內容提要

本書系統(tǒng)地介紹了水文干旱時空變化規(guī)律及驅動機制的理論方法和應用方面的最新研究成果，對該領域國內外研究現(xiàn)狀和進展進行了綜述，構建了不同尺度水文干旱指數(shù)，提出了水文干旱等級劃分方法，系統(tǒng)分析了水文干旱時空變化特征，采用統(tǒng)計方法和機器學習對水文干旱進行預測，通過Copula函數(shù)計算了不同的水文干旱頻率，揭示了氣候變化、土地利用/覆被變化對水文干旱的影響機理，并給出了大量實例說明理論方法的應用。書中介紹的理論方法具有一定的普遍性，可供其他流域、區(qū)域干旱變化規(guī)律分析或極端水文事件分析預測時參考。本書可作為水文水資源、水生態(tài)、水環(huán)境、水利水電工程、農業(yè)水利及相關專業(yè)的研究生專業(yè)課教材、教學參考書，也可供從事水文、水資源管理、水利水電、設計部門的工程技術人員、管理人員與高等院校相關專業(yè)的師生閱讀和參考。

寫作背景

國家戰(zhàn)略：政策驅動與戰(zhàn)略需求

在黨的二十大之后，國家對水資源安全和生態(tài)保護的重視達到了新高度，已將應對極端水文事件（特別是干旱）納入保障國家可持續(xù)發(fā)展的長遠戰(zhàn)略規(guī)劃中。黃土高原作為國家生態(tài)治理和水資源管理的重點關注區(qū)域，其干旱問題研究具有鮮明的時代背景和政策導向性。

區(qū)域特性：生態(tài)脆弱與災害頻發(fā)

黃土高原是我國干旱事件的核心區(qū)域，“十年九旱”且生態(tài)環(huán)境極度脆弱。該地區(qū)氣象、農業(yè)、水文干旱災害頻發(fā)，且極端事件呈增加趨勢，這種特殊的地理環(huán)境和嚴峻的自然條件構成了研究的現(xiàn)實背景。

現(xiàn)實挑戰(zhàn)：重大旱災的慘痛教訓

山西省近年發(fā)生多起旱災對糧食安全、人民生活、經濟發(fā)展乃至社會穩(wěn)定的巨大破壞力（如2010~2011年發(fā)生近60年來最嚴重旱災、2012~2013年造成數(shù)十萬畝絕收和數(shù)億元損失的旱災），凸顯了開展相關研究的緊迫性。

寫作意義

理論意義：深化干旱機制識別方法創(chuàng)新

傳統(tǒng)的干旱研究方法難以有效解析氣象、水文等不同類型干旱在黃土高原復雜下墊面條件下的交織作用。該書旨在開展區(qū)別于傳統(tǒng)類型的過程解析方法研究，有助于填補對流域干旱“形成與發(fā)展”科學認識上的空白，從機理上深化對水文干旱時空變化規(guī)律的理解。

實踐價值：支撐防災減災與水資源管理

通過揭示干旱的影響機制，該書的研究成果能夠為制定科學合理的抗旱應對措施提供理論依據(jù)。這對于面臨嚴重干旱威脅的水利及相關行業(yè)來說，是應對“如何有效開展干旱評價預測”這一重大挑戰(zhàn)的關鍵支撐。

宏觀戰(zhàn)略意義：服務黃河流域高質量發(fā)展

研究最終落腳于“為推動黃河流域生態(tài)保護和高質量發(fā)展”提供重要理論支撐。這不僅是對區(qū)域局部問題的解決，更是對國家重大區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略（黃河流域生態(tài)保護和高質量發(fā)展）的積極響應，對于保障區(qū)域糧食安全、水安全及社會經濟可持續(xù)發(fā)展具有深遠的宏觀意義。

核心亮點

尺度擴展：從站點到流域面

提出基于典型斷面水文干旱指數(shù)的流域綜合干旱反演算法，解決了從“站點監(jiān)測”到“流域面評估”的尺度轉換難題，實現(xiàn)了對流域整體旱情的精確把握。

等級劃分：干旱評測新技術

研發(fā)基于標準正態(tài)分布函數(shù)特性的干旱等級劃分新技術，為干旱嚴重程度的判定提供了更科學、客觀的定量標準。

過程解析：干旱傳遞過程動態(tài)

構建變化環(huán)境下“氣象-水文”干旱傳遞過程解析模型，揭示了降水短缺如何逐步演變?yōu)樗母珊档膭討B(tài)傳遞過程。系統(tǒng)闡釋了流域干旱的氣候學歸因。

目錄一覽

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以上內容摘編自科學出版社2025年10月出版的《水文干旱變化特征及其驅動機制研究》（趙雪花等著，北京：科學出版社，2025.11. ISBN 978-7-03-084012-7) 一書前言，有刪減修改，標題為編者所加。

氣候水文變化對生態(tài)系統(tǒng)、農牧業(yè)等影響重大, 尤其在氣候變化敏感、生態(tài)系統(tǒng)脆弱的內蒙古荒漠地區(qū)更為顯著, 亟須研發(fā)內蒙古荒漠化生態(tài)系統(tǒng)應對氣候水文變化關鍵技術。本次相關推薦的圖書以內蒙古為研究區(qū), 基于生態(tài)系統(tǒng)、氣候水文因子等數(shù)據(jù)及野外調查與測試, 應用多元統(tǒng)計、隨機森林等方法, 識別了內蒙古地區(qū)荒漠化生態(tài)系統(tǒng)、氣候水文因子的時空變異規(guī)律; 揭示了氣候水文變化對荒漠化生態(tài)系統(tǒng)的影響過程與響應機制; 形成了氣候水文變化對荒漠化生態(tài)系統(tǒng)影響的評估技術; 模擬預估了未來氣候水文影響下荒漠化生態(tài)系統(tǒng)風險, 提出了內蒙古荒漠化生態(tài)系統(tǒng)應對氣候水文變化的方案。該書在豐富和完善相關研究方法的基礎上, 為荒漠化生態(tài)系統(tǒng)應對氣候水文變化提供參考, 有一定的應用前景和學術價值, 可供水資源、生態(tài)環(huán)境等相關專業(yè)本科生、研究生、研究人員及相關從業(yè)者參考使用。

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(本文編輯：方嘉雯）