蒸散發尺度效應與時空尺度拓展 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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許迪，劉鈺，楊大文 等 著

圖書標籤:

• 蒸散發
• 尺度效應
• 時空尺度
• 水文過程
• 陸地生態係統
• 氣候變化
• 模型研究
• 遙感應用
• 流域水循環
• 生態水文

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030416117

版次：1

商品編碼：11770855

包裝：平裝

叢書名： 海河流域水循環演變機理與水資源高效利用叢書“十二五”國傢重點圖書齣版規劃項目

開本：16開

齣版時間：2015-09-01

頁數：504

正文語種：中文

內容簡介

城市水循環既包括自然循環過程（包括降雨、徑流等），又包括社會循環過程（包括用水、給排水等），具有明顯的二元特徵。城市利用和保護水資源過程即是人類乾預和調控城市二元水循環的過程。《蒸散發尺度效應與時空尺度拓展》基於城市水循環二元特徵，係統提齣瞭可持續城市水係統理論框架、調控原則和決策支持工具，定量研究瞭城市二元水循環關鍵過程的演化機製和規律，構建瞭城市二元水循環係統數值模擬體係，並提齣瞭海河流域城市高效安全用水的調控機製。

目錄

總序
前言
第1章 緒論
1.1 蒸散發測定和估算研究現狀與發展趨勢
1.1.1 ET測定方法
1.1.2 ET估算方法
1.2 蒸散發尺度效應和時空尺度擴展與提升研究現狀及發展趨勢
1.2.1 ET尺度效應及其主控影響因子識彆
1.2.2 ET時間尺度擴展
1.2.3 ET空間尺度提升與轉換
1.3 基於蒸散發尺度效應的農業用水效率與效益評價研究現狀及發展趨勢
1.3.1 農業用水效率評價
1.3.2 農業用水效益評價
1.4 主要研究內容
1.4.1 蒸散發尺度效應和時空尺度擴展與提升方法
1.4.2 基於蒸散發尺度效應的農業用水效率與效益評價

上篇 蒸散發尺度效應與時空尺度擴展及提升
第2章 不同尺度蒸散發測定方法與觀測試驗
2.1 不同尺度蒸散發測定方法
2.1.1 葉片尺度
2.1.2 植株尺度
2.1.3 田塊尺度
2.1.4 農田尺度
2.1.5 區域（灌區）尺度
2.2 不同尺度蒸散發觀測試驗
2.2.1 北京大興試驗站
2.2.2 北京通州試驗站
2.2.3 山東位山試驗站
2.2.4 河北白洋澱試驗站
2.3 小結
第3章 不同尺度蒸散發變化規律與尺度效應
3.1 葉片尺度蒸騰變化規律
3.1.1 鼕小麥
3.1.2 夏玉米
3.2 植株尺度蒸騰變化規律
3.2.1 夏玉米植株蒸騰變化規律
3.2.2 夏玉米莖稈直徑變化規律
3.3 田塊尺度蒸散發變化規律
3.3.1 鼕小麥
3.3.2 夏玉米
3.3.3 濕地植被
3.4 農田尺度蒸散發變化規律
3.4.1 井灌區鼕小麥一夏玉米輪作
3.4.2 渠灌區鼕小麥一夏玉米輪作
3.5 區域（灌區）尺度蒸散發變化規律
3.5.1 冠層氣孔導度和Priestley-Taylor係數
3.5.2 ET季節變化
3.5.3 ET年際變化
3.6 蒸散發尺度效應及其主控影響因子
3.6.1 ET尺度效應
3.6.2 影響ET尺度效應的主控因子識彆
3.7 小結
第4章 不同尺度蒸散發估算方法
4.1 基於雙作物係數模型的農田尺度蒸散發估算方法
4.1.1 模型基本原理
4.1.2 模型率定與驗證
4.1.3 農田尺度ET組分估算
4.2 基於遙感反演模型的區域（灌區）尺度蒸散發估算方法
……
第5章 蒸散發時間尺度擴展方法
第6章 蒸散發空間尺度提升與轉換方法
第7章 基於水熱耦閤平衡方程的區域（灌區）尺度蒸散發估算模型
第8章 基於互補相關理論的區域（灌區）尺度蒸散發估算模型

下篇 基於蒸散發尺度效應的農業用水效率與效益評價
第9章 基於水氮作物耦閤模型的通州大興井灌區農田水氮利用效率評價
第10章 基於生態水文模型的位山引黃灌區農業用水效率評價
第11章 基於SWAT模型的大興井灌區農業用水效率與效益綜閤評價
第12章 基於生態服務功能評價模型的白洋澱濕地水資源利用效率評價

參考文獻
索引

前言/序言

蒸散發研究進展與應用 引言 蒸散發（Evapotranspiration, ET）是地錶與大氣之間水分和能量交換的關鍵過程，廣泛存在於陸地生態係統中。它不僅直接影響著區域水資源的可利用性，對氣候、土壤、植被生長以及農業生産也具有舉足輕重的作用。理解蒸散發的發生機製、量化其規模、研究其時空變異規律，並在此基礎上拓展其應用範圍，是水文學、氣象學、生態學、農業科學等領域長期關注的重點。本書聚焦於蒸散發研究的最新進展，從理論基礎、觀測方法、模型模擬到實際應用，進行全麵而深入的探討，旨在為相關領域的研究人員、工程師及政策製定者提供一份詳實的參考。 第一章：蒸散發的理論基礎與基本過程 本章首先迴顧蒸散發的基本概念，闡述其在水文循環中的核心地位。我們將深入剖析蒸散發包含的兩個重要組成部分：蒸發（Evaporation）和植物蒸騰（Transpiration）。 蒸發： 詳細介紹液態水嚮氣態水轉化的物理過程，包括錶麵能量平衡、水汽壓差、空氣動力學等關鍵影響因素。重點闡述不同地錶類型（如水麵、土壤、植被冠層）蒸發過程的差異性，以及影響地錶蒸發的微氣候條件。 植物蒸騰： 闡釋植物通過氣孔釋放水汽到大氣的生理過程。深入探討植物的生理機製，如氣孔導度、根係吸水能力、葉片形態等。同時，分析影響植物蒸騰的關鍵環境因子，包括太陽輻射、空氣溫濕度、風速、土壤水分狀況以及大氣CO2濃度等。 結閤與驅動力： 探討蒸發與蒸騰的相互作用，以及它們如何共同構成地錶蒸散發。介紹驅動蒸散發的主要能量來源——太陽輻射，以及其在加熱地錶、提供蒸發潛熱方麵的作用。分析空氣動力學過程在水汽輸送和蒸散發速率控製中的角色。 能量平衡理論： 詳細介紹蒸散發研究中至關重要的能量平衡方程，包括淨輻射、感熱通量、潛熱通量、土壤熱通量以及地錶能量收支的分配。解釋如何通過能量平衡原理來估算蒸散發。 第二章：蒸散發的觀測與測量技術 準確的蒸散發觀測數據是理解和模擬其過程的基礎。本章將係統介紹當前主流的蒸散發觀測技術，包括其原理、優缺點及適用範圍。 渦度相關技術（Eddy Covariance, EC）： 詳細介紹渦度相關技術的工作原理，即通過測量地錶與大氣之間水汽和能量的通量密度來直接計算蒸散發。闡述該技術在精度、代錶性區域以及數據處理方麵的要求和挑戰。 波文比-能量平衡法（Bowen Ratio-Energy Balance, BREB）： 介紹波文比法通過測量空氣溫濕度的垂直梯度來確定感熱和潛熱通量的比例，進而估算蒸散發。分析該方法對地形和代錶性區域的要求。 蒸發皿法（Pan Evaporation）： 闡述蒸發皿法作為一種傳統的、簡便的蒸發量測量方法，其基本原理以及如何通過蒸發皿係數將其轉換為地錶蒸發。分析其局限性，尤其是在代錶植被覆蓋區域的蒸散發時。 遙感技術在蒸散發估算中的應用： 重點介紹基於遙感的蒸散發估算方法。 熱紅外遙感： 闡述利用地錶溫度與植被指數之間的關係來估算地錶能量平衡和蒸散發的原理，介紹代錶性的遙感蒸散發模型（如SEBAL、METRIC）。 微波遙感： 探討微波遙感在穿透雲層、全天候觀測土壤水分方麵的優勢，以及其在反演土壤水分和地錶參數進而估算蒸散發方麵的潛力。 多源數據融閤： 介紹如何結閤多源遙感數據（如光學、熱紅外、微波）以及地錶參數，構建更精細和準確的蒸散發遙感産品。 地錶通量觀測網絡： 介紹全球及區域性的地錶通量觀測網絡（如FLUXNET），分析其在提供標準化、長期、連續觀測數據方麵的價值，以及為模型驗證和參數化提供的基礎。 第三章：蒸散發模型與模擬 基於理論和觀測數據，模型模擬是深入理解蒸散發過程、進行未來情景預測的重要手段。本章將分類介紹不同類型的蒸散發模型。 過程類模型： 詳細介紹基於物理過程和生物生理過程的蒸散發模型，如Penman-Monteith（P-M）方程及其變種。 P-M方程： 深入剖析P-M方程的理論基礎，包括能量平衡和空氣動力學在其中的作用。重點介紹其在實際應用中關鍵參數的確定方法，如植被冠層阻力、空氣動力學阻力等。 改進的P-M模型： 介紹針對不同地錶類型和不同尺度提齣的P-M模型改進方案，例如考慮土壤蒸發、多層植被等。 數據驅動模型： 經驗模型： 介紹基於統計關係建立的蒸散發模型，如與降水量、溫度等變量之間的迴歸模型。分析其優勢在於簡單易用，但也可能缺乏物理機製的支撐。 機器學習模型： 探討應用機器學習算法（如神經網絡、支持嚮量機、隨機森林）進行蒸散發模擬。分析其在處理復雜非綫性關係、融閤多源數據方麵的優勢。 遙感估算模型： 再次提及在第二章中介紹的遙感估算模型，從模型構建和計算流程的角度進行更深入的闡述。 模型比較與適用性分析： 對不同類型的蒸散發模型進行比較，分析其在精度、數據需求、計算復雜度、代錶性區域和應用場景上的差異。為研究者選擇閤適的模型提供指導。 模型不確定性分析： 討論模型參數、輸入數據、模型結構等引入的不確定性，並介紹不確定性量化的方法。 第四章：蒸散發的影響因素與時空變異性 蒸散發並非一個靜態的量，而是受到多種因素影響，並錶現齣顯著的時空變異性。本章將深入分析這些影響因素及其作用機製。 氣候因素： 輻射： 太陽輻射是蒸散發的最直接能量來源，分析其日、季、年變化對蒸散發的影響。 溫度： 溫度影響水汽壓和能量，進而影響蒸發速率和植物生理活動，分析其對蒸散發的影響。 濕度： 空氣濕度直接影響水汽壓差，進而影響蒸發和蒸騰速率。 風速： 風速有助於水汽的輸送，加速蒸發和蒸騰過程。 降水： 降水是地錶水分的主要來源，直接影響土壤水分狀況，進而影響蒸散發。 下墊麵（地錶）因素： 植被類型與覆蓋度： 不同植被類型具有不同的生理特性和冠層結構，對蒸散發有顯著影響。植被覆蓋度也直接決定瞭蒸發和蒸騰的麵積。 土壤性質： 土壤的持水能力、導水性、蒸發阻力等會影響土壤水分的可獲得性，從而影響蒸散發。 土壤水分： 土壤水分是植物蒸騰和土壤蒸發的重要限製因子，分析其在不同尺度上的變化規律。 地形： 地形影響坡度、坡嚮、光照條件和風場，進而影響區域蒸散發。 人類活動： 灌溉： 灌溉顯著改變瞭土壤水分狀況，增加瞭蒸散發量。 土地利用/覆被變化： 城市化、農業擴張、森林砍伐等都會改變地錶特性，影響蒸散發。 氣候變化： 分析全球氣候變化背景下，溫度、降水等氣候因子變化對蒸散發時空分布規律的影響，以及極端天氣事件（如乾旱、熱浪）對蒸散發的影響。 時空尺度特徵： 日變化： 分析蒸散發在一天內的變化規律，與太陽輻射和氣孔運動的密切關係。 季節變化： 闡述不同季節（生長季、枯水季）蒸散發強度的差異，與植被生長和氣候條件的關係。 年際變化： 分析年際氣候變化（如厄爾尼諾現象）對蒸散發的影響。 空間異質性： 探討蒸散發在不同地貌、生態係統和氣候帶內的空間分布差異。 第五章：蒸散發的應用領域與挑戰 蒸散發的研究成果在多個領域具有廣泛的應用價值，同時也麵臨著一些挑戰。 水資源管理： 水文模型： 蒸散發是水文模型中的重要組成部分，準確的蒸散發估算有助於提高水文模型對徑流、地下水等的模擬精度。 水量平衡： 在區域水量平衡研究中，蒸散發是主要的耗水項，對評估水資源可用性至關重要。 灌溉需水量： 準確估算作物蒸散發（Crop Evapotranspiration, ETc）是精準農業灌溉的關鍵，有助於節約水資源。 農業生産： 作物産量預測： 蒸散發與作物生長密切相關，是影響作物産量的重要因子。 抗旱評估： 評估乾旱對作物蒸散發的影響，為製定抗旱對策提供依據。 設施農業： 在溫室等設施農業中，控製蒸散發對於創造適宜的生長環境至關重要。 生態環境監測： 植被健康評估： 蒸散發的變化可以反映植被的生理狀態和健康狀況。 森林火災預警： 植被含水量與蒸散發密切相關，是評估森林火災風險的重要參數。 濕地生態係統： 蒸散發是濕地水文過程的重要組成部分，對其生態功能有重要影響。 氣候變化研究： 區域氣候模擬： 蒸散發是地氣相互作用的重要環節，對區域氣候模擬和預估具有重要作用。 極端氣候事件： 研究乾旱、熱浪等極端氣候事件對蒸散發的影響，以及蒸散發變化對極端氣候事件的反饋作用。 麵臨的挑戰： 尺度效應： 如何準確地將不同尺度的蒸散發數據和模型結果進行轉換和銜接。 數據獲取與質量： 長期、連續、高精度的蒸散發觀測數據仍然稀缺，尤其是在復雜地錶和偏遠地區。 模型復雜性與參數化： 提高模型的物理機製描述能力，減少模型不確定性。 人類活動的影響： 如何更精確地量化和預測人類活動對蒸散發的調控作用。 跨學科整閤： 加強水文學、氣象學、生態學、遙感學等多個學科之間的閤作與交流。 結論 蒸散發作為連接水、熱、能量和物質循環的關鍵過程，其研究具有重要的科學意義和廣泛的應用價值。本書係統梳理瞭蒸散發的理論基礎、觀測方法、模型模擬、影響因素以及應用領域，旨在為讀者提供一個全麵而深入的視角。未來，隨著觀測技術的進步、模型方法的創新以及多學科的交叉融閤，我們有理由相信，蒸散發的研究將取得更豐碩的成果，為解決全球水資源短缺、應對氣候變化、保障生態安全和促進可持續發展做齣更大貢獻。

評分☆☆☆☆☆

說實話，這本書的標題聽起來就非常“硬核”，讓人感覺這是一部麵嚮專業研究人員的深度專著。我之前接觸過一些相關的文獻，很多都停留在某個具體流域或特定氣候條件下的案例分析，缺乏一個普適性的理論指導。這本書如果能真正實現其“尺度效應”與“時空拓展”的宏大目標，無疑將填補該領域的一個重要空白。我個人最感興趣的是作者如何平衡理論的抽象性和模型的實用性。一個好的研究成果，既要有堅實的數學基礎，也要能在實際工程或管理中找到應用齣口。我希望這本書能在這兩者之間找到一個完美的平衡點，為後續的研究者提供清晰的路綫圖，而不是僅僅停留在高深的理論探討。

評分☆☆☆☆☆

最近讀瞭不少關於地球科學和水文循環的專業書籍，但很多都顯得有些陳舊或者過於側重某一個單一的方麵。這本書的齣現，讓我眼前一亮。它不僅僅是簡單地羅列公式和數據，更像是一次對現有認知邊界的探索和拓展。我印象最深的是作者在引言中提到的對“時空尺度”處理方法的革新性思考。這種對時間維度和空間維度耦閤分析的深入探討，在當前的研究中是非常前沿且具有挑戰性的課題。我尤其好奇作者是如何處理不同尺度數據之間的非綫性和不確定性問題的，這往往是這類研究中最容易“翻車”的地方。如果作者能提供一套行之有效的方法論，這本書的價值將是無可估量的。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和圖錶設計非常考究，這一點在學術著作中是難能可貴的。許多專業書籍往往因為圖錶過於密集或者標注不清晰，導緻閱讀體驗大打摺扣，但這本書在這一點上做得非常齣色。那些復雜的數學模型和參數解釋，因為配閤瞭清晰的示意圖和對比圖，使得原本晦澀難懂的內容變得更容易被吸收。我仔細翻閱瞭其中關於多尺度插值方法的論述部分，作者似乎藉鑒瞭不少信息論和復雜係統科學的工具，試圖構建一個更加健壯的數學框架。這種跨學科的融閤，正是當前科學研究中最有活力的部分，非常期待能從中汲取到新的研究靈感。

評分☆☆☆☆☆

從這本書的引言部分流露齣的那種對科學問題的執著和探索精神，讓我非常敬佩。它不像是一份簡單的研究報告匯編，更像是一位學者多年積纍的學術思想結晶。作者對現有研究的批判性繼承態度，也讓我感到非常贊賞。他沒有盲目地追隨主流理論，而是勇敢地指齣瞭傳統模型在處理特定尺度轉換問題時的局限性。這種直麵睏難、勇於創新的精神，是任何一本優秀學術著作都應該具備的特質。我預感，這本書的齣版，可能會在相關領域的研究範式上引發一場小小的討論甚至變革，因為它似乎正在嘗試構建一個更具包容性和解釋力的全新理論體係。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計很有意思，采用瞭一種抽象的幾何圖形，色彩搭配也挺獨特，讓人一眼就能感受到它蘊含的某種科學深度。拿到手裏的時候，感覺紙張的質感很不錯，裝幀也很結實，看得齣齣版方在製作上是下瞭功夫的。我其實對這個領域瞭解不多，但光看目錄和前言，就能感覺到作者在內容組織上的嚴謹和邏輯性。他似乎想搭建一個非常完整的理論框架，從基礎概念的梳理到復雜模型的構建，都體現齣一種紮實的學術功底。我特彆留意瞭其中關於“尺度效應”的章節介紹，感覺作者並沒有停留在傳統的物理過程描述上，而是試圖從更宏觀、更係統的角度去探討這個問題，這對我來說是一個全新的視角，很期待在閱讀中能獲得更深入的理解。