青海湖流域生态水文过程与水分收支研究

青海湖是维系青藏高原东北部生态安全的重要水体，其整个流域是生物多样性保护和生态环境建设的重点地区。作为青海省生态旅游业、草地畜牧业等社会经济发展的集中区域，近几十年来在气候变化和人类活动的共同影响下，青海湖流域草地退化、湿地萎缩、沙化土地扩张等生态环境问题突出，引起各级政府、国际社会和科学家们的广泛关注。

水文循环过程的改变是干旱区生态退化的直接驱动力，水文过程与生态过程的相互作用机理是干旱区生态环境保护和恢复重建中必须面对的基础科学问题。

在国家自然科学基金重点项目“青海湖流域生态水文过程与水分收支研究”（41130640）支持下，并吸纳国家自然科学基金重点项目“青海湖流域关键带碳水过程及其生态功能变化”（41730854）的部分研究结果，北京师范大学主持开展了青海湖流域典型生态系统生态与水文过程相互作用机理及水分收支特征、流域水文空间格局及其对水循环和水量转化的影响、流域多尺度水分平衡模型模拟、流域水资源承载力评价与优化配置等研究。

▲ 基于同位素方法的青海湖流域2009 年7 月～2010 年6 月水分收支

项目经过5 年研究，建成青海湖流域多尺度生态水文过程与通量观测系统，量化不同生态系统水循环过程与水分收支数量关系，揭示高寒植被水热通量变化规律及其影响因素；测算青海湖湖面蒸发量，阐明高海拔地区湖泊-大气相互作用规律，探究青海湖水位变化的原因；构建流域多尺度生态水文耦合模型，评价青海湖流域水资源承载力，进行流域水资源优化配置。

本书（《青海湖流域生态水文过程与水分收支研究》，李小雁等著. 北京：科学出版社，2018.3）以青海湖流域水循环过程为核心内容，首先通过实验观测分析不同生态系统的生态水文过程，然后借助于稳定同位素技术研究典型陆地生态系统优势种的水分利用特征和流域水量转换，进一步利用模型模拟不同尺度的水分平衡关系，最后评价流域水资源承载力，并提出水资源优化配置方案。

▲ 青海湖流域不同陆地生态系统观测仪器

本书由李小雁、马育军完成全书的章节编制与统稿工作。全书共分为8 章。

第1 章简要介绍青海湖流域的自然地理特征、社会经济状况和面临的主要生态环境问题。

第2 章对比青海湖流域典型陆地生态系统的土壤微结构特征，在此基础上论述了典型陆地生态系统（嵩草草甸、金露梅灌丛、芨芨草草原、具鳞水柏枝灌丛、农田、沙地）的主要水文过程（降雨、冠层降雨再分配、土壤水、径流、蒸散发）。

▲ 青海湖流域不同陆地生态系统土壤大孔隙三维结构

金黄色为土壤大孔隙

第3 章论述青海湖流域典型陆地生态系统优势种的水分利用特征。

第4 章论述青海湖水体的水热交换过程。

▲ 青海湖湖面涡动相关和微气象观测系统

第5 章论述青海湖流域不同水体（降水、河水、地下水、湖水）的氢氧稳定同位素和水化学特征，在此基础上探究了不同水体之间的水量转换关系和青海湖水位变化原因。

▲ 青海湖流域不同水体样品采集点分布

第6 章论述青海湖流域不同陆地生态系统和整个流域的水分收支数量关系。

第7 章模拟青海湖流域不同尺度（叶片尺度、生态系统尺度、流域尺度）的水分平衡关系。

第8 章评价青海湖流域的水资源承载力，在此基础上提出了水资源优化配置方案。

▲ 青海湖流域水资源系统动力学模型框架

生态水文过程涉及许多学科与研究领域，本书通过实验观测、样品分析和模型模拟，建立了不同生态系统和流域尺度的水分收支数量关系，但对不同尺度生态过程和水文过程相互作用的内在机理还不是很清楚，对于全球变化背景下生态水文过程的响应规律及其对生物地球化学循环的影响也需要深入研究。

编 者

2017 年12 月17 日

本文为《青海湖流域生态水文过程与水分收支研究》（李小雁等著. 北京：科学出版社，2018.3）一书“前言”，有删减，文中插图来自该书正文，标题为编者所加。

ISBN 978-7-03-056944-8

责任编辑：杨帅英 白 丹

本书在简要介绍青海湖流域自然地理特征、社会经济状况和生态环境问题的基础上，论述不同生态系统的生态水文过程，研究典型陆地生态系统优势种的水分利用特征和流域水量转换，探讨青海湖湖体水热交换过程与蒸发规律，模拟不同尺度的水分平衡关系，评价流域水资源承载力，并提出水资源优化配置方案。本书力图将实验观测、过程分析和模型模拟相结合，诠释青海湖流域不同尺度生态过程与水文过程的相互作用及其对水资源的影响，并发展高寒半干旱区生态水文学。

（本文编辑：刘四旦）

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