干旱区科学概论

目录
序一
序二
前言
上 篇
第1章 地球上的干旱区 3
1.1 干旱区的分布与特点 3
1.1.1 干旱区的特征 3
1.1.2 干旱区的划分 4
1.1.3 干旱区的分布 4
1.1.4 干燥度与干旱 6
1.2 干旱区的面积变化和类型转化 8
1.2.1 干旱区及不同干旱类型的面积变化 8
1.2.2 干旱类型之间的相互转化 8
1.2.3 干旱区的城市人口与水危机 9
1.3 干旱区的成因 12
1.3.1 环流和副热带高压 13
1.3.2 地形作用 13
1.3.3 洋流 14
1.3.4 人类活动与陆气相互作用 14
1.3.5 沙尘气溶胶 14
1.3.6 海气相互作用 15
1.3.7 全球变暖 16
参考文献 16
第2章 干旱区生态环境要素及基本特征 20
2.1 干旱区的主要生态环境要素 20
2.1.1 干旱区气候要素特点 20
2.1.2 干旱区水文要素特征 24
2.1.3 干旱区土壤、植被类型及特点 37
2.2 干旱区生态环境的基本特征 46
2.2.1 水资源短缺 46
2.2.2 生态系统类型多样 47
2.2.3 生态环境脆弱 48
2.2.4 绿洲化与荒漠化 48
2.3 干旱区可持续发展面临的问题与挑战 49
参考文献 52
第3章 干旱区科学的内涵及研究内容 55
3.1 干旱区科学的基本概念及理论框架 55
3.1.1 干旱区科学的定义及内涵 55
3.1.2 干旱区科学的研究框架与主要内容 56
3.1.3 干旱区科学的学科体系 57
3.2 干旱区科学的研究意义 59
3.3 干旱区科学的发展及研究现状 61
3.3.1 干旱区科学的形成与发展 61
3.3.2 中国干旱区的科学考察研究 62
3.4 干旱区地域系统构成 64
3.4.1 山地生态系统 64
3.4.2 绿洲生态系统 64
3.4.3 荒漠生态系统 65
3.4.4 尾闾湖泊生态系统 65
3.5 干旱区科学研究的热点问题及未来发展方向 66
3.5.1 国际重大科学计划中的干旱区科学及热点问题 66
3.5.2 干旱区科学未来发展方向 70
参考文献 71
第4章 干旱区科学与可持续发展 74
4.1 干旱区水循环与水资源利用 74
4.1.1 干旱区内陆河流域的水循环 74
4.1.2 干旱区内陆河流域的生态需水量 75
4.1.3 干旱区水、生态、经济关系的协调与动态关联 76
4.1.4 干旱区地表水、地下水的联合利用 76
4.1.5 干旱区的水资源利用与生态安全 76
4.2 干旱区生物资源保护与利用 77
4.2.1 干旱区植物资源及植物资源学 77
4.2.2 干旱区植物资源特征 78
4.2.3 干旱区植物资源的保育 92
4.2.4 干旱区植物资源的开发应用与产业化发展 93
4.3 干旱区生态保育与可持续管理 95
4.3.1 干旱区生态保育恢复的难点 96
4.3.2 干旱区生态系统可持续管理理念 97
4.3.3 干旱区生态系统保育修复技术 98
4.4 干旱区灾害与风险管理 99
4.4.1 干旱区灾害类型及其分布 99
4.4.2 干旱区干旱与旱灾 102
4.4.3 干旱区灾害风险评估 104
4.4.4 干旱区灾害风险管理 106
参考文献 107
第5章 干旱区科学研究方法及技术 111
5.1 遥感数据采集与处理技术 111
5.1.1 遥感技术简介 111
5.1.2 干旱区遥感数据采集与处理技术 112
5.2 经典统计分析方法 118
5.2.1 相关分析 118
5.2.2 回归分析 119
5.2.3 Mann-Kendall检验 120
5.3 地统计分析方法 123
5.3.1 区域化变量 123
5.3.2 协方差函数 124
5.3.3 变异函数 124
5.3.4 克里金插值 126
5.3.5 应用实例 127
5.4 非线性分析方法 128
5.4.1 集合经验模式分解 128
5.4.2 小波分析 132
5.4.3 分形理论 137
5.5 仿真与模拟方法 142
5.5.1 系统动力学仿真 142
5.5.2 人工神经网络模拟 149
参考文献 155
下篇
第6章 干旱区气象与气候学 161
6.1 干旱区气象与气候学的研究范畴 161
6.1.1 干旱区气象与气候学的研究任务和对象 161
6.1.2 干旱区气候系统 161
6.1.3 干旱区气象与气候学的研究方法 162
6.2 干旱区大气的热能和温度 164
6.2.1 干旱区大气和地表能量收支 164
6.2.2 沙漠大气和地表辐射收支与能量平衡 166
6.2.3 干旱区大气温度的变化 170
6.3 干旱区的大气水分 173
6.3.1 大气中的水相变化 174
6.3.2 干旱区降水 179
6.3.3 干旱区大气水分循环 184
6.3.4 干旱区人工影响云雨 186
6.4 干旱区的天气变化 187
6.4.1 常见的天气系统 188
6.4.2 干旱区灾害性天气 191
6.5 干旱区气候的形成 194
6.5.1 干旱区气候的环流成因 194
6.5.2 地形对干旱区气候的影响 196
6.5.3 下垫面特性对干旱区气候的影响 200
6.5.4 中亚干旱区气候的形成 200
6.6 干旱区气候变化 201
6.6.1 干旱区气候变化事实 201
6.6.2 干旱区气候变化的原因 204
6.6.3 干旱区气候变化预估 206
参考文献 208
第7章 干旱区水文学 212
7.1 干旱区水文学的研究范畴 212
7.1.1 干旱区水文学的研究任务和对象 212
7.1.2 干旱区水文学的研究意义与目的 213
7.1.3 干旱区水文学研究面临的机遇和挑战 213
7.2 干旱区水文要素及特征 214
7.2.1 水循环过程与原理 214
7.2.2 降水和凝结水 216
7.2.3 蒸发、蒸散与升华 219
7.2.4 冰川积雪的消融和积累 222
7.2.5 下渗与产汇流 225
7.3 干旱区河流水文学 227
7.3.1 干旱区河流水文学的研究范畴 227
7.3.2 干旱区河流形成的地貌基础及特点 230
7.3.3 干旱区河流的水文变化特点 232
7.3.4 干旱区河流水文学与可持续发展 234
7.4 干旱区湖泊水文学 235
7.4.1 干旱区湖泊水文学研究的内涵 235
7.4.2 干旱区湖泊的特点 237
7.4.3 干旱区湖泊变化 238
7.5 干旱区生态水文学 241
7.5.1 干旱区生态水文学内涵 241
7.5.2 干旱区生态水文学关注的重要领域和热点问题 247
7.5.3 干旱区生态水文学与区域可持续发展 249
参考文献 250
第8章 干旱区绿洲学 256
8.1 干旱区绿洲生态学 256
8.1.1 干旱区绿洲生态学的研究范畴 256
8.1.2 干旱区绿洲与绿洲生态系统 259
8.1.3 绿洲生态学与可持续发展 261
8.2 干旱区绿洲园艺学 264
8.2.1 干旱区绿洲园艺学的研究范畴 264
8.2.2 干旱区绿洲果树 265
8.2.3 干旱区蔬菜 275
8.2.4 干旱区绿洲瓜类 285
8.3 干旱区绿洲农业经济学 289
8.3.1 绿洲农业经济学的内涵 289
8.3.2 干旱区绿洲农业经济的特点 292
8.3.3 干旱区绿洲农业经济学与可持续发展研究 298
参考文献 301
第9章 干旱区土壤生态学 306
9.1 干旱区土壤生态学的研究范畴 306
9.1.1 土壤生态学的发展历程 306
9.1.2 土壤生态学的研究内容 307
9.1.3 土壤生态学的研究方法 307
9.2 干旱区土壤分布与特性 308
9.2.1 干旱区土壤分布 308
9.2.2 干旱区土壤分类与特性 309
9.3 干旱区盐碱土与盐渍化土壤 312
9.3.1 干旱区盐碱土形成与演变 312
9.3.2 盐碱土的测定与分类 315
9.3.3 盐渍化土壤及其影响 317
9.3.4 盐渍化土壤的改良利用 318
9.4 干旱区土壤生物多样性 320
9.4.1 土壤生物多样性的构成 321
9.4.2 土壤生物的丰富度和活性 323
9.4.3 土壤微生物与生态 324
9.4.4 土壤动物与生态 325
9.4.5 土壤生物多样性与人类生活 326
9.5 干旱区土壤养分管理技术 328
9.5.1 干旱区碳循环 328
9.5.2 干旱区土壤中的氮 330
9.5.3 干旱区土壤中的磷和钾 333
9.5.4 干旱区土壤中的钙、镁与微量元素 336
9.5.5 干旱区土壤养分管理目标 338
9.6 干旱区土壤资源 341
9.6.1 土壤质量与土壤健康 341
9.6.2 干旱区土壤与生态系统服务 343
9.6.3 干旱区土壤资源保护 343
参考文献 344
第10章 干旱区生态学 348
10.1 荒漠系统生态学 348
10.1.1 荒漠系统生态学的研究范畴 349
10.1.2 荒漠气候和土壤 351
10.1.3 荒漠系统斑块——镶嵌体动力学 353
10.1.4 荒漠区动植物生态适应 356
10.1.5 荒漠经济和人类对荒漠的影响 361
10.2 干旱区植物生态学 364
10.2.1 干旱区植物生态学的研究范畴 364
10.2.2 干旱区植物生态学特点 368
10.2.3 干旱区植物生态学研究与可持续发展问题 371
10.3 干旱区恢复生态学 373
10.3.1 干旱区恢复生态学的研究范畴 374
10.3.2 干旱区生态系统的退化诊断与恢复 377
10.3.3 干旱区生态恢复的理论基础与技术方法 382
10.3.4 退化生态系统恢复的监测评估 388
10.3.5 干旱区退化生态系统恢复重建案例 390
参考文献 393
第11章 干旱区风沙地貌学 397
11.1 风沙地貌学的研究范畴 397
11.1.1 研究内容 397
11.1.2 研究进展 398
11.1.3 研究方法 401
11.2 风沙运动及其地貌作用 405
11.2.1 大气边界层中的风 405
11.2.2 风沙运动的过程 407
11.2.3 输沙势与风环境 411
11.2.4 风蚀与风积 413
11.3 风蚀地貌 415
11.3.1 风蚀地貌的类型