本书是在对赤水河流域研究区范围界定的基础上，以划定的赤水河流域及其典型区为研究对象，以研究区植被、气象、水文以及土壤类型等多源数据为支撑，采用遥感与地理信息系统集成方法、空间统计分析方法揭示了喀斯特地区植被以及水文的时空演变特征，同时对流域生态效应进行了评估。在不同的时空尺度上分析了流域气候变化特征及其土地利用的时空差异性特征，并甄别了气候变化和人类活动对流域的生态水文过程的贡献率；通过改进的SWAT模型建立了喀斯特流域的生态水文过程模型，通过设置不同情境预估气候变化和人类活动对生态水文过程的影响；最后采用生态补偿核算方法及SOFM自组织神经网络算法建立了赤水河流域的生态补偿标准和生态安全分区方案。
样章试读
目录
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第1章 生态水文的理论与方法 1
1.1 水文与生态环境 1
1.2 喀斯特生态水文学研究现状 3
1.3 水文过程研究方法 5
1.4 生态过程研究方法 6
1.5 本书研究的基本架构 8
第2章 赤水河流域基本情况 11
2.1 地理位置 11
2.2 地质地貌 12
2.3 水文条件 14
2.4 气候条件 14
2.5 土壤类型 16
2.6 植被类型 16
2.7 社会经济条件 18
第3章 赤水河流域气候变化过程及其特征 20
3.1 降水变化特征 20
3.1.1 总体变化特征 20
3.1.2 干流上游赤水河站变化特征 21
3.1.3 干流中游茅台站变化特征 27
3.1.4 干流下游赤水站变化特征 32
3.1.5 支流二郎坝站变化特征 38
3.2 气温变化特征 43
3.2.1 气温年际变化特征 43
3.2.2 气温年内变化特征 44
3.3 蒸散发变化特征 45
3.3.1 蒸散发年际变化特征 45
3.3.2 蒸散发年内变化特征 45
3.3.3 蒸散发数据探讨 45
第4章 赤水河流域人类活动变化过程及其特征 47
4.1 人类活动的表现形式 47
4.2 土地利用变化及模拟方法 47
4.2.1 土地利用模拟方法 47
4.2.2 赤水河流域土地利用变化 71
4.2.3 典型区桐梓河流域土地利用变化及模拟 82
4.3 水利工程建设变化 113
4.4 其他人类活动 114
第5章 赤水河流域生态系统要素特征过程及价值 116
5.1 植被时空演变特征 116
5.1.1 植被数据来源 116
5.1.2 研究方法 119
5.1.3 NDVI时间变化特征 121
5.1.4 NDVI空间变化特征 123
5.1.5 NDVI波动特征 130
5.1.6 NDVI变化趋势 131
5.1.7 NDVI变化可持续性 134
5.1.8 不同海拔梯度NDVI变化可持续性 137
5.1.9 NDVI结果讨论 138
5.2 固碳释氧价值量 139
5.2.1 固碳释氧量价值估算 139
5.2.2 NPP时空变化特征 143
5.2.3 流域固碳释氧量价值 152
5.2.4 赤水河流域生态系统固碳释氧价值量测评 159
5.3 生态系统土壤保持价值量 162
5.3.1 土壤侵蚀和土壤保持模型 163
5.3.2 土壤保持价值量估算 163
5.3.3 土壤保持价值量估算技术流程 164
5.3.4 土壤保持价值量各个参数确定 165
5.3.5 不同时期土壤保持量估算 175
5.3.6 不同时期土壤保持价值量估算 176
5.3.7 不同时期土壤保持总价值量空间分布 180
5.3.8 土壤侵蚀计算方法讨论 183
5.4 生态系统水源涵养价值量 184
5.4.1 InVEST模型水源涵养模块 185
5.4.2 水源涵养价值量估算方法 186
5.4.3 水源涵养模型参数确定 186
5.4.4 不同时期水源涵养物质量估算 193
5.4.5 不同时期水源涵养价值总量空间分布 194
5.4.6 水源涵养方法讨论 197
第6章 赤水河流域水文过程及其变化特征 199
6.1 研究方法 201
6.1.1 累积距平法 201
6.1.2 滑动T检验方法 201
6.1.3 累积滤波器法 202
6.1.4 Theil-Sen Median趋势 202
6.1.5 Hurst指数未来趋势 202
6.1.6 小波分析 203
6.2 径流变化特征 203
6.2.1 干流上游赤水河站 203
6.2.2 干流中游茅台站 209
6.2.3 干流下游赤水站 214
6.2.4 支流二郎坝站 219
6.3 泥沙变化特征 224
6.3.1 干流下游赤水站 224
6.3.2 支流二郎坝站 230
6.4 水质现状 235
第7章 赤水河流域生态水文过程对气候和人类活动的响应 236
7.1 响应和贡献率研究方法 236
7.1.1 植被生态过程对气候和人类活动的响应计算方法 236
7.1.2 水文过程对气候和人类活动的响应计算方法 238
7.2 植被生态过程对气候和人类活动的响应 239
7.2.1 植被生态过程对气候因子的响应 239
7.2.2 气候和人类活动对植被生态过程的贡献率 247
7.3 水文过程对气候和人类活动的响应 251
7.3.1 气候变化和人类活动对径流过程的贡献率 251
7.3.2 气候变化和人类活动对输沙过程的贡献率 258
7.3.3 生态水文过程对气候和人类活动响应探讨 260
第8章 径流预测与生态效应评估 266
8.1 水文模型模拟参数设置 266
8.1.1 模型改进 266
8.1.2 SWAT模型参数 270
8.1.3 数据库构建结果 272
8.1.4 参数敏感性分析 279
8.1.5 参数率定和验证 280
8.2 流域径流模拟 282
8.2.1 过去时期土地利用变化情景下流域径流的模拟 282
8.2.2 未来时期土地利用变化情景下流域径流的模拟 285
8.2.3 未来气候变化情景下流域径流的模拟 288
8.3 生态补偿估算 291
8.3.1 生态补偿计算方法 291
8.3.2 生态补偿估算结果 292
8.4 生态安全评价 295
8.4.1 生态安全计算方法 295
8.4.2 生态安全评价结果 295
参考文献 301
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