海南岛土地利用及产水量时空变化模拟EI北大核心CSCD

采用InVEST模型的产水模块研究海南岛1995—2015年的产水量时空变化,同时基于FLUS模型利用1995年与2015年两期的土地利用数据及自然、交通和社会因子,模拟2035年海南岛不同情景的土地利用变化及其对产水功能的影响。结果表明:1995—2015年海南岛城镇化加剧导致建设用地增加,增加的建设用地主要来源于林地和耕地的转换;1995—2015年海南岛产水量处于增长状态,产水深度总体呈现出东北部高、西南部低的空间分布格局;2035年自然发展情景下海南岛仍延续快速城镇化的发展速度,建设用地将增加36.7%,由此导致海南岛产水量较2015年增长0.67%;生态空间保护情景下的产水量增长率为-0.21%,实施生态保护措施可以很好地抑制产水量的增加,能够降低洪涝风险,保障海南岛生态系统产水功能。     

土地利用/覆被变化对产水服务功能的影响：以海南热带雨林国家公园为例

为揭示海南热带雨林国家公园土地利用/覆被变化(LUCC)对产水服务功能时空演变的影响，应用GIS和InVEST模型，分析产水服务功能对LUCC的响应及其成因。结果表明：(1)1990—2018年研究区土地利用发生较大变化，耕地、草地及天然林分别减少68.48%、18.74%及4.89%;水库坑塘、橡胶林和经济林分别增加810.74%、190.42%和38.09%。(2)产水服务功能对LUCC产生明显变化响应，1990—2018年产水总量和产水服务功能总体呈先下降后轻微上升趋势。四期平均产水深分别为1 251.74 mm、1 191.98 mm、1 086.48 mm和1 204.98 mm,并整体呈现出西部产水量低，东部高的空间差异。LUCC是影响产水服务功能变化的重要原因，其中耕地、天然林面积锐减，橡胶林等经济林和水库坑塘面积增加会削弱产水服务功能。因此，未来应合理控制橡胶林等经济林面积，优化配置用地格局。     

以水资源可持续利用为核心全面实现人水和谐战略目标

新疆维吾尔自治区位于祖国西部边陲和欧亚大陆腹地，疆域面积约占全国总面积的1／6，自然资源丰富，是国家西部大开发重点地区之一。新疆人均水资源量4507m^3，高于全国平均值。但按单位面积产水量来计算，却只有51mm,是全国的倒数第二。再扣除流出国境的水量和必须确保的生态与环境用水，实际上能够用于经济社会发展的水资源是十分有限的，加之水资源区域分布相差悬殊，北部地区单位面积水量是南部地区的2．6倍；在西北、东南两部分面积大致相当区域内，西北部分水资源占全疆水资源总量的93％，而东南部仅占7％，这就给水资源的合理配置造成了很多的困难。     

水资源统一管理的实践和启示

阳宗海为云南省小江西支断裂控制形成的天然淡水湖泊,距昆明市约40km。当湖面控制水位为黄海高程1769.904m时,湖泊面积约为31km~2,最大水深为29m,平均水深约20m,蓄水量约6.17亿m~3;阳宗海的天然补给水源主要为流域内天然降水,年均产水     

基于InVEST模型的大凌河上游区产水功能分析

为探讨大凌河上游区产水功能的定量评估及空间表达,利用InVEST模型计算大凌河上游汇水区产水量,结合ArcGIS平台分析流域产水量空间分布格局及相关性,探讨在不同驱动因子下产水量高低情况。研究结果表明:①2015年大凌河上游汇水区平均产水量为36.72 mm,产水总量为3.41亿m~3/a;②研究区产水量Moran’s I值为0.939,产水量呈现明显空间相关性,朝阳县西部及喀喇沁左翼蒙古族自治县东北部子流域处于Low-Low聚类区,建昌东部子流域为High-High聚类区,流域内无Low-High聚类区与High-Low聚类区;③不同土地利用类型下,林地、草地以及城市与工矿用地产水能力强,水域、未利用地及耕地产水能力弱;④不同土壤质地的平均产水能力依次为棕壤>中性石质土>钙质粗骨土>粗骨土>淋溶褐土>褐土>潮褐土>积钙红黏土>石灰性褐土>潮土>潮棕壤;⑤产水量与降水量显著正相关,与实际蒸散量、潜在蒸散量显著负相关。InVEST模型适用于评估大凌河产水功能研究,不同因素下产水功能差异显著。     

陕北黄土高原退耕还林还草工程产水效应

以陕北黄土高原为研究区,利用InVEST产水量模型,基于水量平衡和水文过程原理,通过对降水、蒸散发、土壤、植被等自然因子和土地利用/覆被变化因子进行空间叠加与模拟计算,定量评价了研究区退耕还林还草工程的产水效应。结果表明：2000-2010年研究区林地、灌丛、草地面积分别增加了122.7、285.2和3 204.0 km²,耕地面积减少了3 984.5 km²,退耕还林还草工程土地覆被变化显著;2000-2010年研究区产水能力整体下降,延安市境内总产水量减少了8.9×10⁸ m³,榆林市境内总产水量减少了7.2×10⁸ m³,空间分布与退耕还林还草工程实施区域高度一致;土地利用类型转化致使研究区产水量整体减少了11 665.4×10⁴ m³,其中,耕地向林灌草的转化导致研究区产水量减少最为明显,共减少了11 254.2×10⁴ m³,占总减少量的96.5%。通过产水量重要性分级和空间分区,可为生态系统及流域的科学管理、退耕还林还草工程的科学实施提供参考和指导。     

魏县水资源利用现状及可持续利用分析

1．水资源利用现状 魏县地处邯郸市东南部,县域面积862km^2,境内主要有漳河、卫河两条河流。全县多年平均降水量为550．7mm,且存在时空分布不均,年际变化大和地区分配不均等特点。地表水可供水量主要为引黄工程黄河水、民有渠引蓄水和卫河引提水量,均属于过境水,拦蓄当地产水量很少,     

城乡建设焕新颜 与时俱进谱新篇——荆门市城市建设发展侧记

60年来，荆门城市建设取得了令人瞩目的成就．中心城区建成区面积由1949年的2．46平方公里拓展到现在的52平方公里，增长了21倍：城市人口由3100人增加到现在的48万人．增长了155倍。荆门由一个很小的县城发展为文明、繁荣，优美的中等城市，城市功能不断完善，城市环境日益改善．城市形象逐步提升。     

CMADS驱动SWAT模型在水循环模拟中的应用——以洱海流域为例

基于大气数据驱动水文模型的输出结果开展水循环模拟研究是大气和水文学界的研究热点。利用中国大气同化驱动数据集CMADS驱动SWAT模型,模拟2009～2016年期间洱海流域关键水循环要素的时空分布特征。结果表明:①CMADS数据集可很好地驱动SWAT模型,在洱海流域适用性较好,可用于水循环模拟研究。②从时间上看,洱海流域年降水量、实际蒸散和年产水量均呈现出先减少后增加的趋势,分别以4.6,29.3,15.0 mm/a的速率递增,多年平均降水量、多年平均实际蒸散发和多年平均产水量分别为792.8,565.5,286.1 mm。从空间上看,洱海西部降水最丰沛,东部地区次之,北部地区最低;实际蒸散发空间差异性相对较小,高值区主要分布于洱海湖区周围;产水量空间分布差异性较大,洱海西部产水量最大,其次为洱海北部和东部山区。③湿润度呈现出增加的趋势,而产水系数表现出减少的趋势,多年平均湿润度和产水系数分别为0.61和0.43;实际蒸散发与降水变化趋势一致,但与潜在蒸散发变化趋势相反,表明水分条件是限制洱海流域潜热的主要因子。     

基于InVEST模型的甬江流域水源供给功能时空变化特征

甬江流域是浙江七大水系之一,研究其流域水源供给生态系统服务对于加快浙东地区生态文明建设、促进区域高质量发展具有重要意义。基于甬江流域三期土地利用、气象、土壤等数据,估算了流域不同时期的水源供给能力及分析了产水量的地形梯度效应。结果表明：甬江流域土地利用类型以农田、林地为主,建设用地趋于大幅扩张,其他地类面积趋于缩减。土地利用类型间转换剧烈;流域年平均产水总量约为3.069×108 m³,产水量呈下降趋势。甬江流域产水量以中上游产水量较高,如姚江、鄞江和剡溪江流域,且农田、林地对流域产水量贡献度较高;甬江流域地形位指数集中分布在第1等级,且产水量地形梯度效应较为显著。     

黄土高原流域土地利用变化的水土流失效应

本文以黄土高原中部的油河流域为例,利用3个不同时期的遥感影像分析了1977年以来的讷河流域的土地利用变化特征,在此基础上,选择年径流深度、年侵蚀模数、汛期径流深度、汛期侵蚀模数和枯季径流深度为水土流失过程参数,通过基于流域降水与水土流失过程各参数的统计回归模拟分析,区分出了降水和土地利用等地表属性变化分别导致的流域水土流失变化过程.研究结果认为:1980年以来,流域水土流失明显趋缓,以10年为尺度得出的平均值,径流深度减少了32.75mm,侵蚀模数减少了778t/km2.水土流失的变化主要是由地表属性变化引起的,降水量变化的贡献很小.耕地面积变化和地表属性变化引起的水土流失变化具有显著的相关性,坡耕地改梯田的农田水利建设可能是导致水土流失变化的主要原因.     

山地水平沟在黄土高原水土保持中的作用

通过近10年来在黄土高原地区的定点试验和示范,山地水平沟已在陕、甘、宁、蒙、晋等省区大面积推广。试验、调查结果表明,山地水平沟种植具有拦截径流,防止水土流失,提高土壤肥力,增强作物抗旱、御寒能力等多项功能。在年均坡面径流深12mm 的情况下,每公顷水平沟耕地可有效减少水、土流失1300m~3 和650t。由于水平沟种植是将种、肥同播于沟底稳墒层,人为地为作物生长建立了营养供应层,水、肥供应较为充分,作物产量较一般坡耕地提高35%～300%。     

北京地面沉降与地下水开采时空演变对比

区域地面沉降是世界上很多城市都要面对的一种"城市病"。地下水过量开采是这一问题最普遍的原因,北京也因此出现了严重的地面沉降问题。为了全面认识地下水开采格局变化下的地面沉降发育分布的新特点,推动实现《北京地面沉降防治规划(2013-2020年)》中的"控沉目标",对北京市从解放初期至今60多年间的地下水开采和地面沉降演变进行了时间和空间上的定性定量对比分析。结果表明:地面沉降的形成发展阶段与地下水开发利用阶段高度吻合;地面沉降中心区与地下水位降落漏斗区的时空变化高度相关;随着地下水开采深度整体上向地表以下更深层发展,主沉降层逐渐向深部(100m以下)地层转移,为地面沉降防控决策制定提供了依据。     

土地利用变化对牤牛河流域径流的影响

土地利用变化对流域水资源配置及其循环过程有显著的影响,了解土地利用与径流的关系是流域水文学研究的重要内容。以牤牛河流域为研究区,基于SWAT分布式水文模型,利用流域DEM、土地利用、土壤、气象等数据,结合GIS和RS技术,并采用极端土地利用分析方法,对流域土地利用变化的径流响应进行定量研究与分析。结果表明:流域内1998年与2009年土地均以耕地、林地、未使用地为主,约占总面积的90%;相同的气象条件下,两期土地利用情景下年、月均径流量变化趋势一致,2009年土地利用情景下的年、月径流量较1998年略小,年均径流量减少605.5万m3;7,8月份月径流模拟减少量明显;土地植被覆盖度增大径流量减小,反之则增大;在极端土地利用情景下,径流量将发生剧烈变化。因此,在不考虑研究期间内气候变化等因素的条件下,土地利用变化是影响流域径流变化的主要因素。     

Prioritizing Structural Management by Quantifying the Effect of Land Use and Land Cover on Watershed Runoff and Sediment Yield

Hydrological processes in a mixed land use watershed are significantly influenced by land use (LU) and land cover (LC). In order to quantify the effect of LU/LC, topography, and morphology, runoff and sediment yield of a small multivegetated watershed in a sub-humid subtropical region in India were simulated by the Soil and Water Assessment Tool (SWAT) model and were compared with measured values. The mixed land use watershed displayed a synchronized runoff response to monsoon rains. Measured runoff and sediment yield varied one sub-watershed to another and ranged, respectively, from 256.33 to 367.83 mm and from 0.27 to 11.65 t/ha for 734.90 mm of rainfall in 2000 and from 310.36 to 393.49 mm and from 0.84 to 10.71 t/ha for 765.50 mm of rainfall in 2001. The correlation coefficient between rainfall and runoff was 0.86, that between runoff and sediment yield was 0.56, and that between rainfall and sediment yield was 0.55. The sub-watersheds with relatively high forest cover (SWS1 and SWS2) showed significantly less runoff and sediment yield (310.36 mm and 0.84 t/ha), whereas a sub-watershed with more area under cultivation produced higher runoff (393.5 mm) and higher sediment yield (11.65 t/ha). Measured and model simulated estimates of runoff and sediment yield from different sub-watersheds were employed to prioritize control measures in the watershed comprising areas under cultivation, waste, fallow and eroded land, and forest and bushes. The average estimates of sediment yield from different sub-watersheds were used to prioritize the checkdam construction as an effective measure to control sediment transport to downstream water resources.     

基于时序特征的黄河三角洲土地覆盖动态及驱动力分析

综合不同土地利用类型的Landsat影像时序特征和面向对象分割方法,分析1985-2018年现代黄河三角洲土地覆盖时空特征,探讨土地覆盖变化的驱动机制。结果表明:1985-2018年间研究区天然湿地面积大幅减少,共减少9.9847×104 hm²,其中沼泽和草甸湿地面积减少尤为明显,而人工湿地面积则逐年增加,年平均增加率达54.66%,主要是盐田养殖场和水稻种植面积的增大;社会经济因素对研究区土地覆盖的影响程度高于水文因素;输沙量是影响研究区土地覆盖变化的主要水文因素,实测径流量的减少进一步导致天然湿地向旱地类型转化;人口和GDP变化对人工湿地面积增加的正相关作用比较显著,而天然湿地面积的减少则与该两个指标的负相关关系比较明显。     

农业小流域土地利用格局变化对氮素输出的影响——以丹江口库区胡家山小流域为例

流域土地利用格局对农业非点源污染氮素输出具有重要的影响。以丹江口库区胡家山小流域为研究对象,分析2008～2016年土地利用类型变化对流域总氮输出的影响,以期为丹江口库区生态清洁小流域建设提供参考。结果表明:2008～2016年,流域出口处总氮年平均浓度从5. 13±4. 2 mg/L降低为2. 06±0. 62mg/L;总氮输出负荷由49 025 kg/a降低至21 578 kg/a,总氮输出负荷减少56. 0%。对比分析流域生态治理工程实施情况,发现坡改梯、退耕还林等水土保持治理与植被恢复措施在有效控制水土流失的同时,还在减少流域氮素输出中发挥了重要作用。经相关分析,流域内林地、耕地、居民地的空间分布格局对流域氮素输出均有影响,其中100 m河岸带范围为流域总氮负荷输出的主要区域。有效控制胡家山小流域100 m河岸带尺度的氮素流失,可显著降低流域总氮输出负荷。     

喀斯特山区城市边缘区生态风险时空演变研究——以贵州省贵阳“两湖一库”地区为例

为揭示土地利用变化对喀斯特山区城市边缘区生态风险影响,选择贵阳"两湖一库"地区18个乡镇作为研究区域,利用1973年MSS影像、1993年TM影像、2001年ETM影像和2010年的ALOS影像获取"两湖一库"土地利用信息,从风险源的危险性、风险受体的抵抗力稳定性上构建土地利用生态风险评价模型,以乡镇行政区划为基本单元,量化评估"两湖一库"地区生态风险时空变化特征。研究表明:"两湖一库"地区40 a来生态风险指数整体先增加后减小,1973~1993,1993~2001年两个年段分别增加279.06%,21.90%;2001~2010年段减少115.52%。生态风险单项指标除土地利用破碎化程度不断增加外,其余指标都在恶化后有所好转。"两湖一库"地区生态风险状况空间差异显著,生态修复以及城市扩张的双向影响导致生态风险变化在空间上分异,具体表现为建成区所在南明区、云岩区以及湖区所在红枫湖镇、夏云镇、高峰镇生态风险值增加后基本维持不变,而建成区周围的久安镇、石板镇、金竹镇等乡镇生态风险值逐渐降低。     

北京基岩水开采对地面沉降的影响

过量开采地下水造成的地面沉降问题已经是北京市平原区主要的地质灾害之一。论文选择小汤山和后沙峪地区为典型研究区,通过分析研究区基岩水开发利用状况,开展基岩水开采引起地面沉降的研究。运用简化的弹性模型评估基岩水开采造成的弹性变形量,结果表明,从1974年截至2010年,小汤山地区地热田总净开采量约9 400万m3,引起的地面弹性变形量约为1.02cm;小汤山地区岩溶水年均开采3 000万m3,年均形变量约0.32cm。后沙峪地区通过估算获得近似值,1961年-2011年期间由于第四系地下水的开采造成的基岩变形量约为1.09cm。