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第一章 河源区地理、生态与环境概况1

第一节 河源区自然地理概述1

一、地理范围1

二、地质与地貌概况2

三、江河源土壤特征4

四、江河源区的气候5

五、河流与湖泊8

第二节 河源区生态与环境概述11

一、江河源区的主要植被类型11

二、河源区的生态系统与分布13

三、河源区的冰川与冻土环境15

第三节 河源区经济社会发展概述19

一、区域经济社会概况19

二、经济社会发展动态19

三、江河源区自然保护与区域可持续发展21

第二章 近50年来区域气候、水文与冻土环境变化23

第一节 区域气候特征变化23

一、资料说明及数据处理24

二、近45年气候变化趋势分析25

三、近45年气候变化因子的R/S分析29

四、近45年气候变化因子的周期波动分析31

第二节 区域水文特征变化35

一、区域主要河流径流特征35

二、区域径流的变化趋势及周期分析37

三、径流过程的FDC分析39

四、流域水源涵养指数变化39

五、径流系数与降水—径流关系变化40

第三节 区域冰川与积雪变化41

一、区域冰川分布与变化41

二、冰川水资源变化42

三、区域积雪分布与变化44

第四节 区域的冻土环境变化50

一、冻土活动层厚度变化50

二、多年冻土地温变化52

三、冻土分布变化54

第五节 小结55

第三章 河源区土地覆盖／利用变化与驱动因素分析57

第一节 概述57

一、关于土地利用与土地覆盖57

二、江河源区土地利用与覆盖变化研究的意义58

三、分类与数据源60

第二节近40年来江河源区土地利用与覆盖变化62

一、主要高寒草地覆盖变化62

二、江河源区水域系统变化64

三、难利用土地系统变化66

第三节 江河源区高寒生态系统空间格局变化67

一、高寒草地生态系统的演变趋向特征67

二、高寒生态系统的空间格局变化68

三、高寒生态系统草地群落结构变化70

第四节 区域土地利用与覆盖变化的驱动因素分析71

一、LUCC的驱动因素分析概述71

二、江河源区LUCC驱动因素分析72

三、LUCC的驱动力模型与主要因素贡献分析78

第五节 土地覆被变化对土壤有机质和总氮含量的影响81

一、不同草地类型不同植被覆盖下的土壤有机质和总氮含量变化81

二、植被覆被变化导致的土壤有机碳和氮流失评估83

第六节 小结84

第四章 高寒生态系统演化及功能变化86

第一节 高寒草地生态系统的基本特性86

一、高寒草甸生态系统86

二、高寒草原生态系统87

三、高寒湿地生态系统87

第二节 高寒生态系统退化演替规律88

一、不同退化程度高寒草甸生态系统演化88

二、高寒草原草地生态系统退化演替93

三、高寒沼泽草甸生态系统退化演替94

第三节 生态综合指数与生态退化评价96

一、生态综合指数96

二、高寒生态系统变化评价97

第四节 高寒生态系统退化的土壤生物学响应98

一、土壤微生物量变化99

二、土壤微生物酶活性变化101

第五节 高寒草地退化的土壤有机碳库变化103

一、土壤有机碳库及其分布103

二、土壤碳库中不同组分随土地覆盖的变化105

三、1986～2000年间土壤有机碳损失估计106

第六节 退化高寒生态系统的自恢复能力评价107

一、自恢复力指数与评价方法107

二、生态恢复程度与潜力评价108

第七节 高寒生态系统工程干扰迹地生态自然恢复过程110

一、高寒草原工程干扰迹地生态自然恢复过程110

二、高寒草甸草地工程迹地植被自然恢复过程114

三、工程迹地植被恢复演替进程中土壤种子库特征115

第八节 小结119

第五章 冷生土壤环境演化与空间变异性121

第一节 河源区土壤的物理性质变化122

一、研究方法122

二、土壤物理性质变化123

第二节 河源区土壤化学性质变化127

一、土壤养分含量变化128

二、土壤pH及微量元素的变化132

三、工程迹地人工恢复区土壤的矿质元素含量变化133

第三节 土壤水分特性变化135

一、土壤含水量变化135

二、土壤导水率的变化137

第四节 河源区冷生土壤空间变异特性139

一、土壤水分的空间变异140

二、河源典型区域土壤水分空间分布145

三、土壤养分的空间变异性及其影响因素148

第五节 基于冻融作用的植被与土壤环境的耦合关系152

一、冻土环境变化对不同生态系统土壤的影响153

二、冻融循环中的土壤温度和水分变化154

三、植被覆盖变化对土壤冻融过程的影响156

第六节 小结158

第六章 河源区水土流失与土地荒漠化160

第一节 河源区水土流失与土地荒漠化概述160

一、土壤侵蚀的界定、类型与分布161

二、土地荒漠化的类型与分布162

第二节 水土流失评价163

一、基于137 Cs的水土流失评估163

二、不同植被退化对土壤侵蚀影响的小流域对比评价168

三、土地覆盖变化的土壤养分流失评估173

第三节 土地荒漠化175

一、研究方法175

二、土地荒漠化时空分布175

三、“黑土滩”型土地退化178

第四节 土地荒漠化成因及未来趋势179

一、土地荒漠化的成因分析179

二、水土流失的主要驱动因素181

第五节 河源区水土保持与生态建设对策183

一、提高对河源区水土保持与生态建设的认识水平183

二、坚持水土保持与生态环境保护的科学原则184

三、建立科学的管理体制和模式185

四、水土保持与生态环境建设的保障体系建设187

五、加强河源区的科学研究188

第七章 高寒草甸草地植被覆盖变化对水循环的影响189

第一节 高寒草地水循环概述189

一、国内外高寒草地水循环研究进展189

二、影响冻土活动层土壤水循环过程的主要因素193

三、冻土区水循环因素模拟研究195

四、存在的问题与发展趋势196

第二节 高寒草地入渗过程与动态198

一、高寒草地入渗过程观测试验与研究方法199

二、入渗基本理论评述201

三、土壤水分入渗及其对高寒草甸覆盖变化的响应203

四、不同植被覆盖土壤入渗特征205

五、土壤水分入渗的数值模拟206

第三节 高寒草地蒸散发及其动态变化210

一、高寒草地蒸散发试验观测及计算方法210

二、土壤蒸散发对覆盖度变化的响应211

三、无降水影响下土壤蒸散发对覆盖变化的响应214

四、日蒸散与植被覆盖度的相关关系分析216

五、日蒸散与地表温度的相关关系分析217

六、大气透射率的相关关系分析218

第四节 高寒草地的产流过程219

一、典型坡面降水-产流的特征及其变化219

二、高寒草甸覆盖变化对坡面产流的影响225

三、高寒草甸覆盖变化对坡面径流产沙的影响229

第五节植被覆盖与气候变化对源区地表径流影响的评估230

一、长江源区气候与冰川变化动态及其径流效应230

二、植被覆盖与冻土变化对径流的影响232

第六节 小结233

第八章 河源区植被生产力变化与预算测235

第一节 河源区的NDVI空间分布与动态变化及其驱动因素分析235

一、河源区NDVI空间分布与动态变化235

二、NDVI时空分布特征237

三、河源区NDVI驱动因素分析240

第二节 植被净初级生产力（NPP）动态变化及驱动因素分析244

一、植被净初级生产力（NPP）概述244

二、基于光能利用率的植被净初级生产力模型244

三、植被净初级生产力（NPP）时空分布特征246

四、植被净初级生产力（NPP）动态变化248

五、河源区典型植被类型植被净初级生产力特征249

六、河源区植被净初级生产力驱动因素分析250

七、未来不同气候变化情景下草地生产力分布格局预测及评价254

第三节 基于冻土-气候模型的草地生产力空间格局模拟与变化预测256

一、研究方法与数据来源256

二、高寒植被地上生物量与气候因子的相关模型258

三、未来气候变化情景下高寒草地植被生物量的响应261

第四节 小结264

第九章 高寒草地碳循环及其动态变化265

第一节 概述265

一、高寒草地生态系统与全球碳循环265

二、高寒草地生态系统净初级生产力（NPP）与生物量266

三、高寒草地凋落物碳库268

四、高寒草地土壤碳库与土壤呼吸作用268

第二节 基于观测的高寒草地碳排放过程及其影响因素269

一、观测与分析方法及其主要的影响因素269

二、高寒草甸草地碳排放日动态和季节变化272

三、高寒沼泽草甸草地碳排放日动态和季节变化272

四、高寒草地碳排放动态的主要影响因素分析273

第三节 高寒草地退化对土壤碳通量的影响280

一、不同退化程度草地样点的选取280

二、气体样品的采集、测定与通量计算280

三、退化对沼泽草甸碳通量的影响282

四、退化对高寒草甸碳通量的影响282

第四节 气候变化对高寒草地生态系统碳循环的影响284

一、概述284

二、研究方法285

三、气温升高不同幅度条件下高寒沼泽草甸草地CO2浓度的变化286

四、气温升高不同幅度条件下高寒草甸草地CO2浓度及碳平衡变化293

第五节 高寒草地生态系统碳、氮分配及其对气候变化的响应299

一、研究方法299

二、研究结果300

三、结论与展望305

第十章 河源区陆面过程与模拟307

第一节 冻土区陆面过程模型概述307

一、陆面过程模型概述307

二、陆面过程模型中冻土参数化方案308

第二节 高寒草甸草地生态系统的能量-水分平衡分析308

一、研究区域与方法309

二、结果与讨论313

第三节 河源区的潜在蒸散发319

一、河源区的潜在蒸散发估算319

二、潜在蒸散发空间分布324

第四节 高寒草地水分利用效率及其动态变化325

一、评价模型与验证325

二、河源区植被水分利用效率年际变化326

三、植被WUE值年内变化328

四、长江源区不同植被类型WUE值特征分析330

五、长江源区WUE值变化与因子分析332

第五节 小结334

参考文献336