基于土地利用的厦门市生态水文调节服务评估

生态系统具有重要的水文调节服务,通过对降水截留、过滤、吸收等手段,能够起到削峰补枯、缓和地表径流、增加地下径流的作用.以厦门市为研究对象,采用SWAT（soil and water assessment tool）水文模型评估了2015年厦门市生态系统水文调节服务;以土地利用为驱动变量,对2010年厦门市生态水文调节服务进行了评估,分析近年来厦门市加快城市绿化和海绵城市建设背景下土地利用变化对厦门市生态水文调节服务的影响.结果表明:2015年厦门市生态水文调节量为5.43×108 m3,时空差异较为明显.从各辖区来看,位于北部山区的同安区调节量（2.91×108 m3）最高,单位面积生态水文调节量（44.61×104 m3/km2）亦最高;建成区内的湖里区调节量和单位面积调节量均最低.从年内分布来看,5—9月生态水文调节量占全年的84.96%,生态系统有效减缓了径流输出,起到削峰的作用;10—11月,生态系统通过拦蓄降水,将其转换为土壤水和地下径流,使得该时期的实际径流大于潜在径流,起到补充枯期径流的作用.在相同气象条件下,2010年和2015年厦门市生态水文调节能力的空间分布整体一致,相比于2010年,2015年厦门市生态水文调节能力有明显提高,各辖区调节量和单位面积调节量均有所增加.研究显示,厦门市生态水文调节服务受气象条件和土地利用的共同作用,降水量越大,生态水文调节量越大,并且北部高植被覆盖区的生态水文调节能力高于南部建成区.      

黄河流域分布式水文模型开发和验证

研究目的是开发和验证大流域分布式水文模型,为黄河流域水资源评价和演化规律分析服务。在综合了分布式水文模型和陆面过程模型各自优点的基础上,开发出模拟对象为“天然-人工”二元水循环系统的WEP-L模型。该模型以“子流域内等高带”为计算单元,并用“马赛克”法考虑计算单元内土地覆被的多样性,避免了采用过粗网格单元产生的模拟失真问题。针对各水循环要素过程时间尺度不同的特点,计算时采用了1h至1d的“变时间步长”,既合理表述了水循环动力学机制又提高了计算效率。将全黄河流域划分为具有空间拓扑关系的8485个子流域和38720个等高带,采用45年(1956～2000年)水文气象系列数据及相应下垫面条件进行了模拟计算,并根据黄河流域主要水文站逐月和逐日径流系列进行了模型校验。验证结果表明,所构建的模型具有较高模拟精度,可应用于黄河流域二元水循环过程模拟和水资源演变规律分析。     

基于DEM的分布式水文模型研究综述

基于DEM的分布式水文模型是数字化时代水文模型发展的主要方向。论文回顾了分布式水文模型30年的发展历史,对国内外分布式水文模型的研究状况做了简要评述。归纳出基于DEM的分布式水文模型的主要特点。在分布式水文模型的构建中,水文单元的划分是一个十分关键的环节,论文重点探讨了3种基于DEM常用的流域离散化方法。在模型结构方面,提出了一个典型的分布式水文模型框架,包括分布式输入模块,单元水文模型和河网汇流模型。在模型参数方面,提出了3种分布式水文模型参数的确定方法。最后,对分布式水文模型存在的几个典型问题进行了分析和讨论     

基于分布式水文模型的三峡库区污染负荷对气候变化的响应研究

在建立的耦合了污染负荷模拟模块的三峡水库分布式水文模型的基础上,结合多个全球气候模式的集合平均模拟结果,采用统计降尺度模型SDSM将全球气候模式和分布式水文模型耦合,评估了未来气候变化对三峡库区污染负荷的影响,考虑到研究中存在的不确定性,采用假设情景法,分析了三峡库区污染负荷对不同降水量变化的响应情况.结果表明,库区总氮和总磷负荷均与降水量成正相关,在降水量增加量相同的情况下,总氮负荷变化比总磷更剧烈,而在降水量减少量相同的情况下,总磷负荷变化比总氮更剧烈.另外,降水变化主要对三峡库区4—8月的污染负荷量有较大影响.     

基于InVEST模型的白龙江流域水源供给服务时空分异

甘肃白龙江流域是我国嘉陵江上游水资源重要的补给地之一,对其开展流域生态系统水源供给服务功能空间定量评估研究,有利于水源区保护规划的制定和生态补偿机制的建立。论文基于研究区土地利用数据、气象、土壤和野外观测数据等,应用InVEST模型水源供给模块估算白龙江流域生态系统的水源供给量,并定量分析流域水源供给服务的空间分布特征及不同地形因子的影响。结果表明：白龙江流域生态系统水源平均供给量约在388 mm左右,且存在一定的空间异质性;中部干热河谷区域水源供给量相对较小,东南部山地林区降雨量大,水源供给量较高,林地（如云冷杉类、针叶林类等）和农田水源供给量较高。流域内水源供给量随海拔高度和坡度的增加呈现先增加后减小的趋势,其高值区主要分布在1 500~3 500 m和15°~40°区段;阴坡区域水源供给量大于阳坡区域。     

温州海域生态系统的调节服务价值评估

选择气候调节、空气质量调节、水质净化调节和干扰调节4个服务指标,采用替代市场价格法和替代成本法对温州海域生态系统提供的调节服务价值进行了评估。结果表明,2009年温州海域调节服务价值达48.11亿元,其中以空气质量调节服务价值为主(70.38%),其次是气候调节(18.19%)和水质净化服务价值(11.37%),干扰调节服务价值所占比例最低(0.06%)。从提供调节服务的来源来看,浮游植物提供的调节服务价值最高为47.83亿元,占总价值的99.42%;养殖生物提供的调节服务价值为2 512万元,占总价值的0.52%;互花米草提供的调节服务价值为295万元,约占总价值的0.06%。温州海域生态系统调节服务价值的分布与海域生态环境特征及海域使用现状密切相关,存在高度的空间变化,分布密度平均为5 473元/hm2,总体分布为从近岸向外海呈明显升高趋势,最低值出现在温州湾(瓯江口、飞云江口、鳌江口)-5 m等深线内海域,最高值出现在南麂列岛附近海域。     

云南省森林涵养水源核算模型探讨

本文在经济控制论的基础上，收集2000-2009年云南省森林资源面积、降水量、蒸发散量的数据，采用区域水量平衡法和统计回归的方法建立了森林涵养水源的模型，并研究了云南森林涵养水源的变化趋势。结果表明，森林涵养水源的方程为s（t）：1．881S（t-1）-0．878S（t-2），方程的拟合优度R。=0．99，P〈O．001，说明模型的拟合很好，模型成立。目标函数在2020年云南省森林覆盖率达到56％时，在不影响经济增长的前提下．通过一定的控制措施．能够使得森林涵养水源量达到最大。     

基于全球陆地生态系统的水源涵养服务价值时空变化分析

开展全球尺度的水源涵养评估工作,可量化各国家和地区生态环境保护和高质量发展水平.以水量平衡法和替代成本法评估全球183个国家和地区的生态系统水源涵养服务的实物量和价值量,结果表明:①2015年全球陆地生态系统水源涵养服务价值接近25×1012美元,中国、澳大利亚、美国、加拿大、俄罗斯排名前5位,全球单位面积水源涵养服务价值为17.98×104美元/km2.②2000-2015年水源涵养实物量呈现先减后增的趋势,年均增长率为1.05%,喜马拉雅山脉附近增幅最大,水源涵养实物量的时空变化特征与生态系统类型转移趋势基本一致.③全球发达国家人均水源涵养服务价值为0.99×104美元,单位面积价值量为23.6×104美元/km2,具有良好的生态环境禀赋,而部分非洲国家或最不发达国家的生态产品价值转化能力不足,需实现生态产品价值转化.中国迫于人口基数巨大,需提升生态系统服务价值来进一步提升人均水平.④聚类分析结果显示,澳大利亚、中国、印度、印度尼西亚具有"高"水平生态系统水源涵养服务价值,整体处于第一梯队.研究显示,全球陆地生态系统水源涵养服务价值时空异质性显著,分国家和地区、分生态系统类型评估水源涵养服务价值可为全球生态系统服务价值评估提供重要参考.      

城市森林生态系统服务功能的研究

城市森林是城市生态系统的重要组成部分，是城市可持续发展的基础和保障。城市森林为城市生态系统提供了多方面的服务功能。本文着重阐述了城市森林改善城市小气候、净化大气和污水、涵养水源、维持大气碳氧平衡等生态服务功能并讨论其在提高城市环境质量中的作用。     

成渝经济区生态系统服务功能重要性评价

选取了生物多样性保护重要性、水源涵养重要性和土壤保持重要性3个重要生态系统服务功能进行分析评价,综合评价了成渝经济区生态系统服务功能的重要性及其区域分异规律. 结果表明:成渝经济区极重要区面积为19 244.00 km2>/sup>,占区域总面积的9.25%,主要为生物核心栖息地、极重要水源涵养区以及土壤保持极重要区;重要区面积为46 814.76 km2>/sup>,占区域总面积的22.56%;一般重要区面积为141 344.08 km2>/sup>,占区域总面积的68.19%.      

分布式水文模型的参数率定及敏感性分析探讨

参数率定与敏感性分析是分布式水文模型应用和发展中的难点问题,论文对当前典型的、应用比较成功的全局最优化参数率定和敏感性分析方法进行归纳和分析,包括:遗传算法(Genetic Algorithm)、SCE-UA算法(Shuffled Complex Evolution)、贝叶斯方法(Bayesian Method)、RSA方法(Regionalized Sensitivity Analysis)、GLUE方法(Generalized Likelihood Uncertainty Estimation)等等。并对计算机自动优化方法和人工参数调试方法的利弊进行讨论,展望了分布式水文模型的参数率定与敏感性分析的发展方向。     

对生态系统服务功能价值评估中相关问题的探讨

人类受益于生态系统的服务功能,为直观地认识生态系统服务功能的重要性,需要应用经济学的计量方法对其价值进行量化。概括介绍了生态系统服务功能的相关概念。着重对生态系统服务功能价值评估的几种方法,包括:市场价值法、替代市场法和假想市场法。对此方面研究中现存的几点问题和城市中的生态系统服务功能的发挥进行探讨,最后简要总结生态系统服务功能对于可持续发展的重要意义。     

不同尺度和数据基础的水文模型适用性评估研究——淮河流域为例

在淮河流域蚌埠站以上区域构建人工神经网络(ANN)、HBV-D 模型和SWIM模型等水文模型,评估不同时间、空间尺度和数据基础下水文模型的适宜性。得出:①时间尺度上三个模型对数据要求不同, ANN模型需要月尺度数据即可建立降水-径流关系且能取得较好的模拟效果,HBV-D 和SWIM模型为日尺度水文模型,需逐日降水、温度和径流量等数据,SWIM模型还需作物管理、营养盐和土壤侵蚀等数据;②空间尺度上,ANN模型适应于大尺度,HBV-D 模型适用于1×10⁴ km²及以上流域,SWIM模型更适合于1×10⁴ km²以下小流域降水-径流关系建立;③模拟效果分析,月尺度统计上ANN模型对水文模拟的整体效果较好,但不适合用于气候变化背景下水文水资源等研究,而有物理基础的HBV-D和SWIM模型虽模拟的纳希效率系数不及ANN模型,但在气候变化背景下仍是较好的工具。     

厦门市生态系统供水服务量化与价值评估

突出的水污染问题严重影响生态系统供水服务,针对现有研究对水质影响和供水价值的评估考虑不足,尚无法将水质、供水服务及其价值与管理措施相联系,难以满足水资源和水环境管理的决策需求等问题,综合考虑水资源和水环境,建立了水质水量-供水服务-供水价值的联系,应用于厦门市生态系统供水服务评估并提出管理建议.采用SWAT（Soil and Water Assessment Tool）模型模拟水量,引入主要污染物超标当量和水质当量的概念评估水质,采用市场价值法和环境恢复成本法评估其价值.结果表明:2015年厦门市生态系统供水量为9.26×108 m3,供水价值量为14.82×108元,比2010年分别增加了1.77×108 m3和2.60×108元.2015年和2010年厦门市水质恶化导致供水价值量分别损失0.31×108和0.27×108元.厦门市供水服务具有较强的时空异质性和水体差异性,发掘潜力较大,受到总体下降的水质影响,建议从提升水源涵养能力和改善水质这两方面入手开展研究,以提升供水服务.该研究方法操作简单,评估结果易于比较和被决策者理解,但对经济发展程度的影响和水质定价考虑不足,在今后研究中应将地方经济发展程度纳入评估体系,并修正水污染处理成本.      

荒漠生态系统服务功能及其价值研究

荒漠生态系统是整个生物圈中分布较广的一个系统，是陆地生态系统中的一个重要的子系统，对这一广大区域的生态系统服务功能的正确认识，是经济发展和生态环境建设的重要依据。本文从生态系统服务功能的角度归纳了荒漠生态系统类型以及荒漠生态系统服务功能，主要有旅游服务、涵养水分和水源、保持水土、净化水体和空气、营养元素循环、物质生产、污染物降解、有机质、截留降水、涵养水分、土壤C的积累、农田生态系统服务、单位面积及区域生态系统服务价值等，以及评价荒漠生态系统服务功能价值的模型和方法。为正确评价荒漠生态系统服务功能提供依据。     

荒漠生态系统服务功能及其价值研究

荒漠生态系统是整个生物明中分布较广的一个系统,是陆地生态系统中的一个重要的子系统,对这一广大区域的生态系统服务功能的正确认识,是经济发展和生态环境建设的重要依据.本文从生态系统服务功能的角度归纳了荒漠生态系统类型以及荒漠生态系统服务功能,主要有旅游服务、涵养水分和水源、保持水土、净化水体和空气、营养元素循环、物质生产、污染物降解、有机质、截留降水、涵养水分、土壤C的积累、农田生态系统服务、单位面积及区域生态系统服务价值等,以及评价荒漠生态系统服务功能价值的模型和方法,为正确评价荒漠生态系统服务功能提供依据.     

Hydrological adjustment and flooding control of wetlands in the Liaohe Delta

The function of estuary wetland on hydrological adjustment and flooding control is studied in this paper,It is estimated that the evapotranspiration in reed field during growth season(June to October)is 722.9 mm,which is 37.5% igher than large water body(E601:525.9mm).The water replacement rate in the reed field can reach 95% only when the rains continously for 11 days and the precipitation reached 912mm.For the water balance in the paddy field ,the total water requirement ranges between 1920 and 1860 mm,among which,31% is from precipitation,and the left is provided by reseroirs.The water usage efficiency is 0.35% at present productivity.Based on the landscape storage area;flooding discharge area;flood diversion area in emergency;and flood control drainage area.     

中国生态用地及生态系统服务价值变化研究

生态用地具有重要的生态系统服务功能,在维护生态平衡、保障国土生态安全、应对全球气候变化中具有特殊地位。论文在总结国内研究学者有关生态用地研究成果的基础上,从生态系统服务功能入手,界定了生态用地的概念,根据生态干扰度构建了生态用地分类体系,并将生态用地分类与土地利用分类进行衔接,对全国生态用地的生态系统服务价值进行了评估,分析其特征及规律。研究表明：1）广义的生态用地是指能发挥供给、调节、支持生态系统服务功能,以及对维持区域生态平衡和调节全球气候具有重要作用的土地类型;2）依据“生态干扰度”构建了生态用地分类体系,将生态用地分为3个一级地类、5个二级地类和31个三级地类;3）2012年全国生态用地的生态系统服务价值为280 483.80亿元,呈现“西高、中次、东低”空间格局。2009—2012年全国生态用地的生态系统服务价值整体呈下降趋势,变化幅度空间分布差异较大,呈现“中增、东西减”的格局特点;2009—2012年全国生态用地各项生态系统服务功能受到损失,呈下降趋势,生态系统稳定性不容乐观。     

汾河流域水土保持措施水文水资源效应初析

应用具有物理机制的分布式水文模拟模型(W EP-L),模拟了不同下垫面条件情景下的水循环过程,在此基础上,定量分析了汾河流域水土保持措施的水文水资源效应。通过对比分析2种不同情景下的水资源量,初步得出:汾河流域水土保持措施影响了局部水循环和水资源量及其构成,加强了水循环的垂向过程,引起地表截留量、土壤入渗量、土壤蒸发量以及补给地下水量增加;削弱了水循环的水平过程,引起地表径流量和河川基流量减少,壤中流微弱增加;地表水资源量衰减,而地下与地表水资源不重复量增加,狭义水资源量减少,但有效蒸散(发)量增加,广义水资源量有一定幅度增加。研究成果对于研究大尺度流域水土保持措施的水文水资源效应具有参考价值。