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[期刊] 自然资源学报
[作者]
王强 许有鹏 高斌 王跃峰 徐羽 吴雷
针对流域土地利用变化所引起的径流空间变异问题,论文以太湖上游西苕溪流域为例,基于SWAT模型(Soil and Water Assessment Tool)模拟的不同土地利用情景下月尺度径流过程,通过GWR模型(Geographically weighted regression)在空间上定量评估了土地利用/覆被变化对流域径流过程的影响。结果表明:径流变化在流域空间分布上存在一定非平稳性,其与子流域内面积变化较大的土地利用类型相关性显著,其中城镇用地影响最大,林草地和耕地影响次之。径流变化对城镇用地的空间
[期刊] 自然资源学报
[作者]
王强 许有鹏 高斌 王跃峰 徐羽 吴雷
针对流域土地利用变化所引起的径流空间变异问题,论文以太湖上游西苕溪流域为例,基于SWAT模型(Soil and Water Assessment Tool)模拟的不同土地利用情景下月尺度径流过程,通过GWR模型(Geographically weighted regression)在空间上定量评估了土地利用/覆被变化对流域径流过程的影响。结果表明:径流变化在流域空间分布上存在一定非平稳性,其与子流域内面积变化较大的土地利用类型相关性显著,其中城镇用地影响最大,林草地和耕地影响次之。径流变化对城镇用地的空间响应关系表现为由上游到下游逐渐增强,而对林草地和耕地的响应关系表现为从流域上游到下游逐渐减弱。对比发现,多因子GWR模型相对于单因子GWR模型更适合综合分析径流对土地利用/覆被变化的空间响应关系。
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
陈莹 尹义星 陈爽
以太湖上游西苕溪流域为研究区,基于1985和2002年土地利用空间数据,结合土地利用变化的驱动因子,运用马尔科夫模型和CLUE-S模型,模拟了研究区2020年土地利用的空间格局;在此基础上,通过对斑块类型和景观水平上格局指数的变化分析,揭示研究区未来土地利用/覆被变化及其景观生态效应。结果表明:按照1985~2002年土地利用变化的发展趋势,未来研究区土地利用变化主要表现为建设用地面积大幅度增加,耕地、林地面积减小,研究区未来景观格局指数将发生较大的变化。在景观尺度上,斑块数量、边缘密度、多样性指数、均匀度指数、分维数等指标都呈增加趋势,而斑块平均面积减小,表现出景观结构破碎化、斑块形状复杂化...
[期刊] 资源科学
[作者]
黄榆茗 卢光辉
土地利用是人与环境互动展现在地表的现象,土地利用的议题一直是地理学研究中重要的课题。近年来,都市化及社会结构的迅速发展和变化,土地面临极大的开发压力,尤其是在不当的开发行为中,所造成的各种土地利用型态,不仅使得流域的径流特性发生变化,更造成人民的生命财产产生威胁。因此,该研究以台湾新店溪流域宝桥子集水区为例,收集前人应用SPOT卫星影像所判释出1989年、1990年、1993年、1994年、1995年、1997年、1998年、1999年、2001年共9个时期的研究区各种土地利用型态数据,采用美国农业部水土保持局所研发的径流曲线指数法,分析出上述9个时期中,不同土地利用型态下的标准径流曲线值,再...
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
代晓颖 许有鹏 林芷欣 王强 徐羽 袁甲
气候变化与剧烈的人类活动正深刻地影响着全球水循环系统,河川径流作为水循环系统中的重要组成部分,也因此发生了显著的变化。为此,以太湖上游西苕溪流域为典型,应用累积距平、线性趋势分析及流量历时曲线等方法,分析1972~2015年流域内的水文气象变化趋势;基于累积量斜率变化分析方法与气候弹性模型,定量揭示降水与人类活动对流域径流变化的贡献率。研究结果显示:(1)1972~2015年间流域年径流量呈减小趋势,并且在1999年发生突变,以此将时间序列划分为基准期与变异期两个阶段。变异期流域年均径流量减少约11.76%,减少幅度较大。(2)流域降水量年际变化趋势并不显著,与基准期相比,变异期年均降水减少约1.43%,减少幅度较小,但流域径流对降水变化敏感。汛期降水量占年降水量比重减少,降水的年内分配逐渐坦化,一定程度上使得产流减少。(3)根据累积量斜率变化率分析方法,降水与人类活动对西苕溪流域径流减少的贡献率分别为26.45%和73.55%,由气候弹性模型计算得出二者的贡献率分别为23.52%与76.48%。两种计算方法结果较为接近,均表明人类活动是导致西苕溪流域径流减少的主要因素。
[期刊] 自然资源学报
[作者]
陈昌春 张余庆 项瑛 王腊春
论文以赣江流域为研究区,基于SWAT分布式水文模型及SUFI-2算法,利用流域DEM、土地利用、土壤、气象等数据,结合GIS和RS技术,对流域土地利用变化的径流响应进行定量分析与研究。结果表明:影响模型模拟效果前3位的敏感参数分别为ALPHA_BF、CN2、ESCO,得出率定期和验证期的模拟值与实测流量过程拟合程度较优,其R2和Nash-Sutcliffe效率系数ENS均高于0.90,相对误差|Re|均小于3%;流域内1990年与2000年土地利用均以林地、水稻田、草地为主,此3种类型约占流域总面积的85%;在相同气象条件下,两期土地利用情景下的月、年均径流量变化趋势较为一致,2000年土地利...
[期刊] 自然资源学报
[作者]
陈莹 许有鹏 尹义星
论文以太湖上游的西苕溪流域为研究区,通过土地利用变化模型CLUE-S对未来15年土地利用/覆被变化的空间格局进行模拟,并在此基础上,应用长期水文影响模型L-THIA模拟分析1985年、2002年以及未来15年后3种土地利用情景对地表径流的长期影响,并识别不同土地利用转换方式的水文效应的敏感性。结果表明:①在相同的降雨条件下,2017年土地利用情景下年均径流深度较1985年增加61.6 mm,且土地利用变化对月径流的影响在春季尤为显著,同时,土地利用变化的水文响应程度,以枯水年响应最强,丰水年响应最弱;②不同土地利用转换方式产生的水文效应存在较大差别,以林地向建设用地转换的水文效应最为敏感,其次...
[期刊] 自然资源学报
[作者]
万荣荣 杨桂山
土地利用/覆被变化是影响流域水文过程的重要因素。基于太湖流域在全国的重要性及太湖流域LUCC洪水效应研究的迫切性,选择太湖上游西苕溪流域为研究区,利用分布式水文模型HEC-HMS模拟5种土地利用/覆被情景下的2次典型洪水过程(5年一遇的台风型洪涝和5年一遇的梅雨型洪涝),定量区分单一土地利用/覆被对洪峰的影响程度。结果表明,对于同场降雨,5种土地利用/覆被情景下的洪峰流量大小顺序为:林地<疏林灌丛<草地<耕地<建设用地,峰现时间先后依次是建设用地、耕地、草地、疏林灌丛、林地。同样的土地利用变化对洪峰的影响程度,5年一遇的台风型洪水比5年一遇的梅雨型洪水反应剧烈。对洪峰流量影响最大的土地利用变化...
[期刊] 自然资源学报
[作者]
于兴修 杨桂山 李恒鹏
土地利用/覆被变化的环境效应是相关领域今后研究的重点。论文利用1985、1995和2000年的TM数据及调查资料,研究西苕溪流域的土地利用/覆被变化及其景观生态效应。结果表明:流域内农田不断减少,居民及工矿用地持续扩大,林地前期减少、后期缓慢增加;林地和农田是流域内的主要景观类型,空间集中性及斑块碎化、形状规则化、景观同化是景观结构和景观异质性变化的主要表现;土地利用/覆被变化产生了生境质量下降、边缘效应增强、土地退化和生态系统成分单调等景观生态效应;恢复与建设西苕溪流域的景观生态系统需对景观尺度上的土地利用方式进行必要的调整。
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
于兴修 杨桂山
利用1985、1995和2000年的TM数据及水质资料,运用GIS和水质指数法研究西苕溪流域的土地利用/覆被变化及其水环境效应。结果表明:流域内耕地不断减少,建设用地持续扩大,林地前期减少后期缓慢增加;林地和耕地是流域内的主要土地利用类型,二者面积之和占流域面积的比例在三个时段均在92%以上;空间集中性及斑块碎化是土地利用空间格局变化的主要表现,建设用地斑块数量增多且斑块面积明显增大,耕地面积减少但斑块数量增多。研究时段内流域水质在时间上呈逐步恶化趋势,在空间上则表现为自上游至下游逐渐下降,其中,1996～2000年,研究河段内水质指数下降幅度达30%左右;只治理点污染源仅使水质指数增加6.5...
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
吴宏 冯徽徽 邹滨 王玉龙
径流是洞庭湖等长江中下游通江湖泊水量变化的重要驱动因素，土地利用/覆盖变化(Land Use and Cover Change, LUCC)通过改变下垫面特征，强烈改变了流域水文过程，并进一步影响了湖泊水量变化。然而，受气候变化等多因子复杂交互作用，LUCC对“径流—湖泊水量”关系的影响方式与贡献特征依然面临较强的不确定性，成为流域水资源规划与管理面临的关键理论瓶颈。针对上述问题，基于SWAT水文模型，采用2001～2019年MODIS遥感数据产品，系统分析了洞庭湖流域LUCC对“径流—湖泊水量”的影响特征。结果表明：(1)洞庭湖流域多年平均径流和湖泊水量分别为2 371亿m~3和682亿m~3,季节上均表现为5～9月份较高、10～4月份较小的单峰型分布特征，径流年际变化趋势较弱(y=14.926x+2 222.1,R~2=0.043 9,p<0.01);(3)LUCC对“径流—湖泊水量”关系具有较强影响，其对多年年均径流量贡献约为364亿m~3,约占多年径流总量的15.4%,对湖泊水量贡献约63亿m~3,占总蓄水量的9.2%。研究结果有助于正确认识与把握洞庭湖等通江湖泊水量变化的内在影响机制，并为流域相关水资源治理与规划提供科学的辅助支撑。
[期刊] 地理科学进展
[作者]
徐苏 张永勇 窦明 花瑞祥 周宇建
土地利用变化的径流效应是水循环研究中的重点内容之一。长江流域是中国最大的流域,土地利用变化及其径流效应分析是研究该流域径流演变、水旱灾害的基础。本文利用1980、1990、1995、2000、2005年五期土地利用数据,采用土地利用转移矩阵计算土地利用动态度、交换变量等指标,评价了长江流域土地利用的时空变化特征,识别关键变化区域及其变化原因。在此基础上,利用SCS模型的降水—径流方程,分析了土地利用变化的径流效应。研究结果表明:1980-2005年时期,长江流域土地转移活跃程度在第一(1980-1990年)和第四(2001-2005年)时期内明显高于1991-1995年和1996-2000年,中上游四川及其北部地区的活跃程度最大。1980-2005年期间水田、旱地、林地和草地面积变化幅度都在8%以内。但受不同时期环境保护和经济发展因素影响,耕地(水田和旱地)和林地、草地呈现相反的变化,而水域、未利用地和城镇用地相对变化较大;其中快速的城镇化导致城镇用地增幅最高,可达196.58%。土地利用变化直接导致流域的平均径流系数变大,变幅从-0.67%到0.80%,平均增幅0.05%,变化最显著的地区在城市化水平较高的长三角一带。径流系数的增加导致洪水发生的可能性增大。
[期刊] 自然资源学报
[作者]
邱国玉 尹婧 熊育久 赵少华 王佩 吴秀琴 曾爽
论文以在黄土高原上发育,流经中国北方干旱、半干旱地区的黄河二级支流——泾河为研究对象,基于20世纪八九十年代的土地利用影像资料,以及泾河流域1970~2002年的气候、水文资料,采用美国农业部开发的分布式流域水文模型SWAT,分析了20世纪80~90年代泾河流域的降雨量和径流量的变化。从80到90年代,流域年降雨量呈逐年递减趋势,80年代多年平均月降雨量明显大于90年代多年平均月降雨量,尤其在7~9月,平均降雨量明显减少。受气候干旱化和土地利用/覆被变化的共同作用,80~90年代,流域多年平均年径流减少了8.92m3s-1。为了区分气候变化和土地利用变化对流域径流的影响,采取分别固定气候因子与...
[期刊] 地理科学进展
[作者]
徐苏 张永勇 窦明 花瑞祥 周宇建
土地利用变化的径流效应是水循环研究中的重点内容之一。长江流域是中国最大的流域,土地利用变化及其径流效应分析是研究该流域径流演变、水旱灾害的基础。本文利用1980、1990、1995、2000、2005年五期土地利用数据,采用土地利用转移矩阵计算土地利用动态度、交换变量等指标,评价了长江流域土地利用的时空变化特征,识别关键变化区域及其变化原因。在此基础上,利用SCS模型的降水—径流方程,分析了土地利用变化的径流效应。研究结果表明:1980-2005年时期,长江流域土地转移活跃程度在第一(1980-1990年
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
潘佩佩 杨桂山 王晓萌 王丽艳 王雪然 葛京凤
认识耕地利用与粮食生产的耦合作用规律是确保粮食安全和可持续发展的基础。基于模型模拟、GIS和多目标情景模拟等方法,在定量分析粮食生产对耕地利用变化动态响应基础上,分析流域粮食生产变化的关键驱动要素及粮食增产潜力,为流域耕地利用动态调控和粮食安全问题解决提供参考。结果表明:(1)1985～2015年流域耕地利用与粮食生产变化空间集聚性显著,耕地量变、耕地利用结构和方式变化幅度分别为39.2%、23.6%和19.3%,上述变化导致粮食减产44.1%;(2)1985～2015年耕地量变对流域粮食减产贡献率为50.7%,耕地利用方式变化和耕地量变则分别以43.4%和76.3%的贡献率成为前后15年粮食减产的主要驱动因素。集聚在流域北部56.8%的区域受耕地量变影响显著;太湖东南24.3%的区域和杭州-桐乡-嘉善一线等18.9%的区域分别受耕地利用方式和结构变化影响较大。随时间变化,耕地量变影响加剧,粮食减幅增加;(3)未来耕地数量持续减少,粮食安全压力较大,低-中-高方案变动下耕地量变影响范围缩小53.5%,耕地利用方式和结构影响区分别增加了2倍和1.25倍,粮食增产区由5.4%增加到54.1%。不同区域粮食生产对耕地利用变化响应的时空差异显著,未来响应变化敏感区将是流域粮食增产潜力区和耕地利用关键调控区。
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