基于遥感数据的海河流域近30年土地利用变化及归因分析

为探索海河流域土地覆被变化及其归因,基于欧空局土地覆被时序图,分析了近30年不同土地覆被的空间特征与变化规律。1992—2020年土地覆被变化最为明显的为城镇和耕地,其中城镇面积占流域总面积的比例增加了6.0%,耕地面积占比减少了4.7%,林地、草地和水体面积占比均呈减小趋势。强人类活动是影响城镇化进程加快、耕地面积减少、水体萎缩等变化的主要驱动因子。研究结果可为流域水资源转换过程分析、管理及开发利用评价提供基础支撑。     

永定河上游流域土地利用变化及生态环境效应研究

基于1980年、1990年、2000年及2010年4期土地利用数据,定量化计算永定河上游流域土地利用动态度、土地利用类型间的转移矩阵、生态环境质量指数等指标,对永定河上游流域的土地利用变化和生态环境效应进行了系统分析。结果表明:(1)过去30年期间,研究区土地利用类型的面积所占比例由大到小排列为耕地草地林地城乡、工矿、居民用地水域未利用土地;1980—1990年与1990—2000年,土地利用综合动态度分别为0.06%、0.19%,土地利用类型的转出率或转入率基本上均小于10%,土地利用变化较小;2000—2010年,土地利用综合动态度较大,达到了6%,土地利用类型的转出率或转入率均大于10%,土地利用变化较大。(2)2000—2010年间永定河上游流域生态环境质量指数从从0.4230上升到0.4290,生态环境质量略有好转;总体上维持着区域生态环境的动态稳定。该研究可为永定河上游流域土地利用格局优化及生态环境的改善提供技术支撑。     

川江流域土地利用时空格局动态变化特征

川江流域是长江上游经济区的核心区,也是国家西部大开发的重要地区,其土地利用变化对国土资源优化布局、生态屏障建设以及下游流域生境保护具有显著作用。该研究以2000年、2005年及2013年3期的土地利用数据为基础,分析了川江流域土地利用变化动态变化特征,并利用植被指数、植被覆盖度变化对研究区土地利用合理性进行评价。结果表明,该流域土地利用类型在数量、结构上都存在明显的分异特征。2000年-2013年综合土地利用动态度0.83%,表明这期间每年每100km2土地中有0.83km2的利用方式发生了改变。研究认为,土地利用类型间的多维向转化是引起土地利用时空分布变化的直接表现形式。2000年-2013年期间植被指数NDVI出现好转现象,表明近13年来川江流域土地利用具有一定程度上的合理性。     

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。     

1980-2015年黄河流域土地利用变化特征与驱动力

采用1980-2015年共6期黄河流域土地利用数据,对全流域土地利用类型的面积与时空变化进行分析,利用动态度指标进一步研究流域土地利用的变化率;基于行政分区,采用转移矩阵对全流域及流域内各省(自治区)1980-2000、2001-2015年2个时期土地利用的转移类型和数量进行分析,探究了影响土地利用的主要驱动因子。结果表明:黄河流域的土地利用在数量和结构上都存在显著特征,草地、旱地、林地一直是该流域的主要土地利用类型,1980-2015年,旱地、草地、水域、未利用土地的面积减少率分别为1.60%、1.23%、6.66%、1.84%,水田、林地、城乡土地的面积增加率为8.22%、2.53%、44.32%;在单一土地利用类型方面,城乡用地的变化率较大,其余相对较小;黄河流域内发生土地利用转变的区域主要集中在中部和东部,中下游省(自治区)转变明显;气候变化、人口增加和人类经济发展等都是黄河流域土地利用变化的主要驱动因子。     

基于信息熵的南四湖流域土地利用变化分析与预测

南四湖流域是南水北调东线工程的关键区域,研究该区土地利用现状及未来发展态势对于保障工程顺利实施以及促进区域可持续发展具有重要意义。在RS与GIS技术的支持下,获取了南四湖流域1995年-2010年土地利用序列数据,并利用信息熵理论对流域土地利用类型变化和结构演变进行定量分析。结果表明,1995年-2010年南四湖流域耕地持续减少,植被覆盖水平有所恢复,水域湿地和建设用地大幅度增加;土地利用信息熵升高,均衡度增加,优势度降低,单个类型对整体结构的控制力下降,土地利用结构趋于均衡;1995年-2000年土地利用程度综合指数降低,但2000年之后持续升高,流域土地利用处于发展期。利用GM(1,1)模型进行土地利用演变预测,结果显示流域土地利用结构将进一步调整并向均衡化方向发展。     

三峡库区龙河流域降雨和人类活动对水沙关系变化贡献率分析

以三峡库区中心区域的龙河流域为研究对象,利用1963—2010年流域水沙资料,采用Pettitt突变点检验、累积距平法及双累积曲线法分析了该流域输沙量和降雨量的变化趋势,判别出降雨量在1982年、输沙量在1982年和1990年发生了突变。并采用累积量斜率变化率比较法分析了1963—1981年,1982—1990年,1991—2010年3个时段降雨量和人类活动在龙河流域输沙量变化中的相对贡献率。研究表明:以1963—1981年为基准期,1982—1990年间降雨量和人类活动贡献率分别为29.49%和60.51%,1991—2010年间分别为3.38%和96.62%;以1982—1990年为基准期时,1991—2010年人类活动对输沙减小的贡献率为100%。该研究揭示了1963—2010年输沙量的变化趋势及降雨和人类活动对其贡献率,研究不仅对该区水土流失治理、水土保持效益评价具有重要意义,同时为研究三峡水库区间水沙锐减的原因提供一定的理论支持。     

南亚典型国际河流柯西河流域土地覆被空间分布特征

作为南亚极为重要的跨境河流,柯西河横跨中国、尼泊尔、印度三国。流域内部海拔落差巨大,土地覆被类型多样,生态系统完整,是研究土地覆被及全球气候变化的敏感区之一。将土地利用本底数据叠加DEM和TRMM3B43详细分析了柯西河流域土地覆被类型的结构和空间分布特征,并进一步分析了该流域土地覆被类型与地形、气象因子之间的相关性。结果表明:①柯西河流域土地覆被类型可分为裸地、林地、灌木、旱地、水田、建筑用地、河流、湖泊、冰川/永久积雪、河漫滩、盐碱地、人工园地、沼泽地、草地共14类,其中水田面积最大,约占流域总面积的32.56%,其次是林地占18.89%;②地形因子对土地覆被类型影响巨大,由南向北随着地形的起伏,主要土地覆被类型依次表现为水田、林地、旱地、灌木、裸地、冰川、草地的垂直地带性;③土地覆被类型与气候因子相关性较强,随着降雨量由少变多,土地覆被优势类型依次表现为裸地、草地、灌木、冰川/永久积雪、林地、水田。开展柯西河流域的土地覆被研究对该流域土地资源合理利用、生态环境保护具有重要的理论和实践意义,同时也能为中国倡导的“一带一路”国际区域经济合作战略提供基础数据保障。     

淮河流域历史覆被变化及其对水文过程的影响

以淮河流域蚌埠集水区为研究区域,利用淮河流域1700、1800和2000年3种历史覆被情景,结合陆面水文耦合模型(CLHM)定量评价了流域土地利用/覆被变化的水文效应,并分析了流域径流与主要覆被类型变化方式的定量关系。结果表明:CLHM模型可以较好地模拟淮河流域的流量过程,在研究区具有较好地适用性;三期覆被情景下主要覆被类型变化为林地转变为耕地或草地以及草地转变为耕地,此种变化导致流域总蒸发量减少了6.5%,流域出口研究期平均径流量增加了6.1%;极端覆被情况下,年均蒸发量由多到少依次为林地、草地和耕地;林地对流域径流过程的影响主要体现在洪峰上,相对于耕地,林地具有削减洪峰的作用;通过分析覆被类型变化与流域多年平均径流的相关关系,林地转变为草地以及林地转变为耕地是近400年来影响淮河流域水文过程及水资源分配的主要覆被变化因子。因此,合理规划土地利用格局对流域水资源高效利用具有重要意义。     

气候变暖背景下清江流域降雨量变化特征研究

选取清江流域1960～2009年的年月降雨量资料,利用距平法、模比系数差积曲线法、滑动平均法、趋势法对该流域降雨量的变化特征与趋势进行了分析.结果表明:近50年来清江流域年降雨量经历了1960年代的递增趋势,1970年代递减趋势,1980年代递增趋势,1990年代及2000年代持续递减的趋势,且2000年代比1990年...     

1980～2015年长江流域土地利用变化分析

基于长江流域1980,1990,1995,2000,2005,2010,2015年7期土地利用数据,通过土地利用转移矩阵以及多种指标,分析了1980~2015年间长江流域土地利用的时空变化过程。研究表明：近35 a来耕地和草地呈下降趋势,而林地、水域和城乡用地面积明显增加,未利用地总体呈下降趋势;随着时间的推移,各地类的变化形式由以交换变化量为主导转变为以净变化量为主导,说明各地类逐渐倾向于在原有空间位置发生面积变化,而不是在流域内发生空间位置转移;长江流域土地利用综合动态度从大到小排列依次是1990~1995年、1980~1990年、2005~2010年、1995~2000年、2000~2005年、2010~2015年。1980~1990年和1990~1995年这两个时期的综合土地利用综合动态度明显大于其他各时期,即这两个时期长江流域土地利用变化程度最为剧烈。     

金沙江一期工程对保护区生态环境的影响与对策

 金沙江一期工程实施后,将给长江上游河道演变、水文情势等带来一系列的变化,对长江合江-雷波段珍稀鱼类国家级自然保护区生态环境产生严重影响。根据工程特点,结合保护区生态环境现状,从生态学角度探讨分析了工程实施后对长江上游珍稀鱼类、特有鱼类、经济鱼类以及相关栖息生态环境的综合影响,并提出了相应的保护对策。     

2010年长江暴雨洪水成因及与1998年洪水比较

2010年主汛期,长江流域洞庭湖与鄱阳湖两湖水系、长江中下游干流附近、长江上游嘉岷流域和汉江上中游先后出现强降雨过程,长江流域大多地区相继发生洪涝灾害,造成长江上中游区域性较大洪水。通过分析比较2010年长江上中游区域性洪水与1998年流域性大洪水,发现2次洪水在气候背景和大尺度环流形势上有共同之处：① 都是赤道中东太平洋海温发生厄尔尼诺事件的次年,只是强度上有明显差异;② 夏季风偏弱;③ 台风偏少;④ 西太平洋副热带高压显著偏强、异常偏西。但也有明显差异：1997/1998年秋冬季青藏高原积雪异常偏多,而2009/2010年秋冬季青藏高原积雪偏少;1998年汛期亚欧中高纬度地区稳定存在东西两个阻塞高压,2010年汛期上述地区未出现明显阻塞形势。     

长江上游鱼类资源变迁及其保护评析

长江上游地区既是众多珍稀、特有鱼类的主要分布区,又是我国水电开发的主要基地,因此,开展水电建设对生态环境带来的影响及生态环境保护方面的研究具有十分重要的意义。对长江上游鱼类资源特点、现状及其保护情况进行了分析总结。随着水资源开发等人类活动的日益加剧,长江上游出现鱼类生物多样性下降、渔业资源衰退、物种加速濒危等问题;虽然采取了包括自然保护区和人工繁殖放流站建设在内的一些措施,并取得了一定效果,但长江上游鱼类仍面临巨大的生存威胁。产生这些问题的原因既有渔猎技术的改进,也有水电工程建设。在分析长江上游鱼类资源存在问题的基础上,提出了相应的保护措施。     

气候变化背景下中国绿色水电评估体系探究

为了减缓温室气体排放、应对气候变化影响,以水电清洁能源与生态环境相互协调发展为核心的绿色水电评估成为研究热点。基于国内外绿色水电研究现状,提出以国际绿色水电认证体系、我国现行技术标准为基础,从防洪、航运、能源、生态环境、移民生态补偿、库区文化景观补偿等角度出发,分析长江上游典型区域梯级水电工程建设、运行各阶段对环境、经济、社会的影响,提炼出具有完备性、独立性、代表性、可比性、可操作性的指标体系,探寻我国绿色水电评价指标及其阈值。通过选择具有代表性的典型案例进行试点评估,建立覆盖水电工程项目全生命周期的生态保护-经济效益-社会影响评估体系,以保证我国水电工程项目建设中每个环节的“绿色性”,促进我国水电清洁能源的可持续发展。     

长江源区1980-2010年土地利用变化及影响分析研究

长江源区地处我国三江源自然保护区内,作为长江的源头是整个长江开发利用和环境保护的关键一环。从源区土地利用/覆盖角度分析源区自然环境状态变化,利用ENVI和Arc GIS软件对1980-2010年4期长江源区遥感数据进行解译,以土地利用动态度、综合程度指数及转移矩阵作为评价指标。结果表明:长江源区地貌类型以草地和裸地为主,建筑用地和耕地最少;全时段1980-2010年间,水域面积减少最多,裸地面积增加最多,相对于初期而言源区自然环境有所下降; 1990-2000年间是土地利用开发强度最强的时段,随着2000年三江源保护区的建立,2000-2010年长江源区土地利用朝着恢复方向发展,自然环境有所改善。     

长江流域水资源保护法规体系建设与思考

目前,国家关于水资源保护制定了一系列的法规,初步形成了法规体系,但长江流域的水资源保护具有一些特殊性,如三峡工程、南水北调工程、上游梯级水电开发的累积影响等,因此,流域水资源保护需要有一些针对性强的法规。从实施有关法规的需要和从长江流域水资源保护实际需要出发,探讨了制定流域配套法规,以解决长江流域水资源保护中特殊问题。长江流域水资源保护立法应注重对长江及其水资源经济功能和生态功能的统一保护,遵循以流域为单元进行保护以及预防为主的原则,立法内容要体现长江流域的特点。     

基于TRMM卫星产品的长江流域降水精度评估

卫星降水产品在降水空间格局分析中扮演着重要角色。为分析卫星降水产品在长江流域的应用精度,利用2003~2010年长江流域175个雨量站实测降水资料检验了同期TRMM(Tropical Rainfall Measurement Mission)降水产品3B42 RTV7及V7的精度。结果显示:(1)长江流域年平均降水总量从东南向西北呈现明显的梯度变化,年降水量从2 000 mm/a减少到400 mm/a,降水空间差异极大,时间分布也不均。(2)RTV7和V7降水产品能够捕捉到长江流域降水空间分布格局,尤其是V7在长江流域有较高的精度,对59.85%流域面积的估算偏差在-10%~10%之间;实时产品RTV7在长江上游存在明显的高估现象,偏差大于50%的流域面积高达33.51%。(3)长江中下游RTV7和V7日降水数据与对应的实测数据相关系数都大于长江上游地区,偏差更小。(4)RTV7和V7降水产品在丰水期的估算精度整体优于枯水期。     

长江与黄河历史洪水对比

 为研究洪灾发生的规律，减少洪灾损失，根据历史记录，分析了长江与黄河洪水和干旱出现的原因，根据长江流域近1 000年来的气候干湿变化规律，探讨洪水和干旱周期；对1840年以来长江与黄河洪灾等级和频率进行对比；对洪水和洪灾发生的特点及减灾措施进行综合分析。研究表明，两流域同时发生大洪水的机率较小，而同时干旱的机率较大；长江流域洪水频率大于干旱频率，且中下游发生洪灾的机率大于上游；长江流域水灾频率比黄河大。