WEPP模型及其在黄土高原的应用评价 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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郑粉莉，张勋昌，王建勋 著

图书标签:

• WEPP模型
• 黄土高原
• 水土流失
• 土壤侵蚀
• 模拟
• 评价
• 水文模型
• 生态水文
• 环境科学
• 农业工程

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030265098

版次：1

商品编码：10320079

包装：精装

丛书名： 土壤侵蚀与旱地农业系列专著

开本：16开

出版时间：2010-01-01

用纸：胶版纸

页数：182

字数：247000

正文语种：中文

内容简介

《WEPP模型及其在黄土高原的应用评价》全面系统地介绍了WEPP模型，并评价了WEPP模型在黄土高原的适用性。全书分9章，第1章介绍了国内外水蚀预报模型研究概况；第2章介绍了WEPP模型的基本原理；第3章介绍了WEPP模型在Windows界面使用方法，包括坡面模拟和流域模拟；第4～6章以翔实的资料评价了WEPP模型在黄土高原不同坡度、不同坡长、不同作物类型及不同草地条件下的适用性；第7章对WEPP气候模型BPCDG和CLIGEN进行了应用评价；第8章利用全球环流模型（GCM）和WEPP模型预测了未来土壤侵蚀发展趋势；第9章是关于我国水蚀预报模型研究的思考。
《WEPP模型及其在黄土高原的应用评价》可供从事土壤侵蚀、水土保持、地理学、国土整治与环境保护研究的科技工作者和高等学校相关专业的师生以及水土保持和环境部门的管理者参考。

目录

总序
前言
第1章 国内外水蚀预报模型研究概况
1.1 国外水蚀预报模型研究概况
1.1.1 经验模型
1.1.2 物理过程模型
1.1.3 基于地理信息系统的水蚀预报模型
1.1.4 其他水文和侵蚀模型
1.1.5 国外土壤侵蚀研究的主要成功经验
1.1.6 国外水蚀预报模型研究述评
1.2 国内水蚀预报模型研究概况
1.2.1 经验模型
1.2.2 物理过程模型
1.2.3 基于GIS的水蚀预报模型
1.2.4 小流域分布式水蚀预报模型
1.2.5 土壤侵蚀机理模型研究
1.2.6 我国水蚀预报模型研究的主要成就

第2章 WEPP模型基本原理与模型结构
2.1 WEPP模型基本原理
2.1.1 WEPP模型坡面版
2.1.2 WEPP模型流域版
2.2 WEPP模型结构
2.2.1 WEPP模型输入与输出
2.2.2 WEPP模型的功能模块
2.3 WEPP模型在我国的应用研究概况
2.3.1 有关WEPP模型参数研究
2.3.2 WEPP模型在我国应用概况
2.3.3 WEPP模型的局限性与应用前景

第3章 WEPP模型Windows界面使用方法
3.1 WEPP软件安装与坡面版本屏幕的显示
3.1.1 WEPP软件安装
3.1.2 通用工具栏
3.1.3 界面菜单项
3.1.4 鼠标右键的功能
3.1.5 在线帮助
3.2 WEPP模型坡面模拟
3.2.1 启动界面和运行默认项目
3.2.2 查看模拟输出结果
3.2.3 改变运行选项和运行当前项目
3.2.4 重现期分析
3.2.5 土壤和管理层的分段
3.2.6 导人信息
3.2.7 坡面项目集
3.3 编辑项目输入信息
3.3.1 坡度输入
3.3.2 土壤输入
3.3.3 气候输入
3.3.4 轮作管理信息输入
3.4 WEPP模型流域模拟
3.4.1 流域项目屏幕显示
3.4.2 查看流域信息
3.4.3 运行模拟与查看模拟结果
3.4.4 添加流域项
3.4.5 修改与新建流域

第4章 WEPP模型在黄土高原应用评价的数据库建立
4.1 研究区域概况与资料收集
4.1.1 研究区域概况
4.1.2 资料收集
4.1.3 坡度坡长数据库的建立
4.2 气候数据库的建立
4.2.1 气候参数敏感性分析
4.2.2 气候参数数据库的建立
4.3 土壤数据库的建立
4.3.1 土壤参数敏感性分析
4.3.2 土壤参数的标定
4.3.3 土壤参数标定结果的检验
4.3.4 土壤参数数据库的建立
4.4 作物管理数据库的建立
4.5 小结

第5章 WEPP模型坡面版在黄土高原不同坡度和坡长条件下的适用性评价
5.1 模型适用性评价方法
5.2 不同坡度条件下WEPP模型的适用性评价
5.2.1 模拟结果
5.2.2 模拟结果评价
5.3 不同坡长条件下的适用性评价
5.3.1 模拟结果
5.3.2 模拟结果评价
5.4 小结

第6章 WEPP模型坡面版在黄土高原不同作物地和草地的适用性评价
6.1 不同作物和草地条件下径流和侵蚀模拟与评价
6.1.1 作物与草地小区的布设及模拟结果评价方法
6.1.2 不同作物条件下模拟结果分析与评价
6.1.3 红豆草草地条件下模拟结果分析与评价
6.2 作物生物量的模拟与评价
6.2.1 生物量和产量的模拟与评价
6.2.2 土壤水分胁迫的模拟与评价
6.3 小结

第7章 WEPP气候模型BPCDG和CLIGEN的应用评价
7.1 CLIGEN 4.3 和CLIGEN 5.2 2563生成降雨的比较分析
7.1.1 CLIGEN生成降雨参数的原理
7.1.2 研究方法
7.1.3 CLIGEN 4.3 和CLIGEN 5.2 2563对比评价
7.2 BPCDG和CLIGEN模型的应用评价
7.2.1 BPCDG和CLIGEN模型的差异
7.2.2 气候文件及其他文件的建立
7.2.3 结果分析与评价
7.3 小结

第8章 基于WEPP和GCM模型预测未来土壤侵蚀发展趋势
8.1 数据采集与处理
8.1.1 气候预测模型
8.1.2 气候数据的转换
8.1.3 数据库的建立
8.2 基于WEPP预测未来40年黄土丘陵沟壑区土壤侵蚀发展趋势
8.2.1 气候模型转化数据评价
8.2.2 未来40年黄土丘陵沟壑区土壤侵蚀预测
8.3 小结

第9章 关于我国水蚀预报模型研究的思考
9.1 我国水蚀预报模型研究面临的挑战
9.2 需要深化研究的科学问题
9.2.1 沟蚀定量化研究
9.2.2 侵蚀产沙沿程变化研究
9.2.3 地形分析的不确定性问题
9.2.4 下垫面参数的空间变异性
9.2.5 GIS和侵蚀预报模型的紧密集成
9.3 我国水蚀预报模型研究的工作思路
参考文献

精彩书摘

第1章 国内外水蚀预报模型研究概况
土壤侵蚀是限制当今人类生存与发展的主要环境灾害之一。全球水土流失面积约16.43×106km2，占地表总面积的10.95％（郑粉莉等，2004a）。土壤侵蚀不仅给当地的生态、环境、人们的生存条件和社会经济发展等带来了严重影响，而且也给相邻地区带来严重危害。因此，防治土壤侵蚀，改善生态与环境，实现人与自然协调发展和资源－环境－社会经济可持续发展，已成为全世界普遍关注的重大环境问题，也是人类生存与发展所面临的重大课题。
土壤侵蚀预报模型是土壤侵蚀科学研究的前沿领域之一，是土壤侵蚀定量化研究成果的重要体现。土壤侵蚀预报的研究将为评价土壤侵蚀强度、分析土壤侵蚀状况、制定科学的水土保持方案及指导合理的土地资源利用等提供强有力的科学依据，也是进行水土保持规划的支撑工具。最早的土壤侵蚀定量研究始于19世纪末期的德国，通过布设径流小区研究影响土壤侵蚀的各种因子（Baver，1938）。第一个土壤侵蚀模型属于坡面经验模型，由美国学者Zingg（1940）研制。至今土壤侵蚀模型研究已有60多年的历史，经历了从经验模型走向机理模型、从坡面模型走向流域或区域模型及从研究走向应用的发展历程。

前言/序言

　　土壤侵蚀模型是水土保持规划和水土流失调查与侵蚀危险性评价的技术工具，是土壤侵蚀研究成果的集中体现和研究水平的重要标志。近50年来，土壤侵蚀预报模型研究取得了长足的进步。目前国际上研发并应用于生产实践的水蚀预报模型主要有通用土壤流失方程及其修正通用土壤流失方程（USLE和RUSLE）、水蚀预报（water erosion prediction project，WEPP）模型、欧洲土壤侵蚀模型（EROSEM）、荷兰土壤侵蚀预报模型（LISEM）、非点源农业污染模型（AGNPS、ANSWERS、CREAMS）和水土资源评价模型（SWAT）等。这些模型不但在生产实践中发挥了重要作用，而且也为政府决策的制定提供了重要科学依据。
　　WEPP模型是基于过程的水蚀预报模型，可模拟和预测不同时间尺度（日、月、季、年及年际）和不同土地利用类型（农地、草地、林地、建筑工地及城区等）的径流量和土壤侵蚀量，同时还具备模拟和预测土壤水分的入渗、蒸发和农作物生长等功能。WEPP模型分为3个版本：坡面版（hillslope）、流域版（watershed）、网格版（grid）。因为坡面广泛存在于自然界，也是径流和侵蚀产沙的来源地，因此，WEPP模型的坡面版本备受土壤保持和自然资源保持工作者的重视。同时，严重的坡面土壤侵蚀，导致土壤肥力退化和土地生产力降低，威胁着粮食安全，进而威胁人类的生存和发展。因此，定量评价坡面水土流失影响因子及建立坡面土壤侵蚀预报模型的要求非常迫切。
　　目前，WEPP模型的3个版本中，坡面版本的研发相对成熟，并得到了较广泛的应用。流域版是wEPP模型坡面版的外延，目前研发的WEPP模型的流域版本，仅适用最末一级的流域，其应用受到限制；而WEPP模型的网格版仍是空白。

黄土高原水土保持的科学足迹：从理论到实践的深度探索 黄土高原，这片饱经风霜的土地，承载着中华民族悠久的历史与文明，也面临着严峻的水土流失挑战。千百年来，劳动人民在这片土地上辛勤耕耘，探索着与自然和谐相处的智慧。然而，随着社会经济的发展和人口压力的增大，黄土高原的水土保持工作愈发显得紧迫和复杂。理解并掌握先进的科学工具，才能更有效地治理这片“母亲河”的源头。 本书并非直接介绍某个具体模型的应用成果，而是旨在构建一个更宏观、更系统的视角，深入剖析黄土高原水土保持的科学原理、关键技术和发展脉络。我们将从基础理论入手，逐步深入到实际应用层面，为理解和推动黄土高原的水土保持事业提供一个扎实的知识框架。 第一篇：黄土高原水土保持的理论基石 第一章：黄土高原地貌特征与水土流失的内在联系 黄土高原独特的地理环境，如厚实的黄土沉积、疏松的土质结构、起伏的地形以及半干旱半湿润的气候，共同塑造了其易于侵蚀的地貌特征。本章将详细阐述这些地貌要素是如何相互作用，导致水土流失的发生和发展的。我们将探讨黄土的物理化学性质如何影响其抗蚀能力，坡度、坡长、坡向等地形因子如何改变降雨径流的汇集与能量，以及气候因素（如降雨强度、降雨历时、蒸发量等）如何成为驱动侵蚀的直接动力。通过深入分析这些内在联系，为后续的水土保持策略提供理论依据。 第二章：水土流失的动力机制与过程解析 水土流失并非单一现象，而是多种动力过程耦合的结果。本章将深入解析水土流失的几个关键动力学过程： 降雨侵蚀： 降雨滴的冲击力对土壤表层造成的直接破坏，以及由此引发的溅射和表土剥离。我们将讨论降雨强度、粒径等因素对侵蚀能力的影响。 坡面径流侵蚀： 降雨在坡面上汇集形成的径流，其携带的动能对土壤的冲刷、搬运和切割作用。本章将详细介绍片蚀、沟蚀（冲沟、裂缝、冲沟网）的形成机制，以及它们在黄土高原水土流失中的主导地位。 风力侵蚀： 在干旱和半干旱地区，风力对疏松表土的剥离、搬运和沉积作用。虽然以水力侵蚀为主，但风蚀在某些区域和特定时期也扮演着重要角色，尤其是在植被稀疏的裸露坡面。 重力侵蚀： 在陡峭坡面或土壤饱和状态下，重力对土壤质量的直接驱动作用，如滑坡、崩塌等。虽然这部分侵蚀主要发生在特定地质条件下，但其危害性不容忽视。 我们将运用物理学原理，如能量守恒、流体力学等，来定量或半定量地解释这些侵蚀过程，并探讨不同过程之间的相互影响。 第三章：黄土高原生态系统的脆弱性与退化的影响 黄土高原的生态系统，由于其自然条件的限制和长期的人类活动压力，表现出高度的脆弱性。本章将聚焦生态系统的退化，分析其对水土保持工作带来的严峻挑战： 植被覆盖度的变化： 森林、草原等植被是防止水土流失的天然屏障。我们将考察历史上以及近现代黄土高原植被覆盖度的变化趋势，分析导致植被退化的原因，如过度放牧、不合理的耕作方式、森林砍伐等。 土壤质量的恶化： 长期水土流失导致土壤肥力下降，有机质含量减少，土壤结构破坏，土壤孔隙度减小，保水保肥能力减弱，进一步加剧了侵蚀。 水文循环的失调： 植被的减少和土壤的退化，直接影响着区域的水文循环。降雨的产流时间缩短，地表径流增加，地下水补给减少，旱涝灾害频率增加。 生物多样性的丧失： 生态系统的退化往往伴随着生物多样性的减少，这使得生态系统本身的恢复能力进一步减弱，形成恶性循环。 本章将强调生态系统健康对于有效实施水土保持措施的重要性，为后续技术选择和政策制定提供生态学视角。 第二篇：黄土高原水土保持的科学方法与技术体系 第四章：水土保持的监测与评价技术 科学的监测与评价是制定有效水土保持策略的前提。本章将系统介绍黄土高原水土保持监测与评价的关键技术： 遥感技术在地质灾害监测中的应用： 利用卫星遥感和航空摄影技术，可以大范围、高效率地监测地貌变化、植被覆盖度、土地利用类型等，为区域性水土流失评价提供宏观数据。 地理信息系统（GIS）在水土流失空间分析中的作用： GIS能够集成遥感数据、地形数据、土壤数据、气象数据等多源信息，进行空间叠加分析，识别水土流失敏感区，预测侵蚀强度和范围。 地面调查与实测技术： 包括土壤侵蚀样地设置、径流小区测定、土壤侵蚀模数测定、沟道发育监测等，为遥感和GIS分析提供地面验证和参数校准。 遥测遥控技术在水文监测中的应用： 对降雨、径流、水位、土壤水分等进行实时监测，为理解水土流失的动态过程提供重要信息。 水土保持效益评价方法： 介绍如何从生态、经济、社会等多个维度评价水土保持措施的成效，包括固沙造林、坡耕地改造、拦网工程等。 第五章：黄土高原水土保持工程措施的原理与实践 本章将聚焦于黄土高原水土保持的各类工程措施，深入分析其背后的科学原理和实际应用。 坡面治理工程： 梯田建设： 阐述梯田如何通过改变坡面形态，减缓坡面径流流速，拦截泥沙，提高土壤保水能力。我们将探讨不同梯田类型（水平梯田、等高梯田）的适用性和效益。 水平沟、集流带： 分析其通过截流、蓄水、缓流作用，减少坡面侵蚀，并为植物生长提供水分。 挡墙、护坡工程： 介绍石砌挡墙、水泥挡墙、浆砌石护坡等措施，如何通过加固坡面，防止滑坡、崩塌，减少流水侵蚀。 沟道治理工程： 拦沙坝、淤地坝： 详细解析拦沙坝的构筑原理，如何拦截携带泥沙的径流，淤积泥沙，减少下游河道的泥沙淤积，并创造可利用的土地。我们将讨论不同类型拦沙坝（土石坝、混凝土坝）的选址、设计和施工要点。 束径工程、谷坊： 阐述如何通过在沟道内设置障碍物，减缓水流速度，降低侵蚀能力，稳定沟床。 沟头防护： 介绍浆砌石、混凝土、植被等技术，如何阻止沟头向前发展，保护耕地和聚落。 流域综合治理工程： “山、水、林、田、路”综合配套： 强调将各项工程措施进行系统整合，形成协同效应，实现全流域的水土保持目标。 小流域治理模式： 介绍如何根据小流域的自然条件和侵蚀特点，制定针对性的治理方案。 第六章：黄土高原水土保持生物措施与生态修复 生物措施以其经济、生态、可持续等特点，在黄土高原水土保持中发挥着不可替代的作用。 植被恢复与营造： 造林种草技术： 重点介绍适宜黄土高原生态条件的造林种草技术，包括树种、草种的选择，栽植方法，抚育管理等。我们将讨论不同植被类型（乔木、灌木、草本）在固土防蚀、涵养水源、改善生态环境方面的作用。 生态护坡与植被水土保持： 介绍利用草皮、藤本植物、灌木等进行坡面绿化，形成草皮层、灌木层，有效减缓地表径流，巩固土壤。 退化草地改良与管理： 讨论如何通过封禁、补播、合理轮牧等措施，恢复草地的植被盖度，提高其固碳释氧和涵养水源的能力。 生态农业技术： 间作套种、覆盖栽培： 介绍这些技术如何通过优化种植结构，增加植被覆盖，减少土壤裸露，提高土壤有机质含量。 农林复合系统： 探讨将乔木、灌木与农作物、牧草结合，形成多层次的植被体系，提高区域生态系统的稳定性。 湿地恢复与生态补偿： 人工湿地建设： 介绍如何利用人工湿地净化农业面源污染，调蓄径流，同时为生物提供栖息地。 退耕还林还草的生态效益： 分析这一政策如何从根本上改善生态环境，减轻水土流失压力。 第三篇：黄土高原水土保持的挑战与未来展望 第七章：黄土高原水土保持面临的挑战与制约因素 尽管水土保持工作取得了显著成就，但黄土高原依然面临诸多挑战： 经济发展的压力： 区域经济发展对土地资源的持续需求，可能带来新的开发压力，如矿产开采、城镇化扩张等，这些都可能对生态环境造成新的冲击。 气候变化的不确定性： 气候变化可能导致降雨模式的改变（如极端降雨事件增多），增加水土流失的风险。 技术推广与应用瓶颈： 尽管有先进的技术，但如何在广大农村地区推广应用，并使其真正发挥作用，仍然面临资金、技术、人才、管理等多方面的挑战。 体制机制的完善： 水土保持工作涉及多个部门和利益相关者，如何建立协同有效的管理体制和长效机制，仍然是亟待解决的问题。 公众参与的不足： 基层农民是水土保持的直接参与者和受益者，如何提高他们的环保意识和参与度，是提升水土保持成效的关键。 第八章：黄土高原水土保持的未来发展方向 面对挑战，黄土高原的水土保持工作正朝着更加科学、高效、可持续的方向发展： 数字化与智能化监测评价： 进一步发展和应用大数据、人工智能、物联网等技术，构建全方位、多层次的智能监测评价体系，实现对水土流失的精准预测和预警。 生态修复技术的创新与集成： 深入研究基于生态系统服务的修复技术，注重生物多样性保护和生态系统功能的恢复，将工程措施、生物措施、管理措施进行更有效的集成。 绿色发展理念的深入践行： 将水土保持融入区域经济社会发展的全过程，推动绿色产业发展，实现经济增长与生态保护的双赢。 政策法规的完善与执行： 进一步完善水土保持相关的法律法规体系，加大执法力度，建立健全激励机制和惩罚机制，引导社会各界共同参与。 国际合作与经验交流： 加强与国际组织和相关国家的交流合作，学习借鉴先进的水土保持理念和技术，共同应对全球性的生态挑战。 本书希望能够为所有关心黄土高原生态环境、致力于水土保持事业的研究者、实践者、决策者以及广大读者，提供一个全面而深刻的视角。理解黄土高原水土流失的复杂性，掌握科学的水土保持方法，才能更有效地守护这片承载着中华民族根脉的土地，为子孙后代留下碧水蓝天。

评分☆☆☆☆☆

这本书的命名方式，虽然直白地指出了研究对象，但对于一个初次接触这个领域的人来说，可能会带来一定的门槛感。我比较好奇的是，作者是如何平衡理论的严谨性与应用的广泛性之间的关系的。毕竟，任何模型都可能存在理想化的一面，而黄土高原的环境复杂性，众所周知，是极具挑战性的。我希望这本书在批判性评估现有方法论的同时，也能提出一些具有开创性的、更贴合当地实际情况的改进思路。如果它只是简单地复述前人的研究成果，那么它的价值就会大打折扣。一个真正优秀的研究者，不仅要能驾驭工具，更要敢于挑战工具的局限性。我期望这本书能够展现出作者在这方面深入的思考和独到的见解，哪怕只是在某个案例分析中，能展现出哪怕一丝丝的“打破常规”的勇气，也足以令人称道。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧质量相当不错，纸张的手感很扎实，印刷的清晰度也让人满意，这在学术著作中其实是一个加分项，毕竟阅读体验很重要，尤其是在需要反复查阅某些图表和数据的时候。我个人对这种关于区域发展和生态平衡的研究主题一直抱有浓厚的兴趣，因为它直接关系到我们脚下这片土地的未来。从这本书的排版来看，似乎在图文结合方面做了不少努力，希望那些专业的模型图示不会过于密集和难以辨认。我设想，如果能配合一些实地拍摄的、具有冲击力的照片或者详细的地理信息系统（GIS）地图，那这本书的价值就更高了。一本好的学术书，不仅仅是信息的载体，更应该是一种可以引导思考的媒介。我期待它能在解释复杂的环境因子如何相互作用时，使用更具画面感的语言，而不是纯粹的术语堆砌，这样才能真正激发读者的探究欲。

评分☆☆☆☆☆

从书的整体气质来看，它似乎散发着一种沉甸甸的学术分量，这对于需要进行相关专业学习或研究的人来说，无疑是重要的支撑。我注意到书籍的侧边留白处理得比较适中，这为读者预留了充足的批注空间，这在阅读学术著作时极为实用，方便随时标记重点或写下自己的疑问。我设想这本书的读者群体可能更偏向于地理学、环境科学或者区域规划的学者和学生。对于我来说，更关注的是它如何用一种清晰的叙事线索，串联起复杂的科学分析过程。如果这本书能像讲故事一样，层层递进地引导读者理解，比如先建立一个清晰的背景问题，再展示模型如何被设计来解决这个问题，最后给出评价，那么它的可读性就会大大提高。我非常看重这种结构上的完整性和流畅性，它决定了读者能否坚持读到最后。

评分☆☆☆☆☆

这本书的作者署名给人一种专业且可靠的感觉，这种无形的信誉度往往是衡量一本学术专著价值的重要指标之一。我猜想，这本书的出版过程一定经过了严格的同行评审，这至少保证了其核心观点的科学性和可靠性。不过，即便如此，我也希望作者在讨论模型的适用范围和潜在的误差来源时，能表现出一种恰到好处的谦逊和坦诚。科学研究的魅力就在于不断地自我修正和进步。我特别期待书中关于“应用评价”的部分，因为理论的再完美，如果不能在真实世界中有效地指导实践，那它终究只是纸上谈兵。如果书中能包含对项目实施者或者一线工作者反馈的讨论，将理论与实践的“摩擦”展现出来，这本书的价值就会从纯粹的学术研究提升到具有社会实践指导意义的层面。这种务实的态度，才是一个优秀研究成果应有的风貌。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计倒是挺吸引人的，那种带着些许历史沧桑感的色调，让人不禁联想到黄土高原那片广袤而深沉的土地。我拿起它的时候，心里其实是抱着一种比较审慎的态度。毕竟，涉及到“模型”和“应用评价”这类词汇，总觉得会是一本比较枯燥的技术手册，需要花费大量的精力去理解那些复杂的公式和参数。然而，当我翻开扉页，看到作者在引言中对研究背景的阐述，那种对地域问题的关怀和对科学探索的热情，还是挺打动人的。虽然我目前对具体的技术细节还没有深入涉猎，但从整体的结构和作者的写作风格来看，这本书似乎并不只是单纯地罗列数据，而是试图构建一个更宏观的叙事框架，将科学工具与实际的地理人文背景紧密结合起来。我特别留意了一下目录，章节的安排似乎是循序渐进的，从理论基础到案例分析，逻辑脉络是清晰的，这对于我这样的非专业读者来说，是一个很好的切入点，至少能让人感觉到，作者是努力让晦涩的知识变得更容易被理解的。