生态系统水热原理及其应用PDF电子书下载

前言 1

第一章 绪论 1

1 水与热的概述 1

1.1 水与热的意义 1

1.2 有关水的一些基本知识 1

《中国生态系统研究网络丛书》序 1

1.3 有关热的一些基本知识 8

2 生态系统水量平衡与水文学的比较 10

2.1 水在生态系统研究中的地位 10

2.2 水量平衡与水文学 11

3 本书的结构与基础 11

3.2 中国科学院鹤山丘陵综合试验站 12

3.1 中国科学院小良水土保持试验站 12

3.3 中国科学院鼎湖山森林生态系统定位站 13

第二章 水热联系对生态系统的作用 14

1 生态系统内水分循环概述 14

1.1 土壤-植被-大气系统的水分运转概述 15

1.2 系统对液态水运动的调节 16

1.3 系统中湿润表面的蒸发和植物的蒸腾作用 18

1.4 系统的水分平衡 21

2 水热状况的量度指示 22

2.1 大尺度的划分 22

2.3 生态系统的水热量度 24

2.2 中尺度的划分 24

3 几个生态系统水热条件举例 26

4 水热对南亚热带退化生态系统恢复的限制作用 27

4.1 南亚热带水热两因子的不配合性 27

4.2 从水热的角度谈退化生态系统恢复的措施 29

5 陆地生态系统水分结构的理论探讨 30

第三章 集水区形态与水热常规试验 32

1 概述 32

2 集水区地形 32

2.1 水系分类系统 32

2.2 与水文学有关的集水区参数 36

3 集水区一些主要参数的测量 37

3.1 集水区地形 38

3.2 集水区地质 39

4 小集水区径流场的建立 40

4.1 思路与背景 40

4.2 选择定位站的自然因素 41

4.3 小集水区的封闭技术 41

4.4 集水区内有关水热研究的常规测定 44

第四章 大气降水 47

1 降水资料的整理与分析 47

1.1 点雨量数据 47

1.2 由点雨量到面雨量 48

1.3 双累积曲线 49

1.4 降水频度曲线 51

1.5 降水频率计算 51

1.6 降水面积延时曲线 53

2 降水类型与时段 54

2.1 降水类型 54

2.2 降水资料的时段 55

3 森林与大气降水 55

3.1 森林地降水测定点的选择 55

3.2 森林分布与降水 58

3.3 森林对降水的影响 59

第五章 大气降水在森林中的分配 64

1 森林植被对降水的截留过程分析 64

1.1 林冠截留 64

1.2 林下植被截留 65

1.3 林地死地被物的截留 66

1.4 穿透水与截留过程 67

1.5 树干茎流的测定 68

2 林冠截留作用的本质 69

2.1 林冠截留的界面现象 69

2.2 林冠截留的物理模型 70

2.3 林冠的最大截留量 70

2.4 IM的测定与计算方法 71

3 林冠留的一些半理论模型 72

4 林冠截留经验模型设计 74

4.1 林冠的附加截留作用 74

4.2 影响林冠截留的因素分析 74

4.3 一次性降水与时段性降水下的林冠截留 77

4.4 林冠截留的常用经验模型 77

5 树干茎流作用 79

第六章 林冠对降水动能的分配 81

1 雨滴直径 81

1.1 大气降雨的雨滴直径 81

1.2 穿透水的雨滴直径 82

2 雨滴终速度 84

2.1 大气降雨的终速度 84

2.2 冠滴水的终速度 85

2.3 大气中水滴达到稳定速度时所需的下落高度 88

3 水滴动能 89

3.1 林冠接受的大气降雨动能 91

3.2 林地接受的雨滴动能 91

3.3 实际计算举例 91

4 林冠对林地所接受的雨滴动能的影响因子分析 95

4.1 降雨强度的影响 95

4.3 林冠高度的影响 96

4.4 林冠郁闭度的影响 96

4.2 大气降水量的影响 96

4.5 林冠截留对降水动能的损失 97

5 雨滴对地面的冲击 98

5.1 小良站单位降雨量下地表侵蚀的因子分析 98

5.2 不同地类的降雨--侵蚀对比分析 101

5.3 地表的雨滴击实现象 102

5.4 土壤抗水滴冲击的有关参数 103

5.5 最小侵蚀性降雨 104

5.6 一些常用的降雨侵蚀关系 104

5.7 常用的土壤流失方程介绍 107

5.8 本章小结 108

第七章 土壤水分运动 110

1 土壤水分 110

1.1 土壤含水量的表述 110

1.2 土壤颗粒表面的水分 111

1.3 气-水界面处的的水汽压 112

1.4 毛管上升 114

1.5 温度对土壤中气态水的影响 114

1.6 土壤水分测定法 114

2 有关入渗的理论 115

2.1 Horton方程 116

2.2 下渗过程的几个理论模型 117

3 土壤水分流方程 118

3.1 饱和流 118

3.2 不饱和流 119

3.3 导水率(饱和渗透系数)的测定法 121

4 森林与土壤水分 122

4.1 几种类型土壤的持水常数 123

4.2 几种森林土壤的水分动态 125

第八章 集水区地下水 128

1 地下水的概念 128

2 地下水观测井 130

2.1 一维水流 131

2.2 流入井中的稳定流 132

2.3 地下水流向与流量的确定 133

3 地下水分布及其调查 135

3.1 地下水与河水的补给 135

3.2 几类地形与地下水 137

4 一些森林地的地下水 141

4.1 广东山区的地下水资源 141

4.2 几个系统的地下水情况 142

4.3 森林对地下水的影响 142

4.4 短期内地下水位的周期变化 146

1.1 地表径流的形成过程 147

1.2 产流的形式及特点 147

第九章 小集水区地表径流 147

1 地表径流产流特性分析 147

1.3 径流过程线的分割 149

1.4 几种典型的降雨地表径流过程线 150

1.5 Sherman单位线 153

2 集水区有关径流参数的确定 155

2.1 流域下渗曲线分析法 155

2.2 集水区初损值的确定 158

2.5 有效雨量 160

3.1 概述 160

3 生态系统类型对地表径流的影响 160

2.4 流域稳定下渗率的确定 160

2.3 集水区后损率的确定 160

3.2 几种集水区类型的地表径流 163

4 降雨径流关系的黑箱模型理论 164

4.1 灰色系统理论在集水区水文问题上的应用 165

4.2 广东小良试验站降水径流的一个黑箱模型 167

4.3 有关黑箱模型的讨论 171

5 壤中流 171

第十章 生态系统的蒸散 173

1 概述 173

1.1 蒸散和蒸散潜力 173

1.2 森林生态系统内蒸散现象的复杂性 173

2.1 树木蒸腾量的测定 174

2 蒸散的估算 174

2.2 蒸散量的估算法 175

3 水热平衡联系方程的一种新形式 181

3.1 对以往公式的评价 181

3.2 公式的假定和推导 182

3.3 公式的讨论 185

3.4 公式的检验 187

3.5 有关系统保水性能的讨论 187

4 蒸散量的改变 189

4.1 人工干扰对森林生态系统蒸散的影响 189

4.2 不同气候区生态系统的蒸散 191

本章附1：式(10.18)的推导过程 193

1.1 主作用面和附作用面 195

第十一章 集水区生态系统的热量平衡 195

1 森林生态系统的作用面 195

1.2 作用面在时间上的变化 196

2 森林的辐射平衡 196

2.1 辐射平衡概述 197

2.2 辐射平衡的测定与计算 199

2.3 森林不同作用面的辐射平衡 199

3 森林系统的热量平衡 204

3.1 热量平衡概述 204

3.2 几种森林生态系统的热量平衡 207

参考文献 213