目錄
序一i
序二iii
前言v
第1章緒論1
1.1研究背景與意義1
1.2國內(nèi)外研究進(jìn)展2
1.2.1地表水熱過程的觀測和模擬2
1.2.2土地利用變化對(duì)地表水熱過程影響研究4
1.2.3農(nóng)牧交錯(cuò)帶土地利用變化對(duì)地表水熱過程影響研究進(jìn)展5
1.2.4目前存在的問題6
1.2.5本書內(nèi)容概述7
參考文獻(xiàn)9
第2章研究區(qū)概況14
2.1自然地理概況14
2.1.1地形地貌15
2.1.2水文氣候15
2.1.3河流水系16
2.1.4土壤與植被17
2.1.5自然資源18
2.2社會(huì)經(jīng)濟(jì)概況19
2.2.1行政區(qū)劃19
2.2.2經(jīng)濟(jì)狀況20
2.2.3土地利用變化21
2.3生態(tài)概況22
2.3.1生態(tài)問題22
2.3.2生態(tài)保護(hù)與修復(fù)狀況24
2.3.3國家需求與定位25
參考文獻(xiàn)26
第3章主要下墊面地表水熱過程關(guān)鍵參數(shù)觀測與分析29
3.1定位觀測系統(tǒng)的建立與遙感數(shù)據(jù)的收集29
3.1.1點(diǎn)尺度定位觀測系統(tǒng)的建立29
3.1.2區(qū)域尺度遙感觀測數(shù)據(jù)及方法概述33
3.2北方農(nóng)牧交錯(cuò)帶下墊面動(dòng)態(tài)變化及其驅(qū)動(dòng)因素分析40
3.2.1我國北方農(nóng)牧交錯(cuò)帶植被變化趨勢分析41
3.2.2我國北方農(nóng)牧交錯(cuò)帶氣候變化趨勢分析45
3.2.3我國北方農(nóng)牧交錯(cuò)帶土地利用變化分析49
3.2.4植被變化的影響因素分析50
3.2.5小結(jié)55
3.3北方農(nóng)牧交錯(cuò)帶GPP、ET及WUE的時(shí)空變化及影響因素56
3.3.1模型驗(yàn)證57
3.3.2總初級(jí)生產(chǎn)力和蒸散發(fā)的時(shí)空變化趨勢分析61
3.3.3水分利用效率的時(shí)空變化趨勢分析64
3.3.4總初級(jí)生產(chǎn)力和蒸散發(fā)對(duì)水分利用效率影響的貢獻(xiàn)率67
3.3.5水分利用效率變化的綜合歸因70
3.3.6小結(jié)73
3.4基于宇宙射線中子法的西北農(nóng)牧交錯(cuò)帶土壤水分觀測73
3.4.1研究數(shù)據(jù)和方法74
3.4.2CRNS的N0值和有效測量范圍77
3.4.3CRNS和ECH2O結(jié)果對(duì)比79
3.4.4形狀參數(shù)本地化82
3.4.5CRNS與地上生物量的關(guān)系84
3.4.6小結(jié)87
3.5不同下墊面的土壤含水量及土壤水力學(xué)屬性變化研究87
3.5.1研究區(qū)概況及研究方法88
3.5.2植被蓋度對(duì)土壤含水量的影響89
3.5.3植被蓋度對(duì)土壤溫度的影響90
3.5.4降水對(duì)土壤含水量的影響92
3.5.5植被生長過程對(duì)土壤含水量的影響94
3.5.6不同植被蓋度土壤容重和孔隙度差異分析95
3.5.7小結(jié)96
參考文獻(xiàn)96
第4章典型區(qū)不同土地利用方式對(duì)地表水熱過程的影響機(jī)理104
4.1CLM4.5和CLM5.0在西北農(nóng)牧交錯(cuò)帶典型下墊面的模擬性能對(duì)比104
4.1.1數(shù)據(jù)和方法105
4.1.2土壤水分模擬性能評(píng)估108
4.1.3討論115
4.1.4結(jié)論120
4.2典型區(qū)不同土地利用方式水熱過程特征和差異性的分析121
4.2.1輻射變化特征121
4.2.2土壤溫度特征124
4.2.3土壤含水量特征126
4.2.4結(jié)論127
4.3土地利用變化對(duì)土壤水分影響的定量評(píng)估129
4.3.1數(shù)據(jù)和方法130
4.3.2兩種指標(biāo)與氣候和人類活動(dòng)之間的關(guān)系132
4.3.3繪制由于生態(tài)恢復(fù)植被覆蓋增加引起的土壤水分過度消耗熱點(diǎn)區(qū)域圖135
4.3.4討論136
4.3.5小結(jié)138
4.4不同蒸散發(fā)估算方法在農(nóng)牧交錯(cuò)帶典型區(qū)的適用性評(píng)價(jià)138
4.4.1數(shù)據(jù)與方法139
4.4.2蒸散發(fā)估算方法140
4.4.3結(jié)果142
4.4.4討論145
4.4.5結(jié)論148
參考文獻(xiàn)149
第5章區(qū)域尺度土地利用變化對(duì)地表水熱過程的影響機(jī)理156
5.1區(qū)域土地利用變化對(duì)氣溫日較差影響156
5.1.1材料與方法157
5.1.2LUCC過程分析159
5.1.3LUCC對(duì)DTR的影響163
5.1.4結(jié)論168
5.2基于地表水熱循環(huán)物理過程的不同類型干旱過程的多時(shí)間尺度模擬與評(píng)估168
5.2.1GLDAS2.0/NOAH數(shù)據(jù)在西北內(nèi)陸河地區(qū)的適用性評(píng)估169
5.2.2氣象水文要素年際變化趨勢分析173
5.2.3干旱物理機(jī)制分析及歷史時(shí)期陸面干濕狀態(tài)變化趨勢176
5.2.4結(jié)論187
5.3土地利用變化對(duì)區(qū)域水文過程影響的模擬188
5.3.1數(shù)據(jù)與方法188
5.3.2土地利用對(duì)水文過程的影響190
5.3.3結(jié)論192
5.4土地利用變化對(duì)區(qū)域蒸散發(fā)的影響分析192
5.4.1數(shù)據(jù)與方法194
5.4.2日蒸散量精度的驗(yàn)證196
5.4.3區(qū)域蒸散發(fā)的空間分布196
5.4.4蒸散發(fā)與地表特征參數(shù)關(guān)系探究198
5.4.5不同土地覆被類型的蒸散量分析200
5.4.6結(jié)論與討論201
5.5土地利用變化對(duì)區(qū)域氣候（水熱循環(huán)過程）的雙向反饋動(dòng)力學(xué)機(jī)制202
5.5.1WRF模型介紹202
5.5.2實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)203
5.5.3模型評(píng)估203
5.5.4主要結(jié)果205
5.6土地利用變化對(duì)局地降水與水汽再循環(huán)過程反饋效應(yīng)的定量分析210
5.6.1子區(qū)域劃分210
5.6.2數(shù)據(jù)211
5.6.3蒸散發(fā)計(jì)算211
5.6.4降水再循環(huán)212
5.6.5主要結(jié)果213
5.7生態(tài)恢復(fù)的遠(yuǎn)程水熱效應(yīng)？土地利用情景分析219
5.7.1WRF-tagging簡介及設(shè)置219
5.7.2參考數(shù)據(jù)220
5.7.3情景實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)221
5.7.4模擬結(jié)果評(píng)估222
5.7.5蒸發(fā)水汽輸送及再循環(huán)225
5.7.6LUCC引起的差異229
5.7.7LUCC-P反饋分析231
參考文獻(xiàn)232
第6章西北農(nóng)牧交錯(cuò)帶生態(tài)屏障建設(shè)的區(qū)域水熱效應(yīng)模擬與適用性管理240
6.1未來氣候變化對(duì)農(nóng)牧交錯(cuò)帶玉米的影響及適應(yīng)性措施240
6.1.1評(píng)價(jià)CERES-Maize模型在西北農(nóng)牧交錯(cuò)帶的適應(yīng)性241
6.1.2未來氣候變化對(duì)西北農(nóng)牧交錯(cuò)帶玉米的影響246
6.1.3制定適應(yīng)未來氣候變化的最佳措施256
6.1.4不同適應(yīng)性措施耦合對(duì)玉米產(chǎn)量及WUE的影響268
6.2未來不同土地利用變化情景的確定274
6.2.1數(shù)據(jù)來源及處理276
6.2.2未來不同土地利用變化情景的確定方法276
6.2.3結(jié)果與分析281
6.2.4小結(jié)285
6.3未來不同土地利用情景下地表水熱關(guān)鍵參數(shù)的模擬及機(jī)理分析285
6.3.1數(shù)據(jù)與方法286
6.3.2不同情境下土地利用變化結(jié)果評(píng)估290
6.3.3各水熱參數(shù)的空間分布及變化特征291
6.3.4未來不同土地利用情景下地表水熱參數(shù)作用機(jī)理295
6.3.5小結(jié)298
6.4西北農(nóng)牧交錯(cuò)帶土地利用優(yōu)化調(diào)整的策略和建議299
參考文獻(xiàn)300
第7章結(jié)論與建議309