第1章 概述 1
1.1 研究背景和意义 1
1.2 国内外研究进展 2
1.2.1 生态水文过程机理研究 2
1.2.2 陆地生态系统模型研究 16
1.2.3 陆地生态系统模型与流域水文模型的耦合研究 20
1.2.4 作物生长模型研究 21
1.2.5 作物生长模型在水文水资源领域中的应用 25
第2章 生态水文关系统计分析 29
2.1 研究区概况 29
2.1.1 泾河流域概况 29
2.1.2 海河流域概况 31
2.2 泾河流域植被生态与水文要素相关分析 35
2.2.1 植被变化统计分析 36
2.2.2 植被与水循环要素的关系 37
第3章 植被生态与作物生长观测实验 39
3.1 南小河沟小流域概况 39
3.2 南小河沟小流域植被生态观测实验方案 42
3.2.1 光合作用测量 42
3.2.2 叶面积指数测量实验 43
3.3 南小河沟小流域实验结果分析 45
3.3.1 光合作用实验结果分析 45
3.3.2 叶面积指数试验结果分析 46
3.4 大兴实验基地冬小麦实验方案 47
3.4.1 大兴实验基地冬小麦实验区概况 47
3.4.2 试验设计 47
3.4.3 测试内容与测定方法 48
3.5 大兴实验基地冬小麦实验结果分析 50
3.5.1 冬小麦生育期内气象要素和参照腾发量（ET0）的变化过程 50
3.5.2 冬小麦生育期内各指标的变化过程 53
3.5.3 气候条件与冬小麦生长的相关性分析 55
第4章 分布式流域水文模型构建与校验 57
4.1 WEP-L模型结构 57
4.2 计算方法 60
4.3 数据输入 61
4.3.1 水文气象 61
4.3.2 地表高程信息 61
4.3.3 河网 61
4.3.4 土地利用＼覆被 61
4.3.5 土壤信息 61
4.3.6 水文地质 62
4.3.7 社会经济及供用水信息 62
4.4 参数估算及模型校验 62
4.4.1 参数率定 62
4.4.2 泾河流域模型验证 62
4.4.3 海河流域水文模型验证 65
第5章 分布式陆地植被生态模型构建与校验 68
5.1 BIOME-BGC模型介绍 68
5.1.1 模型结构 68
5.1.2 模型主要原理 70
5.1.3 参数敏感性说明 75
5.2 分布式模型构建 76
5.3 输入数据与参数 77
5.4 模型校验 79
5.5 生态水文耦合模拟构建 80
5.5.1 生态模型与水文模型的耦合构建 81
5.5.2 生态水文耦合模拟 82
第6章 分布式作物生长模型的构建和验证 84
6.1 WOFOST模型简介 84
6.1.1 模型概述 84
6.1.2 模型优缺点 85
6.1.3 模型结构 86
6.1.4 作物生长过程模拟 89
6.2 分布式作物生长模型的构建 92
6.2.1 模型构建的必要性 92
6.2.2 模型的构建 93
6.2.3 模拟步骤 95
6.3 模型参数率定 96
6.3.1 模型参数调整方法与步骤 96
6.3.2 作物生长参数敏感性分析 96
6.3.3 参数率定 97
6.4 模型验证 99
6.4.1 试验数据验证 99
6.4.2 流域模拟结果验证 100
第7章 植被与作物生态水文的历史演变规律 101
7.1 陆地植被生态水文长系列模拟 101
7.1.1 净初级生产力时空分布规律 101
7.1.2 净生态系统生产力NEP时空分布规律 102
7.2 农田作物生长长系列模拟 104
7.2.1 流域潜在生产力分析 104
7.2.2 流域水分限制生产力分析 104
7.3 历史演变规律分析 105
7.3.1 农业生态演变规律 105
7.3.2 自然植被生态演变规律 109
第8章 未来气候变化情景下的生态水文预测 113
8.1 气候变化情景 113
8.1.1 排放情景 113
8.1.2 全球气候模式 114
8.1.3 气候模式预估数据 116
8.2 GCM模式输出降尺度 116
8.3 水文水资源变化预测 118
8.3.1 泾河流域水文变化预测 118
8.3.2 海河流域水资源变化 119
8.4 植被生态变化预测 123
8.5 作物生长变化预测 126
8.5.1 未来30年子流域气候变化以及对粮食产量的影响分析 126
8.5.2 未来30年地级市气候变化以及对粮食产量的影响分析 128
8.5.3 未来30年全流域气候变化以及对粮食产量的影响分析 130
第9章 水土保持措施对黄土高原生态水文影响研究 133
9.1 对比试验流域生态水文研究 133
9.1.1 对比流域介绍 135
9.1.2 模型构建与验证 135
9.1.3 生态水文影响分析 137
9.1.4 生态水文影响讨论 148
9.2 泾河流域水土保持措施影响预测 150
9.2.1 情景设置 150
9.2.2 水土保持措施影响 151
9.2.3 相关讨论 155
第10章 总结 158
10.1 主要成果 158
10.2 研究展望 161
参考文献 162