被—大气系统水热传输过程模型构建145

5.2.2 模型验证145

5.2.3 模拟结果与讨论148

5.2.4 中游绿洲农田作物生长季水量平衡151

5.3 中游绿洲农田防护林树木耗水与尺度转换152

5.3.1 二白杨林木耗水规律153

5.3.2 沙枣林木耗水规律155

5.3.3 梭梭林木耗水规律157

5.3.4 树木耗水规律尺度转换159

5.4 中游草地能水平衡观测与模拟161

5.4.1 草地生态系统水热传输过程观测试验161

5.4.2 草地热量传输过程的季节与日变化162

5.4.3 草地蒸散过程估算164

第6章 黑河下游天然绿洲生态—水文过程166

6.1 天然植被多尺度蒸散耗水过程166

6.1.1 枝叶尺度166

6.1.2 单株尺度170

6.1.3 林分尺度176

6.1.4 区域尺度180

6.2 荒漠绿洲天然植被对水文过程的响应182

6.2.1 地下水位变动对荒漠绿洲植被的影响182

6.2.2 荒漠绿洲临界地下水位推求192

6.2.3 荒漠绿洲植被生长与土壤水分、盐分的关系194

6.2.4 荒漠绿洲水分调控的生态响应195

6.3 地下水运动模拟及生态环境演变预测212

6.3.1 地下水运动模拟212

6.3.2 地下水模型的生态预测225

第7章 人类活动与流域生态-水文系统相互作用230

7.1 黑河流域水环境演变及其驱动机制研究230

7.1.1 流域上游成水环境研究——气候变化影响231

7.1.2 中游平原区用水环境研究——人类活动影响235

7.1.3 下游水成环境研究——人类活动与气候变化双重影响237

7.1.4 流域水环境演变驱动机制研究242

7.2 历史时期水环境演变与水平衡估算243

7.2.1 黑河流域中游历史时期的人口和耕地面积统计与估算244

7.2.2 黑河流域上游水资源量与中游利用量概算244

7.2.3 黑河下游尾闾湖泊水域与水量估算245

7.2.4 历史时期黑河流域下游水环境演变驱动分析246

7.3 流域中下游水资源利用与环境效应248

7.3.1 近50年来黑河流域水资源变化时空特征248

7.3.2 近50年来黑河流域区域耗水特征249

7.3.3 近50年来黑河流域水问题阶段特征250

7.4 居延海恢复及其生态服务价值评估253

7.4.1 黑河分水的水量调度特征及居延海湖水域变化253

7.4.2 生态系统服务价值评估方法254

7.5 绿洲社会经济系统水循环过程及其水资源效应257

7.5.1 社会经济系统水循环过程研究257

7.5.2 社会经济系统水循环的水资源效应264

7.5.3 社会经济系统水循环调控模拟268

第8章 黑河流域生态修复试验研究281

8.1 祁连山生态修复试验研究281

8.1.1 祁连山毒杂草型退化草地生态修复研究281

8.1.2 祁连山退耕地生态修复研究302

8.1.3 祁连山退化林地生态修复试验研究308

8.2 下游河岸林系统保育及其环境效应319

8.2.1 河岸胡杨林更新复壮319

8.2.2 绿洲边缘梭梭林补建322

8.2.3 荒漠绿洲草地改良与生态经济型草库仑建设324

8.2.4 河岸林保育对策325

下篇329

第9章 塔里木河流域概况329

9.1 地理位置329

9.2 地形地貌329

9.3 气象特征330

9.4 水文水资源331

9.5 土壤概况331

9.6 植被概况332

9.7 社会经济概况332

第10章 塔里木河流域生态系统类型334

10.1 森林生态系统334

10.2 草地生态系统335

10.3 农田生态系统335

10.4 水域生态系统336

10.5 湿地生态系统336

10.6 难利用地337

10.7 生态系统类型景观格局337

第11章 塔里木河流域生态系统服务功能339

11.1 生态系统服务功能与价值研究339

11.1.1 国内外研究进展与评述339

11.1.2 生态系统服务功能与评价模型344

11.1.3 生态系统服务功能研究的主要问题356

11.1.4 绿色GDP核算方法358

11.2 流域生态系统服务功能360

11.2.1 气体调节360

11.2.2 气候调节360

11.2.3 水分调节361

11.2.4 土壤形成与保护361

11.2.5 废物处理361

11.2.6 生物多样性保护362

11.2.7 食物和原材料生产362

11.2.8 娱乐文化价值362

11.3 流域生态系统服务功能评价363

11.3.1 塔里木河农田生态系统食物生产价值单价确定363

11.3.2 塔里木河干流生态系统生态服务单价订正364

11.3.3 塔里木河干流生态系统服务功能的价值现状366

11.3.4 塔里木河干流土地利用变化状况369

11.3.5 塔里木河干流生态系统服务功能价值的时空变化特点373

11.4 生态恢复工程的既得经济效益379

11.5 塔里木河生态系统服务价值与绿色GDP核算381

11.5.1 传统GDP简析381

11.5.2 现行GDP的修正——绿色GDP应运而生382

11.5.3 绿色GDP的核算383

11.5.4 生态系统服务价值与绿色GDP核算383

11.5.5 塔里木河干流绿色GDP核算383

11.6 生态系统服务功能与可持续发展385

11.7 结果与讨论387

第12章 塔里木河流域生态安全与生态系统健康391

12.1 流域生态安全与健康评价理论基础391

12.1.1 流域生态安全理论基础391

12.1.2 流域生态系统健康的理论与方法396

12.2 流域生态系统健康评价401

12.2.1 指标体系分析法及其应用402

12.2.2 层次分析法及其应用406

12.2.3 基于PSR模型的生态系统健康评价420

12.2.4 基于活化能—结构活化能—生态缓冲量的流域生态系统健康评价432

12.2.5 小结440

12.3 流域生态安全评价441

12.3.1 生态安全问题441

12.3.2 流域生态安全分析442

12.3.3 基于层次分析法的流域生态安全评价449

12.3.4 基于属性识别模型的流域生态安全评价455

12.3.5 基于生态足迹的流域生态安全评价458

12.4 流域生态安全体系的构想462

12.4.1 流域生态安全组织管理系统462

12.4.2 流域生态安全规划、决策与建设管理系统462

12.4.3 流域生态安全法律与政策配套系统462

12.4.4 流域生态安全管理信息系统463

12.4.5 流域监测、预警、监督和评估系统463

12.4.6 流域生态安全资金保证系统463

12.5 改善流域生态安全问题的建议464

12.5.1 建立科学合理的生态补偿机制464

12.5.2 建立完善的流域生态安全评价标准体系464

12.5.3 保护流域森林资源，加强生物防治措施与水利设施建设，防治水土流失464

12.5.4 加快农业生产结构调整，发展生态农业464

12.5.5 加强水资源管理，严格控制水污染465

12.5.6 强化生态安全意识，建立公众积极参与机制465

12.6 流域生态安全发展模式与恢复措施465

12.6.1 生态安全发展模式465

12.6.2 生态恢复措施466

12.7 结论与展望469

12.7.1 主要结论469

12.7.2 有待进一步研究的问题470

第13章 维系塔里木河流域生态安全的生态需水量估算472

13.1 区域生态需水估算力法研究473

13.2 生态安全与生态需水量研究的关键问题473

13.3 研究区概况475

13.4 四源流天然植被生态需水量476

13.5 基于不同保护目标的干流生态需水量477

13.5.1 定额法477

13.5.2 潜水蒸发法478

13.5.3 地下水储量变化法480

13.6 下游天然植被最低生态需水量481

13.6.1 数学方法481

13.6.2 地下水与天然植被的关系482

13.6.3 土壤水与天然植被的关系485

13.6.4 植被面积与模型参数的确定485

13.6.5 生态需水量486

13.7 下游天然植被适宜生态需水量487

13.7.1 河道耗水规律研究487

13.7.2 生态输水影响范围489

第14章 国内外流域科学发展、现状与趋势492

14.1 基本认识与理解492

14.2 流域科学的发展过程492

14.3 流域科学的最新进展和发展趋势493

14.4 流域科学的应用前景494

主要参考文献495