梯田同位素生态水文研究9787030723222

序

 前言

 第1章 梯田与水文生态系统

 1.1 梯田的形成与发展

 1.2 梯田的分布与类型

 1.2.1 梯田的分布

 1.2.2 中国梯田的分布

 1.2.3 中国梯田的类型

 1.3 梯田的景观结构与特征

 1.3.1 梯田的景观结构

 1.3.2 梯田断面要素

 1.4 梯田的生态服务功能

 1.4.1 水文调节

 1.4.2 保#土壤

 1.4.3 改良土质

 1.4.4 提高作物产量

 1.4.5 保护生物多样性

 1.4.6 减缓自然灾害

 1.5 梯田水文生态系统的理论分析

 1.5.1 水文生态系统的概念

 1.5.2 梯田水文系统

 1.5.3 梯田水文生态系统

 第2章 哈尼梯田生态系统

 2.1 哈尼梯田概况

 2.2 哈尼梯田分布及空间结构特征

 2.2.1 分布特征

 2.2.2 空间结构

 2.3 哈尼梯田分布区自然地理特征

 2.3.1 地理位置

 2.3.2 地形地貌

 2.3.3 地质

 2.3.4 水系

 2.3.5 气候

 2.3.6 土壤

 2.3.7 植被

 2.4 哈尼梯田分布区社会经济特征

 2.4.1 行政区划

 2.4.2 工农业状况

 第3章 同位素原理

 3.1 引言

 3.2 稳定同位素技术的有关术语

 3.2.1 同位素的定义

 3.2.2 同位素比率及表示方法

 3.2.3 稳定同位素测试标准物

 3.2.4 同位素分馏

 3.2.5 同位素混合模型

 3.3 氢同位素

 3.3.1 氢稳定同位素的分馏

 3.3.2 氢稳定同位素丰度的自然变异

 3.4 氧同位素

 3.4.1 氧稳定同位素的分馏

 3.4.2 氧稳定同位素丰度的自然变异

 3.5 蒸发-降水过程的同位素分馏

 3.6 大气降水线

 3.7 大气降水的同位素分馏效应

 第4章 稳定同位素取样与分析

 4.1 实验样地概况及实验布设

 4.2 样品的采集

 4.2.1 氢氧稳定同位素样品采集

 4.2.2 采样频率

 4.3 样品的处理

 4.4 同位素样品的测定

 4.5 同位素数据的处理

 第5章 稳定同位素技术在森林水文学研究中的应用

 5.1 森林生态系统水体中的同位素特征

 5.1.1 森林生态系统水汽来源及大气降水

 5.1.2 林冠穿透水

 5.1.3 土壤水和壤中流

 5.1.4 地表水和地下水

 5.1.5 植物水

 5.2 森林生态系统中水体转化的同位素联系

 5.3 森林水分利用来源和策略

 5.3.1 同位素研究森林水分来源的方法

 5.3.2 森林水分利用策略

 5.4 利用稳定同位素技术区分森林蒸腾和土壤蒸发

 5.4.1 植物水分代谢过程中同位素变化

 5.4.2 同位素方法计算蒸散发组分

 5.5 利用稳定同位素技术计算土壤水分平均滞留时间

 第6章 哈尼梯田生态系统大气降水同位素特征及水汽来源

 6.1 引言

 6.2 降水量、气温及降水中δD和δ18O的季节变化

 6.2.1 降水量及气温的变化特征

 6.2.2 大气降水中δD和δ18O间的变化

 6.3 大气降水线及过量氘（d-excess)

 6.3.1 大气降水线

 6.3.2 d-excess

 6.4 降水中δD和δ18O与气象因子的关系

 6.4.1 降水中δD和δ18O与温度的关系

 6.4.2 降水中δD和δ18O与降水量的关系

 6.5 降水水汽来源分析

 6.6 小结

 第7章 哈尼梯田生态系统不同类型地表水同位素特征

 7.1 引言

 7.2 地表水氢氧同位素特征

 7.2.1 地表水δD和δ18O的变化特征

 7.2.2 地表水δD和δ18O的高度变化特征

 7.3 森林地表水δD和δ18O变化特征

 7.4 溪水δD和δ18O变化特征

 7.5 梯田渠水δD和δ18O变化特征

 7.6 梯田水δD和δ18O变化特征

 7.7 不同类型地表水δD和δ18O的差异及其补给来源

 7.7.1 不同类型地表水δD和δ18O的差异

 7.7.2 不同类型地表水的补给来源

 7.8 与类似区域地表水同位素的比较

 7.9 小结

 第8章 哈尼梯田生态系统土壤水同位素特征

 8.1 土壤水动态变化

 8.1.1 土壤物理性质

 8.1.2 土壤水分垂直变化规律 

 ……

第1章梯田与水文生态系统　　梯田是人类在长期的农业生产实践中不断发展、完善而创造的产物。《中国大百科全书 水利卷》明确了梯田的定义，即“梯田是在丘陵山坡地上沿等高线修筑的条状阶台式或波浪式断面的田地”。梯田对于改善农业生产条件，满足农业发展对粮食增产的需求，促进粮食生产的稳步发展以及综合治理与开发，控制水土流失有着显著的生态效益和经济效益。　　1.1梯田的形成与发展　　梯田是人类在农业生产实践中创造的一种行之有效的增产和水土保持措施。梯田的出现，是古代农业发展的一个显著进步。梯田修筑历史悠久，而且普遍分布于世界各地，尤其是地少人多的山丘地区。中国是世界上*早修筑梯田的国家之一，早在西汉时期已经出现了梯田的雏形。中国的梯田以数量多、修筑的历史悠久而闻名于世，它的形成与发展大致可分为四个时期(姚云峰和王礼先，1991)。　　(1)梯田的雏形期(公元前2世纪至公元10世纪前后）。这一时期以便于耕作、保水、保肥、增加产量的小面积区田的形成为标志，并且已经注意到了修筑山地池塘，以收集径流进行灌溉。中国的梯田历史可以追溯至春秋战国时期。《诗经 正月》有‘‘瞻彼阪田，有菀其特”的诗句，阪田是原始型的梯田，说明中国早在春秋时就已对山坡地进行了改造(毛廷寿，1986；王星光，1990)。另外，从《汉书》《氾胜之书》中也可以得知，中国在西汉时已出现了梯田的雏形。从对出土文物的考古方面，也证实了中国梯田出现的历史。四川省彭水县(今重庆市彭水苗族土家族自治县）曾在东汉的古墓中出土一具陶器模型，模型为长方形，一端为水塘，塘中有两条鱼，塘下为田，有两条弯曲的田埂，很像现在当地的水梯田。陕西省汉中市和四川省宜宾县(今四川省宜宾市)也在东汉古墓中出土了类似的水稻梯田陶器模型(毛廷寿，1986)。　　(2)梯田的形成期(公元10世纪至16世纪）。这一时期已形成了严格意义上的梯田。梯田已经不是零星分布的局部小块，而是沿坡面修筑而成阶阶相连的成片梯田。这一时期继承和发扬了修建山坡池塘、拦截雨水、灌溉梯田的传统。在中国文献中“梯田”一词出现*早的记载是宋代范成大所著的《骖鸾录》，书中云：“出庙三十里，至仰山，缘山腹乔松之磴甚危，岭阪上皆禾田，层层而上至顶，名曰梯田”。仰山位于宋代袁州（今江西省宜春市），在此后的几十年中，袁州一带梯田建设的速度非常快，到了淳祐六年(1246年)袁州知州张成己反映：“江西良田，多占山冈，望委守令讲陂塘灌溉之利”，其中提到的高山梯田，标志着中国的梯田建设已进入一个新的历史阶段。元代《王祯农书》对梯田的定义、分类、布设与修筑方法进行了系统的描述(王星光，1990)。　　(3)梯田建设与治山治水的结合期(公元16世纪至20世纪40年代）。这一时期梯田推广的范围越来越大。修筑梯田在获取粮食的基础上同治山治水结合了起来，进一步发挥了梯田的作用。在16世纪后期，已形成了引洪漫淤、保水、保土、肥田的技术和理论。在明朝，梯田建设已和治山、治水结合了起来，进一步发挥了梯田的作用。如徐光启所著《农政全书》中水利篇述及发展梯田可以“均水田间，水土相得 ，若遍地耕垦，沟洫纵横 必减大川之水”。清初，蒲松龄在《农桑经》一书中，对梯田的作用也讲得很清楚：“一则不致冲决，二则雨水落淤，名为天下粪”。民国时期(20世纪40年代)著名水利专家李仪祉在其著述中曾主张用梯田“沟洫法”以“清泥沙之来源”。　　(4)梯田工程技术体系的发展完善期(20世纪40年代至今）。这一时期梯田得到了大面积推广。由梯田沟洫工程到培地埂、修坡式梯田到一次修平梯田，并由人工修筑发展到大面积机械修筑梯田，特别是注重了配套设施的建设，如坡面水系工程和生产道路等，加强了田埂利用，积极引导和培育特色产业。目前，梯田建设以小流域为单元，坡面与沟道统筹治理，综合考虑小流域水资源利用，在合理利用土地与保持水土原则下，形成了农业耕作梯田、果园梯田、造林整地梯田等类型，注意到了全流域的综合治理与开发。　　1.2梯田的分布与类型　　1.2.1梯田的分布　　中国是世界上梯田分布*广的国家之一。除中国外，世界许多国家和地区也有分布，如地中海沿岸的西班牙、法国、意大利、希腊、突尼斯、阿尔及利亚，非洲的埃塞俄比亚、肯尼亚、坦桑尼亚、乌干达、卢旺达，美洲的墨西哥、巴西、秘鲁，亚洲的菲律宾、印度尼西亚、泰国、越南、印度、斯里兰卡、韩国、日本等。其中著名的有中国的黄土高原梯田、哈尼梯田、龙脊梯田、紫鹊界梯田、河北涉县梯田，菲律宾的巴纳韦水稻梯田，瑞士的拉沃梯田，秘鲁的马丘皮克丘梯田，意大利的五渔村梯田，越南的沙巴梯田，以及印度尼西亚巴厘岛的乌布梯田等(陈蝶等，2016)。　　1.2.2中国梯田的分布