流域土地利用变化对径流的影响

美国农业部开发的SCS水文模型可以定量反映土地利用/土地覆被变化对径流的影响,是应用较广的模型之一。在GIS支持下,以1965年西双版纳地形图及1988、2003年两期Landsat TM/ETM卫星影像获取的土地利用数据及实地土壤调查资料确定模型参数(CN值),通过分析CN值的变化来反映土地利用变化对径流的影响。研究结果表明,从1965~2003年,土地利用变化使流域径流系数增大,其中旱地、水田、有林地和草地的变化对流域径流的影响较大;人类活动逐渐向水文土壤条件较差的区域扩张,这种土地利用变化趋势使流域CN值增大,下垫面产流能力增强;人类活动干扰程度大的土地利用类型面积增加,这些土地利用方式对流域径流的影响越来越大。流域水田和水域面积减少,对流域径流的调节能力下降,势必影响到流域的水文循环。     

清港河流域土地利用变化对径流的影响

土地利用的变化对径流产生具有重要影响,以长江上游清港河流域为研究对象,应用SWAT分布式水文模型,结合1987年和2000年的土地利用影像资料,以及清港河流域1969—1987年的气候、水文资料,分析土地利用/覆被变化对清港河流域径流的影响。结果表明：2000年土地利用模式较1987年的土地利用模式减少了年径流量,使月径流分配上更为合理,减少了降雨量较大的6—9月丰水期的产流量,增加了10月至翌年5月枯水期的产流量;2种土地利用模式下的年产流量的差值与年降雨量的关系并不密切,而平均月产流量的差值,随着降雨量的增大而增大。说明2000年土地利用模式更有利于清港河流域生态环境的保护。     

山东半岛典型流域土地利用变化对径流的影响分析

采用3S技术，根据1：250000地形图生成DEM，确定出大沽夹河流域的边界，以烟台市1986年、1992年和2000的ETM影像为基础信息源，分析了1986-1992年和1992～2000年两个时期的土地利用变化，建立了两个时期的径流量与降雨量的回归方程。研究结果表明，1986-1992年间，果园和居民地分别增加了14286．99hm^2和5363．63hm^2，仅农村居民地与城镇分别增加了100％和138．10％。其中，由农田转化为果园的面积最大，为10754．35hm^2，占果园增加量的75．27％，而居民地主要由果园和农田转化而来，其中842．40hm^2是由果园转化而来，4093．14hm^2是由农田转化而来，分别占居民地增加量的15．71％和76．31％；与此同时，农田和有林地的面积却分别减少了14108．46hm^2和9383．13hm^2，分别主要转化为果园、有林地和农田，仅水浇地就比1986年减少了23％。1992-2000年间，果园的增幅比1986-1992年间增大，居民的增幅降低，有林地的减幅却比1986～1992年间明显增大，减少了25．54％。两个时期的径流量与降雨量分别呈线性回归关系和对数回归关系，1986-1992年这一时期的土地利用变化对径流的影响与降雨量的变化是同向的，而1992-2000年期间土地利用变化对水的需求降低，有利于径流量的增加。     

修河中上游流域土地利用变化对径流的影响

[目的]土地利用的变化对流域水文过程产生了重要的影响,研究土地利用变化下的水文响应已成为水文学科研究的一个热点。[方法]以修河中上游流域作为主要研究区域,分析了35年来修河中上游流域各种土地利用类型的变化特征,并利用1987—2000年水文气象数据资料,构建了SWAT模型,通过设置1980年、1990年、2005年和2015年4种土地利用情景,定量分析了修河中上游流域土地利用变化对径流的影响。[结果]SWAT模型在研究区具有较好的适用性。1980—2015年,修河中上游流域主要用地类型为林地、耕地和草地,三者面积之和占流域的98%。其中高利用城市用地和耕地对径流的影响系数是正值,说明高利用城市用地和耕地对径流起促进作用;林地、草地对径流的影响系数均表现为负值,说明林地和草地对径流有抑制作用,且草地的抑制作用更加显著。此外,林地和草地在丰水季会减少径流,在枯水季却会增加径流,有类似海绵的作用。[结论]模拟研究土地利用变化对修河中上游流域径流的影响在合理规划水土资源、改善生态环境方面具有十分重要的现实意义。     

流沙河流域土地利用变化研究

流域土地利用/土地覆被变化是区域土地利用变化研究的重要内容。通过数字化1965年的地形图和对1976年、1988年、2003年三期L andsatM SS/TM/ETM卫星影像的解译得到西双版纳流沙河流域土地利用信息,进而在A rc G IS的支持下,采用土地利用转移矩阵和几种景观指数,结合该区域民族分布和传统习俗对流域土地利用变化进行分析。结果表明:流域的自然条件决定了土地利用的空间分布格局,但民族传统习俗的影响也很大:靠近坝区的山区居民以傣族为主,人口密度较大,森林覆盖率却较高;距离坝区较远的山区,主要是山地民族,人口密度小,但森林覆盖率也小,民族因素对森林以及其他土地利用类型的影响要大于人口因素。政策对土地利用的时间变化影响较大,从1965~2003年,流域的土地利用/土地覆被发生了很大变化,1965年、1976年、1988年和2003年4年中流域的主要土地利用类型都是有林地,但有林地面积在减少,受人类活动影响较大的土地利用类型面积在增加,人类活动对土地利用的干扰增强,土地开发利用强度有增大的趋势。     

抚仙湖流域土地利用变化及其生态系统生产总值影响

为了研究抚仙湖流域土地利用变化对其生态系统生产总值产生的影响。基于2005年、2010年、2015年抚仙湖流域3期遥感影像数据,采用ArcGIS技术,生态价值评估方法,分析了2005年、2010年、2015年抚仙湖流域土地利用变化对生态系统生产总值时空变化的影响。结果表明:(1)近10年流域土地利用结构以水域、耕地和林地为主。建设用地和林地面积呈持续增加的趋势,耕地、草地持续减少,水域面积基本保持不变,耕地向建设用地和林地转移;(2)时间上,土地利用变化使抚仙湖流域生态系统生产总值呈逐年上升趋势。2005年、2010年、2015年生态系统生产总值分别为193 252.63万元、283 174.04万元和513 769.28万元。空间上,近10年单位面积生态系统生产总值在空间上由湖泊向外围区域逐渐增加,湖泊北部、南部供给服务价值增加最多,右所镇北部、湖泊西部、路居镇南部调节服务价值增加较为明显,而文化服务价值沿湖泊周边逐渐增加;(3)流域生态系统生产总值以生态系统供给服务价值为主,分别占生态系统生产总值的47.61%,55.22%,53.55%,调节服务价值分别占生态系统生产总值的33.49%,21.76%,12.24%,而文化服务价值最少,分别占生态系统生产总值的18.90%,23.02%,34.21%。其中,生态系统供给服务价值以2005年和2010年的贡献最大,到2015年逐渐减少。生态系统的调节服务价值则逐渐降低。生态系统的文化服务价值比例较小,但逐年增加;(4)从不同的生态系统类型来看,各价值增量体现为林地耕地草地水域建设用地,其中林地、耕地的价值增量最大,而草地、水域、建设用地价值增量较少。     

西藏尼洋河流域土地利用变化对生态敏感性的影响

[目的]以西藏尼洋河流域作为高原生态脆弱区的典型代表,对流域1995—2020年土地利用变化影响下的生态敏感性进行探索分析,为该流域土地利用规划和生态环境保护提供理论依据。[方法]通过计算流域土地利用强度指数和生态系统服务价值,构建土地利用变化下的生态敏感性指数,基于土地利用强度指数和生态系统服务价值在各子流域内的时空变化,利用GIS空间分析技术获得尼洋河流域生态敏感性空间分布状况。[结果] 1995—2020年尼洋河流域林地和建筑用地面积呈增加的趋势,而未利用地和水域面积呈下降趋势;土地利用强度指数由1.725 5上升到1.725 9,土地利用生态系统服务价值减少了约3 000万元。土地利用强度指数上升的区域分布在下游流域;流域生态敏感性指数由0.3增加到9.4,流域中、高敏感区主要分布在中下游流域,且高敏感区面积呈扩增趋势。[结论]流域内区域生态敏感性变化由土地利用类型间的转移流动的方向所决定。总体而言,近25 a来流域生态敏感性对生态系统中土地利用变化的响应较为明显,中下游区域生态敏感性呈恶化的趋势。     

新疆艾比湖流域土地利用变化对生态系统服务价值的影响

在对流域可持续发展评估的研究中,生态系统服务价值的时空评估具有重要意义。以新疆艾比湖流域为研究区,基于1996-2016年的3期遥感影像和社会统计数据,对艾比湖流域土地利用和生态系统服务价值时空动态变化进行分析,并借鉴生态服务价值当量估算法定量探讨生态系统服务价值的变化特征,采用多元回归模型对流域土地利用和生态系统服务价值变化的驱动力进行分析。结果表明:1)1996-2016年,艾比湖流域耕地和建设用地面积变化最大,其占比分别从1996年的8.47%和0.42%,增加到2016年的15.28%和2.07%;林地、草地、湿地和水域的较少,但幅度较剧烈。2)近21a来,研究区生态系统服务价值总量呈持续减少的趋势,共减少了约85.863×108元,耕地、建设用地、盐碱地和沙地等土地利用类型的生态系统服务价值(ecosystem service value, ESV)值呈增加趋势;林地、草地、水域、湿地和未利用地等类型均呈减少趋势。3)空间上,21a间艾比湖流域ESV较高区面积逐渐减少,ESV较低区域面积逐渐增加,ESV中等区域呈现先减小后增大。4)回归分析表明影响艾比湖流域ESV变化的主要驱动因素是综合城镇化率、人口密度、气温和降水等指标,在未来的经济发展中,艾比湖流域要合理优化调整土地利用格局,保证生态系统的稳定-协调发展,实现经济-社会-生态的可持续发展。     

延河流域土地利用变化对其生态服务价值的影响

土地利用变化明显影响流域生态系统服务价值.本文在谢高地等制定的中国陆地生态系统服务价值当量表的基础上,结合延河流域土地利用变化情况和生态系统服务特征,完善了延河流域生态系统服务价值估算表,并以延河流域1990年、2000年和2006年土地利用数据为基础,估算了各年度的生态服务价值.分析表明:在16a间,延河流域生态服务价值总体有所提高,2006年比1990年生态服务价值增加了5.72亿元.敏感性分析表明流域内生态服务价值对生态服务价值指数是缺乏弹性的,研究结果是可信的.     

新疆伊犁河流域土地利用变化及其对生态系统服务价值的影响

在利用Landsat—TM影像数据得到伊犁河流域土地利用变化数据的基础上,采用景观生态学优势度和Costanza等人对全球生态系统服务价值的测算方法,评估了伊犁河流域土地利用变化引起的生态环境质量变化。研究结果表明：伊犁河流域内分布最多的是草地,草地是景观基质,广泛分布于流域内各种地貌类型;与1990年相比,2000年研究区水体、未利用地和林地面积减少,而城镇用地、耕地和草地面积增加,对生态环境有负面影响的耕地、未利用地和城镇用地的总优势度从33．4％增长至38．3％,负面影响有加重的趋势;总体上看,土地利用变化损害了伊犁河流域生态系统的生态服务功能,生态系统服务价值损失了4．4％,说明伊犁河流域的生态环境质量低,而且有恶化的趋势。     

中尺度流域土地利用变化对土壤侵蚀的影响——以孤山川流域为例

[目的]探究中尺度孤山川流域土地利用/覆盖变化对土壤侵蚀的影响,为认识理解黄河泥沙变化,完善土壤侵蚀模型提供理论支持。[方法]根据TM影像及中国土壤流失方程(CSLE)获取流域土地利用/覆盖数据与表征土壤侵蚀的植被作用因子,通过土地利用变化转移矩阵,重点分析流域土地利用/覆盖变化引起的植被作用因子的变化。[结果]1975—1997年间,孤山川流域植被作用因子随着草地减少,耕地增加和植被覆盖度降低而增大,而在1997—2012年间,流域植被作用因子随着草地增加,耕地减少和植被覆盖度升高而增大。[结论]林地和草地是重要的林草措施,因此增加林草种植面积,对于减少土壤侵蚀具有重要意义。     

基于SWAT模型的丹江流域土地利用变化对径流影响研究

为定量分析土地利用类型变化对径流的影响,基于SWAT模型,通过分析丹江流域近20年来的土地利用变化,并设置3种不同土地利用情景模式,探究了土地利用类型对流域径流的影响作用。结果表明:SWAT模型率定期和验证期的决定性系数R²和纳什效率系数NS分别为0.8,0.73和0.86,0.78,适用于丹江流域径流模拟。2000—2020年,丹江流域土地利用变化引起的径流变化为-0.18%; 情景1中,把林地、草地全变为耕地的情况下,模拟的年均径流变化率为61.65%,情景2中,把耕地和草地全转换为林地的情况下,模拟的年均径流变化率为-12.69%,情景3中,把耕地和林地全转换为草地的情况下,模拟的年均径流变化率为24.24%。耕地对径流深度的影响系数为0.26 mm/hm²,林地对径流深度的影响系数为-13.35 mm/hm²,草地对径流深的影响系数为-0.01 mm/hm²。由此得出,耕地对产流起促进作用,草地和林地对产流起抑制作用。为维护丹江流域生态环境,增强丹江流域径流供给,应科学开发耕地资源。     

土地利用变化对干旱区典型流域生态系统服务价值的影响

运用遥感和GIS技术以及谢高地等人提出的生态系统服务价值系数.分析了近30年来玛纳斯河流域土地利用变化对生态系统服务价值的影响.结果表明,1976-2002年问玛纳斯河流域土地利用变化显著,以未利用地大量减少和建设用地持续增加为特点,所产生的环境响应是积极的,生态系统服务年度总价值在波动中提高,由1976年的103.57×10~8元增长到2002年的132.85×10~8元,各单项服务价值总体呈增加趋势,流域生态环境状况向良性发展.     

渠江流域基流变化及气象关联性分析

河川径流是水资源的重要存在形式,基流是径流的重要组成部分,研究基流变化及影响因素对于掌握流域水资源变化具有重要的意义。采用渠江流域2007—2018年日流量资料,对9种不同基流分割方法的适用性及基流变化特征进行分析。结果表明:(1)不同方法差异较大,时间步长法和滑动最小值法分割结果偏高,F4滤波法方差与变异系数分别为0.038和0.138,说明该方法分割更加稳定且离散程度较低,在渠江流域适用性最好;(2)流域多年平均基流指数31.5%,年内存在伏汛与秋汛双汛期,多年平均月降水、径流和基流变化趋势存在一致性,而且流域径流、基流峰现时间相对于降水存在滞后性;(3)采用小波相干分析,表明流域降水和基流序列均存在10~14个月的变化周期且同向变化,时频上基流滞后于降水序列,同时基流对气候变化的响应具有时滞性,当基流相对于同期气候指数滞后8~10个月时二者的相关程度显著提升。研究成果有助于提升对渠江流域基流变化的认识,为流域水资源管理与调控提供一定的科学依据。     

滇池流域土地利用动态变化及对流域水环境的影响分析

以滇池流域为研究对象,以1974年、1988年、1998年、2008年四个时期的TM遥感影像为数据基础,结合图像处理、地理信息系统及计量软件,应用马尔柯夫模型对研究区土地利用动态变化及变化趋势进行了分析,同时研究了该区域土地利用变化对水环境的影响。结果表明:①滇池流域近30a来土地利用状况发生了明显的变化,其中耕地、建设用地和其它地类的变化幅度较大,水域和林地变化不明显。②马尔柯夫链预测结果表明:2015—2030年研究区内建设用地面积进一步增加,林地、水域和其它地类进一步减少,但减少的幅度在逐渐变小,耕地面积也继续减少。③滇池流域的水质明显受到土地利用类型及利用变化情况的影响:在5%显著性水平下TP和BOD与土地利用类型之间存在相关关系,建设用地对总氮量的弹性为15.31,耕地对总氮量弹性为10.47,牧草地对总氮量弹性为-156.74。建设用地对BOD的影响为543.79,耕地对BOD影响为-272.49,林地对BOD影响为160.88;在20%显著性水平下COD与土地利用类型之间存在相关关系,建设用地、耕地和湿地对COD的弹性分别为173.88,-100.75,-4 920.59。④马尔柯夫链预测结果表明,随着年份的增长,水质污染状况指标呈现持续恶化的趋势。     

海河上游清水河流域土地利用变化特征

[目的]海河上游清水河流域处于半湿润向半干旱过渡的生态环境脆弱区,研究该地区土地利用时空变化规律,旨在为当地生态环境建设提供一定的决策依据。[方法]基于清水河流域1990—2018年4期Landsat遥感影像解译的土地利用数据,在优选的最佳空间尺度下通过Logistic-CA-Markov模型对清水河流域土地利用变化进行分析和预测。[结果]①近30 a来清水河流域土地结构主要以耕地、林地、草地为主,三者面积之和比例超过总量的96%;其中,建设用地面积持续增加且变化程度最剧烈。②通过对受试者工作特征(ROC)曲线进行拟合优度评价,在100 m×100 m空间尺度下,各个地类ROC值达到最优水平。③2018—2027年间,草地和水域面积预计分别减少42.44,5.43 km~2,耕地、林地和建设用地面积分别增加16.51,16.89,14.67 km~2。[结论]①100 m×100 m是针对具有典型小流域特征的清水河流域进行预测模拟研究的最合适尺度;②因2022冬奥会的筹备促使建设用地的开发力度加大将成为未来清水河流域土地格局变化的主要因素。     

小江流域土地利用变化及其趋势分析

运用遥感和地理信息系统技术，提取了小江流域1987，1995年和2000年土地利用空间数据，分析了1987～2000年间小江流域土地利用类型变化的幅度、速度以及类型之间相互转移，并应用马尔柯夫概率模型对小江流域2015年土地利用格局进行了预测。结果表明：13年来小江流域耕地、林地以及城乡工矿用地面积均显著增加，其中耕地增加最为显著，由1987年的345．1km^2增加到2000年的398．7km^2。小江流域土地利用变化速度很快，年均变化速度达0．49％；对单一土地利用类型来说，城乡工矿用地的年均变化速度最大，年变化率达3．52％，其次为耕地和水域。增加的耕地主要来自草地、林地和水域；林地中除部分转化为耕地外，由12．64％的林地退化成草地；草地和未利用地基本保持不变。到2015年，小江流域耕地、林地、水域和城乡工矿用地面积和比例将会增加，草地和未利用地面积和比例将会下降。     

漓江流域土地利用变化分析及预测

以1993年、1999年、2006年和2010年四期Landsat遥感数据为基础,应用混合分类法对研究区主要景观类型进行分类,并通过土地利用转移矩阵及四种常用景观指数分析了漓江流域近20 a来的土地利用变化特征。针对研究区近20 a的土地利用变化情况,应用CLUE-S预测模型对漓江流域2020年的土地利用变化情况进行预测。结果表明:漓江流域土地利用在近20 a间发生了较大变化,具有重要生态功能的林地面积退化明显,建设用地与耕地所占比重不断增加。通过对四期TM数据进行景观分析,发现研究区内景观优势度减小,破碎度增加,由此认为研究区内生态环境正在逐步退化,这主要与漓江流域水源林地遭到不断砍伐以及人类经济活动有关。基于历史土地利用数据用CLUE-S模型对漓江流域2020年土地利用格局进行模拟,发现林地面积继续减少,建设用地面积持续增加。该模拟结果可为漓江流域经济发展、土地规划及生态保护提供参考依据。     

额尔齐斯河流域土地利用变化对生态系统服务价值损益时空演变的影响

[目的] 评估土地利用变化与生态系统服务价值损益之间的关联效应,为制定适宜的土地干预政策提供科学依据。[方法] 基于5期额尔齐斯河流域土地利用数据以及CLUE-S模型,量化土地利用变化下流域生态系统服务价值损益时空演变规律。[结果] ①2000—2018年额尔齐斯河流域草地和林地持续地转化为其他土地,耕地面积大幅度增长;到2030年,流域耕地面积的比例将上升4.92%(1 502.48 km²上升到4 070 km²),而林地呈现快速下降趋势,所占比例将下降7.18%(由7 547.26 km²减少到5 424.36 km²)。②额尔齐斯河流域生态系统服务价值由2000年的518.16亿元增长到2018年的1 832.44亿元,到2030年,生态系统服务价值处于波动下降趋势(2030年为1 777.86亿元); ③林地和草地被耕地所占用,导致额尔齐斯河流域生态系统服务价值损失预计达到108.80亿元,依次为：草地转换损失(34.39亿元)>林地转换损失(28.49亿元)>水域转换损失(18.31亿元)。④额尔齐斯河流域生态系统服务价值损益空间分布呈现“北高南低”的发展格局,价值损益在全局和局部上均呈现显著的正向空间自相关。[结论] 人为因素导致大量生态用地被占用,生态系统服务价值下降且损益空间异质性显著,需要进一步采取有效的生态保护与补偿政策推动农牧户生计转型,减小对自然环境的依赖性。     

晋江西溪流域土地利用变化的输沙响应

[目的]对晋江西溪流域不同子流域的产沙情况进行模拟与分析,并模拟单一土地利用类型对输沙量的影响,为晋江流域水资源质量改善提供科学支撑。[方法]构建流域月产沙的HSPF(hydrological simulation program in fortran)模型,分析实际情况下的产沙情况,模拟园地、耕地和林地3种不同极端土地利用情景对流域输沙量的影响。[结果]①月泥沙的相关系数(R~2)、Nash-Suttcliffe效率系数(Ens)、相对误差(R_e)在率定期分别为0.849,0.789和-5.720%,在验证期分别为0.836,0.837和10.790%,模型具有较高的精度;②年平均产沙量较高的地区主要分布在园地和耕地比例相对较高区域;③从年尺度上看,园地、耕地和林地情景的输沙量与基期相比变化情况分别为23.56%,20.39%和-17.42%。从月尺度上看,所有情景在丰水期的输沙量都大于枯水期,其中5月和7月3种土地利用情景的输沙量表现为:耕地园地林地,6月和8月3种土地利用情景的输沙量表现为:园地耕地林地;④山地茶果园不合理开发和坡耕地比重较大且没有采取合适的水土保持措施是园地和耕地情景年输沙量上升的主要原因,林地遭受破坏且林种结构不合理是林地情景降低输沙量有限的主要原因。[结论] HSPF模型在流域输沙量模拟中具有较高精度;研究区园地和耕地导致输沙量上升,林地可降低输沙量但降低幅度有限。