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