新書推薦：
《
何以中国·何谓唐代：东欧亚帝国的兴亡与转型
》
售價：NT$
398.0
《
一间只属于自己的房间 女性主义先锋伍尔夫代表作 女性精神独立与经济独立的象征，做自己，比任何事都更重要
》
售價：NT$
203.0
《
泉舆日志 幻想世界宝石生物图鉴
》
售價：NT$
611.0
《
养育女孩 ： 官方升级版
》
售價：NT$
230.0
《
跨界：蒂利希思想研究
》
售價：NT$
500.0
《
千万别喝南瓜汤（遵守规则绘本）
》
售價：NT$
204.0
《
大模型启示录
》
售價：NT$
510.0
《
东法西渐：19世纪前西方对中国法的记述与评价
》
售價：NT$
918.0
|
| 內容簡介： |
|
《“黑河流域生态-水文过程集成研究”重大计划**研究进展》是国家自然科学基金“黑河流域生态-水文过程集成研究”重大研究计划**研究成果的系统总结。黑河流域生态-水文过程集成研究以流域为研究单元，瞄准陆地表层研究的难点问题，建立系统研究的思路，以认识陆地表层多要素过程为核心，以集成研究为重点，以期达到区域水资源管理的目的。《“黑河流域生态-水文过程集成研究”重大计划**研究进展》分6章，分别介绍了黑河计划的背景、天空地观测系统、数据制备手段与方法、生态-水文过程与驱动机制、生态-水文集成模型以及水资源管理决策支持系统。
|
| 目錄：
|
目录
总序
前言
第1章 黑河流域生态-水文过程集成研究重大研究计划的立项背景 1
1.1 黑河计划的实践意义及科学挑战 1
1.2 黑河流域生态-水文研究的研究基础 11
1.3 黑河计划的核心科学问题 13
1.4 黑河计划拟实现的科学目标 14
第2章 黑河流域生态-水文集成研究观测系统与平台建设 18
2.1 黑河流域数据平台建设 18
2.2 黑河流域样带调查及数据采集 28
2.3 黑河流域典型生态系统生态参数构建 45
2.4 黑河流域高精度地下水本底数据 50
2.5 黑河流域生态水文遥感试验 54
2.6 黑河流域地表过程综合观测网 66
第3章 黑河流域生态-水文过程集成研究格网数据制备 80
3.1 黑河流域高分辨率土壤本底数据 80
3.2 黑河流域高分辨率植被本底数据 110
3.3 黑河流域高分辨率生态关键参数反演 119
3.4 黑河流域水分蒸发过程识别与模拟 141
3.5 黑河流域地表典型环境要素空间模拟 156
3.6 黑河流域高分辨率区域气候模式的构建与模拟 175
3.7 黑河流域长时间序列土地覆被数据 188
第4章 黑河流域生态-水文作用过程与驱动机制 199
4.1 积雪水文过程识别与模拟 199
4.2 冰川变化及其模拟 212
4.3 冻土-水文过程识别与模拟 231
4.4 降雨-径流过程识别与模拟 248
4.5 森林-水文相互作用机制 260
4.6 灌丛、草地-水文相互作用机制 274
4.7 农田水文过程识别与模拟 285
4.8 地下水过程识别与模拟 296
4.9 蓝绿水与虚拟水变化过程与模拟 307
4.10 荒漠河岸林水文控制机制 320
4.11 荒漠灌丛的水分适应机制 331
4.12 荒漠环境大气水汽的植物生态效应 341
第5章 黑河流域生态-水文过程集成模型研发 358
5.1 黑河流域上游生态-水文集成模型构建与模拟 358
5.2 黑河流域中下游生态-水文集成模型构建与模拟 375
5.3 黑河流域生态-水文-经济过程集成模型构建与模拟 390
第6章 黑河流域集成模型与水资源管理决策支持系统 404
6.1 黑河流域生态-水文-经济系统集成模型构建 404
6.2 黑河流域可持续发展决策支持系统 414
6.3 黑河流域未来情景分析 425
6.4 黑河流域生态-水文-经济系统模拟与预估 447
6.5 黑河流域可持续发展的模型实验研究 463
附件 487
参考文献 492
索引 553免费在线读第1章 黑河流域生态-水文过程集成研究重大研究计划的立项背景
重大研究计划是国家自然科学基金委员会设立的重要的项目类型之一。其宗旨是“围绕国家重大战略需求和重大科学前沿，加强顶层设计，凝炼科学目标，凝聚优势力量，形成具有相对统一目标或方向的项目集群，促进学科交叉与融合，培养创新人才和团队，提升我国基础研究的原始创新能力，为国民经济、社会发展和国家安全提供科学支撑”。“黑河流域生态-水文过程集成研究” 重大研究计划（以下简称黑河计划）准确把握该项目类型的定位，以我国干旱区典型内陆河流域为研究靶区，建立完整的系统科学的思维体系，构建多重耦合研究工具，在理解多尺度生物过程、物理过程、化学过程和人文过程的基础上，以指导区域管理为目标，建立生态-水文-经济集成的决策支持系统。经过近十年、几百位科学家的努力，已经取得了科学界高度认同的研究成果。本章将围绕“黑河流域生态-水文过程集成研究” 重大研究计划的实践意义及科学挑战、取得的主要成就、核心科学问题，以及科学目标进行扼要介绍。
1.1 黑河计划的实践意义及科学挑战
自20世纪后半叶以来，由水资源短缺所引发的生产、生活和生态等问题引起国际社会的高度重视，在世界个别水资源严重短缺的国家和地区，甚至演化成国家之间或地区之间的冲突。为此，各国政府和科学界积极开展区域水文过程及其资源环境效应研究，为合理规划和利用水资源提供科学依据。近年来，随着涉水问题影响面的扩大和水科学研究的不断深入，研究的重点逐渐转向以流域为单元的生态-水文过程研究，旨在为流域环境综合管理奠定更为坚实的科学基础。
1.1.1 流域生态-水文过程研究的社会意义及相应的国际行动计划
近年来，各国政府和科学界充分认识到资源和能源已成为区域可持续发展的重要基础，水作为一种多功能性的资源和多种环境过程的介质和纽带，备受关注。2002 年在约翰内斯堡召开的“世界可持续发展峰会”（World Summit on Sustainable Development，WSSD）将水列为可持续发展五大课题之首，会议强调了对水与发展、水与环境及水管理等问题的关注。国际水资源管理的实践证明，以流域为单元进行水资源管理是*为行之有效的管理方式。为此，许多国家针对一些重要流域设立了相应的管理机构，如美国田纳西河流域、澳大利亚墨累-达令河流域、欧洲的莱茵河流域等。另外，随着流域综合管理的需要，以流域为研究对象的流域科学开始逐渐形成，日益受到关注。
流域水资源管理遇到的重要难题之一是如何保证不同条件下的生态用水。众所周知，不合理的人类活动和高强度的开发利用，导致越来越多的生态环境问题，保护生态环境已成为各国政府面临的重要任务。在水资源短缺的今天，人们迫切要求了解不同生态保护水平下的生态需水量。要回答这些问题，必须从科学上更加深入地理解生态与水文过程的相互作用。流域水资源管理和学科发展的需求，为生态水文学迅速发展创造了良好条件，现已形成基本的学科框架。基于生态水文学在流域管理过程中的实用性，联合国教育、科学及文化组织 国际水文计划（United Nations Educational，Scientific and Cultural OrganizationInternational Hydrological Programme，UNESCO IHP）第五阶段计划特别强调以流域为基础，从河流系统与自然、社会经济的联系中，理解生物和物理过程的整体特征，从而提高流域水资源的管理水平。2007 年联合国教育、科学及文化组织 国际水文计划第7 阶段计划将流域生态水文列为核心研究内容。
从科学发展的需要出发，一些国家先后建立了大型观测网络。欧洲典型试验流域生态-水文观测网（European Network of Experimental and Representative Basins，ENERB）、美国半干旱水文和河岸可持续性计划（Sustainability of Semi-arid Hydrology and Riparian Areas，SSHRA）等生态-水文观测试验计划是近年来生态水文学观测研究的代表。这些大型观测和研究计划的实施为认识和解决复杂的流域资源环境问题奠定了重要科学基础。
1.1.2 我国开展内陆河流域生态-水文过程研究的紧迫国家需求
占我国陆地面积13 的内陆河流域集中分布在西北干旱区，地跨甘肃、宁夏、青海、新疆和内蒙古的西部地区。由于光热条件的优良组合，全国棉花和春小麦**单产纪录均出现在该地区。该地区矿产资源丰富多样，居全国首位的矿种有26 种，居前5 位的有62种。显示了内陆河流域在我国经济发展中的重要地位。同时，该区域也是我国的生态脆弱区，在很大程度上成为我国，特别是华北地区生态安全的重要屏障。
内陆河流域大部分地区年降水量低于200 mm，水资源量仅占全国的5%，在气候变化和人为因素影响下荒漠化、盐碱化、沙尘暴等生态环境问题直接威胁着区域可持续发展。目前我国干旱内陆河流域出现的环境问题和未来的发展问题无一不与区域水文、水资源状况相关。在气候变暖加剧、经济快速发展的背景下，我国西北干旱区在21 世纪中叶水资源尚有巨大的缺口（王浩等，2003）。
为了解决西北地区所面临的日益严峻的生存环境问题，国家先后投入巨资进行生态环境治理。据统计，国家在“十五” 以来已先后在新疆塔里木河流域、黑河流域和石羊河流域、“三江源” 甘南和青海湖流域投资近400 亿元用于生态建设和水资源保护工程。这些重大战略举措表明国家对干旱区水问题、生态问题的高度重视，希望通过水利工程和生态工程措施缓解经济社会发展、生态环境保护和水资源短缺的矛盾。针对水利工程和生态工程措施的效果，急需进一步从科学上加以深入研究，并做出准确的判断。
水资源是联系经济发展和生态环境建设的纽带，理解水资源问题是解决水与生态之间矛盾的核心。但毋庸置疑，目前流域生态用水和生产用水矛盾突出，绿洲开发无序，导致流域生态环境特别是下游生态环境恶化。造成这种局面的根源之一是对流域水与生态的关系研究滞后，对干旱区水-气候-生态-经济的相互关系和演化规律的认识水平不能适应社会经济的快速发展，关键在于对水-气候-生态-经济系统中生态与水文规律缺乏系统性认识。
因此，开展内陆河流域生态-水文集成研究，探讨内陆河流域水循环及其在环境变化和人类活动下的响应模式，研究水资源的演变规律，为从水-生态-经济的角度管好水、用好水提供科学依据，已成为事关国家西部可持续发展的重大战略问题。
1.1.3 开展内陆河流域生态-水文过程集成研究的科学意义及学科引领地位
近年来，陆地表层系统研究作为地球系统中重要的研究领域，受到地球科学各分支学科研究者的高度重视。传统地理学以还原论的思维方式，将地表环境要素进行分解式研究，力求对单一环境要素进行基于物理机制的精确刻画，对环境空间分异予以静态的描述，对地理过程研究基于点上表达。随着学科发展，人们发现地球表层是一个复杂系统，环境要素存在着本质的内在联系，人类活动已经成为驱动地理过程的不可忽视的重要因素。为此，以系统的思路，开展多要素耦合、由点至面的多尺度研究势在必行。陆地表层系统研究已成为国际地球和环境科学研究前沿，一些国家设立了相应的研究计划，如美国国家科学基金会设立的耦合人与自然系统的研究计划。从整体出发的地球系统研究，对认识陆地表层系统中水、土、气、生、人相互作用和深入理解地球系统具有重要意义。
我国干旱内陆河流域虽然是一个复杂系统，但其空间界限明确，生物环境特征独特，水无论在自然环境各子系统间还是在自然-经济系统间的纽带作用突出，是开展陆地表层系统综合研究和模式的区域和系统性集成研究的理想“区域操作平台”。另外，“十五”以来国家在内陆河流域开展的一系列研究项目，如中国科学院西部项目群中的“黑河流域水-生态-经济系统综合管理试验示范” 和“黑河流域遥感-地面观测同步试验与综合模拟平台建设” 项目，国家自然科学基金“我国西部生态环境重大科学研究计划” 项目等，在生态水文、生态恢复、同位素水文学、水环境、生态经济与持续发展等领域取得了阶段性研究成果，初步构建了数字流域、野外实验观测、试验示范平台，形成了一支致力于流域科学发展的科技创新队伍。通过该计划的实施，有望提升陆地表层系统集成研究的水平，形成干旱内陆河研究的方法、技术体系，保持我国在该领域的国际重要地位。
1.1.4 国内外研究现状、趋势与挑战
随着地理学、生态学等分支学科研究的不断深化，对区域单一环境要素物理、化学和生物过程的认识不断深入，为从流域角度开展系统研究提供了基础。同时，流域多要素相互作用研究在一定程度上引导着各分支学科的发展方向。
1.干旱区流域水文、水资源过程研究得到了长足发展
近年来以流域为中心的干旱区水文过程研究已成为国际学界研究的前沿，一些学术组织和资助机构纷纷推出具有区域特色和全球代表性的研究计划。例如，半干旱热带地区水文大气先行性研究计划，半干旱区陆面-大气研究计划，以及黑河地区地气相互作用观测试验研究计划等。美国国家科学基金会于2000 年实施的美国半干旱水文和河岸可持续性计划，以流域为单元重点强调三方面的研究，即流域尺度水量平衡、河流系统和集成模拟，强调水科学研究中的多学科交叉、强调区域模型集成耦合、强调流域尺度综合，从而为区域水资源可持续利用提供有力支持。在该计划的支持下，美国科学家对北方流域进行了地下水、土壤、冻土、积雪层、枯枝落叶层、林冠层和大气层之间的能量、水量和溶质通量交换过程的系统研究，推动了以流域为单元的综合观测、试验和模拟研究。
由于流域水文变量的空间变异大、资料缺乏以及多尺度水文过程并存，通过流域水文模拟是解决、理解和认识流域水文过程和水资源形成过程的主要手段。针对基本流域单元水文建模方法中的闭合关系确定方法问题，Lee 等建立了CREW 水文模型，提出了确定闭合关系的理论推导和简化过程分析方法，成功地应用于小流域的降雨、径流和土壤动力学过程预测（Lee et al.，2007）。ATFLOOD 模型结合详细的观测数据可以对河川流量、土壤水分、蒸发、积雪融雪和地下水流量进行验证（Bingeman et al.，2006）。美国农业部农业研究局开发了能表达流域尺度水文过程的SWAT 模型，模拟地表水和地下水水质和水量，预测土地管理措施对不同土壤类型、土地利用方式和管理条件的大尺度复杂流域的水文、泥沙和农业化学物质产量的影响（Abbaspour et al.，2007；Arnold et al.，2000）。
数字流域技术发展为流域模型开发创造了更好的条件。20 世纪80 年代初期，O？？Callaghan 和Mark （1984）首先提出了利用网格型DEM 表达区域地貌形态，按陡坡度方向确定地表汇流方向、生成河道网的方法。在此基础上，利用生成的河道网进行流域划分、地形特征和汇流特性分析（Tarboton，1991）。这些成果被Arc Info 及ArcView 等地理空间分析软件采用，为分布式流域水文模拟带来了极大方便。另外，随着对地观测技术的进步，结合地表观测数据相继建成不同区域的地表环境数据库，对植被参数、蒸发量、土壤含水率及地表温度等基础数据有更加丰富的积累，为模型精度提高，模拟结果的验证创造了更好的条件。
我国的内陆河流域生态环境质量退化现状已引起政府和科学家的极大关注。面对区域发展对科学的需求和学科自身发展的需要，近年来，我国科学家围绕内陆河流开展了大量的水文、水资源方面的研究，并取得了一些可喜的成果。
自1999年以来，国家重点基础研究发展计划先后设立了多个与流域水文研究相关的项目，如“黄河流域水资源环境演化规律与可再生性维持机理” “海河流域水循环演变机理与水资源高效利用” 等。在此之前已完成了一批国家重点科技攻关
|
|
購物車/收銀台(0) | 在線留言板
| 付款方式
| 聯絡我們
| 運費計算
| 幫助中心 |
加入書簽
HOME
新書上架
