基于InVEST模型的都昌县土地利用/覆被变化产水效应研究

来源 :江西农业大学 | 被引量 : 6次 | 上传用户:tmsyh
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21世纪以来,人类活动对土地的影响日益加重,由此引发的土地利用/覆被变化是造成地球表层系统和区域环境变化的主导因素。土地利用/覆被变化通过改变下垫面的性质对区域水文过程及水资源利用产生重要影响,是生态系统产水功能的驱动力之一。随着区域水资源短缺、水污染、洪涝灾害、水土流失等问题日益突出,土地利用/覆被变化产水效应成为当前全球变化和水文效应研究的热点问题,研究土地利用/覆被变化的产水效应,对水资源配置与管理、开发与可持续利用具有重要意义,同时为区域土地利用规划提供决策依据。本文以江西省都昌县为研究区域,基于2000年、2005年、2010年、2015年4期土地利用数据和2000~2015年15年气象资料(气温、降水、太阳辐射)、DEM数据、土壤数据等,运用InVEST模型WaterYield模块,模拟了近15年不同土地利用格局下的产水量,在模拟产水量的基础上改变土地利用输入,基于多元线性回归模型定量分析不同时间段内土地利用变化对产水量的影响。主要研究结果如下:(1)都昌县土地利用类型以水域、耕地和林地为主,这三种土地利用类型的面积之和占全县总面积的88%以上,其中水域的面积最大,占总面积的30%以上。在整个研究期内,耕地的面积呈现先增加后减少的趋势,建设用地面积一直在增加,林地呈现“增加—减少—增加”的趋势,而水域则呈现“减少—增加—减少”的趋势,未利用地呈现“增加—增加—减少”的趋势。(2)根据InVEST模型原理与数据需求,将处理好的基础数据导入InVEST模型进行参数校验,当Z=18.90时,模拟产水量与自然径流量最吻合,模拟的效果最好。运用校验好的模型进行模拟,都昌县2000年、2005年、2010年以及2015年4个年份的产水量分别19.61?10~8 m~3、21.70?10~8 m~3、32.76?10~8 m~3和33.37?10~8 m~3,产水量呈现逐年增加的趋势。(3)通过固定2000~2005年、2005~2010年、2010~2015年每个阶段末的气象要素不变,改变本阶段的土地利用输入,得到每个阶段产水变化量:2005年土地利用条件下的产水量要比2000年土地利用条件下的产水量多0.17?10~8 m~3;2010年土地利用条件下的产水量要比2005年土地利用条件下的产水量少0.10?10~8 m~3;2015年土地利用条件下的产水量要比2010年土地利用条件下的产水量多0.9?10~7 m~3。(4)基于SPSS22.0,以37个子流域为基础,建立每个子流域产水变化量和不同土地利用类型间转化面积的多元线性回归方程,结果表明:转换成建设用地及耕地均能促进产水,转换成林地及水域抑制产水,转换成未利用地既能促进产水也能抑制产水。气象要素是影响产水量差异的主导因素,但不能忽略土地利用变化对产水量的影响,研究土地利用变化对产水的影响对水资源政策制定、国土规划、生态规划等有重要意义。
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