黃土高原生態(tài)建設的生態(tài)：水文過程及其響應機理

目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 研究意義 1
1.2 研究進展 2
1.2.1 旱區(qū)生態(tài)過程演變與水資源響應 2
1.2.2 水土保持生態(tài)活動對黃河年徑流量的影響 3
1.2.3 典型生態(tài)工程對生態(tài)-水文過程的作用 4
1.2.4 流域生態(tài)建設的生態(tài)水文響應研究 7
參考文獻 8
第2章 黃土高原土地利用與土壤侵蝕變化特征 13
2.1 黃土高原土地利用變化分析 13
2.1.1 面積變化分析 13
2.1.2 黃土高原土地利用轉移矩陣分析 13
2.1.3 黃土高原地區(qū)1999～2019 年植被蓋度演變分析 16
2.2 典型區(qū)域土壤侵蝕變化分析 18
2.2.1 陜西省主要流域水資源狀況 18
2.2.2 陜西省土壤侵蝕狀況 19
2.2.3 典型區(qū)域水土流失狀況 22
參考文獻 24
第3章 黃土高原多沙粗沙區(qū)降水及水沙變化的影響 25
3.1 黃土高原多沙粗沙區(qū)水沙關系分析 25
3.1.1 降水、徑流輸沙變化趨勢分析 25
3.1.2 徑流輸沙貢獻率分析 27
3.2 黃河中游區(qū)含沙量和流量的不確定關系 29
3.2.1 邊緣分布和Copula 函數對概率模擬結果影響分析 30
3.2.2 含沙量和流量不確定性關系分析 33
3.3 植被恢復、坡改梯等對流域產匯流及產輸沙的影響 35
3.3.1 植被恢復對流域產匯流及產輸沙的影響 35
3.3.2 坡改梯對流域產匯流及產輸沙的影響 38
參考文獻 42
第4章 流域地表徑流的能量匯聚過程及其對產輸沙的作用機理 43
4.1 多時空尺度流域侵蝕產沙與徑流功率的關系 43
4.2 基于分類思想和能量觀點的徑流輸沙尺度效應分析 46
4.2.1 不同尺度洪水徑流過程的類型及水沙傳遞關系演變 46
4.2.2 徑流侵蝕輸沙的空間尺度效應 49
4.2.3 上游含沙水流對下游輸沙的影響 60
4.3 流域系統(tǒng)不同類型洪水過程的侵蝕輸沙效應及其侵蝕能量特征 62
4.3.1 毛溝尺度不同類型洪水過程的侵蝕輸沙效應及其侵蝕能量特征 62
4.3.2 支溝尺度不同類型洪水過程的侵蝕輸沙效應及其侵蝕能量特征 68
4.3.3 干溝尺度不同類型洪水過程的侵蝕輸沙效應及其侵蝕能量特征 72
參考文獻 75
第5章 生態(tài)建設影響下流域水資源時空分布與轉化規(guī)律 76
5.1 林地坡面土壤水分空間分布及時間穩(wěn)定性 76
5.1.1 土壤含水量統(tǒng)計特征 76
5.1.2 土壤含水量空間分布的時間穩(wěn)定性 77
5.1.3 不同土壤深度的代表性位置點 78
5.1.4 *佳代表性位置點對平均土壤含水量的估計精度 80
5.1.5 土壤含水量時空變化 81
5.1.6 土壤含水量與影響因素的關系 82
5.1.7 土壤含水量時間穩(wěn)定性的主要影響因素 82
5.2 梯田對土壤含水量時空分布格局的影響 84
5.2.1 土壤含水量統(tǒng)計特征 84
5.2.2 土壤含水量空間分布的時間穩(wěn)定性 85
5.2.3 基于相對差分分析的代表性位置點識別 86
5.2.4 *佳代表性位置點對平均土壤含水量的估計精度 86
5.2.5 不同深度下土壤含水量的時間變化 88
5.2.6 土壤含水量時間穩(wěn)定性的影響因素 90
5.2.7 土壤含水量時間穩(wěn)定性與影響因素的關系 90
5.3 壩地土壤含水量時空變化 91
5.3.1 壩地土壤含水量的統(tǒng)計特征 91
5.3.2 王茂溝骨干壩壩地土壤含水量分析 92
5.3.3 壩地垂直方向上土壤水分分布特征 93
5.3.4 淤地壩的水資源效應及壩地儲水量估算 94
5.3.5 壩地土壤雙環(huán)入滲實驗研究 96
5.3.6 小流域土壤有效水參數空間分布特征 97
5.4 生態(tài)建設對流域土壤水資源分布的影響 101
5.4.1 不同水土保持措施土壤含水量空間差異性分析 101
5.4.2 土壤水資源與土地利用類型的耦合效應 103
參考文獻 106
第6章 流域地表水-土壤水-地下水轉化機制及傳輸規(guī)律 108
6.1 流域地表水-土壤水-地下水同位素特征及轉化關系 108
6.1.1 生態(tài)建設對比流域水同位素統(tǒng)計特征 108
6.1.2 對比流域不同水體氫氧同位素關系 111
6.1.3 流域降水氫氧同位素變化及其影響效應 113
6.1.4 地表水和淺層地下水氫氧同位素時空分布 118
6.1.5 土壤水氫氧同位素時空變化特征 121
6.1.6 對比流域多水源補給轉化及來源比例 131
6.2 生態(tài)建設對流域水傳輸方式、傳輸時間變化的作用機理 136
6.2.1 降水、地表水和淺層地下水氫氧同位素值年際變化 136
6.2.2 不同水體的正弦函數擬合 137
6.2.3 基于EM 模型的流域水傳輸時間計算 140
6.2.4 多尺度生態(tài)建設對比流域水傳輸時間變化規(guī)律 140
6.3 流域水資源賦存的時空特征和轉化機制 141
6.3.1 入滲補給方式下的土壤水同位素特征 141
6.3.2 地下水補給方式下的土壤水同位素特征 144
6.3.3 二水源補給方式下的土壤水運移及轉化規(guī)律 146
6.3.4 飽和出流條件下出流水同位素特征及滯留時間研究 152
參考文獻 157
第7章 植被恢復與土壤水分利用關系 158
7.1 農作物根系與土壤水響應關系 158
7.1.1 土壤水同位素特征 158
7.1.2 植物不同生長期吸水策略 159
7.2 退耕植被群落根系動態(tài)及水分利用特征 163
7.2.1 退耕植被群落根系與土壤水動態(tài)分布特征 163
7.2.2 植物水、土壤水氧同位素分布特征 164
7.2.3 利用多元質量守恒模型確定植物根系吸水深度及動態(tài)變化 165
7.2.4 植被恢復過程中根系特征變化及其與水分利用的關系 169
7.3 退耕植被根系對土壤水分的影響 171
7.3.1 各植被群落土壤含水量季節(jié)變化特征 172
7.3.2 土壤剖面各層含水量季節(jié)變化特征 172
7.3.3 各植被群落根系分布對土壤水分季節(jié)變化的響應 174
參考文獻 177
第8章 生態(tài)建設對流域蒸散發(fā)、入滲及水量平衡的影響 179
8.1 生態(tài)建設對流域蒸散發(fā)及水量平衡的影響 179
8.1.1 流域實際蒸散發(fā)趨勢性變化分析 179
8.1.2 實際蒸散發(fā)、潛在蒸散發(fā)與氣象因子的關系 181
8.1.3 計算流域實際蒸散發(fā)的水量平衡法驗證 182
8.1.4 流域徑流量與蒸散發(fā)的關系 185
8.1.5 流域多年平均水量平衡分析 187
8.1.6 流域年尺度水量平衡分析 189
8.2 不同土地利用類型的土壤入滲實驗研究 190
8.2.1 不同土地利用類型的雙環(huán)入滲實驗研究 191
8.2.2 不同土地利用類型的土壤水分入滲特征 194
參考文獻 199
第9章 流域土壤水資源演變規(guī)律 201
9.1 土壤水資源時空變化特征 201
9.1.1 土壤水資源的定義 201
9.1.2 土壤水資源的估算方法 202
9.1.3 生態(tài)建設條件下流域土壤水資源時空演變特征 205
9.2 流域土壤水消耗補償模式 207
9.2.1 土壤有效水分級 207
9.2.2 生態(tài)建設對土壤水有效水含量的影響 208
9.2.3 生態(tài)建設影響下流域土壤水資源消耗與補償過程演變 209
參考文獻 213
第10章 流域生態(tài)建設對生態(tài)-水文過程的調控作用 214
10.1 林草建設對流域持水能力的調控作用 214
10.1.1 流域不同土地利用類型的土壤水分時空分異特征 214
10.1.2 不同退耕植被枯落物的持水效能 224
10.2 淤地壩保水機理與模擬 230
10.2.1 壩地土壤水分傳輸特征 230
10.2.2 壩地土壤水分運動模擬 231
10.3 級聯壩系滯洪效應研究 238
10.3.1 小流域壩系防洪體系 238
10.3.2 淤地壩防洪標準 239
10.3.3 單壩防洪標準與壩系防洪標準的關系 239
10.3.4 王茂溝小流域不同壩系結構配置的蓄洪效應 240
10.3.5 壩系雨洪資源利用潛力 248
參考文獻 250
第11章 黃土高原生態(tài)建設的生態(tài)系統(tǒng)服務功能 251
11.1 生態(tài)系統(tǒng)服務功能 251
11.1.1 生態(tài)系統(tǒng)服務功能的價值化 251
11.1.2 我國主要生態(tài)系統(tǒng)服務功能 251
11.2 生態(tài)系統(tǒng)服務功能服務價值 255
11.2.1 水土保持生態(tài)系統(tǒng)服務功能 255
11.2.2 水土保持功能生態(tài)系統(tǒng)服務價值評估 256
11.3 陜西省水土流失經濟損失計量 266
11.3.1 陜西省水土流失現狀分析與影響辨識 267
11.3.2 評估指標體系 268
11.3.3 水土流失經濟影響評估方法 269
11.4 黃土高原生態(tài)系統(tǒng)服務功能空間分布變化規(guī)律 286
11.4.1 黃土高原生態(tài)系統(tǒng)服務功能評估 286
11.4.2 黃土高原生態(tài)系統(tǒng)服務功能空間自相關分析 292
參考文獻 297
第12章 社會經濟因素與水沙變化之間的不確定性分析 298
12.1 氣候變化和人類活動對黃河中游徑流泥沙影響 298
12.1.1 黃河中游降水量與徑流量、輸沙量關系演變 298
12.1.2 人類活動對黃河中游降水量、徑流量和輸沙量的影響 306
12.2 無定河不同尺度流域下水沙趨勢變化分析 309
12.2.1 研究方法 309
12.2.2 無定河不同尺度流域水沙突變點檢驗 310
12.2.3 無定河不同尺度流域水沙年際變化特征 312
12.2.4 無定河不同尺度流域水沙變化關系分析 315
12.3 無定河不同尺度流域下經濟、氣候和生態(tài)因子與水沙變化的響應關系 317
12.3.1 黑木頭川流域經濟、氣候和生態(tài)因子與水沙變化的響應關系 317
12.3.2 無定河流域經濟、氣候和生態(tài)因子與水沙變化的響應關系 330
12.3.3 不同尺度流域下經濟、氣候和生態(tài)因子與水沙變化的響應關系 345
參考文獻 347
第13章 結論 348