黄河生态引水对库布其沙漠北缘生态格局与蒸散发影响研究

来源 :内蒙古农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:poloyzhang
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库布其沙漠北缘地区因水资源匮乏,生态环境较为恶劣,加之该地区也面临黄河凌汛期水患灾害威胁。为缓解防汛安全形势并改善地区生态环境,2014年起,有关部门当地探索实施黄河生态引水工程。工程实施以来,环境显著改善、植被覆盖度持续增强,但下垫面生态格局演变进程发生变化,水文循环过程受到影响,同时由于常态化引水机制缺失,生态环境恢复情况反复,引水工程在部分地区也并未产生持续性效应。因此为保障地区生态环境持续恢复与实现水资源高效利用,有必要开展黄河生态引水对库布其沙漠北缘生态格局与蒸散发影响研究。本文利用目视解译法开展了未引水前(2013年)、初引水时(2016年)与持续引水后(2020年)生态格局演变研究;为明晰地区水文循环过程变化机理,基于METRIC遥感模型与Dlton算法,开展了植被生长季蒸散发定量表征与时空分布研究;为探究引水条件动态差异下的蒸散发驱动机制,利用相关分析与残差分析法,分析蒸散发驱动机制并评价其对蒸散发贡献率。主要研究成果如下:1.黄河生态引水工程干预了下垫面生态格局演变进程,地表生态环境显著改善。土地利用类型解译结果显示:引水工程实施后,沙地面积急剧缩减,同时湖泊、湿地稳步扩展,2013年至2020年,沙地面积由65.95km~2减至14.4km~2,2013年至2016年、2016年至2020年沙地向其他土地利用类型转化率分别为33%、75%;湖泊也从零增长至24.96 km~2。另外,生态引水促使下垫面植被覆盖度不断加深,植被长势向好转变,归一化植被指数最小值由0.43增至0.59。2.基于METRIC模型与Dlton水面蒸发算法的估算结果与实测数据具有良好一致性,陆面、水面蒸发估算值相对误差分别为10.55%、9.12%;地表特征参数研究结果显示:引水后,水域地表反照率、地表温度、地表粗糙度相对较低,其他地区较高。同时根据蒸散发定量表征与时空分布结果:引水后蒸散发呈上升趋势,2013年、2016年、2020年植被生长季蒸散发分别为0.73mm/d、1.08mm/d、2.47mm/d;空间分布上,蒸散发数值较大地区集中于水域、湿地及邻近地区。3.引水前后蒸散发驱动机制改变,根据分析结果,气象因子与蒸散发呈正相关性,但其对蒸散发贡献率被削弱;生态引水对蒸散发起促进作用且作用地区逐年扩大,残差分析结果表明:2016年至2020年,起促进作用地区面积由38.43km~2增至77.42km~2。根据贡献率评价结果:2016年至2020年,气象因子贡献率由57%减至28%,引水工程贡献率由43%增至72%,生态引水成为扩大蒸散量的主要影响因子。
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