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。     

海河流域典型河流沉积物粒度特征及分布规律

为了解海河流域典型河流沉积物粒度参数空间分布规律,对海河典型河流的表层沉积物进行采集并利用Mstersize2000激光粒度仪进行粒度分析。结果表明,海河典型河流沉积物平均粒径差异显著,分选状况总体较差;山区水系与平原水系相比,沉积物平均粒径减小,呈集中分布,水动力减弱;山区自北向南变化明显,水系沉积物平均粒径减小,分布集中化,分选状况变差,由极正偏-正偏,向对称方向变化,峰度向平坦方向趋近,水动力减弱,符合粒径自然变化规律;平原区水系沉积物粒径参数表明南北变化不明显,因受较多支流、河流-湖泊-洼淀湿地等复杂系统和人为干扰强烈的影响,南北无显著变化规律。总的来说,海河流域河流受人为干扰强度较大,河流沉积物源较为复杂,栖息地物理完整性差。     

土地覆被和气候变化对拉萨河流域径流量的影响

以拉萨水文站上游流域为研究对象,利用分布式水文模型SWAT对拉萨河流域水文过程进行模拟,分别用1995～2000和2003～2006年两个时间段的实测数据对模型进行校准和验证。结果显示月径流模拟相关系数和模拟效率系数分别为0.88和0.84。在此基础上通过建立情景模拟,探讨拉萨河流域气候波动和土地覆被变化对径流产流量的影响。结果表明:气候变化对年径流量影响显著,在各种模拟假设情景中最多可以使径流量增加89%。土地覆被变化相对于气候变化对径流量的年际影响较弱,但对径流量的季节变化影响显著。     

北京北运河流域平原区地下水水质空间分布特征

选取17项指标,采用国标推荐的地下水水质综合质量评价方法,评价了北京北运河流域平原区地下水水质;在map GIS中利用其空间分析功能,采用克里格插值方法,绘制了地下水水质空间分布图,并分析了其空间分布特征、成因及主要影响指标。结果表明:北京北运河流域平原区地下水水质呈现自西北向东南水质逐渐变差的特征。水质空间分布特征的形成是自然条件与人为因素耦合作用的结果。水质较差和极差区的主要影响指标有总硬度、溶解性总固体、硝酸盐氮、氨氮、亚硝酸盐氮、铁和锰。     

东江流域土地覆被变化的水文响应模拟研究

采用近年来快速发展的水文模型模拟手段,应用HSPF模型模拟东江流域不同下垫面条件下的径流影响变化情况,定量地评估了东江流域土地覆被变化对径流深、年内径流分配的影响。结果表明,随着流域内城镇化进程的加快,流域调蓄能力下降,因而产流能力增强;从年内分配的情况来看,汛期影响最为明显,这显然与土地利用变化影响到流域调蓄能力有关。     

二塘沟流域地下水化学组分来源及空间分布特征

地下水是二塘沟流域居民生活饮用、农业灌溉的主要水源,对地下水的水化学特征的研究有助于了解地下水水化学环境与可再生能力,以便科学有效地管理和利用地下水资源,保护和改善地下水水质。采用数学统计方法、三线图解法以及Gibbs图分析了二塘沟流域地下水水化学组分的空间分布规律。结果表明:地表水水化学类型是HCO_3~-—Ca~(2+),北盆地浅层地下水由地表水补给,经过硫酸盐矿物溶滤,水化学类型为HCO_3~-+SO42-—Na++Ca~(2+),再经过南盆地平原绿洲区含氯化物矿物溶解及蒸发浓缩作用水化学类型为SO42-+Cl-—Na++Ca~(2+),最终排向艾丁湖附近形成Cl-—Na+型水。北盆地地表水水质较好,而地下水有变差趋势,即在火焰山北部山前有明显上升;南盆地地下水在山前及灌区四周水质较差。     

汶川县渔子溪流域泥石流源区的崩滑体空间分布特征

为了明确崩塌滑坡转化为泥石流的特点,研究泥石流源区内的崩塌滑坡体特征,以映秀至卧龙间渔子溪流域为研究重点,划分研究区约396 km²,以研究区内23条泥石流沟(流域总面积约为208 km²)作为研究对象,利用高精度遥感影像将崩塌滑坡点进行解译,并通过野外实际调查进行复核,证实了遥感解译的可靠性,最终得到崩塌滑坡点2 741个,总面积23.6 km²。利用GIS对崩塌滑坡在高程、坡度、坡向、地层岩性和河流距离的分布特征进行了分析,结果表明在1 500~3 000 m海拔范围内,崩塌滑坡分布最多;坡度40°~50°范围,崩塌滑坡面积比例最大;坡向在90°~180°范围较为集中,此范围垂直于地震断层;崩塌滑坡较坚硬闪长岩岩组容易被地震、降雨等因素触发大量崩塌滑坡;距离河流较近的山体容易发生崩塌滑坡。     

青海湖流域生长季土壤水分空间分布特征研究

【目的】土壤水分作为水文循环过程的重要环节,是影响青藏高原生态环境演变的关键因素之一。青海湖是维系青藏高原东北部生态安全的重要水体,了解青海湖流域土壤水分空间分布特征对于维护区域生态系统稳定具有重要意义。【方法】本研究基于2019—2021年7～8月青海湖流域75个采样点的土壤水分实测数据,分析了不同植被类型和海拔高度的土壤水分空间分异,辨识了不同深度土壤水分变化的主要影响因素。【结果】结果表明：(1)青海湖流域土壤水分平均值及其变异系数在垂直方向上均随深度增加而减小,深层(60～100 cm)土壤水分空间分布更均匀。(2)不同植被类型和海拔高度下的土壤水分垂直分布表现出不同的特征。四种典型植被类型土壤水分平均值由高到低依次为高寒草甸、灌丛、高寒草原、温性草原;除高寒草甸土壤水分平均值随深度增加逐渐减小外,其余三种植被类型均呈先增大后减小趋势。土壤水分随海拔升高而增大,3 600 m以上地区土壤水分变异系数呈“W”型变化。(3)不同环境条件下土壤水分变化的主要驱动因素各不相同。高寒草原和温性草原土壤水分受气温影响较大,两者在60～80 cm深度同气温相关系数分别为-0.509和-0.7...     

黄土丘陵沟壑区典型流域土地利用覆被变化的径流调节效应

基于动力水文过程测定技术和景观生态学测度方法,分析了黄土丘陵沟壑区罗玉沟流域土地利用/覆被变化的径流调节效应。结果表明：由森林植被增加与坡改梯的耕作措施调整共同引起的土地利用/覆被变化,对径流有显著的调节作用。无论场暴雨、雨季及年尺度,土地利用结构优化及森林植被覆盖增加,均使流域产流能力降低。罗玉沟流域土地利用后期在丰、平和枯水年径流系数比前期分别减少约51％、85％和84％;在剔除降水量的影响,通过相同降水条件径流系数的预测,后期较前期在丰、平、枯水年均减少约63％。土地利用覆被对流域径流的影响表现为季节性,且土地利用结构优化,场暴雨洪峰流量呈减小的规律。相对于森林植被增加和坡改梯耕作措施调整,前者对流域产流能力的影响大于后者,但对于山区土地整理与生态修复政策,二者共同实施才可促进土地资源的可持续利用。     

青海湖沙柳河流域浅层地下水水化学组成空间分布特征

地下水水化学组成空间分布对地下水资源科学管理保护具有重要意义。基于青海湖沙柳河流域不同典型月份地下水水化学组分数据,利用GIS空间分析方法对该流域地下水主要阴阳离子浓度、pH值、TDS浓度等的空间分布及其来源的空间异同性进行了研究。结果显示：(1)不同月份阴阳离子空间分布差异较大,6月份离子空间分布差异比1月份和10月份较为明显。6月份比1月份流域地下水K⁺、Na⁺、F^-和SO₄^2-浓度的高值区范围缩小,Ca²⁺、Mg²⁺、HCO₃^-浓度的高值区范围扩大,NO₃^-浓度的高值区与低值区范围无明显变化。10月份比6月份Ca²⁺、Mg²⁺、NO₃^-和HCO₃^-浓度高值区缩小,K⁺、Na⁺     

基于LUCC的秦淮河流域暴雨洪水响应分析

利用CA-Markov模型预测流域2028年土地利用情况,设置3种土地利用情景(自然发展情景、林地限制情景、水田限制情景),建立研究区HEC-HMS水文模型,研究秦淮河流域高速城市化背景下土地利用变化的暴雨洪水响应机制。结果表明①HEC-HMS模型适用于研究区洪水模拟及不同土地利用情景下的洪水响应研究;②洪水规模越小,对土地利用变化的洪水响应越强;③随着流域城市化的演进,土地利用对暴雨洪水的影响程度呈增大趋势,其中自然发展情景下的增加程度最大,水田限制情景次之,林地限制情景最低。研究成果为秦淮河流域LUCC的暴雨洪水响应分析提供了新的思路,也对流域防洪规划与建设有一定的指导意义。     

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。     

近30年来浏阳河流域景观格局动态及稳定性时空变化特征

为揭示浏阳河流域的景观稳定性时空变化特征,在RS和GIS技术支持下,利用1985年、2000年和2015年遥感影像获取流域内3期土地利用/覆盖类型数据,运用景观分析方法定量分析了1985—2015年间浏阳河流域景观结构变异特征、稳定性变化特征及景观稳定性与景观类型的相关关系.结果表明:①在1985—2015年间,浏阳河...     

长江下游干流水体中氮的空间分布特征

为全面了解长江下游干流氮素的含量水平,于2014年6月对长江下游干流表层、中层和底层水体中总氮(TN)、溶解性氮(TDN)、氨氮(NH₄⁺-N)的含量进行检测,分析了氮素的空间分布特征。研究结果表明:TDN是氮在长江下游干流水体中的主要形态,而且表层、中层、底层水体中氮素含量均不相同;长江下游干流水体中TN的含量范围为0.85～2.46 mg/L,表层和底层水体中TN平均含量均高于中层水体中TN的平均含量;水体中TDN的含量范围为0.72～2.08 mg/L,表层水体中TDN平均含量相对较高;水体中NH₄⁺-N的含量范围为0.13～0.75 mg/L,表层、中层和底层水体中NH₄⁺-N的含量相近;从研究区域上游至下游,TN和TDN的平均含量呈现上升的趋势;不同城市间的NH₄⁺-N平均含量波动较大。通过相关性分析还发现,TDN与叶绿素a (Chl-a)呈显著负相关, 水温(T)与叶绿素a (Chl-a)呈显著正相关,其它形态氮与水的理化性质无明显相关关系。此研究结果可作为控制长江下游干流水体中氮素污染的基础数据。     

长江流域极端降雨事件时空分布特征

近年来,许多学者对中国的极端降水进行了研究,但对长江流域极端降水的研究多集中在日时间尺度强降水事件,从不同子流域极端降水事件入手的研究较少。利用1961～2017年长江流域各子流域面雨量资料,根据面雨量的分布曲线确定长江流域各子流域极端降雨事件判断的阈值,得到各子流域极端降雨年份,分析极端降雨事件的时间变化特征,以及不同子流域间极端事件的相关关系。研究表明:①20世纪60年代长江上游极端多雨事件频发,70年代以全流域极端少雨为主,80年代极端多雨事件中心转移至长江中下游,90年代长江上游变为极端少雨事件中心,2000年以来,长江流域处在由少雨向多雨转变的年代际背景中。②当子流域发生极端少雨事件时,流域其他流域大部也是以降雨偏少为主,空间的一致性较好。但是子流域发生极端多雨事件时,存在大部分地区少雨的情况,会出现旱涝并存的情况。     

黄河流域干旱时空演变的空间格局研究

干旱因子是突变性和连续性并存的复杂地理要素(即空间异质性和相似性并存),理清其空间分布格局,对于深入认识流域水资源演变规律具有重要意义。本文以黄河流域为例,采用标准化降水指数(SPI)分析流域干旱时空演变规律,基于此,运用游程理论方法从标准化降水指数中识别出干旱发生次数、历时和烈度三种属性变量,并分析季尺度干旱因子的空间分布规律;最后,利用全局和局部Moran’s I指数探究了不同特征变量的全局和局部空间自相关性,确立了流域季尺度干旱因子的空间聚集(离散)位置及其空间分布格局。结果表明:(1)黄河流域四季干旱化程度加剧,下游干旱化程度高于上游,随着季节的变化,同一响应单元存在由湿转干再转湿的变化规律;(2)不同季节,流域旱情空间分布格局差异明显,春季西安及周边区域存在区域性干旱现象(干旱次数少、历时长、烈度大);夏季黄河源区旱情严重(历时长、烈度大);秋季黄河下游三门峡、孟津和运城区域存在区域性干旱现象(干旱次数少、历时长、烈度大);冬季宁蒙河段旱情严重,而兰州断面干旱历时和干旱烈度呈现"低高异常"的空间分布格局,旱情可能会加剧。掌握旱情空间分布类型,重点布控"高高聚集"格局区域,可以有效提高旱灾决策的准确度。     

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。     

公元前887年—公元1911年长江流域水、疫灾害时空分布特征

水灾和疫灾均是对人类生命健康造成巨大威胁的灾害。采用空间自相关、热点分析和空间统计分析等方法,建立先秦至清代时期(公元前887年—公元1911年)水、疫灾害序列,研究了这一时期的长江流域水、疫灾害时空分布特征。研究结果表明：(1)长江流域水、疫灾害在先秦至清末2 798 a中至少有789个水灾年、201个疫灾年,灾害年数总体呈波动上升趋势,水、疫灾害在元朝至清末时期的发生年数为先秦至元朝时期的两倍;在10 a尺度和世纪尺度下二者具有相同的波动趋势,同时期下水灾发生频率高于疫灾。(2)长江流域水灾和疫灾的季节性变化为：进入防汛期的夏秋季节,是水灾的高发期,而进入冬春季节,为水灾低发期。疫灾高发期主要在春夏季节,秋冬季节属于疫灾低发时期。(3)从灾害广度上看,各历史时期水灾以大型灾害为主,疫灾以小微型灾害为主,不完善的救灾机制是导致灾害损失延续的重要原因。(4)水灾和疫灾的总体空间分布特征为受灾市域间具有较强的相互影响性;随着时代的发展,在空间格局变化上具有相似的迁移扩展趋势;同时期的水、疫灾害热点显著区也具有较高的重合度。     

拉萨河流域径流对土地利用和气候变化的响应分析

拉萨河流域处青藏高原中南部,因其独特的地理位置是对气候变化较为敏感的区域之一,同时也是青藏高原人口和耕地较为密集区域.在建立SWAT模型对拉萨河流域水循环过程进行模拟的基础上,通过设置不同气候情景与土地利用状况,分析近30 a来拉萨河流域径流变化的成因,并研究径流对气候因子变化的敏感性.结果表明:①气候变化与土地利用对...