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该文总结国际上生态热力学的进展,研究生态(火用)的理论与计算方法,并应用于黄河流域的生态模拟.该文分析生态(火用)作为资源、活力和环境影响的三位一体性;归纳(火用)流基本算法;基于能路语言,提出(火用)路语言,分析生态系统(火用)流转换过程及其效率,并初步探讨生态(火用)流控制;提出(火用)生境和(火用)势高的概念;针对水资源,在水体(火用)组成分析基础上,提出水(火用)整体计算方法,提出水(火用)生境(AEE)指标以表征一定空间和(火用)值集合的流域生态单元;针对水土流失,提出水土流失(火用)量计算方法,采用土(火用)生境(SEE)指标描述土壤多层次生态状况;阐述(火用)侵蚀模数和肥力侵蚀模数概念;并探讨神经网络在水土生态系统模拟中的应用.该文运用生态(火用)的理论与方法,对黄河流域开展多方面和多层次的生态模拟:1)研究黄河干流水资源,计算自河源以下到河口沿线(火用)量,以时间序列和空间序列纵向量化黄河干流(火用)生境,描述黄河干流生态活力;模拟1992~1998年水(火用)量空间分布;按用途模拟1993年各类取水用水(火用)量比例,分析干流取水量对水(火用)生境(AEE)影响;分析黄河干流1992~1998年各水文监测断面(火用)势高;结合河口宾海区悬浮泥沙含量,初步探讨河水(火用)势高对河口地区泥沙淤积和扩散的影响;采用自组织神经网络对黄河干流1992~1998年观测数据依据11个相关指标进行自组织分类,模拟样本分布拓扑结构.2)研究三门峡水库淤积问题.该文结合水库运行方式讨论三门峡水库淤积(火用)量变化趋势,选取1980年四次测量的淤积(火用)量,分析淤积(火用)量的空间分布;模拟1960~1990三十年淤积(火用)量和进出库(火用)量;分析三门峡水库运用方式对潼关高程的影响.3)研究黄河支流洛河卢氏水文站以上流域的水土流失和面源污染问题.结合GIS和SWAT水文模型,分布式计算各子流域面上水(火用)量,描述水(火用)生境的面分布;采用自组织映射神经网络对子流域进行聚类分析4)研究黄土高原水土流失问题.计算1955~1986年共32年水土流失(火用)量变化;根据治理状况划分不同时期,对治理前后水土流失(火用)量变化进行分析;并对水土流失(火用)量、(火用)侵蚀模数和肥力侵蚀模数进行模拟分析.5)研究全黄河流域的水资源转换过程.在全国资源(火用)统计分析的基础上,对全黄河流域水资源转换过程进行(火用)分析,为该流域水资源可持续性决策提供基本依据.