本书选择草原内陆河流域为研究对象，围绕流域生态水文过程的相互作用和反馈及其对变化环境的响应，通过水文学、生态学、遥感科学等多学科综合、跨学科交叉的途径，基于观测试验、机理研究、模型构建、模拟分析相结合的研究方法，系统辨析气候变化和放牧活动影响下流域生态水文过程及其耦合作用关系，深入探讨流域生态水文时空格局异质性的定量归因，科学揭示流域生态水文耦合作用机理与互馈机制，重点研发融合多源多元信息的流域动态过程分布式生态水文模型，并对流域生态水文系统要素的演变过程及互馈响应进行模拟解析和情景预测，可以为草原流域生态水文良性关系维持以及畜牧业可持续发展提供理论基础和科学依据。

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[1] 教育部科学技术进步二等奖，第3完成人，2019年； [2] 教育部科学技术进步一等奖，主持人，2017年；

目录
第1章 绪论 1
1.1 研究背景与意义 1
1.2 国内外研究现状 2
1.3 存在问题与发展趋势 7
参考文献 7
第2章 锡林河流域概况 15
2.1 自然地理特征 15
2.2 气象水文条件 16
2.3 水文地质状况 17
2.4 土壤植被特征 19
2.5 生态环境现状 20
参考文献 21
第3章 变化环境下流域径流演变特征与过程模拟 22
3.1 流域径流变化特征及其影响因子定量分析 23
3.2 基于SWAT模型的锡林河流域地表径流模拟 30
3.3 锡林河流域地表水-地下水耦合模拟 44
参考文献 56
第4章 基于水化学和同位素的流域不同水体转化关系 58
4.1 水化学与同位素专项试验 58
4.2 流域不同水体的水化学特征 62
4.3 流域不同水体的稳定同位素特征 75
4.4 流域大气降水-地表水-地下水转化关系 81
参考文献 93
第5章 典型草原坡面天然-人工降雨下水-沙-养分耦合输移规律与模型模拟 96
5.1 试验区概况及试验设计 97
5.2 天然降雨下坡面土壤水分的动态变化 104
5.3 基于土壤水分响应事件的优先流识别与验证 116
5.4 人工降雨下坡面产流-产沙-养分输移过程 130
5.5 坡面降雨径流-土壤侵蚀-养分流失模型 200
5.6 基于SWAT改进的小流域水-沙-养分流失模型 219
参考文献 229
第6章 流域上游景观格局演变及蒸散发规律研究 239
6.1 数据及研究方法 240
6.2 流域上游景观格局演变及驱动力分析 253
6.3 SEBAL模型反演结果验证与地表参数时空分布 267
6.4 流域上游蒸散发分布特征及影响因素分析 275
参考文献 284
第7章 流域土壤水分运移规律及遥感反演研究 287
7.1 试验方法与数据获取 287
7.2 土壤饱和导水率转换函数及遥感反演 291
7.3 双环入渗过程模拟与尺度效应影响研究 303
7.4 基于Hydrus-1D的双环入渗过程模拟 323
7.5 入渗影响因素及入渗分区的绘制 336
参考文献 344
第8章 流域植被土壤特征的空间变异及耦合作用 347
8.1 流域植被地上生物量时空分布特征及其影响因子 348
8.2 流域上游河流湿地植物地上生物量遥感估算 359
8.3 流域植被与气象-土壤-环境要素的响应关系 365
8.4 流域植被、土壤数据同化与参数反演 384
参考文献 404
第9章 生态水文模型的构建 409
9.1 分布式动态过程模型（DDPM） 409
9.2 耦合模块设计 410
9.3 模型评价 424
9.4 模型运行流程 427
参考文献 427
第10章 基于DDPM的生态水文过程模拟与检验 429
10.1 研究区概况 429
10.2 试验设计与数据处理 429
10.3 蒸散发过程模拟 435
10.4 产汇流过程模拟444
10.5 碳循环与水热通量模拟 450
10.6 讨论与小结 455
参考文献 458
第11章 基于DDPM的历史生态水文过程变化及影响要素分析 460
11.1 生态水文要素的历史时空演变 460
11.2 碳-水通量的影响要素分析 464
11.3 漫流频次与气候、生态的响应分析 466
11.4 流域生态水文互馈响应分析 468
11.5 小结 473
参考文献 474
第12章 基于CMIP6未来情景的生态水文过程预测 475
12.1 不同未来情景下气温降水的变化 475
12.2 不同未来情景下生态水文要素的预测 477
12.3 不同未来情景下流域生态的走势分析 480
12.4 对流域未来生态水文治理与规划的建议 481
12.5 小结 483
参考文献 483