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本书以国家自然科学基金重大计划研究成果为基础，围绕我国西北内陆黑河中游绿洲农业用水与调控决策所涉及的水需求、水转化、水效率、水调控四个环节，系统阐述绿洲需水对变化环境的响应与时空格局优化、绿洲灌溉水转化多过程耦合与定量表征、绿洲多尺度农业水效率协同提升机制与模式、基于节水高效与绿洲健康的水资源调配策略等方面的相关方法和应用成果。全书内容共分14章，是20多位专家学者研究成果的系统总结和凝练。

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  总序
  前言
  第1章 概论 1
  1.1 研究目的与意义 1
  1.2 研究目标与总体思路 1
  1.3 具体研究内容与技术路线 3
  1.4 国内外研究状况 8
  1.5 取得的主要进展 14
  第2章 黑河绿洲灌溉农业发展与农业用水情况 25
  2.1 黑河流域农业发展概况 25
  2.2 农业气候与土壤条件 33
  2.3 作物系统 36
  2.4 灌区分布与农业用水变化状况 38
  第3章 气候变化对黑河绿洲来水变化的影响 40
  3.1 多模式多情景气候变化预估模型 40
  3.2 黑河绿洲来水变化影响的模拟模型构建 47
  3.3 模型参数率定与模型检验 49
  3.4 气候变化情景分析 52
  3.5 未来黑河绿洲来水变化的预测与分析 53
  3.6 小结 59
  第4章 黑河绿洲农作物耗水对变化环境的响应 61
  4.1 区域农作物耗水模拟及对变化环境响应研究背景 61
  4.2 黑河绿洲农作物耗水模拟模型与检验 63
  4.3 黑河绿洲农作物耗水变化的驱动因子及其贡献率 69
  4.4 黑河绿洲农作物耗水对未来变化环境响应的预测与分析 75
  4.5 讨论与小结 81
  第5章 黑河绿洲多情景的农业与生态需水指标 85
  5.1 黑河绿洲农业与生态耗水及其影响因素分析 85
  5.2 黑河绿洲农业需水指标确定及其尺度提升方法 118
  5.3 黑河绿洲生态需水指标确定及其尺度提升方法 123
  5.4 多情景的黑河绿洲需水分布图集生成 125
  5.5 黑河绿洲需水对未来变化环境响应的预测与分析 133
  第6章 西北旱区绿洲田间尺度水碳耦合模拟模型与应用 140
  6.1 田间尺度水碳热耦合观测试验 140
  6.2 CropSPAC水热传输模拟模型 175
  6.3 作物生长与产量模拟模型的改进 183
  6.4 覆膜条件下的田间尺度水碳耦合模拟模型 200
  6.5 覆膜条件下的CropSPAC模型的率定与验证 207
  第7章 黑河中游绿洲水转化多过程耦合模拟模型构建与检验 218
  7.1 黑河中游绿洲简介 219
  7.2 黑河中游绿洲水转化多过程耦合概念模型构建 221
  7.3 绿洲水转化多过程耦合模型数值求解 224
  7.4 绿洲水转化多过程耦合模型率定和验证 225
  第8章 黑河绿洲水循环与水平衡要素时空演变规律分析 235
  8.1 1991~2010年黑河中游绿洲地下水位反演 235
  8.2 过去20年黑河中游绿洲地下水埋深反演 238
  8.3 过去20年黑河中游绿洲水均衡要素时空变化规律分析 239
  8.4 黑河中游绿洲生态恢复情景设计和分析 242
  第9章 黑河绿洲区域尺度灌溉水生产力时空演变 249
  9.1 黑河绿洲区域尺度灌溉水生产力时空分异规律 249
  9.2 黑河绿洲区域尺度灌溉水生产力的驱动因素分析 254
  9.3 黑河绿洲区域尺度灌溉水生产力驱动因素的贡献率 258
  第10章 黑河绿洲田间尺度灌溉水生产力限制因素与提升途径 263
  10.1 灌溉水生产力影响因素观测试验 263
  10.2 灌溉水生产力及其影响因素本底值的空间分布现状 267
  10.3 灌溉水生产力的限制因素及其贡献率分析 273
  10.4 多情景下灌溉水生产力的空间分布 278
  10.5 灌溉水生产力的提升途径 289
  第11章 黑河绿洲适度农业发展规模研究 296
  11.1 黑河绿洲农业可利用水资源量 296
  11.2 黑河绿洲农业生产-水资源-生态系统的关系 302
  11.3 基于绿洲植被圈层理论的黑河绿洲适度农业规模确定方法 318
  11.4 基于生态健康的黑河绿洲适度农业规模确定方法 328
  11.5 变化环境下的黑河绿洲适度农业规模优化情景 337
  第12章 黑河绿洲作物最优布局与耗水时空格局优化 344
  12.1 黑河绿洲作物生产相对优势区 344
  12.2 不同来水情景的黑河绿洲作物种植结构优化 358
  12.3 黑河绿洲作物种植结构空间优化模型 366
  12.4 黑河绿洲耗水时空格局优化设计 375
  12.5 控制不同耗水总量的黑河绿洲耗水时空格局优化图集 387
  第13章 基于节水高效与生态健康的黑河绿洲水资源优化调控策略 401
  13.1 黑河中游绿洲农业与生态用水优化配置 401
  13.2 考虑渠系条件的黑河中游灌区间用水的优化调配 434
  13.3 典型灌区灌溉用水的优化调配 446
  13.4 不确定性下灌区时空优化配水及风险评估 487
  13.5 灌区优化配水效应评估 502
  第14章 黑河绿洲农业节水潜力分析与实现途径 510
  14.1 黑河绿洲农业节水效应与潜力评价方法 510
  14.2 黑河绿洲不同措施的节水效应分析 523
  14.3 基于水转化的黑河绿洲农业节水理论潜力 542
  14.4 实现黑河绿洲节水理论潜力的经济成本分析 548
  14.5 考虑经济社会发展阶段和投入可行性的黑河绿洲节水潜力可实现值 559
  参考文献 563
  索引 595