第1篇 概述 3
1 陆地生态系统水环境长期观测的目标和意义 3
1.1 陆地生态系统的水环境 3
1.1.1 陆地生态系统水环境的含义 3
1.1.2 陆地生态系统水环境的特点 3
1.2 陆地生态系统水环境的长期观测 5
1.2.1 陆地生态系统水环境的野外观测与长期观测基本内涵 5
1.2.2 长期观测的意义 6
1.2.3 长期观测的规范化 7
1.3 陆地生态系统水环境长期观测的科学目标 8
2 陆地生态系统水环境长期观测指标体系 10
2.1 水环境长期观测指标设置的基本原则 10
2.2 水环境长期观测指标体系 11
2.2.1 陆地生态系统长期观测指标体系 11
2.2.2 水环境长期观测指标分类 11
3 陆地生态系统水环境野外长期定位观测场地 14
3.1 长期观测场地的分类 14
3.1.1 长期观测场地的空间分级 15
3.1.2 长期观测场地的属性分类 16
3.2 长期观测场地设置的基本原则 17
第2篇 指标体系和场地设置 21
4 农田生态系统水环境的长期观测 21
4.1 农田生态系统水环境长期观测的目标 21
4.2 农田生态系统水环境长期观测指标和频度 22
4.2.1 水文指标 22
4.2.2 与水文过程相关的其他指标 23
4.2.3 水化学指标 24
4.3 农田生态系统水环境长期观测场地的设置 26
4.3.1 平原区农田 26
4.3.2 丘陵山区农田 33
5 森林生态系统水环境的长期观测 37
5.1 森林生态系统水环境长期观测的目标 37
5.2 森林生态系统水环境长期观测指标和频度 38
5.2.1 水文指标 38
5.2.2 与森林水文过程相关的其他指标 39
5.2.3 水化学指标 40
5.3 森林生态系统水环境长期观测场地的设置 42
5.3.1 长期观测场地的总体布局 42
5.3.2 小流域 43
5.3.3 天然坡面径流场 44
5.3.4 人工径流小区 45
5.3.5 其他长期观测场地 46
6 草地生态系统水环境的长期观测 48
6.1 草地生态系统水环境长期观测的目标 48
6.2 草地生态系统水环境长期观测指标和频度 49
6.2.1 水文指标 49
6.2.2 与草地生态水文过程相关的其他指标 50
6.2.3 水化学指标 51
6.3 草地生态系统水环境长期观测场地的设置 52
6.3.1 长期观测场地的总体布局 52
6.3.2 长期观测场 53
6.3.3 主观测样地 54
6.3.4 辅助观测样地 55
7 荒漠生态系统水环境的长期观测 59
7.1 荒漠生态系统水环境长期观测的目标 59
7.2 荒漠生态系统水环境长期观测指标和频度 60
7.2.1 水文指标 60
7.2.2 与荒漠生态水文过程相关的其他指标 60
7.2.3 水化学指标 62
7.3 荒漠生态系统水环境长期观测场地的设置 63
7.3.1 长期观测场地的总体布局 63
7.3.2 长期观测场 64
7.3.3 主观测样地 65
7.3.4 辅助观测样地 66
8 沼泽生态系统水环境的长期观测 68
8.1 沼泽生态系统水环境长期观测的目标 68
8.2 沼泽生态系统水环境长期观测指标和频度 69
8.2.1 水文指标 69
8.2.2 与沼泽湿地水文过程相关的其他指标 69
8.2.3 水化学指标 71
8.3 沼泽生态系统水环境长期观测场地的设置 72
8.3.1 长期观测场地的总体布局 72
8.3.2 常年积水湿地观测场 72
8.3.3 季节性积水湿地观测场 74
8.3.4 农田／草地观测场 74
8.3.5 其他长期辅助观测场 75
第3篇 观测方法 79
9 水文物理要素观测方法 79
9.1 土壤水分含量 79
9.1.1 定义 79
9.1.2 烘干法 81
9.1.3 中子仪法 83
9.1.4 TDR法 86
9.2 土壤水分特征参数 88
9.2.1 容重 88
9.2.2 孔隙度 90
9.2.3 田间持水量 91
9.2.4 萎蔫系数 94
9.2.5 饱和含水量 96
9.2.6 水分特征曲线 96
9.3 地下水位 100
9.3.1 观测原理 100
9.3.2 手动观测 101
9.3.3 自动观测 102
9.4 地表径流量 102
9.4.1 坡面径流观测 102
9.4.2 沟道径流观测 104
9.4.3 河道径流观测 106
9.5 水面蒸发量 106
9.5.1 人工观测 107
9.5.2 自动观测 110
9.6 地表蒸发量 111
9.6.1 水量平衡法 112
9.6.2 大型蒸渗仪法 115
9.6.3 波文比—能量平衡法 119
9.6.4 涡度相关法 123
9.7 穿透降水量 129
9.7.1 观测原理与雨量计布设 129
9.7.2 雨量观测方法 130
9.7.3 结果计算 133
9.8 树干径流量 133
9.8.1 观测原理与观测点的设置 133
9.8.2 观测方法 133
9.8.3 结果计算 134
9.9 枯枝落叶层含水量 134
9.9.1 定义与观测原理 134
9.9.2 实际含水量的观测 135
9.9.3 最大持水量的观测 136
9.10 湿地积水水深 136
9.10.1 定义 136
9.10.2 观测点和基准面的确定 136
9.10.3 水尺的安装 137
9.10.4 观测方法 137
10 水化学要素观测方法 138
10.1 水采样方法 138
10.1.1 引言 138
10.1.2 布点前的调查研究和资料收集 138
10.1.3 长期采样点的设置 139
10.1.4 采样方法 144
10.1.5 采样容器与样品保存 148
10.1.6 样品的登录、管理与运输 151
10.2 水化学分析方法 152
第4篇 质量保证与数据管理 157
11 监测质量保证与质量控制 157
11.1 监测质量保证概述 157
11.1.1 质量保证的重要作用 157
11.1.2 质量保证的工作内容 157
11.1.3 质量保证的实施 158
11.2 野外长期观测与采样质量保证 161
11.2.1 观测场地设置质量保证 161
11.2.2 野外观测过程质量保证 162
11.2.3 野外采样过程质量保证 162
11.3 实验室分析测试质量保证 165
11.3.1 实验室质量保证 165
11.3.2 实验室内质量控制 166
11.3.3 实验室间质量控制 169
11.3.4 实验室质量审核 170
12 数据管理 171
12.1 元数据 171
12.1.1 水环境监测元数据的组成 172
12.1.2 观测场地信息 172
12.1.3 观测和分析方法信息 173
12.2 观测数据的整理、分析与报送 174
12.2.1 观测数据的整理和分析 174
12.2.2 观测数据的报送 177
12.3 数据库建设 180
12.4 数据质量综合评价 180
附录A 中国生态系统研究网络水分数据报表 182
附录B 引用标准 189
参考文献 190