海河流域生态系统演变生态效应及其调控方法

本书以水分驱动下的海河流域生态演变机制与修复机理为核心，深入探讨了海河流域生态系统演变特征及水文生态效应、海河流域典型生态系统与水循环的耦合机制，系统研究了白洋淀水文变化特征、生态效应及其驱动机制，分析了海河流域生态系统服务功能空间格局，开展了海河流域生态功能区划，构建了大尺度流域生态-水文模型，提出了基于生态安全的水文调控方案。

总序
序
前言
第1章海河流域生态系统演变特征及其水文效应1
1.1海河流域概况1
1.1.1地理位置及范围1
1.1.2地质地貌2
1.1.3气候2
1.1.4水文2
1.1.5土壤与植被3
1.1.6社会经济概况4
1.2海河流域生态环境问题分析4
1.2.1生态环境问题4
1.2.2海河流域生态环境问题的成因分析8
1.3海河流域生态系统格局演变特征10
1.3.1数据来源及处理方法10
1.3.2海河流域生态系统格局11
1.3.3海河流域生态系统格局演变14
1.3.4海河流域生态系统格局演变驱动因子分析17
1.4海河流域水文特征演变趋势21
1.4.1降水量演变特征21
1.4.2蒸发量演变特征22
1.4.3天然径流量演变特征22
1.4.4产流系数演变特征23
1.4.5地下水资源量和河川基流量演变特征23
第2章典型生态系统与水循环系统间的耦合与适应机制25
2.1生态系统类型与水分补给模式的对应关系25
2.2海河流域的区域耗水演变趋势与演化特征27
2.2.1海河流域RET的空间变化特征28
2.2.2RET和气象变量变化趋势分析30
2.2.3定量评估不同气象变量对RET变化的影响33
2.2.4RET对气象变量的敏感性分析36
2.2.5RET相空间重构及混沌性识别37
2.2.6混沌预测及结果分析39
2.3气候变化及农田生态系统对水循环的影响41
2.3.1滦河流域降水和温度的年值、季节值的每10年变化趋势41
2.3.2滦河流域降水温度变化的空间分布42
2.3.3潘家口水库上游径流深的变化趋势43
2.3.4未来气候变化对潘家口水库水文水资源的影响44
2.3.5农田生态系统变化对水循环的影响47
2.4农田生态系统物质循环对农田水循环变化的响应54
2.4.1试验方法55
2.4.2基于原位观测的包气带水盐肥运移规律分析55
2.4.3棉花生育期包气带水盐肥联合运移数值模拟62
2.4.4基于HYDRUS模拟的地下水变化条件下包气带水盐肥运移预测67
2.4.5不同灌溉施肥制度下的土壤水分溶质运移模拟73
2.5河流生态系统与水循环系统之间的耦合机制82
2.5.1河流情势演变对生态系统的影响分析82
2.5.2水文变化指数计算分析82
2.5.3环境流量指数91
2.5.4基于水文指数考虑生态目标的生态需水计算96
第3章白洋淀水文变化特征、生态效应及其驱动机制101
3.1湿地水分遥感预测方法101
3.2白洋淀水文演变特征及其驱动机制102
3.3白洋淀水文变化对湿地生态系统与生态服务功能的影响及其机制108
第4章海河流域生态系统服务功能评价与生态功能区划119
4.1海河流域生态系统服务功能评价119
4.1.1森林生态系统服务功能特征120
4.1.2草地生态系统服务功能特征125
4.1.3湿地生态系统服务功能特征131
4.1.4农田生态系统环境损益特征134
4.2海河流域生态敏感性空间格局141
4.2.1土壤侵蚀敏感性评价143
4.2.2沙漠化敏感性评价144
4.2.3地质灾害敏感性评价144
4.2.4海河流域生态敏感性综合评价146
4.3海河流域生态系统服务功能空间格局147
4.4海河流域生态功能区划方案148
4.4.1生态功能区划内涵148
4.4.2海河流域生态功能区划目标149
4.4.3海河流域生态功能区划原则149
4.4.4海河流域生态功能区划方法150
4.4.5海河流域生态功能区划152
4.5海河流域重要生态功能区158
4.5.1水源涵养重要生态功能区159
4.5.2土壤保持重要生态功能区160
4.5.3防风固沙重要生态功能区160
4.5.4生物多样性保护重要生态功能区161
第5章流域生态水文过程模拟与调控163
5.1海河流域生态水文模型构建与校验163
5.1.1统一物理机制下的生态水文模型构建思路163
5.1.2生态水文模型总体结构167
5.1.3海河流域生态水文模型校验168
5.2水分生态演变机理定量评价171
5.2.1典型生态系统水分生态演变表征指标体系构建171
5.2.2评价方法176
5.2.3评价结果分析179
5.3流域生态系统服务功能评估模型180
5.4海河流域河流生态的水文调控策略185
5.4.1海河流域河流生态修复布局分析186
5.4.2流域河流生态系统水文调控工程措施186
5.4.3流域河流生态系统水文调控非工程措施187
5.4.4流域水文调控实例——以海河流域内河北省南水北调受水区为例190
第6章主要结论195
6.1海河流域生态系统演变特征及水文生态效应195
6.2海河流域典型生态系统与水循环的耦合机制195
6.3白洋淀水文变化特征、生态效应及其驱动机制197
6.4海河流域生态系统服务功能评估与生态功能区划198
6.5大尺度流域生态-水文模型与基于生态安全的水文调控方案198
参考文献201
索引212