本书系统分析了西北干旱区过去半个多世纪的气候变化特征，从冰川、积雪变化、地表径流过程、陆地水储量以及生态系统变化等全面分析了气候变化对西北干旱区水文、水资源及生态环境的影响，从用水结构、水资源利用效率等解析了农业供需水变化，评估了西北干旱区水资源承载力，提出了要进一步挖掘水资源潜力，提升水资源利用效率，加大生态保护修复力度，以应对气候变化带来的可能风险，确保西北干旱区生态安全和经济社会的可持续发展。
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主持完成国家973计划项目、国家科技支撑计划项目课题、国家自然科学基金项目、中国科学院知识创新工程重点项目等30余项。
目录
第一章西北干旱区水资源与生态环境概况1
第一节西北干旱区水资源基本特征2
一、水资源组成3
二、水资源形成特征5
三、水资源分布特征8
第二节西北干旱区生态环境基本特征17
一、以山地–绿洲–荒漠复合生态系统为基本特点17
二、荒漠大区，生态脆弱18
三、人工生态系统面积增加迅速19
第三节西北干旱区水–生态系统热点问题分析19
一、水循环过程独特，水文情势变化复杂20
二、极端水文事件频发，水资源不确定性大21
三、水–生态–经济系统的协调发展22
第四节本章小结23
参考文献24
第二章西北干旱区气候变化及挑战25
第一节西北干旱区气候要素变化26
一、西北干旱区气温变化分析26
二、西北干旱区降水变化分析30
三、西北干旱区潜在蒸散发变化分析35
四、西北干旱区实际蒸散发及其组分变化39
五、极端天气气候事件42
第二节西北干旱区气候变化特征及影响47
一、西北干旱区气候变化特征47
二、西北干旱区气候变化的影响50
三、西北干旱区干/湿变化与“暖湿化”问题53
第三节西北干旱区气候变化的风险与挑战55
一、西北干旱区气候变化的风险55
二、西北干旱区气候变化的应对58
第四节本章小结60
参考文献61
第三章西北干旱区冰川、积雪水资源及其变化65
第一节天山冰川、积雪水资源及其变化67
一、冰川分布与变化67
二、冰川变化对径流的影响67
三、流域冰川径流模拟研究典型案例69
四、天山积雪水资源评估75
第二节塔里木河流域冰川、积雪水资源及其变化77
一、冰川分布与变化77
二、冰川变化对径流的影响80
三、塔里木河流域积雪水资源评估81
第三节中国境内阿尔泰山冰川、积雪水资源及其变化83
一、冰川分布与变化83
二、冰川变化对径流的影响85
三、阿尔泰山积雪水资源评估85
第四节祁连山冰川、积雪水资源及其变化87
一、冰川分布与变化87
二、冰川变化对径流的影响89
三、祁连山积雪水资源评估90
第五节冰雪响应气候变化的热点问题93
一、小冰川消失及潜在影响93
二、冰川径流拐点97
第六节本章小结99
参考文献100
第四章西北干旱区水资源变化及未来趋势103
第一节西北干旱区水资源变化特征104
一、地表径流的年际变化104
二、地表径流的年内变化114
三、陆地水储量变化117
第二节西北干旱区极端水文事件变化特征122
一、极端径流的年际变化123
二、塔里木河流域洪水变化趋势125
三、塔里木河流域洪水变化驱动因素分析131
第三节西北干旱区河川径流未来趋势135
一、不同气候变化情景下水资源变化趋势135
二、未来径流变化趋势的案例分析137
第四节本章小结145
参考文献147
第五章西北干旱区水资源利用及供需情景模拟150
第一节水资源利用现状与趋势及问题151
一、新疆水资源利用现状与趋势151
二、河西走廊地区水资源利用现状与趋势155
三、水资源利用中存在的问题158
第二节水资源供需变化分析及未来情景模拟159
一、新疆水资源供需分析及未来情景模拟160
二、河西走廊地区水资源供需分析及未来情景模拟166
第三节水资源利用风险分析171
一、水资源风险评估指标体系及模型构建172
二、新疆水资源利用风险分析176
三、河西走廊地区水资源利用风险分析178
四、减轻水资源利用风险的对策179
第四节本章小结181
参考文献182
第六章西北干旱区绿洲农业用水安全分析184
第一节西北干旱区农业生产与农业用水的演变过程185
一、西北干旱区农业生产发展概况185
二、灌溉农业发展与用水效率188
第二节西北干旱区农业水资源供需变化190
一、农业需水模型的构建190
二、西北干旱区农业需水时空变化191
三、西北干旱区农业水资源供需状况199
第三节未来发展情景下的农业水安全201
一、未来气候变化情景下的水资源量变化201
二、未来气候变化和社会经济情景下农业需水量变化206
三、未来绿洲农业水安全风险评估212
第四节绿洲农业高效用水对策与调控途径215
一、不同发展目标下的适宜种植规模和种植结构调整方向215
二、农业节水技术推广应用的效应218
三、绿洲农业水安全保障策略和调控途径219
第五节本章小结222
参考文献223
第七章西北干旱区非常规水资源开发潜力分析226
第一节微咸水的开发利用现状与潜力227
一、西北干旱区微咸水水资源概况227
二、西北干旱区微咸水水资源开发利用与潜力评估229
三、西北干旱区微咸水水资源开发利用模式232
第二节矿井疏干水的开发利用与潜力235
一、矿井疏干水水资源概况235
二、矿井疏干水水资源的分布与特性236
三、矿井疏干水开发潜力分析236
第三节再生水水资源利用潜力237
一、西北干旱区污水再生水水资源现状237
二、西北干旱区污水再生水水资源利用率240
三、推进再生水利用的措施与建议244
四、再生水资源化应用的环境风险防控建议245
第四节可被开发利用的其他非常规水资源246
一、深层地下水和干旱盆地地下水246
二、河流洪水和雨洪资源化246
第五节本章小结247
参考文献248
第八章西北干旱区水资源承载力与优化配置250
第一节西北干旱区水资源承载力251
一、水资源可利用量计算253
二、水资源利用现状255
三、水资源承载力257
第二节西北干旱区水资源优化配置261
一、水资源优化配置思路和模型构建261
二、水资源优化配置实证分析263
第三节西北干旱区水资源宏观调控的基本原则和构想266
一、水资源宏观调控的基本原则267
二、基于调水工程的新疆水资源宏观调控构想267
第四节本章小结268
参考文献268
第九章西北干旱区生态环境变化及未来趋势269
第一节西北干旱区土地利用变化270
一、土地利用类型变化270
二、土地利用空间变化272
第二节西北干旱区植被变化273
一、植被物候变化275
二、植被指数变化276
三、植被动态对气候水文过程的响应283
第三节西北干旱区陆地净初级生产力变化分析284
一、NPP年际变化特征285
二、NPP空间变化特征285
三、NPP不同海拔变化特征287
四、NPP动态变化的驱动分析289
第四节西北干旱区净生态系统生产力变化分析293
一、NEP年际变化特征293
二、NEP海拔变化特征294
三、NEP动态变化的驱动分析296
第五节西北干旱区植被水分利用效率变化298
一、植被WUE的年际变化特征299
二、植被WUE的空间变化特征300
三、植被WUE的垂直梯度分异301
四、不同植被类型WUE变化特征302
五、植被WUE的驱动力分析303
第六节西北干旱区生态环境变化趋势分析304
一、西北干旱区未来植被变化趋势305
二、西北干旱区未来土壤含水量变化趋势313
三、西北干旱区未来物种多样性变化趋势317
第七节本章小结318
参考文献320
第十章西北干旱区生态环境保护与可持续发展323
第一节水资源优化利用与水–生态系统保护建议324
一、坚持节水优先，加快推进节水型社会建设324
二、打好蓄水基础，用好调水补充，探索增水途径，优化水安全格局326
三、持续完善并优化干旱区水–生态系统保护修复方案328
第二节生态（水利）工程方面的保护建议329
一、系统推进荒漠–绿洲过渡带保护治理工程329
二、加快河–湖–库水系连通工程建设334
三、持续开展生态输水工程339
第三节体制机制方面的生态环境保护建议344
一、建立科学高效的管理体制345
二、完善区域的联防、联控、联建、联治和联修机制345
三、建立生态保护的长效机制346
四、建立西北地区生态保护市场化机制347
第四节管理层面的生态环境保护建议348
一、深化西北干旱区水资源管理改革348
二、加强干旱区生态系统保育恢复的可持续管理350
三、开展干旱区国土空间生态修复，优化国土资源的开发管理352
四、完善干旱区生态修复治理体系与生态工程的管理模式354
第五节本章小结357
参考文献358
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