目錄
第1章 中國北方典型農(nóng)業(yè)和生態(tài)脆弱區(qū)氣候變化與氣候情景1
1.1華北地區(qū)氣候變化與情景1
1.1.1氣候基本要素的變化2
1.1.2農(nóng)業(yè)氣象指標的變化6
1.1.3氣候變化情景下降水和溫度變化9
1.2松花江地區(qū)氣候變化與情景11
1.2.1氣候基本要素變化12
1.2.2農(nóng)業(yè)氣候指標的變化15
1.2.3氣候變化情景下降水和溫度變化17
1.3黃土高原氣候變化與情景22
1.3.1氣候基本要素變化24
1.3.2氣候變化情景下水文參數(shù)的變化26
第2章 中國北方地區(qū)干旱強度及頻率的演變和趨勢34
2.1干旱指數(shù)及其計算方法34
2.1.1Palmer干旱烈度指數(shù)34
2.1.2標準化降水指數(shù)(SPI)和降水蒸發(fā)指數(shù)(SPEI)36
2.1.3遙感干旱指數(shù)39
2.2華北地區(qū)干旱的演變特征40
2.2.1華北干旱時空演變特征40
2.2.2未來華北干旱強度和頻率的變化趨勢47
2.3東北地區(qū)干旱的演變特征49
2.3.1東北地區(qū)干旱格局和演變49
2.3.2未來情景下松嫩三江平原干旱時空變化57
2.4未來氣候情景下北方地區(qū)干旱強度和頻率的變化趨勢60
2.4.1未來溫度和降水的變化趨勢60
2.4.2北方地區(qū)干旱強度的變化趨勢61
2.4.3極端干旱發(fā)生頻率與范圍的變化特征63
2.4.4溫度升高對極端干旱的影響67
第3章 VIP生態(tài)水文動力學模型的原理與方法69
3.1能量平衡70
3.1.1熱量平衡70
3.1.2入射輻射72
3.1.3冠層輻射傳輸74
3.1.4水汽和熱量交換阻力的參數(shù)化76
3.2土壤水熱運動76
3.2.1土壤熱傳導77
3.2.2土壤水分運動77
3.3光合作用與植被動態(tài)78
3.3.1冠層光合作用78
3.3.2植被動態(tài)80
3.4土壤碳氮循環(huán)81
3.4.1地表凋落物庫82
3.4.2根茬凋落物庫83
3.4.3微生物庫83
3.4.4腐殖質(zhì)庫84
3.5地表產(chǎn)匯流84
3.5.1地表產(chǎn)流84
3.5.2地下水匯流87
3.5.3水庫調(diào)度87
3.6光合參數(shù)的遙感反演88
3.6.1光合參數(shù)遙感反演方案89
3.6.2光合參數(shù)的空間格局及驗證95
3.6.3光合參數(shù)反演方案的評價103
第4章 氣候變化對華北水資源相作物生產(chǎn)力的影響114
4.1土壤水分的變化趨勢114
4.1.1土壤水分時空格局115
4.1.2土壤水分的變化趨勢119
4.2蒸散和作物生產(chǎn)力的格局及演變121
4.2.1遙感ET和GPP模型121
4.2.2預測ET和GPP的驗證124
4.2.3ET的空間分異性126
4.2.4GPP和WUE的空間分異性127
4.2.5ET和GPP的年際變化128
4.3SRES氣候情景下蒸發(fā)和徑流的變化130
4.3.1ThornthwaiteSchreiber方法130
4.3.2蒸發(fā)變化132
4.3.3年徑流變化137
4.4RCP排放路徑下黃淮海流域水資源變化139
4.4.1實際蒸散和徑流的響應140
4.4.2流域水量盈虧量的變化142
4.5作物產(chǎn)量和耗水對氣候變化的敏感性144
4.5.1氣候變化情景145
4.5.2對比方法146
4.5.3不考慮CO2，肥效時作物產(chǎn)量對氣候變化的響應148
4.5.4考慮CO2，肥效時產(chǎn)量對氣候變化的響應149
4.5.5作物對氣候變化的響應150
4.5.6作物產(chǎn)量對降水變化的響應150
4.5.7灌溉在作物產(chǎn)量響應氣候變化中的作用151
4.5.8泊頭和懷遠作物產(chǎn)量波動對氣候變化的響應152
4.5.9氣候變化的適應性認識153
4.6CMIP5RCP多情景下華北冬小麥耗水和產(chǎn)量的響應154
4.6.1生育進程的響應155
4.6.2產(chǎn)量和耗水的響應157
4.6.3收獲期穩(wěn)定對作物產(chǎn)量和耗水量的影響159
4.7多模式集合預測冬小麥夏玉米蒸散和產(chǎn)量的變化160
4.7.1未來氣候要素變化161
4.7.2作物產(chǎn)量對氣候變化的響應163
4.7.3作物蒸散量對氣候變化的響應167
4.7.4氣候變化對作物水分利用效率的影響169
第5章 氣候變化對黃土高原水資源的影響171
5.1氣候變化對徑流的影響171
5.2氣候變化對黃土高原典型流域生態(tài)水文過程的影響173
5.2.1無定河流域水量平衡的分布式模擬173
5.2.2無定河流域土壤水分的時空演變特征183
5.2.3氣候變化對無定河流域生態(tài)水文過程的影響200
第6章 氣候變化對松花江流域水文水資源的影響207
6.1潛在蒸散和徑流變化的歸因分析208
6.1.1基于Budyko公式的潛在蒸散和徑流變化歸因分析方法208
6.1.2潛在蒸散對氣象要素敏感性分析211
6.1.3Budyko模型模擬年徑流的驗證212
6.1.4松花江流域氣候因子對徑流和潛在蒸散的貢獻率213
6.2氣候變化與人類活動對松花江流域徑流影響的分離214
6.2.1集水區(qū)劃分及水文氣象數(shù)據(jù)收集214
6.2.2氣候變化和人類活動對徑流影響的定量區(qū)分方法215
6.2.3氣候變化和人類活動對松花江流域徑流變化的貢獻217
6.3植被蒸散和生產(chǎn)力的時空格局及演變221
6.3.1研究方法和數(shù)據(jù)223
6.3.2ET和GPP驗證223
6.3.3ET和GPP時空格局及驅動機制225
6.3.4ET和GPP的年際變化228
6.4基于Budyko模型的松花江流域年徑流未來變化預測229
6.5基于SWAT模型的松花江流域徑流未來變化預測232
6.5.1未來氣候情景下徑流變化趨勢232
6.5.2未來徑流空間分布特征234
6.5.3未來氣候情景下水資源量預估236
6.6氣候變化對松嫩平原作物耗水和灌溉需水的影響236
6.6.1研究方法237
6.6.2水稻全生育期需灌溉水量變化240
6.6.3不同生育時段需灌溉水量變化244
6.6.4氣候變化對水稻水分需求貢獻率247
6.6.520102049年水稻需水量及灌溉水量預估248
第7章 中國陸域蒸散和徑流的演變趨勢249
7.1蒸散格局與演變趨勢249
7.1.1數(shù)據(jù)及其處理方法250
7.1.2ET模擬結果的多尺度驗證252
7.1.3年參考蒸散和實際蒸散的空間變化253
7.1.4實際蒸散的季節(jié)和年際變化256
7.1.5不同植被類型的ET。年際變化259
7.2中國東部季風強度變化預測徑流響應260
7.2.1東部徑流變化與夏季風強度指數(shù)的關聯(lián)性261
7.2.2西太平洋副熱帶高壓對徑流變化的影響262
7.2.3未來情景下徑流變化預測270
第8章 確保糧食安全和水資源可持續(xù)利用的區(qū)域農(nóng)業(yè)氣候變化適應措施與對策272
8.1歷史氣候變化對中國北方氣候資源和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響272
8.1.1農(nóng)業(yè)氣候資源的變化對主要糧食作物生產(chǎn)的影響272
8.1.2作物生長其他條件的改變對作物生產(chǎn)的影響273
8.2農(nóng)業(yè)適應氣候變化的內(nèi)涵274
8.2.1農(nóng)業(yè)適應氣候變化的措施274
8.2.2農(nóng)業(yè)適應氣候變化措施的評估275
8.3基于水資源安全的黃淮海地區(qū)氣候變化適應275
8.3.1未來氣候變化對黃淮海地區(qū)水資源供需影響分析275
8.3.2黃淮海地區(qū)幾種農(nóng)業(yè)適應性措施的效果模擬評估277
8.3.3黃淮海地區(qū)農(nóng)業(yè)應對氣候變化的對策建議283
8.4應對氣候變化的松花江流域水資源管理適應性對策284
參考文獻288