黄土高原植被恢复生态水文过程研究

本书运用恢复生态学和生态水文学原理，通过长期定位连续监测和多源数据整合，系统研究了黄土高原典型树种蒸腾环境响应与生理控制、林木根系固土机制、植被群落与土壤生态效应、植被变化的水文响应过程与模型模拟，揭示了黄土高原植被恢复的植被—土壤—水文过程的多尺度互馈机制，对于黄土高原植被恢复的生态水文效益评价具有重要的科学和实践价值。本书可供水土保持学、林学、生态学、水文学和地理学等专业的研究、管理人员及高等院校相关专业的师生参考。

前言第1章 植被恢复生态水文研究进展 1.1 林分/树木蒸腾耗水 1.1.1 林分/树木蒸腾及环境响应研究意义 1.1.2 林分/树木蒸腾环境响应及生理控制研究进展 1.1.3 林分/树木蒸腾环境响应研究存在的问题与发展趋势 1.2 根系固土 1.2.1 根系固土的研究史 1.2.2 单根的生物力学特性 1.2.3 根群固土能力 1.2.4 根系的研究法 1.2.5 土质坡面稳定性分析 1.2.6 林木根系固土研究存在的主要问题与发展前景 1.3 植被恢复与土壤生态 1.3.1 土壤-植被的耦合作用机理 1.3.2 植被恢复与土壤水分 1.3.3 植被恢复过程中土壤理化性质的响应 1.3.4 植被恢复对土壤碳、氮循环过程的影响 1.4 植被变化与流域水文 1.4.1 植被变化与流域水文关系 1.4.2 不同尺度植被变化 1.4.3 流域水文响应 1.4.4 植被变化流域水文观测 1.4.5 气候变化对植被变化-流域水文的干扰及其影响解析 1.5 流域生态水文模拟 1.5.1 模型开发的必要性 1.5.2 生态水文模型的概念 1.5.3 生态水文模型的作用 1.5.4 生态水文模型比较 1.5.5 模型应用要点第2章 黄土高原典型树种蒸腾环境响应及生理控制 2.1 研究内容与方法 2.1.1 研究区概况 2.1.2 研究方法 2.2 研究结果 2.2.1 环境因子 2.2.2 树体大小对冠层蒸腾量的影响 2.2.3 蒸腾日进程及季节变化特征 2.2.4 蒸腾的环境控制 2.2.5 蒸腾的生理控制和敏感度响应 2.2.6 蒸腾活动的模型模拟 2.3 讨论 2.3.1 树木结构因素对冠层蒸腾的影响 2.3.2 树木蒸腾的日进程和季节性 2.3.3 树木蒸腾的生理和环境控制 2.3.4 林分/树木蒸腾夜间液流与时滞 2.3.5 树木蒸腾环境响应的地域与种间差异 2.4 结论第3章 黄土高原典型树种根系固土机制 3.1 研究区域概况 3.1.1 地理位置 3.1.2 地质地貌 3.1.3 气候 3.1.4 土壤 3.1.5 植被 3.1.6 社会经济 3.2 实验材料与研究方法 3.2.1 研究的主要内容 3.2.2 研究树种的选取依据 3.2.3 研究树种的生物学和生态学特性 3.2.4 研究样地的选取 3.2.5 数据采集的内容及方法 3.3 根系分布的空间异质性 3.3.1 根截面积比的空间分布 3.3.2 各径级根系的根截面积比分布 3.3.3 各径级内根数量分布 3.3.4 小结与讨论 3.4 林木单根强度 3.4.1 抗拉强度 3.4.2 杨氏模量 3.4.3 小结与讨论 3.5 林木根系的表观黏聚力 3.5.1 距根基水平距离50cm远处根系的表观黏聚力 3.5.2 距根基水平距离25cm远处根系的表观黏聚力 3.5.3 小结与讨论 3.6 造林边坡稳定性分析的数值模拟 3.6.1 ABAQUS软件基本概况与功能模块 3.6.2 有限元的基本方程 3.6.3 所选用的土的本构模型 3.6.4 坡面稳定性分析 3.6.5 模型的构建 3.6.6 结果与分析 3.6.7 讨论 3.7 小结 3.7.1 结论 3.7.2 创新第4章 植被群落与土壤生态 4.1 植被群落 4.1.1 研究方法 4.1.2 研究结果 4.1.3 讨论 4.1.4 结论 4.2 大鱼鳞坑双苗造林技术的应用研究 4.2.1 造林方法 4.2.2 结果与分析 4.2.3 讨论 4.2.4 小结 4.3 土壤物理 4.3.1 研究方法 4.3.2 不同退耕林地土壤理化性质 4.3.3 退耕林地水文功能 4.3.4 结论与讨论 4.4 土壤碳 4.4.1 研究内容及方法 4.4.2 结果与分析 4.4.3 讨论与结论第5章 流域植被变化水文响应 5.1 清水河流域植被变化水文响应 5.1.1 研究区概况 5.1.2 研究方法 5.1.3 清水河流域46年来土地利用变化分析 5.1.4 清水河流域46年来气候变异分析 5.1.5 土地利用变化与气候变异对径流、泥沙的影响 5.1.6 小结与讨论 5.2 吕二沟典型小流域 5.2.1 流域概况 5.2.2 数据观测与数据准备 5.2.3 流域土地利用变化定量分析 5.2.4 流域径流、泥沙水文特征 5.2.5 吕二沟流域土地利用/植被变化与气候变化水文响应解析 5.3 蔡家川流域 5.3.1 流域概况 5.3.2 数据观测 5.3.3 蔡家川嵌套流域土地利用分析 5.3.4 蔡家川流域植被分布模拟 5.3.5 流域径流、泥沙分析 5.3.6 植被恢复的理论指导意义第6章 流域生态水文模拟 6.1 采用分布式水文模型SwAT模拟清水河流域径流与输沙 6.1.1 SWAT模型 6.1.2 SWAT模型结构 6.1.3 SWAT数据库的建立 6.1.4 基于DEM的水文参数的提取 6.1.5 参数的灵敏性分析 6.1.6 流域径流泥沙模拟的参数率定与验证 6.1.7 不同土地利用/植被变化情景的水文响应 6.1.8 小结 6.2 基于MUSLE与MIKESHE耦合应用的生态水文模拟 6.2.1 MIKESHE模型结构原理 6.2.2 吕二沟流域MIKESHE水文模拟 6.2.3 蔡家川流域MIKESHE水文模型模拟 6.2.4 MIKESHE与MUSLE的耦合应用主要参考文献