若尔盖县水源涵养功能评估及其影响因子分析

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若尔盖县位于川西北边缘,凭借其重要的生态地位和丰富的物种类型成为了四川省重要的水源涵养与生物多样性保护区之一,同时也是黄河、长江上游最重要水源涵养地之一。作为世界上最大的“固体高原水库”和长江黄河上游最重要的生态屏障,若尔盖县被誉为黄河“蓄水池”,对长江、黄河上游及其支流的水源涵养、水土保持发挥着重要作用。准确评估若尔盖县水源涵养功能并揭示其时空变化特征及影响因子,对指导当地生态保护工作具有重要意义。本论文基于水量平衡原理和SCS-CN模型,以landsat卫星遥感影像数据、MODIS气象数据、土壤数据、统计年鉴数据为基石,在地理信息空间分析技术(GIS)和遥感影像处理技术(RS)的支撑下,开展了若尔盖县水源涵养功能评估及其影响因子分析。本论文主要研究成果如下。第一,提出了县域尺度水源涵养功能评估方法。通过大量文献研究,发现目前水源涵养功能评估方法中过多依赖经验系数来代替部分参数,容易忽视参数的空间异质性,且评估尺度多是按照流域或者省级、国家级行政区划来制定。为了准确评估县级水源涵养能力,同时给地方政府提供决策支持,本论文综合考虑数据的可获得性以及县域尺度数据的精度,耦合水源涵养过程的形成机理,利用GIS技术强大的空间分析功能综合分析资源、环境、生态、人类活动等要素的内在空间特性及其在地理空间上的相互作用和关系,提出了基于SCS-CN模型和水量平衡方程结合的县域水源涵养功能量化评估方法。第二,开展若尔盖县水源涵养功能评估。基于landsat卫星遥感影像、气象、土壤等多源数据,利用本论文提出的方法对2000-2019年的若尔盖县水源涵养功能进行了评估,分析了若尔盖县水源涵养量时空变化特征,将水源涵养量评估结果消除量纲、归一化后,在行政尺度和像元尺度下分别评价了若尔盖县水源涵养能力强弱,并分析各地表覆盖类型在乡镇水源涵养能力中的重要性。结果表明:空间上,若尔盖县的水源涵养量呈现出南高北低的分布态势;时间上,2000年至2019年,若尔盖县的水源涵养量有所增加;无论是在行政尺度还是在像元尺度,唐克镇水源涵养能力都是最强,辖曼镇和麦溪乡为较强,且该三个乡镇均位于若尔盖县西部,说明若尔盖县西部总体的水源涵养能力较强且较为稳定;阿西镇、巴西镇、达扎寺镇中水源涵养能力突出的是草地、林地及灌木地;唐克镇、辖曼镇、嫩哇乡中水源涵养能力突出的是草地和灌木地;红星镇和麦溪乡中水源涵养能力突出的是草地和耕地;包座乡、降扎乡、求吉乡、铁布镇、占哇乡等五个乡镇中水源涵养能力突出的是耕地和林地。第三,探索分析了若尔盖县水源涵养功能的影响因子。基于多年平均数据,利用空间相关性分析法,从下垫面因子和气象因子两个方面对若尔盖县水源涵养功能受环境因子的影响情况进行了分析。结果表明:在若尔盖县林地水源涵养能力最好,草地其次,人造地表由于产生较多的地表径流以至于水源涵养能力极差,近19年来,林地、灌木地的大幅减少,人造地表、裸地面积的增加导致了2019年若尔盖县径流总量的增加,给水源涵养功能造成了负影响;若尔盖县各类土壤水源涵养能力依次为石灰性褐土>暗棕壤>寒冻土>棕壤>草毡土>褐土>草甸土>泥炭沼泽土>石灰性草甸土>黑毡土>棕黑毡土>淋溶褐土>沼泽土>草甸沼泽土>低位泥炭土>粗骨土,土壤质地类型中壤土占比超过85%,壤土导水性好、利于下渗、有效持水量多,为若尔盖县涵养水源提供了良好的基础条件;地形起伏对水源涵养功能的影响也十分显著,随着海拔升高,坡度的增加,水源涵养能力呈减弱趋势;90%以上的区域降雨量与水源涵养量成正相关关系,降雨量在620-670mm之间时,水源涵养量增长最快;85%以上的区域蒸散发量与水源涵养量成负相关关系,蒸散发量在500-600mm之间时,水源涵养量减少最快。
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