目錄
序
前言
第1章 緒論 1
1.1 環(huán)境演變下的生態(tài)水文響應 1
1.1.1 氣候變化的生態(tài)水文過程響應 1
1.1.2 土地利用/覆被變化的生態(tài)水文過程響應 4
1.1.3 流域尺度森林變化的生態(tài)水文過程響應 6
1.1.4 流域生態(tài)水文過程響應研究方法 8
1.1.5 存在的主要問題及發(fā)展趨勢 10
1.2 研究區(qū)概況 12
1.2.1 半城子流域概況 12
1.2.2 紅門川流域概況 14
1.2.3 海河流域概況 16
1.3 研究方法 18
1.3.1 基礎數(shù)據(jù)收集 18
1.3.2 水文分析方法 21
1.3.3 土地利用/植被動態(tài)變化過程 26
1.3.4 景觀分析方法 28
1.3.5 模型模擬方法 28
第2章 流域土地利用/覆被景觀與森林結構變化過程分析 30
2.1 流域土地利用/覆被景觀變化及驅動力分析 30
2.1.1 流域景觀類型劃分和指數(shù)選取 30
2.1.2 流域土地利用/覆被景觀變化分析 33
2.1.3 流域土地利用/覆被景觀變化驅動力分析 42
2.2 流域森林景觀格局及結構因子變化分析 43
2.2.1 流域森林覆被率變化分析 44
2.2.2 流域森林生物量變化分析 46
2.2.3 流域森林單位面積生物量變化分析 50
2.2.4 流域森林景觀格局變化分析 53
2.3 區(qū)域土地利用現(xiàn)狀及變化分析 55
2.3.1 流域上游山區(qū)土地利用現(xiàn)狀及其變化 55
2.3.2 土地利用程度綜合指數(shù)變化 58
2.3.3 水利工程建設變化 59
第3章 流域氣象要素變化分析 61
3.1 降水變化規(guī)律分析 61
3.1.1 降水年際變化規(guī)律及趨勢檢驗 61
3.1.2 產流性降水變化規(guī)律及趨勢檢驗 65
3.1.3 降水年內變化分析 67
3.1.4 降水量周期性變化規(guī)律 69
3.2 氣溫變化規(guī)律分析 71
3.2.1 氣溫年際變化及趨勢性檢驗 71
3.2.2 氣溫年內變化規(guī)律 72
3.3 潛在蒸散發(fā)量變化規(guī)律 73
3.3.1 潛在蒸散發(fā)量年際變化及趨勢分析 73
3.3.2 潛在蒸散發(fā)量周期性變化規(guī)律 78
第4章 流域水文要素變化分析 81
4.1 徑流變化規(guī)律分析 81
4.1.1 徑流年際變化規(guī)律及趨勢分析 81
4.1.2 徑流年內變化規(guī)律 87
4.1.3 徑流周期性變化規(guī)律 88
4.1.4 徑流突變點分析 90
4.2 枯洪水變化規(guī)律及趨勢性檢驗 93
4.2.1 洪水總量變化規(guī)律及趨勢分析 93
4.2.2 枯水流量變化規(guī)律及趨勢分析 99
4.3 泥沙變化規(guī)律及趨勢性檢驗 101
4.3.1 泥沙年際變化規(guī)律及趨勢分析 101
4.3.2 泥沙周期性變化規(guī)律 102
第5章 氣候變化和人類活動對流域徑流的影響 105
5.1 徑流對氣候變化的敏感性分析 105
5.1.1 敏感性分析理論方法 105
5.1.2 徑流對降水的敏感性分析 109
5.1.3 徑流對潛在蒸散發(fā)的敏感性分析 115
5.1.4 徑流對干燥度的敏感性分析 120
5.2 氣候變化和人類活動對流域徑流的影響 123
5.2.1 流域徑流變化 123
5.2.2 氣候變化對流域徑流的影響 124
5.2.3 人類活動對流域徑流的影響 127
5.2.4 不同土地利用類型對流域徑流的影響 129
5.3 流域徑流變化驅動力差異分析 131
5.3.1 氣候變化影響差異分析 131
5.3.2 土地利用變化影響差異分析 132
5.4 流域洪水總量影響因素分析 132
5.4.1 海河流域上游山區(qū)各類洪水總量 132
5.4.2 各類影響因子對流域洪水總量的影響 134
5.4.3 流域洪水總量影響因素多元統(tǒng)計分析 139
5.5 流域枯水流量影響因素分析 148
5.5.1 海河流域上游山區(qū)各類枯水流量 148
5.5.2 各類影響因子對流域枯水流量的影響 149
5.5.3 流域枯水流量影響因素多元統(tǒng)計分析 154
第6章 氣候變化和人類活動對流域泥沙水質的影響 161
6.1 氣候變化與人類活動對區(qū)域泥沙的影響 161
6.1.1 區(qū)域輸沙模數(shù)變化 161
6.1.2 氣候變化/人類活動對區(qū)域輸沙量的影響 162
6.1.3 氣候變化和人類活動貢獻率分析 162
6.2 流域泥沙影響因素分析 163
6.2.1 流域多年平均輸沙模數(shù) 163
6.2.2 各類影響因子對流域泥沙的影響 164
6.2.3 各影響因素貢獻率分析 167
6.3 流域總徑流水質影響因素分析 169
6.3.1 流域總徑流水質特征 169
6.3.2 總徑流水質影響因素相關性分析 170
6.3.3 總徑流水質影響因素貢獻率分析 171
6.4 流域洪水徑流水質影響因素分析 174
6.4.1 流域洪水徑流水質特征 174
6.4.2 洪水徑流水質影響因素相關性分析 175
6.4.3 洪水徑流水質影響因素貢獻率分析 176
6.5 流域枯水徑流水質影響因素分析 179
6.5.1 流域枯水徑流水質特征 179
6.5.2 枯水徑流水質影響因素相關性分析 180
6.5.3 枯水徑流水質影響因素貢獻率分析 181
第7章 流域森林植被對生態(tài)水文要素的影響分析 185
7.1 不同植被對流域徑流的影響 185
7.1.1 森林對流域徑流的影響 185
7.1.2 草地對流域徑流的影響 190
7.1.3 耕地農作物對流域徑流的影響 196
7.2 流域森林格局與結構變化對徑流及其組分影響分析 202
7.2.1 流域森林景觀格局變化對徑流及其組分影響分析 202
7.2.2 流域森林覆被率變化對徑流及其組分的影響分析 213
7.2.3 流域森林生物量變化對徑流及其組分的影響分析 221
7.2.4 流域單位面積森林生物量變化對徑流及其組分的影響分析 225
7.3 森林植被對流域輸沙的影響 228
7.3.1 森林對流域輸沙模數(shù)的影響 228
7.3.2 林草覆蓋對流域輸沙模數(shù)的影響 229
7.3.3 耕地農作物覆蓋對流域輸沙的影響 230
第8章 流域森林覆被變化下的徑流模擬分析 231
8.1 WETSPA模型結構及原理 231
8.2 WETSPA模型數(shù)據(jù)庫構建及流域參數(shù)提取 234
8.2.1 模型數(shù)據(jù)庫構建 234
8.2.2 流域空間離散化 236
8.3 WETSPA模型參數(shù)率定與驗證 238
8.3.1 模型模擬結果的評價方法 238
8.3.2 WETSPA模型參數(shù)率定 239
8.3.3 模型徑流模擬與驗證的結果分析 240
8.4 WETSPA Extension模型與數(shù)字濾波法徑流分割結果比較 253
8.4.1 數(shù)字濾波法的介紹 253
8.4.2 數(shù)字濾波法進行流域徑流分割 254
8.4.3 兩種徑流分割結果對比 255
8.5 流域森林覆被變化的徑流模擬分析 256
8.5.1 流域實際森林植被類型的徑流響應分析 256
8.5.2 流域不同情景森林覆蓋率和單位面積生物量的徑流響應 260
參考文獻 264