人类活动与气候变化的流域生态水文响应

作者: 余新晓著 , 郑江坤著 , 王友生著

出版社: 科学出版社

出版时间: 2015-07

版次: 1

ISBN: 9787030378736

定价: 138.00

装帧: 平装

开本: 16开

纸张: 胶版纸

页数: 260页

正文语种: 简体中文

丛书: 生态水文学研究系列专著

分类: 自然科学

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　　《人类活动与气候变化的流域生态水文响应》以华北土石山区典型流域潮白河流域以及嵌套流域半城子和红门川流域为研究对象，利用多年的水文气象观测资料采用景观生态学测度方法，分析了不同尺度流域土地利用／森林覆被变化过程和水文气候变化趋势，并用分布式水文模型SWAT和wetspaExtension模型进行了不同尺度流域水文生态过程模拟，目的在于通过对森林景观结构格局动态变化分析和水文气候变化分析，揭示其基本规律，定量评价森林植被对流域径流各组分的影响，并根据各水文要素的变化趋势定量评估人类活动及气候因子对径流、泥沙、水质变化的贡献率。在此基础上，预测了土地利用和气候变化并揭示了未来潮白河流域水文过程的响应机制。
　　《人类活动与气候变化的流域生态水文响应》可供从事水文生态学、森林水文学、水土保持学、地理学、环境科学、景观生态学等专业的研究、管理人员及高等院校相关专业的师生参考。余新晓，北京林业大学教授，博士生导师。现任北京林业大学水土保持学院院长，教育部水土保持与荒漠化防治重点实验室主任，国家林业局水土保持重点开放实验室主任。丛书序
前言
第1章绪论
1．1 人类活动和气候变化对水文过程的影响
1．1．1 人类活动对水文过程的影响
1．1．2 气候变化对水文过程的影响
1．1．3 人类活动／气候变化对水文水资源的时空动态影响
1．1．4 生态水文研究存在的主要问题及发展趋势
1．2 研究区概况
1．2．1 半城子流域概况
1．2．2 红门川流域概况
1．2．3 土门流域概况
1．2．4 怀河流域概况
1．2．5 密云水库流域概况
1．3 研究方法
1．3．1 水文气象数据趋势性分析和突变点检验
1．3．2 土地利用／植被动态变化过程
1．3．3 模型模拟方法

第2章流域景观格局分析
2．1 流域土地利用／森林覆被动态演变分析
2．1．1 流域不同时期土地利用类型构成
2．1．2 流域土地利用／森林覆被类型的转化
2．2 流域景观格局分析
2．2．1 景观指数的选取
2．2．2 景观级别上的景观格局动态变化分析
2．2．3 斑块级别上的景观格局动态变化分析
2．3 流域未来土地利用变化预测
2．3．1 土地利用变化预测方法
2．3．2 土地利用变化预测结果

第3章流域气候因子变化分析
3．1 流域降水趋势性变化及突变点检验
3．1．1 潮白河流域降水趋势性变化及突变点检验
3．1．2 半城子流域降水趋势性变化及突变点检验
3．1．3 红门川流域降水趋势性变化及突变点检验
3．2 流域气温趋势性变化及突变点检验
3．2．1 气温年内变化规律
3．2．2 气温年际变化规律
3．2．3 气温突变检测
3．3 流域潜在蒸散发趋势性变化及突变点检验
3．3．1 潜在蒸散发年内变化规律
3．3．2 潜在蒸散发年际变化规律
3．3．3 潜在蒸散发突变检测
3．4 气候因子预测

第4章气候变化和土地利用／森林覆被变化对水文过程的影响
4．1 水文过程趋势性变化及突变分析
4．1．1 潮白河流域水文过程趋势性变化及突变分析
4．1．2 半城子流域水文过程趋势性变化及突变分析
4．1．3 红门川流域水文过程趋势性变化及突变分析
4．2 水文过程对气候变化和土地利用／森林覆被变化的响应
4．2．1 潮白河流域气候变化和土地利用的水文响应
4．2．2 半城子流域土地利用／森林覆被变化的水文响应
4．2．3 红门川流域土地利用／森林覆被变化的水文响应

第5章大尺度流域生态水文过程模拟分析
5．1 SWAT数据库的建立
5．1．1 基于GIS建立流域数字高程模型
5．1．2 土地利用／覆被变化数据库
5．1．3 土壤数据库
5．1．4 属性数据库
5．2 基于DEM的水文参数的提取
5．2．1 流域河网生成
5．2．2 子流域划分
5．2．3 水文响应单元划分
5．3 参数灵敏度分析
5．3．1 方法简介
5．3．2 结果分析
5．4 参数率定及校核验证
5．4．1 参数适用性评价方法
5．4．2 流域水文校核期参数率定
5．4．3 应用SWAT进行模型模拟
5．5 径流泥沙变化成因分析
5．5．1 沟道库坝工程对潮白河流域径流的影响评价
5．5．2 沟道库坝工程对潮白河流域泥沙的影响评价
5．5．3 土地利用对潮白河径流变化的贡献率
5．5．4 土地利用对潮白河泥沙变化的贡献率
5．5．5 20世纪80年代人类活动／气候变化对潮白河流域径流泥沙的贡献璋

第6章小尺度流域生态水文过程模拟分析
6．1 wetSpaExtension模型数据库的建立
6．1．1 基于地理信息系统建立的流域I）EM
6．1．2 土壤数据库
6．1．3 土地利用／覆被变化数据库
6．1．4 气象和水文数据库
6．2 空间分布参数的提取
6．2．1 基于DEM的河网提取及子流域划分
6．2．2 基于土壤类型的空间分布参数提取
6．2．3 基于土地利用类型的空间分布参数提取
6．2．4 产流系数和洼蓄容量的空间分布
6．2．5 汇流参数的提取
6．3 wetSpaExtension模型的参数率定与验证
6．3．1 WetSpaExtension模型模拟效果的评价标准
6．3．2 流域水文参数率定结果
6．3．3 模型径流模拟与验证的结果分析
6．4 wetSpaExtension模型与数字滤波法基流分割结果比较
6．4．1 数字滤波法的介绍
6．4．2 数字滤波法进行流域径流分割
6．4．3 两种径流分割结果对比
6．5 森林植被变化对径流组分的影响
6．5．1 流域不同径流组分的变化
6．5．2 流域森林植被变化对径流组分的影响

第7章流域水文情景模拟
7．1 潮白河流域水文情景模拟
7．1．1 景观格局情景建立
7．1．2 气候情景建立
7．2 半城子和红门川流域水文情景模拟
7．2．1 流域土地利用／森林覆被变化的情景设置
7．2．2 流域不同土地利用结构的水文响应
7．2．3 流域不同情景森林植被类型的水文响应
7．2．4 流域不同情景森林覆被率的水文响应
参考文献
内容简介:
　　《人类活动与气候变化的流域生态水文响应》以华北土石山区典型流域潮白河流域以及嵌套流域半城子和红门川流域为研究对象，利用多年的水文气象观测资料采用景观生态学测度方法，分析了不同尺度流域土地利用／森林覆被变化过程和水文气候变化趋势，并用分布式水文模型SWAT和wetspaExtension模型进行了不同尺度流域水文生态过程模拟，目的在于通过对森林景观结构格局动态变化分析和水文气候变化分析，揭示其基本规律，定量评价森林植被对流域径流各组分的影响，并根据各水文要素的变化趋势定量评估人类活动及气候因子对径流、泥沙、水质变化的贡献率。在此基础上，预测了土地利用和气候变化并揭示了未来潮白河流域水文过程的响应机制。
　　《人类活动与气候变化的流域生态水文响应》可供从事水文生态学、森林水文学、水土保持学、地理学、环境科学、景观生态学等专业的研究、管理人员及高等院校相关专业的师生参考。
作者简介:
余新晓，北京林业大学教授，博士生导师。现任北京林业大学水土保持学院院长，教育部水土保持与荒漠化防治重点实验室主任，国家林业局水土保持重点开放实验室主任。
目录:
丛书序
前言
第1章绪论
1．1 人类活动和气候变化对水文过程的影响
1．1．1 人类活动对水文过程的影响
1．1．2 气候变化对水文过程的影响
1．1．3 人类活动／气候变化对水文水资源的时空动态影响
1．1．4 生态水文研究存在的主要问题及发展趋势
1．2 研究区概况
1．2．1 半城子流域概况
1．2．2 红门川流域概况
1．2．3 土门流域概况
1．2．4 怀河流域概况
1．2．5 密云水库流域概况
1．3 研究方法
1．3．1 水文气象数据趋势性分析和突变点检验
1．3．2 土地利用／植被动态变化过程
1．3．3 模型模拟方法

第2章流域景观格局分析
2．1 流域土地利用／森林覆被动态演变分析
2．1．1 流域不同时期土地利用类型构成
2．1．2 流域土地利用／森林覆被类型的转化
2．2 流域景观格局分析
2．2．1 景观指数的选取
2．2．2 景观级别上的景观格局动态变化分析
2．2．3 斑块级别上的景观格局动态变化分析
2．3 流域未来土地利用变化预测
2．3．1 土地利用变化预测方法
2．3．2 土地利用变化预测结果

第3章流域气候因子变化分析
3．1 流域降水趋势性变化及突变点检验
3．1．1 潮白河流域降水趋势性变化及突变点检验
3．1．2 半城子流域降水趋势性变化及突变点检验
3．1．3 红门川流域降水趋势性变化及突变点检验
3．2 流域气温趋势性变化及突变点检验
3．2．1 气温年内变化规律
3．2．2 气温年际变化规律
3．2．3 气温突变检测
3．3 流域潜在蒸散发趋势性变化及突变点检验
3．3．1 潜在蒸散发年内变化规律
3．3．2 潜在蒸散发年际变化规律
3．3．3 潜在蒸散发突变检测
3．4 气候因子预测

第4章气候变化和土地利用／森林覆被变化对水文过程的影响
4．1 水文过程趋势性变化及突变分析
4．1．1 潮白河流域水文过程趋势性变化及突变分析
4．1．2 半城子流域水文过程趋势性变化及突变分析
4．1．3 红门川流域水文过程趋势性变化及突变分析
4．2 水文过程对气候变化和土地利用／森林覆被变化的响应
4．2．1 潮白河流域气候变化和土地利用的水文响应
4．2．2 半城子流域土地利用／森林覆被变化的水文响应
4．2．3 红门川流域土地利用／森林覆被变化的水文响应

第5章大尺度流域生态水文过程模拟分析
5．1 SWAT数据库的建立
5．1．1 基于GIS建立流域数字高程模型
5．1．2 土地利用／覆被变化数据库
5．1．3 土壤数据库
5．1．4 属性数据库
5．2 基于DEM的水文参数的提取
5．2．1 流域河网生成
5．2．2 子流域划分
5．2．3 水文响应单元划分
5．3 参数灵敏度分析
5．3．1 方法简介
5．3．2 结果分析
5．4 参数率定及校核验证
5．4．1 参数适用性评价方法
5．4．2 流域水文校核期参数率定
5．4．3 应用SWAT进行模型模拟
5．5 径流泥沙变化成因分析
5．5．1 沟道库坝工程对潮白河流域径流的影响评价
5．5．2 沟道库坝工程对潮白河流域泥沙的影响评价
5．5．3 土地利用对潮白河径流变化的贡献率
5．5．4 土地利用对潮白河泥沙变化的贡献率
5．5．5 20世纪80年代人类活动／气候变化对潮白河流域径流泥沙的贡献璋

第6章小尺度流域生态水文过程模拟分析
6．1 wetSpaExtension模型数据库的建立
6．1．1 基于地理信息系统建立的流域I）EM
6．1．2 土壤数据库
6．1．3 土地利用／覆被变化数据库
6．1．4 气象和水文数据库
6．2 空间分布参数的提取
6．2．1 基于DEM的河网提取及子流域划分
6．2．2 基于土壤类型的空间分布参数提取
6．2．3 基于土地利用类型的空间分布参数提取
6．2．4 产流系数和洼蓄容量的空间分布
6．2．5 汇流参数的提取
6．3 wetSpaExtension模型的参数率定与验证
6．3．1 WetSpaExtension模型模拟效果的评价标准
6．3．2 流域水文参数率定结果
6．3．3 模型径流模拟与验证的结果分析
6．4 wetSpaExtension模型与数字滤波法基流分割结果比较
6．4．1 数字滤波法的介绍
6．4．2 数字滤波法进行流域径流分割
6．4．3 两种径流分割结果对比
6．5 森林植被变化对径流组分的影响
6．5．1 流域不同径流组分的变化
6．5．2 流域森林植被变化对径流组分的影响

第7章流域水文情景模拟
7．1 潮白河流域水文情景模拟
7．1．1 景观格局情景建立
7．1．2 气候情景建立
7．2 半城子和红门川流域水文情景模拟
7．2．1 流域土地利用／森林覆被变化的情景设置
7．2．2 流域不同土地利用结构的水文响应
7．2．3 流域不同情景森林植被类型的水文响应
7．2．4 流域不同情景森林覆被率的水文响应
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