本书以北京山区典型小流域和海河上游山区为主要研究区，探讨以气候变化和土地利用变化为主的环境演变下，流域生态水文响应过程与机制。此外，本书还基于模型对植被变化下的径流过程以及不同尺度流域生态水文变化情况进行模拟和预测，评价不同尺度流域生态水文要素对环境变化的敏感性和脆弱性，为华北地区的流域生态水文研究和水资源管理等方面提供理论基础依据。
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序
前言
第1章 绪论 1
1.1 环境演变下的生态水文响应 1
1.1.1 气候变化的生态水文过程响应 1
1.1.2 土地利用/覆被变化的生态水文过程响应 4
1.1.3 流域尺度森林变化的生态水文过程响应 6
1.1.4 流域生态水文过程响应研究方法 8
1.1.5 存在的主要问题及发展趋势 10
1.2 研究区概况 12
1.2.1 半城子流域概况 12
1.2.2 红门川流域概况 14
1.2.3 海河流域概况 16
1.3 研究方法 18
1.3.1 基础数据收集 18
1.3.2 水文分析方法 21
1.3.3 土地利用/植被动态变化过程 26
1.3.4 景观分析方法 28
1.3.5 模型模拟方法 28
第2章 流域土地利用/覆被景观与森林结构变化过程分析 30
2.1 流域土地利用/覆被景观变化及驱动力分析 30
2.1.1 流域景观类型划分和指数选取 30
2.1.2 流域土地利用/覆被景观变化分析 33
2.1.3 流域土地利用/覆被景观变化驱动力分析 42
2.2 流域森林景观格局及结构因子变化分析 43
2.2.1 流域森林覆被率变化分析 44
2.2.2 流域森林生物量变化分析 46
2.2.3 流域森林单位面积生物量变化分析 50
2.2.4 流域森林景观格局变化分析 53
2.3 区域土地利用现状及变化分析 55
2.3.1 流域上游山区土地利用现状及其变化 55
2.3.2 土地利用程度综合指数变化 58
2.3.3 水利工程建设变化 59
第3章 流域气象要素变化分析 61
3.1 降水变化规律分析 61
3.1.1 降水年际变化规律及趋势检验 61
3.1.2 产流性降水变化规律及趋势检验 65
3.1.3 降水年内变化分析 67
3.1.4 降水量周期性变化规律 69
3.2 气温变化规律分析 71
3.2.1 气温年际变化及趋势性检验 71
3.2.2 气温年内变化规律 72
3.3 潜在蒸散发量变化规律 73
3.3.1 潜在蒸散发量年际变化及趋势分析 73
3.3.2 潜在蒸散发量周期性变化规律 78
第4章 流域水文要素变化分析 81
4.1 径流变化规律分析 81
4.1.1 径流年际变化规律及趋势分析 81
4.1.2 径流年内变化规律 87
4.1.3 径流周期性变化规律 88
4.1.4 径流突变点分析 90
4.2 枯洪水变化规律及趋势性检验 93
4.2.1 洪水总量变化规律及趋势分析 93
4.2.2 枯水流量变化规律及趋势分析 99
4.3 泥沙变化规律及趋势性检验 101
4.3.1 泥沙年际变化规律及趋势分析 101
4.3.2 泥沙周期性变化规律 102
第5章 气候变化和人类活动对流域径流的影响 105
5.1 径流对气候变化的敏感性分析 105
5.1.1 敏感性分析理论方法 105
5.1.2 径流对降水的敏感性分析 109
5.1.3 径流对潜在蒸散发的敏感性分析 115
5.1.4 径流对干燥度的敏感性分析 120
5.2 气候变化和人类活动对流域径流的影响 123
5.2.1 流域径流变化 123
5.2.2 气候变化对流域径流的影响 124
5.2.3 人类活动对流域径流的影响 127
5.2.4 不同土地利用类型对流域径流的影响 129
5.3 流域径流变化驱动力差异分析 131
5.3.1 气候变化影响差异分析 131
5.3.2 土地利用变化影响差异分析 132
5.4 流域洪水总量影响因素分析 132
5.4.1 海河流域上游山区各类洪水总量 132
5.4.2 各类影响因子对流域洪水总量的影响 134
5.4.3 流域洪水总量影响因素多元统计分析 139
5.5 流域枯水流量影响因素分析 148
5.5.1 海河流域上游山区各类枯水流量 148
5.5.2 各类影响因子对流域枯水流量的影响 149
5.5.3 流域枯水流量影响因素多元统计分析 154
第6章 气候变化和人类活动对流域泥沙水质的影响 161
6.1 气候变化与人类活动对区域泥沙的影响 161
6.1.1 区域输沙模数变化 161
6.1.2 气候变化/人类活动对区域输沙量的影响 162
6.1.3 气候变化和人类活动贡献率分析 162
6.2 流域泥沙影响因素分析 163
6.2.1 流域多年平均输沙模数 163
6.2.2 各类影响因子对流域泥沙的影响 164
6.2.3 各影响因素贡献率分析 167
6.3 流域总径流水质影响因素分析 169
6.3.1 流域总径流水质特征 169
6.3.2 总径流水质影响因素相关性分析 170
6.3.3 总径流水质影响因素贡献率分析 171
6.4 流域洪水径流水质影响因素分析 174
6.4.1 流域洪水径流水质特征 174
6.4.2 洪水径流水质影响因素相关性分析 175
6.4.3 洪水径流水质影响因素贡献率分析 176
6.5 流域枯水径流水质影响因素分析 179
6.5.1 流域枯水径流水质特征 179
6.5.2 枯水径流水质影响因素相关性分析 180
6.5.3 枯水径流水质影响因素贡献率分析 181
第7章 流域森林植被对生态水文要素的影响分析 185
7.1 不同植被对流域径流的影响 185
7.1.1 森林对流域径流的影响 185
7.1.2 草地对流域径流的影响 190
7.1.3 耕地农作物对流域径流的影响 196
7.2 流域森林格局与结构变化对径流及其组分影响分析 202
7.2.1 流域森林景观格局变化对径流及其组分影响分析 202
7.2.2 流域森林覆被率变化对径流及其组分的影响分析 213
7.2.3 流域森林生物量变化对径流及其组分的影响分析 221
7.2.4 流域单位面积森林生物量变化对径流及其组分的影响分析 225
7.3 森林植被对流域输沙的影响 228
7.3.1 森林对流域输沙模数的影响 228
7.3.2 林草覆盖对流域输沙模数的影响 229
7.3.3 耕地农作物覆盖对流域输沙的影响 230
第8章 流域森林覆被变化下的径流模拟分析 231
8.1 WETSPA模型结构及原理 231
8.2 WETSPA模型数据库构建及流域参数提取 234
8.2.1 模型数据库构建 234
8.2.2 流域空间离散化 236
8.3 WETSPA模型参数率定与验证 238
8.3.1 模型模拟结果的评价方法 238
8.3.2 WETSPA模型参数率定 239
8.3.3 模型径流模拟与验证的结果分析 240
8.4 WETSPA Extension模型与数字滤波法径流分割结果比较 253
8.4.1 数字滤波法的介绍 253
8.4.2 数字滤波法进行流域径流分割 254
8.4.3 两种径流分割结果对比 255
8.5 流域森林覆被变化的径流模拟分析 256
8.5.1 流域实际森林植被类型的径流响应分析 256
8.5.2 流域不同情景森林覆盖率和单位面积生物量的径流响应 260
参考文献 264
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