未旱绸缪：水文干旱变化特征及其驱动机制研究

内容提要

本书系统地介绍了水文干旱时空变化规律及驱动机制的理论方法和应用方面的最新研究成果，对该领域国内外研究现状和进展进行了综述，构建了不同尺度水文干旱指数，提出了水文干旱等级划分方法，系统分析了水文干旱时空变化特征，采用统计方法和机器学习对水文干旱进行预测，通过Copula函数计算了不同的水文干旱频率，揭示了气候变化、土地利用/覆被变化对水文干旱的影响机理，并给出了大量实例说明理论方法的应用。书中介绍的理论方法具有一定的普遍性，可供其他流域、区域干旱变化规律分析或极端水文事件分析预测时参考。本书可作为水文水资源、水生态、水环境、水利水电工程、农业水利及相关专业的研究生专业课教材、教学参考书，也可供从事水文、水资源管理、水利水电、设计部门的工程技术人员、管理人员与高等院校相关专业的师生阅读和参考。

写作背景

国家战略：政策驱动与战略需求

在党的二十大之后，国家对水资源安全和生态保护的重视达到了新高度，已将应对极端水文事件（特别是干旱）纳入保障国家可持续发展的长远战略规划中。黄土高原作为国家生态治理和水资源管理的重点关注区域，其干旱问题研究具有鲜明的时代背景和政策导向性。

区域特性：生态脆弱与灾害频发

黄土高原是我国干旱事件的核心区域，“十年九旱”且生态环境极度脆弱。该地区气象、农业、水文干旱灾害频发，且极端事件呈增加趋势，这种特殊的地理环境和严峻的自然条件构成了研究的现实背景。

现实挑战：重大旱灾的惨痛教训

山西省近年发生多起旱灾对粮食安全、人民生活、经济发展乃至社会稳定的巨大破坏力（如2010~2011年发生近60年来最严重旱灾、2012~2013年造成数十万亩绝收和数亿元损失的旱灾），凸显了开展相关研究的紧迫性。

写作意义

理论意义：深化干旱机制识别方法创新

传统的干旱研究方法难以有效解析气象、水文等不同类型干旱在黄土高原复杂下垫面条件下的交织作用。该书旨在开展区别于传统类型的过程解析方法研究，有助于填补对流域干旱“形成与发展”科学认识上的空白，从机理上深化对水文干旱时空变化规律的理解。

实践价值：支撑防灾减灾与水资源管理

通过揭示干旱的影响机制，该书的研究成果能够为制定科学合理的抗旱应对措施提供理论依据。这对于面临严重干旱威胁的水利及相关行业来说，是应对“如何有效开展干旱评价预测”这一重大挑战的关键支撑。

宏观战略意义：服务黄河流域高质量发展

研究最终落脚于“为推动黄河流域生态保护和高质量发展”提供重要理论支撑。这不仅是对区域局部问题的解决，更是对国家重大区域发展战略（黄河流域生态保护和高质量发展）的积极响应，对于保障区域粮食安全、水安全及社会经济可持续发展具有深远的宏观意义。

核心亮点

尺度扩展：从站点到流域面

提出基于典型断面水文干旱指数的流域综合干旱反演算法，解决了从“站点监测”到“流域面评估”的尺度转换难题，实现了对流域整体旱情的精确把握。

等级划分：干旱评测新技术

研发基于标准正态分布函数特性的干旱等级划分新技术，为干旱严重程度的判定提供了更科学、客观的定量标准。

过程解析：干旱传递过程动态

构建变化环境下“气象-水文”干旱传递过程解析模型，揭示了降水短缺如何逐步演变为水文干旱的动态传递过程。系统阐释了流域干旱的气候学归因。

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以上内容摘编自科学出版社2025年10月出版的《水文干旱变化特征及其驱动机制研究》（赵雪花等著，北京：科学出版社，2025.11. ISBN 978-7-03-084012-7) 一书前言，有删减修改，标题为编者所加。

气候水文变化对生态系统、农牧业等影响重大, 尤其在气候变化敏感、生态系统脆弱的内蒙古荒漠地区更为显著, 亟须研发内蒙古荒漠化生态系统应对气候水文变化关键技术。本次相关推荐的图书以内蒙古为研究区, 基于生态系统、气候水文因子等数据及野外调查与测试, 应用多元统计、随机森林等方法, 识别了内蒙古地区荒漠化生态系统、气候水文因子的时空变异规律; 揭示了气候水文变化对荒漠化生态系统的影响过程与响应机制; 形成了气候水文变化对荒漠化生态系统影响的评估技术; 模拟预估了未来气候水文影响下荒漠化生态系统风险, 提出了内蒙古荒漠化生态系统应对气候水文变化的方案。该书在丰富和完善相关研究方法的基础上, 为荒漠化生态系统应对气候水文变化提供参考, 有一定的应用前景和学术价值, 可供水资源、生态环境等相关专业本科生、研究生、研究人员及相关从业者参考使用。

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(本文编辑：方嘉雯）