西北干旱區(qū)氣候變化與可持續(xù)發(fā)展
本書(shū)系統(tǒng)分析了西北干旱區(qū)過(guò)去半個(gè)多世紀(jì)的氣候變化特征,從冰川、積雪變化、地表徑流過(guò)程、陸地水儲(chǔ)量以及生態(tài)系統(tǒng)變化等全面分析了氣候變化對(duì)西北干旱區(qū)水文、水資源及生態(tài)環(huán)境的影響,從用水結(jié)構(gòu)、水資源利用效率等解析了農(nóng)業(yè)供需水變化,評(píng)估了西北干旱區(qū)水資源承載力,提出了要進(jìn)一步挖掘水資源潛力,提升水資源利用效率,加大生態(tài)保護(hù)修復(fù)力度,以應(yīng)對(duì)氣候變化帶來(lái)的可能風(fēng)險(xiǎn),確保西北干旱區(qū)生態(tài)安全和經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。
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主持完成國(guó)家973計(jì)劃項(xiàng)目、國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目課題、國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、中國(guó)科學(xué)院知識(shí)創(chuàng)新工程重點(diǎn)項(xiàng)目等30余項(xiàng)。
目錄
第一章西北干旱區(qū)水資源與生態(tài)環(huán)境概況1
第一節(jié)西北干旱區(qū)水資源基本特征2
一、水資源組成3
二、水資源形成特征5
三、水資源分布特征8
第二節(jié)西北干旱區(qū)生態(tài)環(huán)境基本特征17
一、以山地–綠洲–荒漠復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)為基本特點(diǎn)17
二、荒漠大區(qū),生態(tài)脆弱18
三、人工生態(tài)系統(tǒng)面積增加迅速19
第三節(jié)西北干旱區(qū)水–生態(tài)系統(tǒng)熱點(diǎn)問(wèn)題分析19
一、水循環(huán)過(guò)程獨(dú)特,水文情勢(shì)變化復(fù)雜20
二、極端水文事件頻發(fā),水資源不確定性大21
三、水–生態(tài)–經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)發(fā)展22
第四節(jié)本章小結(jié)23
參考文獻(xiàn)24
第二章西北干旱區(qū)氣候變化及挑戰(zhàn)25
第一節(jié)西北干旱區(qū)氣候要素變化26
一、西北干旱區(qū)氣溫變化分析26
二、西北干旱區(qū)降水變化分析30
三、西北干旱區(qū)潛在蒸散發(fā)變化分析35
四、西北干旱區(qū)實(shí)際蒸散發(fā)及其組分變化39
五、極端天氣氣候事件42
第二節(jié)西北干旱區(qū)氣候變化特征及影響47
一、西北干旱區(qū)氣候變化特征47
二、西北干旱區(qū)氣候變化的影響50
三、西北干旱區(qū)干/濕變化與“暖濕化”問(wèn)題53
第三節(jié)西北干旱區(qū)氣候變化的風(fēng)險(xiǎn)與挑戰(zhàn)55
一、西北干旱區(qū)氣候變化的風(fēng)險(xiǎn)55
二、西北干旱區(qū)氣候變化的應(yīng)對(duì)58
第四節(jié)本章小結(jié)60
參考文獻(xiàn)61
第三章西北干旱區(qū)冰川、積雪水資源及其變化65
第一節(jié)天山冰川、積雪水資源及其變化67
一、冰川分布與變化67
二、冰川變化對(duì)徑流的影響67
三、流域冰川徑流模擬研究典型案例69
四、天山積雪水資源評(píng)估75
第二節(jié)塔里木河流域冰川、積雪水資源及其變化77
一、冰川分布與變化77
二、冰川變化對(duì)徑流的影響80
三、塔里木河流域積雪水資源評(píng)估81
第三節(jié)中國(guó)境內(nèi)阿爾泰山冰川、積雪水資源及其變化83
一、冰川分布與變化83
二、冰川變化對(duì)徑流的影響85
三、阿爾泰山積雪水資源評(píng)估85
第四節(jié)祁連山冰川、積雪水資源及其變化87
一、冰川分布與變化87
二、冰川變化對(duì)徑流的影響89
三、祁連山積雪水資源評(píng)估90
第五節(jié)冰雪響應(yīng)氣候變化的熱點(diǎn)問(wèn)題93
一、小冰川消失及潛在影響93
二、冰川徑流拐點(diǎn)97
第六節(jié)本章小結(jié)99
參考文獻(xiàn)100
第四章西北干旱區(qū)水資源變化及未來(lái)趨勢(shì)103
第一節(jié)西北干旱區(qū)水資源變化特征104
一、地表徑流的年際變化104
二、地表徑流的年內(nèi)變化114
三、陸地水儲(chǔ)量變化117
第二節(jié)西北干旱區(qū)極端水文事件變化特征122
一、極端徑流的年際變化123
二、塔里木河流域洪水變化趨勢(shì)125
三、塔里木河流域洪水變化驅(qū)動(dòng)因素分析131
第三節(jié)西北干旱區(qū)河川徑流未來(lái)趨勢(shì)135
一、不同氣候變化情景下水資源變化趨勢(shì)135
二、未來(lái)徑流變化趨勢(shì)的案例分析137
第四節(jié)本章小結(jié)145
參考文獻(xiàn)147
第五章西北干旱區(qū)水資源利用及供需情景模擬150
第一節(jié)水資源利用現(xiàn)狀與趨勢(shì)及問(wèn)題151
一、新疆水資源利用現(xiàn)狀與趨勢(shì)151
二、河西走廊地區(qū)水資源利用現(xiàn)狀與趨勢(shì)155
三、水資源利用中存在的問(wèn)題158
第二節(jié)水資源供需變化分析及未來(lái)情景模擬159
一、新疆水資源供需分析及未來(lái)情景模擬160
二、河西走廊地區(qū)水資源供需分析及未來(lái)情景模擬166
第三節(jié)水資源利用風(fēng)險(xiǎn)分析171
一、水資源風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系及模型構(gòu)建172
二、新疆水資源利用風(fēng)險(xiǎn)分析176
三、河西走廊地區(qū)水資源利用風(fēng)險(xiǎn)分析178
四、減輕水資源利用風(fēng)險(xiǎn)的對(duì)策179
第四節(jié)本章小結(jié)181
參考文獻(xiàn)182
第六章西北干旱區(qū)綠洲農(nóng)業(yè)用水安全分析184
第一節(jié)西北干旱區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與農(nóng)業(yè)用水的演變過(guò)程185
一、西北干旱區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展概況185
二、灌溉農(nóng)業(yè)發(fā)展與用水效率188
第二節(jié)西北干旱區(qū)農(nóng)業(yè)水資源供需變化190
一、農(nóng)業(yè)需水模型的構(gòu)建190
二、西北干旱區(qū)農(nóng)業(yè)需水時(shí)空變化191
三、西北干旱區(qū)農(nóng)業(yè)水資源供需狀況199
第三節(jié)未來(lái)發(fā)展情景下的農(nóng)業(yè)水安全201
一、未來(lái)氣候變化情景下的水資源量變化201
二、未來(lái)氣候變化和社會(huì)經(jīng)濟(jì)情景下農(nóng)業(yè)需水量變化206
三、未來(lái)綠洲農(nóng)業(yè)水安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估212
第四節(jié)綠洲農(nóng)業(yè)高效用水對(duì)策與調(diào)控途徑215
一、不同發(fā)展目標(biāo)下的適宜種植規(guī)模和種植結(jié)構(gòu)調(diào)整方向215
二、農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)推廣應(yīng)用的效應(yīng)218
三、綠洲農(nóng)業(yè)水安全保障策略和調(diào)控途徑219
第五節(jié)本章小結(jié)222
參考文獻(xiàn)223
第七章西北干旱區(qū)非常規(guī)水資源開(kāi)發(fā)潛力分析226
第一節(jié)微咸水的開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀與潛力227
一、西北干旱區(qū)微咸水水資源概況227
二、西北干旱區(qū)微咸水水資源開(kāi)發(fā)利用與潛力評(píng)估229
三、西北干旱區(qū)微咸水水資源開(kāi)發(fā)利用模式232
第二節(jié)礦井疏干水的開(kāi)發(fā)利用與潛力235
一、礦井疏干水水資源概況235
二、礦井疏干水水資源的分布與特性236
三、礦井疏干水開(kāi)發(fā)潛力分析236
第三節(jié)再生水水資源利用潛力237
一、西北干旱區(qū)污水再生水水資源現(xiàn)狀237
二、西北干旱區(qū)污水再生水水資源利用率240
三、推進(jìn)再生水利用的措施與建議244
四、再生水資源化應(yīng)用的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)防控建議245
第四節(jié)可被開(kāi)發(fā)利用的其他非常規(guī)水資源246
一、深層地下水和干旱盆地地下水246
二、河流洪水和雨洪資源化246
第五節(jié)本章小結(jié)247
參考文獻(xiàn)248
第八章西北干旱區(qū)水資源承載力與優(yōu)化配置250
第一節(jié)西北干旱區(qū)水資源承載力251
一、水資源可利用量計(jì)算253
二、水資源利用現(xiàn)狀255
三、水資源承載力257
第二節(jié)西北干旱區(qū)水資源優(yōu)化配置261
一、水資源優(yōu)化配置思路和模型構(gòu)建261
二、水資源優(yōu)化配置實(shí)證分析263
第三節(jié)西北干旱區(qū)水資源宏觀調(diào)控的基本原則和構(gòu)想266
一、水資源宏觀調(diào)控的基本原則267
二、基于調(diào)水工程的新疆水資源宏觀調(diào)控構(gòu)想267
第四節(jié)本章小結(jié)268
參考文獻(xiàn)268
第九章西北干旱區(qū)生態(tài)環(huán)境變化及未來(lái)趨勢(shì)269
第一節(jié)西北干旱區(qū)土地利用變化270
一、土地利用類型變化270
二、土地利用空間變化272
第二節(jié)西北干旱區(qū)植被變化273
一、植被物候變化275
二、植被指數(shù)變化276
三、植被動(dòng)態(tài)對(duì)氣候水文過(guò)程的響應(yīng)283
第三節(jié)西北干旱區(qū)陸地凈初級(jí)生產(chǎn)力變化分析284
一、NPP年際變化特征285
二、NPP空間變化特征285
三、NPP不同海拔變化特征287
四、NPP動(dòng)態(tài)變化的驅(qū)動(dòng)分析289
第四節(jié)西北干旱區(qū)凈生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力變化分析293
一、NEP年際變化特征293
二、NEP海拔變化特征294
三、NEP動(dòng)態(tài)變化的驅(qū)動(dòng)分析296
第五節(jié)西北干旱區(qū)植被水分利用效率變化298
一、植被WUE的年際變化特征299
二、植被WUE的空間變化特征300
三、植被WUE的垂直梯度分異301
四、不同植被類型WUE變化特征302
五、植被WUE的驅(qū)動(dòng)力分析303
第六節(jié)西北干旱區(qū)生態(tài)環(huán)境變化趨勢(shì)分析304
一、西北干旱區(qū)未來(lái)植被變化趨勢(shì)305
二、西北干旱區(qū)未來(lái)土壤含水量變化趨勢(shì)313
三、西北干旱區(qū)未來(lái)物種多樣性變化趨勢(shì)317
第七節(jié)本章小結(jié)318
參考文獻(xiàn)320
第十章西北干旱區(qū)生態(tài)環(huán)境保護(hù)與可持續(xù)發(fā)展323
第一節(jié)水資源優(yōu)化利用與水–生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)建議324
一、堅(jiān)持節(jié)水優(yōu)先,加快推進(jìn)節(jié)水型社會(huì)建設(shè)324
二、打好蓄水基礎(chǔ),用好調(diào)水補(bǔ)充,探索增水途徑,優(yōu)化水安全格局326
三、持續(xù)完善并優(yōu)化干旱區(qū)水–生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)修復(fù)方案328
第二節(jié)生態(tài)(水利)工程方面的保護(hù)建議329
一、系統(tǒng)推進(jìn)荒漠–綠洲過(guò)渡帶保護(hù)治理工程329
二、加快河–湖–庫(kù)水系連通工程建設(shè)334
三、持續(xù)開(kāi)展生態(tài)輸水工程339
第三節(jié)體制機(jī)制方面的生態(tài)環(huán)境保護(hù)建議344
一、建立科學(xué)高效的管理體制345
二、完善區(qū)域的聯(lián)防、聯(lián)控、聯(lián)建、聯(lián)治和聯(lián)修機(jī)制345
三、建立生態(tài)保護(hù)的長(zhǎng)效機(jī)制346
四、建立西北地區(qū)生態(tài)保護(hù)市場(chǎng)化機(jī)制347
第四節(jié)管理層面的生態(tài)環(huán)境保護(hù)建議348
一、深化西北干旱區(qū)水資源管理改革348
二、加強(qiáng)干旱區(qū)生態(tài)系統(tǒng)保育恢復(fù)的可持續(xù)管理350
三、開(kāi)展干旱區(qū)國(guó)土空間生態(tài)修復(fù),優(yōu)化國(guó)土資源的開(kāi)發(fā)管理352
四、完善干旱區(qū)生態(tài)修復(fù)治理體系與生態(tài)工程的管理模式354
第五節(jié)本章小結(jié)357
參考文獻(xiàn)358