目錄
第1章 中國(guó)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(biāo)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(biāo)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(guó)北方地區(qū)干旱強(qiáng)度及頻率的演變和趨勢(shì)34
2.1干旱指數(shù)及其計(jì)算方法34
2.1.1Palmer干旱烈度指數(shù)34
2.1.2標(biāo)準(zhǔn)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(shí)空演變特征40
2.2.2未來(lái)華北干旱強(qiáng)度和頻率的變化趨勢(shì)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(lái)情景下松嫩三江平原干旱時(shí)空變化57
2.4未來(lái)氣候情景下北方地區(qū)干旱強(qiáng)度和頻率的變化趨勢(shì)60
2.4.1未來(lái)溫度和降水的變化趨勢(shì)60
2.4.2北方地區(qū)干旱強(qiáng)度的變化趨勢(shì)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(duì)極端干旱的影響67
第3章 VIP生態(tài)水文動(dòng)力學(xué)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(yùn)動(dòng)76
3.2.1土壤熱傳導(dǎo)77
3.2.2土壤水分運(yùn)動(dòng)77
3.3光合作用與植被動(dòng)態(tài)78
3.3.1冠層光合作用78
3.3.2植被動(dòng)態(tài)80
3.4土壤碳氮循環(huán)81
3.4.1地表凋落物庫(kù)82
3.4.2根茬凋落物庫(kù)83
3.4.3微生物庫(kù)83
3.4.4腐殖質(zhì)庫(kù)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(kù)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(yàn)證95
3.6.3光合參數(shù)反演方案的評(píng)價(jià)103
第4章 氣候變化對(duì)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(shì)114
4.1.1土壤水分時(shí)空格局115
4.1.2土壤水分的變化趨勢(shì)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(yù)測(cè)ET和GPP的驗(yàn)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(shí)際蒸散和徑流的響應(yīng)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(duì)氣候變化的敏感性144
4.5.1氣候變化情景145
4.5.2對(duì)比方法146
4.5.3不考慮CO2，肥效時(shí)作物產(chǎn)量對(duì)氣候變化的響應(yīng)148
4.5.4考慮CO2，肥效時(shí)產(chǎn)量對(duì)氣候變化的響應(yīng)149
4.5.5作物對(duì)氣候變化的響應(yīng)150
4.5.6作物產(chǎn)量對(duì)降水變化的響應(yīng)150
4.5.7灌溉在作物產(chǎn)量響應(yīng)氣候變化中的作用151
4.5.8泊頭和懷遠(yuǎn)作物產(chǎn)量波動(dòng)對(duì)氣候變化的響應(yīng)152
4.5.9氣候變化的適應(yīng)性認(rèn)識(shí)153
4.6CMIP5RCP多情景下華北冬小麥耗水和產(chǎn)量的響應(yīng)154
4.6.1生育進(jìn)程的響應(yīng)155
4.6.2產(chǎn)量和耗水的響應(yīng)157
4.6.3收獲期穩(wěn)定對(duì)作物產(chǎn)量和耗水量的影響159
4.7多模式集合預(yù)測(cè)冬小麥夏玉米蒸散和產(chǎn)量的變化160
4.7.1未來(lái)氣候要素變化161
4.7.2作物產(chǎn)量對(duì)氣候變化的響應(yīng)163
4.7.3作物蒸散量對(duì)氣候變化的響應(yīng)167
4.7.4氣候變化對(duì)作物水分利用效率的影響169
第5章 氣候變化對(duì)黃土高原水資源的影響171
5.1氣候變化對(duì)徑流的影響171
5.2氣候變化對(duì)黃土高原典型流域生態(tài)水文過(guò)程的影響173
5.2.1無(wú)定河流域水量平衡的分布式模擬173
5.2.2無(wú)定河流域土壤水分的時(shí)空演變特征183
5.2.3氣候變化對(duì)無(wú)定河流域生態(tài)水文過(guò)程的影響200
第6章 氣候變化對(duì)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(duì)氣象要素敏感性分析211
6.1.3Budyko模型模擬年徑流的驗(yàn)證212
6.1.4松花江流域氣候因子對(duì)徑流和潛在蒸散的貢獻(xiàn)率213
6.2氣候變化與人類(lèi)活動(dòng)對(duì)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(lèi)活動(dòng)對(duì)徑流影響的定量區(qū)分方法215
6.2.3氣候變化和人類(lèi)活動(dòng)對(duì)松花江流域徑流變化的貢獻(xiàn)217
6.3植被蒸散和生產(chǎn)力的時(shí)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(yàn)證223
6.3.3ET和GPP時(shí)空格局及驅(qū)動(dòng)機(jī)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(lái)變化預(yù)測(cè)229
6.5基于SWAT模型的松花江流域徑流未來(lái)變化預(yù)測(cè)232
6.5.1未來(lái)氣候情景下徑流變化趨勢(shì)232
6.5.2未來(lái)徑流空間分布特征234
6.5.3未來(lái)氣候情景下水資源量預(yù)估236
6.6氣候變化對(duì)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(shí)段需灌溉水量變化244
6.6.4氣候變化對(duì)水稻水分需求貢獻(xiàn)率247
6.6.520102049年水稻需水量及灌溉水量預(yù)估248
第7章 中國(guó)陸域蒸散和徑流的演變趨勢(shì)249
7.1蒸散格局與演變趨勢(shì)249
7.1.1數(shù)據(jù)及其處理方法250
7.1.2ET模擬結(jié)果的多尺度驗(yàn)證252
7.1.3年參考蒸散和實(shí)際蒸散的空間變化253
7.1.4實(shí)際蒸散的季節(jié)和年際變化256
7.1.5不同植被類(lèi)型的ET。年際變化259
7.2中國(guó)東部季風(fēng)強(qiáng)度變化預(yù)測(cè)徑流響應(yīng)260
7.2.1東部徑流變化與夏季風(fēng)強(qiáng)度指數(shù)的關(guān)聯(lián)性261
7.2.2西太平洋副熱帶高壓對(duì)徑流變化的影響262
7.2.3未來(lái)情景下徑流變化預(yù)測(cè)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(yīng)措施與對(duì)策272
8.1歷史氣候變化對(duì)中國(guó)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(duì)主要糧食作物生產(chǎn)的影響272
8.1.2作物生長(zhǎng)其他條件的改變對(duì)作物生產(chǎn)的影響273
8.2農(nóng)業(yè)適應(yīng)氣候變化的內(nèi)涵274
8.2.1農(nóng)業(yè)適應(yīng)氣候變化的措施274
8.2.2農(nóng)業(yè)適應(yīng)氣候變化措施的評(píng)估275
8.3基于水資源安全的黃淮海地區(qū)氣候變化適應(yīng)275
8.3.1未來(lái)氣候變化對(duì)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(yīng)性措施的效果模擬評(píng)估277
8.3.3黃淮海地區(qū)農(nóng)業(yè)應(yīng)對(duì)氣候變化的對(duì)策建議283
8.4應(yīng)對(duì)氣候變化的松花江流域水資源管理適應(yīng)性對(duì)策284
參考文獻(xiàn)288