蒸散发尺度效应与时空尺度拓展 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

许迪，刘钰，杨大文 等 著

图书标签:

• 蒸散发
• 尺度效应
• 时空尺度
• 水文过程
• 陆地生态系统
• 气候变化
• 模型研究
• 遥感应用
• 流域水循环
• 生态水文

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030416117

版次：1

商品编码：11770855

包装：平装

丛书名： 海河流域水循环演变机理与水资源高效利用丛书“十二五”国家重点图书出版规划项目

开本：16开

出版时间：2015-09-01

页数：504

正文语种：中文

内容简介

城市水循环既包括自然循环过程（包括降雨、径流等），又包括社会循环过程（包括用水、给排水等），具有明显的二元特征。城市利用和保护水资源过程即是人类干预和调控城市二元水循环的过程。《蒸散发尺度效应与时空尺度拓展》基于城市水循环二元特征，系统提出了可持续城市水系统理论框架、调控原则和决策支持工具，定量研究了城市二元水循环关键过程的演化机制和规律，构建了城市二元水循环系统数值模拟体系，并提出了海河流域城市高效安全用水的调控机制。

目录

总序
前言
第1章 绪论
1.1 蒸散发测定和估算研究现状与发展趋势
1.1.1 ET测定方法
1.1.2 ET估算方法
1.2 蒸散发尺度效应和时空尺度扩展与提升研究现状及发展趋势
1.2.1 ET尺度效应及其主控影响因子识别
1.2.2 ET时间尺度扩展
1.2.3 ET空间尺度提升与转换
1.3 基于蒸散发尺度效应的农业用水效率与效益评价研究现状及发展趋势
1.3.1 农业用水效率评价
1.3.2 农业用水效益评价
1.4 主要研究内容
1.4.1 蒸散发尺度效应和时空尺度扩展与提升方法
1.4.2 基于蒸散发尺度效应的农业用水效率与效益评价

上篇 蒸散发尺度效应与时空尺度扩展及提升
第2章 不同尺度蒸散发测定方法与观测试验
2.1 不同尺度蒸散发测定方法
2.1.1 叶片尺度
2.1.2 植株尺度
2.1.3 田块尺度
2.1.4 农田尺度
2.1.5 区域（灌区）尺度
2.2 不同尺度蒸散发观测试验
2.2.1 北京大兴试验站
2.2.2 北京通州试验站
2.2.3 山东位山试验站
2.2.4 河北白洋淀试验站
2.3 小结
第3章 不同尺度蒸散发变化规律与尺度效应
3.1 叶片尺度蒸腾变化规律
3.1.1 冬小麦
3.1.2 夏玉米
3.2 植株尺度蒸腾变化规律
3.2.1 夏玉米植株蒸腾变化规律
3.2.2 夏玉米茎秆直径变化规律
3.3 田块尺度蒸散发变化规律
3.3.1 冬小麦
3.3.2 夏玉米
3.3.3 湿地植被
3.4 农田尺度蒸散发变化规律
3.4.1 井灌区冬小麦一夏玉米轮作
3.4.2 渠灌区冬小麦一夏玉米轮作
3.5 区域（灌区）尺度蒸散发变化规律
3.5.1 冠层气孔导度和Priestley-Taylor系数
3.5.2 ET季节变化
3.5.3 ET年际变化
3.6 蒸散发尺度效应及其主控影响因子
3.6.1 ET尺度效应
3.6.2 影响ET尺度效应的主控因子识别
3.7 小结
第4章 不同尺度蒸散发估算方法
4.1 基于双作物系数模型的农田尺度蒸散发估算方法
4.1.1 模型基本原理
4.1.2 模型率定与验证
4.1.3 农田尺度ET组分估算
4.2 基于遥感反演模型的区域（灌区）尺度蒸散发估算方法
……
第5章 蒸散发时间尺度扩展方法
第6章 蒸散发空间尺度提升与转换方法
第7章 基于水热耦合平衡方程的区域（灌区）尺度蒸散发估算模型
第8章 基于互补相关理论的区域（灌区）尺度蒸散发估算模型

下篇 基于蒸散发尺度效应的农业用水效率与效益评价
第9章 基于水氮作物耦合模型的通州大兴井灌区农田水氮利用效率评价
第10章 基于生态水文模型的位山引黄灌区农业用水效率评价
第11章 基于SWAT模型的大兴井灌区农业用水效率与效益综合评价
第12章 基于生态服务功能评价模型的白洋淀湿地水资源利用效率评价

参考文献
索引

前言/序言

蒸散发研究进展与应用 引言 蒸散发（Evapotranspiration, ET）是地表与大气之间水分和能量交换的关键过程，广泛存在于陆地生态系统中。它不仅直接影响着区域水资源的可利用性，对气候、土壤、植被生长以及农业生产也具有举足轻重的作用。理解蒸散发的发生机制、量化其规模、研究其时空变异规律，并在此基础上拓展其应用范围，是水文学、气象学、生态学、农业科学等领域长期关注的重点。本书聚焦于蒸散发研究的最新进展，从理论基础、观测方法、模型模拟到实际应用，进行全面而深入的探讨，旨在为相关领域的研究人员、工程师及政策制定者提供一份详实的参考。 第一章：蒸散发的理论基础与基本过程 本章首先回顾蒸散发的基本概念，阐述其在水文循环中的核心地位。我们将深入剖析蒸散发包含的两个重要组成部分：蒸发（Evaporation）和植物蒸腾（Transpiration）。 蒸发： 详细介绍液态水向气态水转化的物理过程，包括表面能量平衡、水汽压差、空气动力学等关键影响因素。重点阐述不同地表类型（如水面、土壤、植被冠层）蒸发过程的差异性，以及影响地表蒸发的微气候条件。 植物蒸腾： 阐释植物通过气孔释放水汽到大气的生理过程。深入探讨植物的生理机制，如气孔导度、根系吸水能力、叶片形态等。同时，分析影响植物蒸腾的关键环境因子，包括太阳辐射、空气温湿度、风速、土壤水分状况以及大气CO2浓度等。 结合与驱动力： 探讨蒸发与蒸腾的相互作用，以及它们如何共同构成地表蒸散发。介绍驱动蒸散发的主要能量来源——太阳辐射，以及其在加热地表、提供蒸发潜热方面的作用。分析空气动力学过程在水汽输送和蒸散发速率控制中的角色。 能量平衡理论： 详细介绍蒸散发研究中至关重要的能量平衡方程，包括净辐射、感热通量、潜热通量、土壤热通量以及地表能量收支的分配。解释如何通过能量平衡原理来估算蒸散发。 第二章：蒸散发的观测与测量技术 准确的蒸散发观测数据是理解和模拟其过程的基础。本章将系统介绍当前主流的蒸散发观测技术，包括其原理、优缺点及适用范围。 涡度相关技术（Eddy Covariance, EC）： 详细介绍涡度相关技术的工作原理，即通过测量地表与大气之间水汽和能量的通量密度来直接计算蒸散发。阐述该技术在精度、代表性区域以及数据处理方面的要求和挑战。 波文比-能量平衡法（Bowen Ratio-Energy Balance, BREB）： 介绍波文比法通过测量空气温湿度的垂直梯度来确定感热和潜热通量的比例，进而估算蒸散发。分析该方法对地形和代表性区域的要求。 蒸发皿法（Pan Evaporation）： 阐述蒸发皿法作为一种传统的、简便的蒸发量测量方法，其基本原理以及如何通过蒸发皿系数将其转换为地表蒸发。分析其局限性，尤其是在代表植被覆盖区域的蒸散发时。 遥感技术在蒸散发估算中的应用： 重点介绍基于遥感的蒸散发估算方法。 热红外遥感： 阐述利用地表温度与植被指数之间的关系来估算地表能量平衡和蒸散发的原理，介绍代表性的遥感蒸散发模型（如SEBAL、METRIC）。 微波遥感： 探讨微波遥感在穿透云层、全天候观测土壤水分方面的优势，以及其在反演土壤水分和地表参数进而估算蒸散发方面的潜力。 多源数据融合： 介绍如何结合多源遥感数据（如光学、热红外、微波）以及地表参数，构建更精细和准确的蒸散发遥感产品。 地表通量观测网络： 介绍全球及区域性的地表通量观测网络（如FLUXNET），分析其在提供标准化、长期、连续观测数据方面的价值，以及为模型验证和参数化提供的基础。 第三章：蒸散发模型与模拟 基于理论和观测数据，模型模拟是深入理解蒸散发过程、进行未来情景预测的重要手段。本章将分类介绍不同类型的蒸散发模型。 过程类模型： 详细介绍基于物理过程和生物生理过程的蒸散发模型，如Penman-Monteith（P-M）方程及其变种。 P-M方程： 深入剖析P-M方程的理论基础，包括能量平衡和空气动力学在其中的作用。重点介绍其在实际应用中关键参数的确定方法，如植被冠层阻力、空气动力学阻力等。 改进的P-M模型： 介绍针对不同地表类型和不同尺度提出的P-M模型改进方案，例如考虑土壤蒸发、多层植被等。 数据驱动模型： 经验模型： 介绍基于统计关系建立的蒸散发模型，如与降水量、温度等变量之间的回归模型。分析其优势在于简单易用，但也可能缺乏物理机制的支撑。 机器学习模型： 探讨应用机器学习算法（如神经网络、支持向量机、随机森林）进行蒸散发模拟。分析其在处理复杂非线性关系、融合多源数据方面的优势。 遥感估算模型： 再次提及在第二章中介绍的遥感估算模型，从模型构建和计算流程的角度进行更深入的阐述。 模型比较与适用性分析： 对不同类型的蒸散发模型进行比较，分析其在精度、数据需求、计算复杂度、代表性区域和应用场景上的差异。为研究者选择合适的模型提供指导。 模型不确定性分析： 讨论模型参数、输入数据、模型结构等引入的不确定性，并介绍不确定性量化的方法。 第四章：蒸散发的影响因素与时空变异性 蒸散发并非一个静态的量，而是受到多种因素影响，并表现出显著的时空变异性。本章将深入分析这些影响因素及其作用机制。 气候因素： 辐射： 太阳辐射是蒸散发的最直接能量来源，分析其日、季、年变化对蒸散发的影响。 温度： 温度影响水汽压和能量，进而影响蒸发速率和植物生理活动，分析其对蒸散发的影响。 湿度： 空气湿度直接影响水汽压差，进而影响蒸发和蒸腾速率。 风速： 风速有助于水汽的输送，加速蒸发和蒸腾过程。 降水： 降水是地表水分的主要来源，直接影响土壤水分状况，进而影响蒸散发。 下垫面（地表）因素： 植被类型与覆盖度： 不同植被类型具有不同的生理特性和冠层结构，对蒸散发有显著影响。植被覆盖度也直接决定了蒸发和蒸腾的面积。 土壤性质： 土壤的持水能力、导水性、蒸发阻力等会影响土壤水分的可获得性，从而影响蒸散发。 土壤水分： 土壤水分是植物蒸腾和土壤蒸发的重要限制因子，分析其在不同尺度上的变化规律。 地形： 地形影响坡度、坡向、光照条件和风场，进而影响区域蒸散发。 人类活动： 灌溉： 灌溉显著改变了土壤水分状况，增加了蒸散发量。 土地利用/覆被变化： 城市化、农业扩张、森林砍伐等都会改变地表特性，影响蒸散发。 气候变化： 分析全球气候变化背景下，温度、降水等气候因子变化对蒸散发时空分布规律的影响，以及极端天气事件（如干旱、热浪）对蒸散发的影响。 时空尺度特征： 日变化： 分析蒸散发在一天内的变化规律，与太阳辐射和气孔运动的密切关系。 季节变化： 阐述不同季节（生长季、枯水季）蒸散发强度的差异，与植被生长和气候条件的关系。 年际变化： 分析年际气候变化（如厄尔尼诺现象）对蒸散发的影响。 空间异质性： 探讨蒸散发在不同地貌、生态系统和气候带内的空间分布差异。 第五章：蒸散发的应用领域与挑战 蒸散发的研究成果在多个领域具有广泛的应用价值，同时也面临着一些挑战。 水资源管理： 水文模型： 蒸散发是水文模型中的重要组成部分，准确的蒸散发估算有助于提高水文模型对径流、地下水等的模拟精度。 水量平衡： 在区域水量平衡研究中，蒸散发是主要的耗水项，对评估水资源可用性至关重要。 灌溉需水量： 准确估算作物蒸散发（Crop Evapotranspiration, ETc）是精准农业灌溉的关键，有助于节约水资源。 农业生产： 作物产量预测： 蒸散发与作物生长密切相关，是影响作物产量的重要因子。 抗旱评估： 评估干旱对作物蒸散发的影响，为制定抗旱对策提供依据。 设施农业： 在温室等设施农业中，控制蒸散发对于创造适宜的生长环境至关重要。 生态环境监测： 植被健康评估： 蒸散发的变化可以反映植被的生理状态和健康状况。 森林火灾预警： 植被含水量与蒸散发密切相关，是评估森林火灾风险的重要参数。 湿地生态系统： 蒸散发是湿地水文过程的重要组成部分，对其生态功能有重要影响。 气候变化研究： 区域气候模拟： 蒸散发是地气相互作用的重要环节，对区域气候模拟和预估具有重要作用。 极端气候事件： 研究干旱、热浪等极端气候事件对蒸散发的影响，以及蒸散发变化对极端气候事件的反馈作用。 面临的挑战： 尺度效应： 如何准确地将不同尺度的蒸散发数据和模型结果进行转换和衔接。 数据获取与质量： 长期、连续、高精度的蒸散发观测数据仍然稀缺，尤其是在复杂地表和偏远地区。 模型复杂性与参数化： 提高模型的物理机制描述能力，减少模型不确定性。 人类活动的影响： 如何更精确地量化和预测人类活动对蒸散发的调控作用。 跨学科整合： 加强水文学、气象学、生态学、遥感学等多个学科之间的合作与交流。 结论 蒸散发作为连接水、热、能量和物质循环的关键过程，其研究具有重要的科学意义和广泛的应用价值。本书系统梳理了蒸散发的理论基础、观测方法、模型模拟、影响因素以及应用领域，旨在为读者提供一个全面而深入的视角。未来，随着观测技术的进步、模型方法的创新以及多学科的交叉融合，我们有理由相信，蒸散发的研究将取得更丰硕的成果，为解决全球水资源短缺、应对气候变化、保障生态安全和促进可持续发展做出更大贡献。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和图表设计非常考究，这一点在学术著作中是难能可贵的。许多专业书籍往往因为图表过于密集或者标注不清晰，导致阅读体验大打折扣，但这本书在这一点上做得非常出色。那些复杂的数学模型和参数解释，因为配合了清晰的示意图和对比图，使得原本晦涩难懂的内容变得更容易被吸收。我仔细翻阅了其中关于多尺度插值方法的论述部分，作者似乎借鉴了不少信息论和复杂系统科学的工具，试图构建一个更加健壮的数学框架。这种跨学科的融合，正是当前科学研究中最有活力的部分，非常期待能从中汲取到新的研究灵感。

评分☆☆☆☆☆

从这本书的引言部分流露出的那种对科学问题的执着和探索精神，让我非常敬佩。它不像是一份简单的研究报告汇编，更像是一位学者多年积累的学术思想结晶。作者对现有研究的批判性继承态度，也让我感到非常赞赏。他没有盲目地追随主流理论，而是勇敢地指出了传统模型在处理特定尺度转换问题时的局限性。这种直面困难、勇于创新的精神，是任何一本优秀学术著作都应该具备的特质。我预感，这本书的出版，可能会在相关领域的研究范式上引发一场小小的讨论甚至变革，因为它似乎正在尝试构建一个更具包容性和解释力的全新理论体系。

评分☆☆☆☆☆

说实话，这本书的标题听起来就非常“硬核”，让人感觉这是一部面向专业研究人员的深度专著。我之前接触过一些相关的文献，很多都停留在某个具体流域或特定气候条件下的案例分析，缺乏一个普适性的理论指导。这本书如果能真正实现其“尺度效应”与“时空拓展”的宏大目标，无疑将填补该领域的一个重要空白。我个人最感兴趣的是作者如何平衡理论的抽象性和模型的实用性。一个好的研究成果，既要有坚实的数学基础，也要能在实际工程或管理中找到应用出口。我希望这本书能在这两者之间找到一个完美的平衡点，为后续的研究者提供清晰的路线图，而不是仅仅停留在高深的理论探讨。

评分☆☆☆☆☆

最近读了不少关于地球科学和水文循环的专业书籍，但很多都显得有些陈旧或者过于侧重某一个单一的方面。这本书的出现，让我眼前一亮。它不仅仅是简单地罗列公式和数据，更像是一次对现有认知边界的探索和拓展。我印象最深的是作者在引言中提到的对“时空尺度”处理方法的革新性思考。这种对时间维度和空间维度耦合分析的深入探讨，在当前的研究中是非常前沿且具有挑战性的课题。我尤其好奇作者是如何处理不同尺度数据之间的非线性和不确定性问题的，这往往是这类研究中最容易“翻车”的地方。如果作者能提供一套行之有效的方法论，这本书的价值将是无可估量的。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计很有意思，采用了一种抽象的几何图形，色彩搭配也挺独特，让人一眼就能感受到它蕴含的某种科学深度。拿到手里的时候，感觉纸张的质感很不错，装帧也很结实，看得出出版方在制作上是下了功夫的。我其实对这个领域了解不多，但光看目录和前言，就能感觉到作者在内容组织上的严谨和逻辑性。他似乎想搭建一个非常完整的理论框架，从基础概念的梳理到复杂模型的构建，都体现出一种扎实的学术功底。我特别留意了其中关于“尺度效应”的章节介绍，感觉作者并没有停留在传统的物理过程描述上，而是试图从更宏观、更系统的角度去探讨这个问题，这对我来说是一个全新的视角，很期待在阅读中能获得更深入的理解。