长江源区不同地表覆盖类型对河流径流输沙的影响

长江源区位于青藏高原腹地,河网水系发达,冰川、沼泽、湖泊密布。基于水文站实测资料和野外观测数据分析了长江源区河流径流输沙空间分布差异,讨论了流域地表覆盖类型对径流输沙的影响。研究结果表明,长江源区地表覆盖中53%为草地,43%为裸地,其余4%的地表主要为水体、湿地、冰川及常年积雪。长江源2017年的年平均径流模数呈现从南向北递减的规律,输沙模数则表现为沱沱河流域大于长江源全流域。现场观测显示,地表覆盖类型类似的相邻小流域,径流输沙模数非常接近;冰川和永久积雪面积占比大的流域,汛期径流和输沙模数大;流域内植被、裸地覆盖情况与产流产沙也有一定的相关性。     

淮河流域历史覆被变化及其对水文过程的影响

以淮河流域蚌埠集水区为研究区域,利用淮河流域1700、1800和2000年3种历史覆被情景,结合陆面水文耦合模型(CLHM)定量评价了流域土地利用/覆被变化的水文效应,并分析了流域径流与主要覆被类型变化方式的定量关系。结果表明:CLHM模型可以较好地模拟淮河流域的流量过程,在研究区具有较好地适用性;三期覆被情景下主要覆被类型变化为林地转变为耕地或草地以及草地转变为耕地,此种变化导致流域总蒸发量减少了6.5%,流域出口研究期平均径流量增加了6.1%;极端覆被情况下,年均蒸发量由多到少依次为林地、草地和耕地;林地对流域径流过程的影响主要体现在洪峰上,相对于耕地,林地具有削减洪峰的作用;通过分析覆被类型变化与流域多年平均径流的相关关系,林地转变为草地以及林地转变为耕地是近400年来影响淮河流域水文过程及水资源分配的主要覆被变化因子。因此,合理规划土地利用格局对流域水资源高效利用具有重要意义。     

黄河流域宁夏段径流对LUCC的响应研究

宁夏段黄河流域因降水量少、水土流失严重、工农业用水量持续增加等原因导致水资源日益紧张。为了充分合理调度水资源以缓解该区用水压力,研究利用SWAT模型对径流进行了模拟,采用确定性系数(R2)和Nash-Sutcliffe效率系数(Ens)评价了SWAT模型在宁夏黄河流域的适用性。模型构建后,通过改变土地利用和土地覆被类型,研究了水田、水浇地、旱地、有林地、灌木林地、草地6种土地利用方式的面积分别增加5%、10%、15%、20%和分别减少5%、10%、15%、20%的条件下径流的变化情况。结果表明:草地和灌木林地面积增加,径流量增大;水田、水浇地、旱地、有林地面积增加,径流量减小。     

辽东丘陵区不同土地利用类型的水土流失特征研究

以大石桥市东部丘陵区为案例,采用遥感和GIS方法对区域土地利用类型和水土流失强度进行空间叠加分析,得到土地利用类型与水土流失强度的关系矩阵,并量化了不同用地方式下水土流失强度。结果表明,土地利用类型影响着水土流失强度及其分布,不同地表覆被景观其水土流失强度依次为:水域林地、草地、园地旱地裸地。     

基于GIS的抚仙湖流域土地利用时空变化研究

高原湖泊是流域内生产生活的重要水源地,维系着当地经济社会的发展,对于调节气候和美化环境起着不可替代的重要作用。由于城镇化的推进和旅游产业的发展,湖泊流域空间格局发生变化,高原湖泊环境污染加剧。以云南省抚仙湖流域为研究对象,运用GIS空间分析技术和数理统计方法,基于2005～2015年3期遥感影像从土地利用幅度变化、土地利用转移类型和土地利用动态度3个方面分析了流域10 a来土地利用时空变化特征。结果表明:①抚仙湖流域土地利用类型以湖泊水面、有林地、旱地、水田和草地为主,水田、有林地和建设用地面积增长,旱地、草地和灌木林地面积减少,园地、湖泊水面和未利用地面积先增后减,水库坑塘先减后增;②土地利用转换类型以农用地向建设用地转移、耕地内部转移和耕地向林地转移3类为主;③不同时期不同地类不同区域的土地利用动态度存在较大差异,2010～2015年与2005～2010年相比,变化更为剧烈,其他建设用地动态度最高,湖泊水面动态度最低,动态度较高的区域分布于湖泊北岸以及西岸中部,而流域北部边缘、西部边缘的动态度较低。研究成果可为该流域生态环境的保护和土地资源的可持续利用提供理论参考。     

1980-2015年黄河流域土地利用变化特征与驱动力

采用1980-2015年共6期黄河流域土地利用数据,对全流域土地利用类型的面积与时空变化进行分析,利用动态度指标进一步研究流域土地利用的变化率;基于行政分区,采用转移矩阵对全流域及流域内各省(自治区)1980-2000、2001-2015年2个时期土地利用的转移类型和数量进行分析,探究了影响土地利用的主要驱动因子。结果表明:黄河流域的土地利用在数量和结构上都存在显著特征,草地、旱地、林地一直是该流域的主要土地利用类型,1980-2015年,旱地、草地、水域、未利用土地的面积减少率分别为1.60%、1.23%、6.66%、1.84%,水田、林地、城乡土地的面积增加率为8.22%、2.53%、44.32%;在单一土地利用类型方面,城乡用地的变化率较大,其余相对较小;黄河流域内发生土地利用转变的区域主要集中在中部和东部,中下游省(自治区)转变明显;气候变化、人口增加和人类经济发展等都是黄河流域土地利用变化的主要驱动因子。     

长江上游及清江流域土地覆被变化分析

随着长江上游电站及清江流域电站开工、投产发电,其控制的流域成为重要敏感性区域。利用国家基础地理信息中心于2014年研制的2000,2010 年两期30 m分辨率土地覆被数据产品GlobeLand30,对2000~2010年长江上游及清江流域土地覆被的空间分布格局、变化幅度、区域差异及主要土地覆被类型的变化原因进行了综合分析。研究发现,总体上2010年较2000年,长江上游及清江流域耕地、森林变化率较低,分别为-0.09%,0.31%;冰川及永久积雪、人造地表、湿地、水体变化率较高,分别为-7.25%,22.9%,10.60%,2.87%。分析结果客观反映了气候变暖、城市扩张、水电站建设等活动对流域的影响,可为长江上游及清江流域调查、生态评价提供依据。     

基于MODIS的积雪时空变化与CMADS气象因子相关性研究——以塔什库尔干河流域为例

积雪是塔什库尔干河流域宝贵的资源,了解流域融雪时空变化规律及其与气象、地形因素的相关关系具有重要意义。基于不同高程带、坡度和坡向的Arc GIS解译积雪覆盖数据和CMADS数据,采用方差分析和Pearson相关性分析等方法,研究不同高程带、坡度和坡向雪盖时空变化规律及其与气象因子的相关关系。结果表明:平均气温、太阳辐射和降水是影响塔什库尔干河流域积雪的主导气象因子,同时还受地形(高程、坡度、坡向)的限制;积雪覆盖率在各地形上存在明显季节差异性及月差异性,积雪覆盖率与气象因子相关度从高到低依次排序为:平均气温太阳辐射降水风速相对湿度,积雪覆盖率与前3个因素存在显著负相关关系,风速次之,与相对湿度的相关性最小。     

句容水库流域氮输移研究

将SWAT模型应用于苏南句容水库流域,模拟了流域内不同土地利用类型上植物吸收的氮,有机氮和硝态氮输出.结果表明:旱地、水田、林地上植物吸收的氮较大,有机氮输出量从大到小依次为旱地＞林地＞水田＞居民区＞水域＞建设用地,旱地和水田上随地表径流、壤中流、地下径流输出的硝态氮都较其它土地利用类型多,同时还分析了氮的年内输出规律,结果表明氮的输出都集中在降雨较大的月份.     

土地利用变化对径流影响的定量研究

为定量研究径流对土地利用变化的响应,以淮河上游潢川流域为例,分析不同时期土地利用空间转移规律,结合SWAT模型,通过选取典型子流域,定量分析流域土地利用变化对径流的影响。结果表明:在不同时期,研究区旱地面积变化较大,主要转化为水田与林地,草地、城镇用地及水域几乎没有变化;研究区土地利用方式的改变导致年径流深明显减小,原因是水田大面积增多能够促进水面蒸散发,同时林地的增多也滞缓了径流汇集速度,进一步增加了蒸发。     

基于面积转移矩阵的龙川江流域土地利用变化研究

长时期的土地利用变化研究有利于提高对土地利用和土地覆被变化动态过程的认识。基于1982年和2016年龙川江流域遥感影像及地理信息软件,将该流域土地利用类型主要分成9类,即暖温性针叶林、常绿阔叶林、人工林、暖温性石灰岩灌丛、干热河谷稀树灌木草丛、水田、旱地、水域和居民区。基于Arcmap10. 1软件的分类统计功能,从土地利用类型的面积变化、时空动态变化、动态度变化以及面积转移矩阵四个方面对研究区土地利用变化进行了分析。结果表明:研究区土地利用类型主要以暖温性针叶林、常绿阔叶林、暖温性石灰岩灌丛、干热河谷稀树灌木草丛为主。1982～2016年,暖温性针叶林、暖温性石灰岩灌丛以及旱地面积呈下降趋势,面积减少最多的是暖温性针叶林;常绿阔叶林、人工林、干热河谷稀树灌木草丛、水田、水域和居民区面积呈增加趋势,但是水域面积增加不多。动态度最大的是人工林,其变化幅度也是最大,面积大幅增加;干热河谷稀树灌木草丛和水域的动态度最小,其增幅也不大。研究成果对该流域水土保持工作的开展具有一定参考价值。     

岷江上游土地利用变化下的生态系统敏感性研究

为研究岷江上游土地利用变化对生态系统敏感性的影响,首先利用土地利用动态度分析了青藏高原东缘岷江上游近11 a来的土地利用变化趋势;其次基于生态系统服务价值当量测算了研究区的生态系统服务价值,并借助生态系统传统敏感性系数对测算结果进行检验;最后利用交叉敏感性系数定量评估了土地利用变化对生态系统服务价值的影响程度及方向。结果表明:(1)2000~2005年研究区的土地利用变化主要是耕地转为森林、灌丛和草地,生态系统服务价值增加约0.46亿元;2005~2010年的土地利用变化主要是森林、耕地转为灌从、草地和荒漠,生态系统服务价值减少约0.57亿元。(2)研究期内森林的生态系统服务价值最高,其次是灌丛和草地;各生态系统服务功能类型中气候调节和水文调节的生态系统服务价值最高,食物生产和维持养分循环的生态系统服务价值最低。(3)研究期内岷江上游生态系统传统敏感性系数均小于1,大小依次为:C_(森林)C_(灌丛)C_(草地)C_(水域)C_(耕地)C_(荒漠)C_(裸地)。(4)导致岷江上游生态系统交叉敏感性最高的土地利用变化是森林和水域、草地和水域的相互转换,交叉敏感性系数均大于1,大部分土地利用转换的生态意义并不明显,但水域和其他地类相互转换的生态意义略有上升。研究结论有望为岷江上游土地利用宏观调控及生态系统综合管理提供一定科学依据。     

基于MOD16的东江流域地表蒸散发时空特征分析

流域内蒸散特征及其变化原因对于保持能量平衡和水循环有关键作用。基于MOD16遥感数据集,分析东江流域地表蒸散发年际和年内的时空分布规律以及不同土地覆被类型的地表蒸散发时空特征。结果表明:①东江流域蒸散值(ET)整体呈中游>下游>上游的态势,而潜在蒸散发值(PET)呈下游>中游>上游的趋势。②10 a中,ET值波动较小,而PET值则相对波动较大,二者在2014年后均有增加趋势。③年内各月ET呈单峰型,ET值较高的月份集中在5—10月,最高月份在9月,ET值较低的月份集中在12月—次年2月,最低月份为2月;其次,流域内四季的ET均值表现为秋季>夏季>春季>冬季。④不同土地利用类型下,年尺度上,ET表现为裸地>耕地>城市用地>草地>林地;PET表现为城市用地>耕地>草地>林地>裸地;月尺度上,ET与年尺度基本一致,且冬季ET变异系数较高,夏季较低;在林地,四季ET的变异系数均较低,离散程度小。研究结果为预防东江流域的旱涝灾害提供理论依据。     

基于Landsat遥感影像解译的神农架林区 近30年土地覆盖动态变化

利用神农架林区1987年、2000年、2013年Landsat卫星遥感影像,结合地面调查信息,运用ERDAS软件分别解译出这3个时期地表覆盖类型,同时对比3个时期地表覆盖类型的变化,统计分析出3个时期神农架林区森林变化面积和来源。结果显示1987—2000年森林面积增长缓慢,净增长了14.70 km²,变化主要来自灌丛和草地的转化;2000—2013年期间森林面积增长迅速,净增长了207.49 km²,变化主要来自灌丛、草地和农田的转化。运用遥感技术连续、宏观、动态地监测神农架林区地表覆盖变化,不仅丰富了神农架林区的本底资料,同时也为生态环境监测与生物多样性保护提供了重要的数据。     

嘉陵江流域土地利用/覆被变化特征及其驱动力分析

在GIS技术平台上,通过建立指数模型,对嘉陵江流域1980,1995和2000年3个时期的土地利用/覆被时空变化特征进行了定量研究,并进一步分析了嘉陵江流域土地利用/覆被变化的驱动因素。结果表明:研究区土地利用类型以耕地、林地和草地为主,这3种植被类型之间的相互转化是流域土地利用/覆被变化的主要方式。自1980—2000年,耕地和林地面积先减少后略有增加,草地先增加后减少,建设用地逐年增加,其他地类变化不明显。分析表明,嘉陵江流域土地利用/覆被变化的驱动力主要为自然因素、经济因素、人口因素及宏观政策和工程建设,各因素之间相互影响和制约,共同影响流域土地利用格局的变化。     

辽西沙化地区主要植被类型土壤抗剪强度研究

选取辽河流域辽西沙化地区受风水侵蚀的5种不同植被类型与裸地作为研究对象,分析不同植被类型对土壤抗剪强度的影响。结果表明:5种植被类型和裸地土壤抗剪强度由大到小依次为乔灌混栽林、灌木林、草地、乔木林、裸地、农田。乔灌混栽林较灌木林土壤抗剪强度提高了6%,较裸地土壤抗剪强度提高了29.31%。由于频繁耕作等原因,农田土壤抗剪强度较乔灌混栽林降低了31.6%,较草地土壤抗剪强度降低了26.03%。乔灌混栽林土壤抗剪强度最高,是土壤有机质、植物根系和土壤团聚体共同作用的结果。     

西江下游流域水质与不同空间尺度土地利用的响应关系

基于西江下游流域2005—2017年11个监测断面水质数据和2005年、2010年、2018年遥感影像数据,通过不同空间尺度和土地利用类型的划分,利用Spearman秩相关系数法、冗余分析等方法分析了不同空间尺度下土地利用结构对西江下游流域水质的影响。结果表明:2005—2017年西江干流、贺江及罗定江水质较为优良,新兴江、南山河水质恶化明显,西江干流汛期总磷浓度明显高于非汛期;流域尺度下,河流水质指标与城镇用地呈显著正相关关系,与水体呈显著负相关关系;河岸缓冲区尺度下,河流水质指标与林地、水体呈负相关关系,城镇用地对河流中COD解释度较高,800 m缓冲区城镇用地对氨氮和总磷解释度最高,河流水质指标与旱地相关性在缓冲区达到 1 500 m后显著上升,800 m缓冲区内水田坑塘对河流水质指标影响较大。建议对西江下游流域河岸800 m宽度范围内城镇用地、水田坑塘以及1 500 m缓冲区外旱地加强污染管控。     

1980～2015年长江流域土地利用变化分析

基于长江流域1980,1990,1995,2000,2005,2010,2015年7期土地利用数据,通过土地利用转移矩阵以及多种指标,分析了1980~2015年间长江流域土地利用的时空变化过程。研究表明：近35 a来耕地和草地呈下降趋势,而林地、水域和城乡用地面积明显增加,未利用地总体呈下降趋势;随着时间的推移,各地类的变化形式由以交换变化量为主导转变为以净变化量为主导,说明各地类逐渐倾向于在原有空间位置发生面积变化,而不是在流域内发生空间位置转移;长江流域土地利用综合动态度从大到小排列依次是1990~1995年、1980~1990年、2005~2010年、1995~2000年、2000~2005年、2010~2015年。1980~1990年和1990~1995年这两个时期的综合土地利用综合动态度明显大于其他各时期,即这两个时期长江流域土地利用变化程度最为剧烈。     

不同土地利用类型降雨径流氮磷特征分析——以赣江下游地区为例

为研究赣江下游不同土地利用类型条件下农业面源污染的特征,分析了自然降雨条件下,不同土地利用类型（林地、蔬菜地、水田）的产流规律和降雨径流中氮、磷分布特点。结果表明,不同土地利用类型间地表径流产生量存在明显的差异,其大小依次为林地、蔬菜地、水田;降雨径流中氮、磷的浓度在降雨初期较高,短暂升高后,开始出现显著下降趋势,具有明显的初期冲刷效应;蔬菜地降雨径流中氮、磷浓度最高,其次为水田,而林地最低。研究结果可为防治赣江下游不同土地利用类型降雨径流中氮、磷流失提供参考依据。