干旱半干旱区内陆河流域地表水与地下水相互作用及其生态效应

我国内陆河流域在国家生态安全和“一带一路”倡议中占据重要地位。内陆河流域大多气候干旱，自然生态系统和人工生态系统皆对水资源具有高度依赖性，近几十年来，随着社会经济的快速发展和水资源的大规模利用，人类活动已对干旱半干旱内陆区地表水和地下水系统产生了强烈干扰，引发了一系列生态环境问题。为此，亟须开展人类活动影响下干旱半干旱内陆区地表水与地下水相互作用及其生态效应的研究。在此背景下，本书介绍干旱半干旱区内陆河流域中下游地区的地表水与地下水相互作用特征、独特的示踪与模拟方法；分析地表水与地下水相互作用的生态效应，探讨中下游地区植被系统对地表水与地下水交互的水分利用策略；并构建生态水文耦合模型，探讨维持干旱区尾闾湖湿地生态功能的**生态输水方案。

目录
第1章　绪论　1　
1.1　干旱半干旱区内陆河流域植被生态系统特征　1　
1.2　地表水与地下水相互作用对生态系统的支撑作用　4　
1.3　地表水与地下水相互作用的生态效应研究的主要挑战　6　
参考文献　7　
第2章　干旱半干旱区内陆河流域中下游地表水与地下水的相互作用　12　
2.1　内陆河流域地表水与地下水相互作用特征　12　
2.1.1　地表水与地下水转化关系　13　
2.1.2　地表水与地下水水量交换过程　15　
2.1.3　地表水与地下水相互作用的生态环境效应　16　
2.2　地表水与地下水相互作用的多方法示踪与应用　17　
2.2.1　地表水与地下水相互作用的示踪方法　17　
2.2.2　地表水与地下水相互作用的示踪应用实例　20　
2.3　地表水与地下水相互作用的耦合模拟与应用　26　
2.3.1　地表水与地下水耦合模型　26　
2.3.2　GSFLOW模型应用实例　30　
2.3.3　SWAT-MODFLOW模型应用实例　32　
参考文献　35　
第3章　地表水与地下水相互作用影响下植被生态系统响应　49　
3.1　水位波动下植被生态用水响应机制　49　
3.1.1　植物水分来源　49　
3.1.2　水位波动下植被生态用水策略　51　
3.2　生态输水下地表水与地下水作用的生态调蓄功能　56　
3.2.1　生态输水对地表水与地下水相互作用的影响　56　
3.2.2　地表水与地下水相互作用对生态输水的调蓄功能　58　
3.3　生态水文耦合模型　60　
3.3.1　生态水文模型研究进展　61　
3.3.2　生态水文模型发展趋势　64　
3.3.3　水文-植物生态吸水耦合模拟　65　
参考文献　67　
第4章　黑河中游河水与地下水相互作用影响下植物水分利用策略研究案例　79　
4.1　研究区的代表性及概况　79　
4.1.1　研究区的代表性　79　
4.1.2　研究区概况　80　
4.2　研究方法　83　
4.2.1　河岸带样地选择　83　
4.2.2　优势植物物种选择　84　
4.2.3　野外测定内容与方法　84　
4.2.4　室内实验与测试　86　
4.3　河岸带水文过程　86　
4.3.1　地表水与地下水相互作用过程　86　
4.3.2　土壤水分运移过程　89　
4.4　河岸带柽柳水分来源　92　
4.4.1　研究方法　92　
4.4.2　河岸带柽柳同位素特征与吸水层位　92　
4.4.3　河岸带柽柳水分来源分析　102　
4.5　河岸带柽柳水分利用效率　104　
参考文献　108　
第5章　石羊河下游尾闾湖区以植被生态系统保护为目标的生态输水方案研究案例　110　
5.1　研究区的代表性及概况　110　
5.1.1　研究区的代表性　110　
5.1.2　研究区概况　112　
5.2　监测网络的构建和相关指标的监测　118　
5.2.1　包气带监测网络及相关指标　119　
5.2.2　浅层地下水系统监测网络及相关指标　120　
5.2.3　湖水与潜流带监测网络及相关指标　123　
5.2.4　近地表大气监测网络及相关指标　125　
5.2.5　植被调查与监测体系及相关指标　126　
5.3　地下水与湿地生态系统协同作用机制　129　
5.3.1　植被非生长季输水生态效应　130　
5.3.2　植被水分利用策略　135　
5.4　影响湿地生态功能的生态水位及其安全界限　143　
5.4.1　青土湖湿地的生态水位估算　143　
5.4.2　西北干旱区湿地的地下水关键参数及其安全界限现状　148　
5.5　生态水文耦合模型的构建　151　
5.5.1　概念模型　152　
5.5.2　数值模型　154　
5.5.3　模型识别与验证　157　
5.5.4　模拟结果　161　
5.6　基于湿地生态功能保护的输水方案　170　
5.6.1　青土湖湿地生态输水现状与管理目标　170　
5.6.2　生态输水情景方案设置　172　
5.6.3　不同生态输水情景下的模拟与评估　177　
参考文献　198