1995年以来贵州省土地利用变化对地表径流的影响研究

为分析土地利用/覆盖变化对地表径流的影响,基于SCS水文模型,结合贵州省77个气象站1995年以来水文资料、土地利用变化情况、土壤数据,模拟计算地表径流。结果表明：SCS模型模拟误差在±15%以内,能够较为准确地模拟贵州省的地表径流分布特征;1995—2019年,贵州省土地利用结构发生了巨大变化,以耕地及林地的相互转化为主,灌木和草地主要向不透水面和水域转化;地表径流较大区域主要分布在省西南部、东南部和东北部,空间分布主要受降雨因子影响;在相同降雨情景下,不同土地利用类型的产流能力排序为：不透水面>耕地>草地>灌木>林地;1995年以来,相对于土地利用方式不发生变化区域,除灌木转化为林地区域,林地和灌木转化为其他土地利用方式区域地表径流量均增加,其中,转化为耕地区域地表径流量变化最大,变化率分别为-89.11%和169.31%;耕地和不透水面转化为其他地类区域造成地表径流量减少,其中,耕地转化为林地和不透水面转化为耕地区域地表径流量减少最大,减少率分别为168.49%和-177.02%。研究结果为贵州省水资源科学管理与土地规划提供一定参考。     

山东省南四湖流域土地利用变化分析

土地利用变化关系到区域的粮食安全和生态安全.依据山东省南四湖流域2000-2012年土地利用调查数据及相关社会经济资料,全面分析了山东省南四湖流域13年间土地资源利用的结构变化、数量变化以及空间变化,以揭示山东省南四湖流域土地资源利用存在的问题,为土地资源科学管理、促进社会经济可持续发展提供科学依据.     

基于CLUE-S模型的南四湖流域土地利用变化模拟

南四湖流域涉及四省多市,具有较高的经济产值与生态环境保护地位,文章构建经济效益和生态效益为主的多目标模型,结合引入空间权重因子的CLUE-S模型,模拟现状增长、生态保护、耕地保护3种情景下流域内2050年土地利用情况.结果表明:(1)1990-2005年,建设用地大幅增长伴随着耕地及生态用地的快速减少,2005-201...     

东江流域土地利用变化对径流的影响分析

将流域水文模型HSPF与元胞自动机-马尔科夫(CA-Markov)土地利用预测模型结合,定量评价了东江流域未来土地利用变化的径流响应;并且模拟分析了不同降雨情景下土地利用变化的水文响应。结果表明:HSPF模型可以较好的模拟东江流域的月径流过程,可用于东江流域长期水文变化的评价与研究;未来土地利用变化引起的总径流的改变较小但是地表径流的变化较显著;未来土地利用变化情景下高、低流量值都有所增长,随着城镇建设用地面积比例的进一步增加高流量值随之增长而低流量减少;随着降雨量的增加,径流对于未来土地利用变化的响应程度减弱,降雨量减少,未来土地利用变化的水文效应增强;总的来说,4种降雨情景下未来土地利用变化对总径流的影响都不大,但是对地表径流有较显著的影响。研究过程和结果可为东江流域水资源规划及相关管理决策提供参考。     

松花江三湖流域土地利用变化的生态环境效应研究

松花江三湖流域是吉林省水资源和林业基地，是长白山动植物资源保护的重要地域．通过对三湖流域土地利用变化及其对生态环境的影响的深入剖析发现，随着人口的增加和经济的发展，三湖流域土地利用结构发生了显著变化，并导致了土地资源生态环境背景的变化，生态环境质量下降甚至恶化，严重影响了水资源、森林资源的可持续利用．并对三湖流域土地利用变化的生态环境效应进行研究，为改变人们的生产方式，加强对资源与环境的保护，促进区域经济与环境的协调发展奠定了基础．     

武威市土地利用变化特征及其驱动响应

本研究从土地利用转移矩阵、动态度和利用程度综合指数分析武威市2009—2018年土地利用变化特征,并应用DPSIR-PLS模型探究武威市土地利用变化的驱动响应过程。结果表明：（1）2009—2018年,武威市各类型土地利用面积均发生了较大变化,耕地、林地和水域面积减少,草地、城乡建设用地面积增加。（2）2010—2014年耕地主要转化为草地,城乡建设用地主要来源于耕地、草地和未利用地;2014—2017年耕地面积增幅较大且主要来源于草地和林地,城乡建设用地增加主要来源于城市周边和交通沿线的耕地以及未利用地的开发。（3）2009—2018年,武威市各区县土地利用程度综合指数均低于全国平均水平,2015—2018年土地利用程度综合指数较2009—2015年的变化量增大,土地利用状态总体上处于发展期。（4）结构方程模型中各准则层均有不同的驱动响应程度,更好的土地利用转变能有效实现可持续国土空间开发、土地节约集约转化和社会综合效益提升。     

基于空间信息平台的土地利用方式变化径流响应模拟

以淮河上游息县水文站以上为研究区域,基于研究区域3期(20世纪80年代、20世纪90年代、2000年以后)土地利用图模拟分析土地利用变化对流域产水的影响.利用流域附近8个气象站1980～2005年的资料,内插得到流域内的气象资料,应用P-M法耦合植物生长模型(EPIC)计算流域潜在蒸散发;利用息县以上集水区域1980～2005年63个雨量站资料及尺度为1:200 000土壤类型图,选用SWAT模型模拟流域的径流过程,并分析了产水特性参数时空变化.结果表明:降雨量的大小弱化了流域下垫面条件对产水的影响;在降雨和土壤质地相同的情况下,产水能力旱地大于水田大于草地大于林地;旱地增加后流域产水量也会增加,林地不易于流域的产流.     

近30年千岛湖流域产水量时空变化及其影响因子分析

【目的】千岛湖流域是长江三角洲重要的水源地和生态屏障区,研究其水源供给服务对长江三角洲生态保护和社会经济高质量可持续发展有着重要的意义。【方法】基于InVEST模型对千岛湖流域近30年的产水量进行量化,并通过情景分析法和地理探测器探究其时空变化特征以及空间分异的主要影响因子。【结果】1995—2019年,千岛湖流域产水量与降水量的年际变化具有一致性,表现为前期大幅度减小后明显增大再略微减小的波动变化趋势,空间分布格局变化不大,产水高值区主要集中在流域西部,低值区则集中在流域东部湖区范围内;不同土地利用类型中,建筑用地的平均产水量最高,草地次之,林地和水体的平均产水量最低;气候变化对产水量的影响较为显著,土地利用变化对产水量的影响较低;实际蒸散量是产水量空间分布格局的主要驱动因子,土地利用类型次之,实际蒸散量与降水的交互作用最为显著。【结论】流域产水量是气候、土地利用类型等多种因子共同作用的结果,在未来的生态建设和环境保护中,需要综合考虑地形、气候和人类活动的变化对千岛湖流域产水服务的影响。     

精河流域土地利用变化分析

在遥感和地理信息系统技术支持下,全面分析了精河流域1990年～2001年土地利用的时空变化,并对土地利用变化的驱动因素进行了分析。结果表明：（1）12年来流域315972．99hm^2的土地利用发生了变化,占全流域土地利用面积的33．44％。（2）土地利用类型变化主要表现为低密度草地、农田向荒漠的转化,农田、荒漠向高密度草地的转化,以及荒漠向农田的转化。（3）精河流域土地利用变化受到自然因素和人文因素的共同影响,其中自然因素限制了土地利用的方式,人文因素则是流域土地利用格局变化的直接驱动力。     

东江源寻乌水流域径流变化特征及其原因分析

东江源水资源安全影响着珠三角社会经济发展和香港繁荣稳定,径流是水资源安全评价的重要水文要素.该文收集东江源区干流寻乌水1980-2016年逐日水文气象数据、6期土地利用及土地耕作属性等数据,采用IHACRES水文模型和统计分析等方法,分析寻乌水径流变化特征及其影响因素.结果表明:在模型基准期(1980-1992)和变化期(2009-2016)中,径流年际变化模拟效果评价指标R²、N_S和P_BIAS的值分别为0.99、0.99、0.37和0.8     

淮河上游大坡岭流域土地利用方式变化引起的流域滞时变化

以淮河上游大坡岭子流域(简称大坡岭流域)为研究区域,基于研究区域1965—2009年间的26场单峰洪水,计算流域平均滞时。以1985年为界,比较土地利用变化前后流域平均滞时的变化,并计算不同降雨量级的流域平均滞时,分析滞时与径流深和洪峰流量的相关关系。结果表明:土地利用变化引起的流域平均滞时变化很大;除了降雨形心到洪峰流量的时间TLPC在土地利用变化之后减少外(从9.98 h减少为5.26 h),另外3种滞时,降雨形心到流量过程线形心的时间TLC、降雨开始到洪峰流量的时间TLP和最大降雨强度到洪峰流量的时间TLPP均增大(分别从21.32 h、34.64 h、10.00 h增加到26.77 h、35.08 h、11.50 h)。大坡岭流域土地利用变化前后以及整个时期4种滞时和降雨量级存在一定联系,与径流深及洪峰流量无相关关系。     

大宁河流域土地利用变化及其对景观格局的影响

研究区域土地利用变化对景观格局的影响有助于合理调控土地利用方式。以大宁河流域为研究区域,利用Arcgis9.3和Fragstats 3.3分析了大宁河1988—2010年间的土地利用变化及景观格局演变,系统分析了不同坡度、不同高程、不同岩性区的土地利用变化对流域景观格局的影响。结果表明:1)1988—2010年间大宁河土地利用变化较为显著,以旱地面积的增加和灌木林的减少及建设用地的增加为显著特点,集中体现在低高程(小于800m)、低坡度(小于25°)下的泥岩砂岩地区;2)大宁河流域景观多样性指数上升,景观格局较为破碎;3)大宁河流域土地利用变化改变了景观格局,与人类的干扰程度有关。最后,提出在不同坡度、高程及不同岩性区采用不同的土地利用方式,以降低景观格局变化带来的负面效应。     

重庆市土地利用变化及其生态系统服务价值响应

土地利用变化会引起区域生态环境的一系列响应.以重庆市为研究区,参照国内外的研究成果,根据重庆市2001-2006年的土地利用情况,综合运用景观生态学理论和生态服务价值理论,从土地利用结构变化出发,以生态系统的复杂性和稳定性为前提,测算重庆市近6年来生态服务价值的变化.研究表明重庆市2001-2006年期间生态系统服务功能年度经济价值量变化呈现上升趋势,土地利用结构调整方向总体来说是基本合理的,土地利用生态效益明显.     

土地利用对流域降雨-径流关系的影响 ——SCS模型在深圳市的应用

以深圳市为例,应用SCS流域水文模型对该市部分流域进行降雨-径流过程的模拟,分析了土地利用变化对流域降雨-径流关系的影响.结果表明,随着人类活动的加剧,土地利用的变化使径流量趋于增大;降雨强度越大,前期土壤湿润程度越大,土地利用变化对径流量的影响就越小.降雨-径流的空间分布随土地利用类型、土壤类型、前期土壤湿润程度而发生变化,CN值的高值区主要集中在城市用地和水体,低值区主要出现在林地、灌草地、果园等海拔相对较高的地区.     

近25年来汾河流域土地利用及景观格局变化研究

汾河流域土地利用及景观格局变化对山西省的生态维护与经济发展发挥着重要的作用。本文从土地利用变化和景观格局变化2个角度,利用GIS技术和Fragstats软件计算汾河流域1995—2020年的6期景观格局指数,并获取25年间土地利用及景观格局变化模式。研究结果表明：（1）汾河流域的草地、耕地、未利用地以及水域的面积减少了,建设用地与林地的面积增加了;其中耕地、草地及建设用地的变化幅度较大,表现出自然景观向人文景观转变的特征。（2）研究区景观总体上呈破碎化倾向,景观形状趋于复杂,景观分布异质性减小。（3）建设用地和耕地的景观破碎度不断增加,景观形状日趋复杂;林地景观破碎度先增加,景观形状趋于复杂,而后则相反;草地的景观破碎度增加;水域和未利用地的景观破碎度减小,景观形状趋于简单;耕地的最大斑块指数大幅减小但始终保持在第一的位置,耕地作为汾河流域的基质景观优势地位显著下降。总之,自然环境的演变、城镇化进程的加快和退耕还林政策的实施,使得汾河流域的土地利用及景观格局发生了巨大的改变,政府及相关部门可通过增加耕地保护力度,加强城镇建设用地利用强度,构建流域防护林体系,采取节水政策及建立汾河流域生...     

气候与土地利用变化背景下青海湖流域产水量时空变化

基于InVEST模型的产水模块对2000-2015年青海湖流域的产水量进行模拟,结合未来气候情景数据和土地利用数据对2025-2050年产水量的时空分布进行预测分析.结果表明,2000-2015年青海湖流域产水量呈波动增加的趋势;2000-2050年子流域产水深度的低值区主要分布在青海湖湖区的西部,相对高值区位于湖区的...     

变化环境下渭河流域水文与水资源响应研究

水资源是人类生存的根本,为研究气候变化、人类活动以及土地利用等变化环境对渭河流域水资源的影响程度,文章以渭河流域的水文环境和水资源状况为研究对象,在分析渭河流域近10年的水资源监测基础上,分析变化环境对区域水环境的影响,并对4个监测点的水资源变化响应特征进行定量评估分析,基于土壤与水评估工具模型(SWAT模型)分析渭河流域水资源响应特征。研究表明,渭河流域水资源响应模拟结果与实测值呈现较好的一致性,同时与地区降水量的变化呈现一定的协同效应。     

土地利用对流域除雨—径流关系的影响——SCS模型在深圳市的应用

以深圳市为例,应用SCS流域水文模型对该市部分流域进行降雨－径流过程的模拟,分析了土地利用变化对流域降雨－径流关系的影响,结果表明,随着人类活动的加剧,土地利用的变化使径流量趋于增大;降雨强度越大,前期土壤湿润程度越大,土地利用变化对径流量的影响就越小,降雨－径流的空间分布随土地利用类型、土壤类型、前期土壤湿润程度而发生变化,CN值的高值区主要集中在城市用地和水体,低值区主要出现的林地、灌草地、果园等海拔相对较高的地区。     

汉江流域上游景观格局变化及水沙响应关系

为揭示汉江上游景观格局与生态过程之间的相互作用关系,在SWAT模型模拟结果的基础上,进行了景观格局指数分析。运用冗余分析及逐步回归方法,综合景观组成和景观配置,在子流域尺度上探讨了径流量及输沙量对流域景观格局变化的响应规律。结果表明：SWAT能准确模拟汉江上游流域的径流泥沙分布情况。流域内径流及泥沙分布不均,呈“南北高、东西低”的特征,其总量及分布情况受多种因素分布方式影响。流域内多年土地利用总体不变,但景观特征表现出斑块数减少、破碎化程度增加、景观分割度升高、聚集度下降和景观复杂度上升的趋势。冗余分析结果表明,从整体上来看,径流量及输沙量随地表覆盖度提高而减少。同时,景观的连通性、团聚性、破碎度及复杂度的提高都会促进径流量及输沙量的提高。其中,景观复杂程度(LSI)是影响水沙变化最重要的景观格局指数。因此,应避免人类活动对自然景观的破坏,合理规划景观配置,从而有效防止水土流失。     

基于CA-Markov模型的滇池流域土地利用变化动态模拟研究

以滇池流域为例,基于1990和1999年TM遥感影像解译数据,分析流域土地利用类型的动态变化程度,并基于马尔可夫模型定量分析土地利用转化的方向。采用GIS中多标准评价(MCE)方法,结合元胞自动机–马尔可夫(CA-Markov)模型,对2008年土地利用变化进行模拟和预测,预测结果与实际解译结果的Kappa系数达0.7338,表明预测结果可信。在此基础上,运用CA-Markov模型对2017和2026年的土地利用空间格局变化进行模拟,结果表明,该流域土地利用变化快,生态恢复和重建的压力很大。2008—2026年,耕地、林地、水域和未利用地面积将有所减少,草地和建设用地面积将迅速增加;与1990—2008年相比,草地、水域和未利用地的变化趋势相反,而耕地、林地和建设用地变化趋势相同。建设用地在原有基础上往外扩展,水域变化则较小。林地资源虽然有所减少,但仍然是流域主要的用地类型。建设用地扩张明显增加了滇池非点源污染的负荷。土地利用不合理是造成目前滇池水质退化的主要原因之一,并将加剧未来流域的水环境和水生态压力。因此,保有足够的人均耕地,降低施肥强度,提高土地利用水平,保留足够量的生态用地,节约集约利用建设用地,是降低该区域非点源污染潜力的重要措施。研究结果可为流域土地利用合理规划管理、生态恢复和经济发展政策的制定提供科学支持。