基于SWAT模型的土地利用-覆被變化對(duì)水文要素的影響研究——以大清河山區(qū)部分為例.pdf

1、土地利用/覆被變化(Land use and Land cover change，LUCC)在區(qū)域尺度上的環(huán)境效應(yīng)近年來逐漸得到學(xué)術(shù)界的重視。這一方面是由于LUCC過程的區(qū)域差異很大；更重要的原因則在于生態(tài)建設(shè)往往通過改變土地利用方式來實(shí)現(xiàn)，LUCC區(qū)域環(huán)境效應(yīng)的評(píng)估與國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略決策關(guān)系重大。水文效應(yīng)作為LUCC的重要環(huán)境效應(yīng)之一，成為LUCC研究的重點(diǎn)和焦點(diǎn)。針對(duì)特定區(qū)域，分析LUCC的動(dòng)力機(jī)制，深入了解土地覆被、氣候、水文變

2、化之間的聯(lián)系，己成為在區(qū)域資源問題、環(huán)境問題及生態(tài)問題上政策分析的重要手段。 本研究以大清河山區(qū)流域?yàn)檠芯繉?duì)象，應(yīng)用RS和G1S技術(shù)，以1987年和2000年兩期大清河流域的遙感影像為主要數(shù)據(jù)源，結(jié)合自然、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)建立土地利用/覆被變化數(shù)據(jù)庫，分析土地利用/覆被時(shí)空動(dòng)態(tài)變化特征；并運(yùn)用分布式流域水文模型——SWAT、模型，模擬分析土地利用/覆被變化對(duì)地表徑流的貢獻(xiàn)率，通過設(shè)定不同情景土地利用/覆被方式，分析不同情景的變

3、化對(duì)地表徑流及蒸發(fā)量產(chǎn)生的影響，進(jìn)而探索符合大清河山區(qū)流域的最優(yōu)土地利用/覆被模式，然后就此模式下土地利用/覆被對(duì)水文要素的影響進(jìn)行模擬預(yù)測(cè)分析，并進(jìn)一步提出大清河流域土地利用/覆被模式的改進(jìn)建議。主要研究結(jié)論如下： (1)土地利用/覆被變化分析表明，1987年～2000年，大清河山區(qū)流域耕地、草地、水域面積均有不同程度減少，其中耕地面積減少了12202hm<'2>，下降量占總土地面積的0.76％；草地面積減少了16214hm<

4、'2>，下降量占總土地面積的1.01％；水域面積減少了6038hm<'2>，下降量占總土地面積的0.38％。林地、城鄉(xiāng)工礦居民用地、未利用土地面積則有所增加，其中林地面積增加15337hm<'2>，增加量占總土地面積的0.96％；城鄉(xiāng)工礦居民用地面積增加19115hm<'2>，增加量占總土地面積1.19％：未利用土地面積增加2hm<'2>。 (2)土地利用/覆被模擬結(jié)果表明，2000年的土地利用/覆被狀況和1987年相比，流域年

5、均徑流量減少1/62億m<'3>，變化率為7.97％；流域年均蒸發(fā)量減少38.95mm，變化率為9.21％。當(dāng)土地覆被狀況全為林地時(shí)，年均徑流量為18.02億m<'3>，蒸發(fā)量為565mm；全為草地時(shí)，年均徑流量為14.59億m<'3>，蒸發(fā)量為207mm。 (3)大清河山區(qū)流域25°以上陡坡地退耕還林、還草，徑流量及徑流深均減少，退耕還林徑流深減至94.45％，退耕還草減至92.85％；退耕還林蒸發(fā)量增加，還草蒸發(fā)量減少，還

6、林蒸發(fā)量增至102.68％，還草則減至96.11％。15°～25°緩坡地退耕還林、還草，徑流量及徑流深均減少，退耕還林徑流深減至82.74％，還草減至73.21％；退耕還林蒸發(fā)量增加，還草蒸發(fā)量減少，還林蒸發(fā)量增至111.19％，還草則減至83.46％。 (4)優(yōu)化模式土地利用/覆被模擬結(jié)果表明，當(dāng)土地利用/覆被變化為所設(shè)定的優(yōu)化模式時(shí)，徑流系數(shù)明顯下降：年徑流變差系數(shù)變小，年際徑流變化趨于穩(wěn)定；徑流分配系數(shù)減小，徑流的年內(nèi)分配