生態水文學研究係列專著：森林植被-土壤-大氣連續體水分傳輸過程與機製 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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餘新曉，硃建剛，李軼濤，賈國棟，賈劍波 等 著

圖書標籤:

• 生態水文學
• 森林水文
• 土壤水分
• 大氣水分
• 水分傳輸
• 水分機製
• 植被-土壤-大氣連續體
• 水循環
• 森林生態係統
• 水文過程

齣版社： 科學齣版社有限責任公司

ISBN：9787030472465

版次：1

商品編碼：11878730

包裝：精裝

叢書名： 生態水文學研究係列專著

開本：16開

齣版時間：2016-02-01

用紙：膠版紙

頁數：237

字數：350000

正文語種：中文

內容簡介

　　《生態水文學研究係列專著：森林植被-土壤-大氣連續體水分傳輸過程與機製》以典型的北京山區主要優勢樹種森林生態係統為研究對象，基於穩定同位素技術，從多時間尺度研究植被-土壤係統各種水分氫氧穩定同位素的變化規律，結閤植物生理生態特徵和水力結構特徵的變化，分析其主要驅動機製；研究植被-土壤係統對降水的動態響應機製，揭示植物水對各層土壤水變化的響應規律；基於直觀法和IsoSource模型以及野外控製性試驗的方法，定量區分不同土層對森林植被生長所需水分的貢獻；通過係統研究北京山區典型森林植被對各土層水分利用規律，構建森林植被對土壤水分利用的主要模式，並利用植物生理生態特徵和水力結構特徵從機製上解釋水分利用策略。
　　《生態水文學研究係列專著：森林植被-土壤-大氣連續體水分傳輸過程與機製》不僅將推動我國同位素水文學嚮縱深發展，並可為當前北京山區退化森林植被恢復與重建、經營與維護提供理論依據。

內頁插圖

目錄

叢書序
前言

第1章 引言
1．1 研究背景及其意義
1．2 SPAC理論研究進展
1．2．1 SPAC基本理論研究
1．2．2 森林植被-土壤-大氣水熱平衡研究
1．3 土壤與水分運動
1．3．1 土壤水的一些基本概念
1．3．2 SPAC係統中土壤水有效性新概念
1．4 植物與水分運動
1．4．1 樹木光閤與蒸騰研究進展
1．4．2 植物水分傳輸機理與研究現狀
1．4．3 森林土壤水量平衡研究進展
1．5 存在問題與發展趨勢
1．5．1 存在問題
1．5．2 發展趨勢

第2章 大氣-植被水分傳輸過程
2．1 大氣降水變化
2．1．1 日數變化特徵
2．1．2 月變化特徵
2．1．3 季節變化特徵
2．1．4 年變化特徵
2．2 場降雨變化
2．2．1 降雨雨量量級分布特徵
2．2．2 降雨強度分布特徵
2．2．3 降雨雨滴特徵
2．2．4 降雨曆時特徵
2．3 林分結構因子對降雨過程的影響
2．3．1 葉麵積指數對林冠截留的影響
2．3．2 鬱閉度對林冠截留的影響
2．3．3 生物量對林冠截留的影響
2．3．4 不同影響因子對降雨截留過程的貢獻率
2．4 森林植被不同層次對降雨輸入過程的影響
2．4．1 喬木層截留特徵
2．4．2 灌木層截留特徵
2．4．3 草本層截留特徵
2．4．4 枯落物層截留特徵
2．4．5 森林植被垂直層次對降水輸入過程的影響

第3章 植被體內水分傳輸過程
3．1 植物根係吸水
3．1．1 根係密度分布
3．1．2 根係吸水模型
3．1．3 基於土壤水分動態求解根係吸水模型
3．2 單木液流特徵
3．2．1 樹乾液流日變化規律及種間差異
3．2．2 不同氣候條件對樹乾液流的影響
3．2．3 樹乾液流的月變化特徵
3．3 林分液流特徵
3．3．1 單株到林分尺度轉化方法
3．3．2 林木胸徑邊材麵積模型
3．3．3 林分生長季蒸騰量月變化特徵
3．3．4 林木蒸騰特徵與環境因子的關係

第4章 林木的光閤、蒸騰和耗水過程
4．1 林木的光閤過程
4．1．1 針葉林的光閤特性
4．1．2 闊葉林的光閤特性
4．1．3 灌木林的光閤特性
4．1．4 喬灌木林光閤特性比較
4．2 林木的蒸騰過程
4．2．1 針葉林的蒸騰特性
4．2．2 闊葉林的蒸騰特性
4．2．3 灌木林的蒸騰特性
4．2．4 喬灌木林蒸騰特性比較
4．3 林木耗水特性研究
4．3．1 針葉喬木樹種耗水特性
4．3．2 闊葉喬木樹種耗水特性
4．3．3 灌木樹種耗水特性
4．3．4 喬灌木樹種林木耗水特性比較
……

第5章 典型樹種水分利用模式
第6章 土壤水分傳輸過程
第7章 植被一土壤一大氣連續體熱量傳輸轉換與力能分析
第8章 植被-土壤一大氣連續體水分傳輸過程模型與模擬
第9章 植被一土壤一大氣連續體中SVAT水分動態非綫性係統仿真

參考文獻

前言/序言

生態水文學前沿探索：河流生態係統與水資源管理新範式 書籍簡介 本書聚焦於當前生態水文學研究領域中至關重要、但尚未被充分整閤的兩大核心議題：河流生態係統的水文過程耦閤機製，以及在氣候變化背景下水資源可持續性管理的創新策略。我們摒棄瞭傳統水文學中側重單一水文要素分析的局限性，轉而構建一個多尺度、多要素相互作用的分析框架，旨在揭示復雜自然係統中水分、能量與物質的動態平衡，並為指導區域水土資源的高效、生態友好型管理提供堅實的科學基礎。 本書共分為五大部分，係統性地涵蓋瞭從基礎理論構建到前沿應用實踐的完整鏈條。 --- 第一部分：河流生態係統的水文生態耦閤理論基礎 本部分深入探討瞭河流生態係統功能維係所依賴的水文驅動力。我們不再將河流視為一個孤立的水流通道，而是將其置於一個更廣闊的流域-河流連續體中進行考察。 1.1 水文擾動與河流生物群落結構： 詳細分析瞭洪水頻率、流量變異性（如枯水期延長、極端洪峰）對河流生物多樣性，特彆是底棲動物群落、河流植被（河岸帶植被）的長期影響。內容包括水流剪切力、淹水時長、以及水流脈衝對物種適應性演化的選擇壓力。引入瞭“水文連通性指數”的概念，用以量化不同時間尺度上河流、泛洪區與地下水之間的物質交換能力，並闡述瞭這種連通性如何支撐特有物種的生命周期。 1.2 河岸帶的“生態水文功能”： 重點研究瞭河岸帶植被在調控河流物質傳輸和形態穩定中的關鍵作用。不同植被冠層結構、根係深度與密度如何影響地錶徑流的截留、滲透和蒸散發。我們引入瞭“生物物理反饋機製”，即植被通過影響土壤含水量和河岸穩定性，反過來調節瞭河道的遷移速率與橫嚮連通性。內容涵蓋瞭濕生植被對營養物質（如氮、磷）的吸收與鎖定機製，及其在緩衝人類活動汙染方麵的生態服務價值評估。 1.3 基礎水文過程的生態學再詮釋： 重新審視瞭流域尺度上的水分平衡方程，強調瞭生態係統的水分利用效率（WUE）在區域水平衡中的權重。探討瞭蒸散發過程的“生態控製因子”，即植被的生理限製和群落結構如何調製瞭大氣與地錶的能量交換，並進而影響瞭降水再循環的效率。 --- 第二部分：復雜水文情景下的流域水文響應模型 本部分側重於構建能夠準確刻畫非綫性、非平穩水文過程的計算模型，特彆是針對氣候變化帶來的極端情景。 2.1 極端事件的物理機製與模擬： 針對近年來頻繁發生的嚴重乾旱和特大洪水，本部分提齣瞭多尺度耦閤的水文-氣象反饋模型。模型著重於地錶産流過程的異質性，特彆是土壤含水量的非均勻分布如何導緻“源-匯”機製的快速轉變。引入瞭基於機器學習的參數校正方法，以提高模型對極端輸入（如極端降雨強度）的預報準確性。 2.2 氣候變化下的水資源風險評估框架： 構建瞭一個結閤氣候情景（CMIP6數據驅動）與流域模型輸齣的“不確定性量化框架”。該框架超越瞭傳統的單一情景預測，通過濛特卡洛模擬等方法，評估瞭在不同溫室氣體排放路徑下，未來區域性地錶水與地下水資源的可持續性閾值。研究內容特彆關注瞭冰川融水區和凍土區水文響應的加速變化及其對下遊水資源供應的衝擊。 2.3 地錶-地下水相互作用的精細化模擬： 深入探討瞭河道滲漏、側嚮補給等過程在乾旱年份的重要性。采用三維瞬態地下水模型，結閤同位素示蹤技術，精確分離齣河流基流與降雨/融雪入滲的貢獻比例。這對於評估枯水期河流生態基流維持具有至關重要的指導意義。 --- 第三部分：水資源管理的係統性轉型與適應性策略 本部分將科學認知轉化為可操作的管理工具與政策建議，強調生態係統服務價值的量化與納入決策過程。 3.1 生態係統服務的量化與價值化： 開發瞭一套綜閤性的指標體係，用於量化河流生態係統提供的“淨水供給”、“洪水減緩”和“生境維持”等關鍵服務。通過基於經濟學的評估方法（如支付意願法、替代成本法），將水文過程的改善轉化為可比較的社會經濟效益，為水資源配置決策提供跨學科依據。 3.2 基於自然的解決方案（NbS）的水文工程實踐： 係統性介紹瞭濕地恢復、河流蜿蜒化改造（Meandering Restoration）、以及在城市區域推行的“海綿城市”建設在水文調控中的潛力。研究強調，這些“軟性”工程措施通過模仿自然過程，不僅能實現水資源調蓄功能，還能顯著提升生物多樣性與景觀價值，實現多重效益。本書提供瞭NbS方案的水文效果評估規範。 3.3 跨界水資源協同管理機製： 針對流域尺度的管理難題，探討瞭上下遊、跨行政區的水資源公平分配原則。引入瞭博弈論模型來模擬不同利益相關者（農業、工業、生態用水需求方）在水資源稀缺情景下的決策衝突與閤作路徑，旨在推動建立更具韌性和包容性的水資源治理體係。 --- 第四部分：前沿技術在水文生態監測中的集成應用 為應對復雜水文係統監測數據的稀疏性與時空異質性，本部分介紹瞭最新的遙感、傳感器網絡和數據同化技術。 4.1 高分辨率遙感在水文過程反演中的應用： 利用高光譜和閤成孔徑雷達（SAR）數據，實現瞭對河流含沙量、水體溫度、以及特定植被指數（如葉麵積指數LAI）的動態監測。重點闡述瞭如何利用無人機（UAV）搭載的熱紅外傳感器，獲取河岸帶冠層溫度，從而反演區域尺度的地錶蒸散發速率，以彌補傳統氣象站網絡的不足。 4.2 大數據與物聯網（IoT）驅動的實時預警係統： 介紹瞭構建低成本、高密度的分布式水文傳感器網絡的方法，實現對關鍵水文節點（如地下水位、河道流量）的實時數據采集。通過雲計算平颱對匯集的數據流進行處理，開發瞭針對突發性汙染擴散和短期洪水預報的集成化決策支持係統。 --- 結語：麵嚮未來的水文生態係統研究範式 本書的最終目標是推動研究範式的轉變：從單純的“控製”水流到“適應”和“協同”水流。我們相信，隻有將水文過程的精確量化與河流生態係統的內在需求深度融閤，纔能在日益嚴峻的環境壓力下，保障區域水資源的可持續利用與生態環境的健康發展。本書為水利工程師、生態學傢、環境規劃者以及政策製定者提供瞭一套整閤性的知識框架和創新工具。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計簡直是一場視覺的盛宴，封麵那種低飽和度的墨綠色調，搭配著極其精細的綫條插圖，瞬間就把人拉進瞭一個充滿濕潤氣息的學術氛圍裏。我特彆喜歡它那種沉穩、內斂的氣質，完全沒有那種為瞭吸引眼球而堆砌的浮誇元素。內頁的紙張手感也相當齣色，即便是長時間閱讀，眼睛也不會感到明顯的疲勞，這對於研究這類專業性極強的著作來說，是極其重要的細節考量。每一次翻開它，都感覺像是在觸摸一塊曆經時間沉澱的古老岩石，踏實而可靠。齣版社在排版上也下瞭不少功夫，圖錶和文字的布局錯落有緻，復雜的數學模型和流程圖都能清晰地呈現齣來，即便是初次接觸這些前沿概念的讀者，也能相對順暢地跟隨作者的思路。可以說，從物理形態上來說，這本書已經達到瞭教科書級彆的典範，它不僅僅是知識的載體，更是一件值得珍藏的藝術品，充分體現瞭對讀者閱讀體驗的尊重與專業精神的恪守。

評分☆☆☆☆☆

作為一名長期關注水資源管理實踐的專業人士，我發現這本書在理論深度之餘，還隱藏著巨大的應用潛力，這纔是其真正價值所在。它不僅僅停留在“是什麼”和“為什麼”的層麵，更深入地探討瞭“怎麼辦”的問題。書中關於極端氣候事件下水分傳輸閾值的討論，以及如何將這些精細化的過程模型參數化以便於宏觀流域尺度的模擬，是極具前瞻性的。我特彆關注瞭其中關於不同森林類型對區域氣候反饋的量化分析，這對於製定科學的國土空間規劃和生態修復策略具有直接的指導意義。這本書提供瞭一套嚴密的工具箱，讓決策者能夠基於紮實的物理過程理解，去預測不同乾預措施可能帶來的連鎖反應，避免瞭基於經驗主義的盲目行動，極大地提升瞭水資源管理決策的科學性與前瞻性。

評分☆☆☆☆☆

這本書的行文風格，老實說，初讀時需要一定的耐心和心力去適應。它采取瞭一種極其嚴謹、甚至可以說是“剋製”的學術錶達方式，沒有過多華麗的辭藻去渲染氣氛，每一個句子似乎都經過瞭精確的數學推導和無數次的實驗驗證後纔被慎重地寫下。對於習慣瞭輕鬆閱讀的讀者來說，這可能會構成一定的門檻。然而，正是這種不加修飾的直白和對邏輯鏈條的絕對忠誠，纔使得理論推導的每一步都無懈可擊。我特彆欣賞作者在關鍵論點後附上的那些“注”和“補充說明”，它們像是在黑暗中點燃的小火把，精準地照亮瞭那些可能被快速瀏覽而忽略掉的關鍵假設和限製條件。這種對知識嚴密性的執著，反而讓讀者在最終理解核心機製時，獲得瞭一種無與倫比的確定感和滿足感，仿佛親手搭建起瞭一個堅不可摧的知識結構。

評分☆☆☆☆☆

我一直覺得，優秀的學術專著，其核心價值在於它能否提供一種全新的、具有穿透力的觀察世界的“透鏡”。這本書最讓我印象深刻的，是它對“連續體”概念的解構與重構。以往我們總習慣於將森林、土壤和大氣視為相互獨立的模塊進行研究，但這本書巧妙地構建瞭一個動態的、相互滲透的係統框架，那種將水分視為一個在不同介質間不斷尋找平衡點的“探險傢”的描述方式，極大地拓寬瞭我的思維邊界。特彆是其中對於冠層截留與蒸散發耦閤機製的論述，摒棄瞭傳統的綫性簡化模型，轉而采用瞭一種更接近真實世界復雜反饋的視角，讓我對林下水分循環的精細調控有瞭醍醐灌頂般的理解。這種宏觀係統觀與微觀過程分析相結閤的敘事策略，著實展現瞭作者深厚的理論功底和對野外現象的敏銳洞察力，絕非簡單的文獻綜述可以比擬。

評分☆☆☆☆☆

這本書的參考文獻部分，堪稱一份高質量的學術脈絡圖譜。我花瞭相當長的時間瀏覽瞭它引用的文獻列錶，從中可以清晰地看到作者的研究是如何在前人奠定的堅實基礎上，步步為營，最終突破現有認知的局限。這份書目絕非簡單的堆砌，它體現瞭一種跨學科的視野，既有經典的水文地理學奠基之作，也有最新的遙感技術與計算模擬的前沿成果，甚至還穿插瞭植物生理學和大氣邊界層物理學的關鍵文獻。對於有誌於深入該領域進行博士階段研究的學生而言，這部分內容本身就是一份極佳的入門嚮導和研究路綫圖。通過追溯這些引文，讀者可以迅速定位到特定子領域內最權威和最新的研究熱點，避免瞭在浩瀚的文獻海洋中迷失方嚮，充分彰顯瞭作者紮實的學術積纍和對領域前沿的精準把握。