張北湖泊群水量變化驅動因子分析.pdf

1、近年來，湖泊與環(huán)境關系的研究越來越受到人們重視。當前，湖泊科學的發(fā)展趨勢是把湖泊及其流域作為一個整體進行研究，強調在人類活動影響下湖泊及其流域的演化。隨著社會經濟發(fā)展和人口數量增加，人類對流域的干擾活動日趨劇烈，在湖泊演化，尤其是在湖泊水量變化過程中，起著越來越重要的作用，其中土地利用/土地覆被變化是人類活動最直接的表現形式之一。
　　 張北湖泊群因受人類活動、氣候的變化影響，湖泊群總水量逐年下降，湖泊面積不斷萎縮，湖泊數量減少

2、，對當地的生態(tài)環(huán)境、工農業(yè)生產，產生了不良影響。出現上述情況的主要原因在于當地土地利用方式的改變。
　　 通過建立研究區(qū)的數字高程模型，運用SWAT分布式水文模型，生成數字流域，劃分出張北湖泊群流域的水文單元。以相同時期的TM影像為基本信息源，參考相關的專題圖件，在GIS和RS的支持下，對不同時期張北湖泊群流域的土地利用信息進行解譯，編制出兩期土地利用現狀圖。建立研究區(qū)空間分布式水文模型，模擬該流域在不同下墊面和不同氣候條件下水

3、量變化情況。利用水量平衡原理，對湖泊水量變化與湖泊面積的關系進行了定量推導。通過對影響水量變化的自然及社會經濟因子的分析，篩選出導致湖泊水量變化的驅動因子。在此基礎上，建立了驅動因子與反映水量變化的湖泊面積的神經網絡模型，并預測了未來5年湖泊演化的趨勢。
　　 主要研究結論如下：
　　 （1）應用SWAT分布式水文模型對研究區(qū)域兩個不同時期的徑流量進行了模擬。經模擬驗證，模擬結果較好的反映了流域徑流的實際情況。研究結果表

4、明：相同氣象條件下，不同土地利用格局對湖泊水量變化影響有明顯的影響，假定在同一氣象條件下，研究區(qū)2008年湖泊群水量變化是1998年的2.27倍；相同土地利用格局，不同氣象氣象條件，2008年水量變化量是1998年的1.06倍；土地利用格局不同、氣象條件不同，2008年湖泊群水量模擬變化量是1998年的1.04倍，因湖泊群面積縮小，水位變化量是1998年的5.82倍。上述結果反映了土地利用格局改變、氣象條件的變化都會影響湖泊群水量的變化

5、。
　　 （2）研究區(qū)土地利用景觀格局分析。結果表明：不同時間尺度下景觀類型間的更替 轉化十分明顯，尤其是由旱地向水澆地、林地、草地的更替及湖泊向內陸灘涂更替。在整個景觀格局中，旱地始終占有優(yōu)勢地位，但自1998～2008年，旱地的連通性下降，整個斑塊的破碎化程度增大。而水澆地的連接性增大，聚集度增高。說明研究區(qū)近十年來，退耕還林、還草的生態(tài)建設取得了一定的效果，水利工程建設和水澆地面積均有較大幅度增長，這也成為導致湖泊水面縮小

6、、水量遞減的主要原因。
　　 （3）運用回歸分析方法，對研究區(qū)自然、社會經濟因子與湖泊面積間的關系進行研究，以確定湖泊群水量變化的驅動因子。其回歸方程為：Y=0.01395X1+0.09382X2-0.30281X3-0.20308X4-0.13027X5+0.39392X6，在a=0.0001水平下，相關系數R=0.998834,達極顯著水平。通過權重分析機井數量、蔬菜產量、水澆地面積這三個反映社會經濟條件的因子作為影響湖泊群

7、水量變化的主導驅動因子。
　　 （4）利用神經網絡建立機井數量、蔬菜產量、水澆地面積與湖泊面積的相互關系的非線性模型，并利用所建模型對該系統未來湖泊群水量變化趨勢進行預測。經模型運算，到2015年湖泊面積將縮減到1599.907公頃，該結果比1998年減少了近9512公頃，比2008年減少了約2422公頃，1998年到2008年湖泊群面積的遞減率709公頃/年，2008年到2015年湖泊面積的遞減率346公頃/年。從總體上看湖泊

8、群面積呈現逐年縮小的趨勢，湖泊群水量的變化為負值，儲水量也逐年減少。
　　 （5）在研究區(qū)，大湖泊的面積不斷縮小，小湖泊趨于干涸。通過上述的研究可以確定人類活動是張北湖泊群演化的主導驅動因子，氣候變化也有一定的影響。隨著社會經濟的發(fā)展和人口的增多，人類活動對自然的干擾會進一步增強，湖泊群生態(tài)環(huán)境惡化的趨勢也會隨之加劇。
　　 針對研究區(qū)所面臨的湖泊水量日益減少、面積不斷縮減，水資源匱乏的嚴峻現實，要采取一系列可持續(xù)發(fā)展對