沂河流域中上游地區(qū)土地利用-覆被變化水文效應(yīng)的分析與模擬.pdf

1、土地利用與土地覆被共同構(gòu)成了土地資源社會(huì)和自然的雙重屬性。人類活動(dòng)引起的土地利用/覆被變化(LUCC)是造成地表各種地理過程變化以及區(qū)域環(huán)境演變的主要影響因素。隨著水資源短缺與水環(huán)境污染已經(jīng)成為世界上很多國(guó)家和地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的制約性因素,LUCC對(duì)水文效應(yīng)的影響研究開始受到關(guān)注。徑流不僅代表著流域的生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀,而且還能從側(cè)面反映出 LUCC對(duì)水資源的影響。20世紀(jì)80年代以來(lái),我國(guó)北方地區(qū)許多河流下游徑流量快速減少,嚴(yán)重影響到地區(qū)水資源

2、安全和經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。而河川徑流量的變化除與氣候變化有關(guān)外,還受土地利用/覆被變化和流域水資源開發(fā)利用等人類活動(dòng)的影響。因此,開展土地利用變化的水文效應(yīng)研究可以為流域綜合管理、水污染防治、預(yù)防災(zāi)害、水土資源的有效合理利用等提供理論依據(jù)和指導(dǎo)。
　　本文選擇沂河流域中上游地區(qū)為研究區(qū)域,基于1985年、1995年、2005年和2010年4期的土地利用/覆被數(shù)據(jù)和1961-2010年50年氣候、水文資料運(yùn)用 SWAT模型分析沂河

3、流域地區(qū)的土地類型變化引起的水文效應(yīng),并研究了不同地類對(duì)流域水土的影響,主要結(jié)論如下:
　　(1)該流域的土地利用類型以耕地為主,比例在55％以上;其次是草地和林地,這三種土地利用類型的面積總和所占比例一直在85%以上。從各個(gè)地類的變化情況來(lái)看,耕地整體呈現(xiàn)緩慢減少趨勢(shì),建設(shè)用地呈現(xiàn)逐漸增加趨勢(shì),其他用地所占的比例變化不大。1985年以來(lái)沂河流域土地利用/覆被變化的主要特征是耕地向建設(shè)用地的轉(zhuǎn)換。1985-1995年期間有0.89

4、%的土地發(fā)生了利用方式的變化;1995-2005年期間有1%的土地發(fā)生了利用方式的變化;2005-2010年有1.04%的流域面積發(fā)生了利用方式的轉(zhuǎn)換。三個(gè)時(shí)段中轉(zhuǎn)換面積最大的均是耕地向建設(shè)用地的轉(zhuǎn)換,其他各個(gè)用地類型之間的轉(zhuǎn)換面積所占比例均較小。
　　(2)使用CA-Markov模型對(duì)沂河流域2005年的模擬值與實(shí)際值相差不大,模型應(yīng)用流域效果較好;利用CA-Markov模型預(yù)測(cè)的2015年的土地利用/覆被情景結(jié)果表明,2015

5、年沂河流域依然是耕地所占比例最大,草地和林地所占面積次之,未利用地所占比例最小。2010-2015年間草地、水域、建設(shè)用地以及未利用地面積均有所增加。
　　(3)流域年徑流量的變化在年內(nèi)主要分布在汛期,而且年際變化較大。氣候方面,流域的徑流量變化受降水量影響較大,R2為0.654,降水徑流相關(guān)系數(shù)為0.809,在0.01的水平上顯著相關(guān)。降水是沂河流域徑流補(bǔ)給的重要來(lái)源。流域的年平均氣溫與年徑流量二者呈負(fù)相關(guān),相關(guān)系數(shù)只有-0.1

6、82,相關(guān)性并不顯著。人類活動(dòng)方面,流域徑流變化主要與水土保持、水利工程建設(shè)、工農(nóng)業(yè)及生活用水量變化、土地利用/覆被變化四個(gè)方面有關(guān)。
　　(4)SWAT應(yīng)用于沂河流域,模擬效果較好。應(yīng)用率定好的SWAT模型,設(shè)定相同的氣候條件在不同的情景下,根據(jù)不同的土地利用狀況對(duì)流域的年徑流量進(jìn)行模擬,結(jié)果表明,1961-2010年期間,流域土地利用方式的變化對(duì)于徑流的影響十分顯著,在發(fā)生變化的土地利用類型中變化最大的是耕地向建設(shè)用地的轉(zhuǎn)化。