岷江上游土地利用变化下的生态系统敏感性研究

为研究岷江上游土地利用变化对生态系统敏感性的影响,首先利用土地利用动态度分析了青藏高原东缘岷江上游近11 a来的土地利用变化趋势;其次基于生态系统服务价值当量测算了研究区的生态系统服务价值,并借助生态系统传统敏感性系数对测算结果进行检验;最后利用交叉敏感性系数定量评估了土地利用变化对生态系统服务价值的影响程度及方向。结果表明:(1)2000~2005年研究区的土地利用变化主要是耕地转为森林、灌丛和草地,生态系统服务价值增加约0.46亿元;2005~2010年的土地利用变化主要是森林、耕地转为灌从、草地和荒漠,生态系统服务价值减少约0.57亿元。(2)研究期内森林的生态系统服务价值最高,其次是灌丛和草地;各生态系统服务功能类型中气候调节和水文调节的生态系统服务价值最高,食物生产和维持养分循环的生态系统服务价值最低。(3)研究期内岷江上游生态系统传统敏感性系数均小于1,大小依次为:C_(森林)C_(灌丛)C_(草地)C_(水域)C_(耕地)C_(荒漠)C_(裸地)。(4)导致岷江上游生态系统交叉敏感性最高的土地利用变化是森林和水域、草地和水域的相互转换,交叉敏感性系数均大于1,大部分土地利用转换的生态意义并不明显,但水域和其他地类相互转换的生态意义略有上升。研究结论有望为岷江上游土地利用宏观调控及生态系统综合管理提供一定科学依据。     

岷江上游的水沙变化及其与森林破坏的关系

森林与水之间的关系是当今林学和生态学领域研究的核心问题.岷江上游森林在水土保持和调节流域水量平衡等方面具有重要的生态功能,但20世纪以来森林被大量砍伐,生态功能遭到破坏,水沙条件发生改变.以岷江上游紫坪铺控制站长系列水文资料对岷江上游水文特征变化进行分析,并结合森林破坏对森林水文效应进行探讨.其结果表明,由于岷江上游森林破坏,使流域的蒸腾量减小,年径流量增大,枯枝落叶层减少,枯水期径流量减小,河流含沙量增大,洪峰流量减弱,大洪水发生的机率显著下降.     

汾河上游土地利用变化对径流的影响研究

为研究土地利用变化对流域径流的影响,以汾河上游为研究区,利用1951—2016年的水文气象资料,结合不同土地利用类型的时空变化特征,进行SWAT模型的构建,设置1978年、1998年和2016年3种土地利用情景,模拟土地利用变化与径流的关系。结果表明:模型在研究区具有很好的适用性,可以精确地模拟汛期月径流量及全年径流量,年平均径流量呈下降趋势;1978—2016年研究区林草面积占比显著提高,农用地面积占比呈下降趋势;土地利用变化使汛期径流量、最大月径流量减小以及汛期径流系数减小。     

淮河上游土地利用变化对次洪的影响

为了揭示不同土地利用模式下淮河流域产水响应规律、定量评价土地利用引起的淮河流域生态环境变化,以淮河上游大坡岭水文站以上流域为研究区,基于1990s和2000s的土地利用数据及气象、水文等数据,以0.5 h为时间步长,应用改进的新安江模型模拟次洪过程,并分析土地利用模式变化对次洪的影响。结果表明:在相同降水条件下,1990s到2000s的土地利用模式变化导致次洪的径流量、洪峰流量、径流模数、径流系数、地下径流比例均增加。     

岷江上游水电规划的启示——岷江上游水电规划总结

简述了岷江上游水电规划的历史过程和经验教训,提出了河流水电规划应注意的几个问题。     

土地利用变化和气候变化对温榆河上游流域径流变化的影响

土地利用和气候是直接影响流域水文水资源的两个主要因素,其影响分离的研究对流域的土地利用规划和水资源管理具有重要意义。以温榆河上游流域为研究对象,在统计分析1980-2014年流域气象因子、土地利用变化趋势的基础上,通过SWAT模型模拟与情景设计相结合的方法,评估了气候变化和土地利用变化对温榆河上游径流变化的影响。结果表明,SWAT模型在温榆河上游流域模拟效果良好,率定期和验证期的决定系数R2分别为0.80、0.77,纳什系数Ens分别为0.79、0.74。流域降雨量和气温呈递增趋势,林地和耕地减少,城乡及工矿和居民用地增加,草地在1995年到2005年间增加,这些变化综合影响了流域的径流变化,使得径流先增加后减少。其中气候变化的贡献率为100.46%,土地利用变化的贡献率为2.09%,气候变化的影响远远大于土地利用变化的影响。因此,如何应对气候变化在温榆河上游流域水资源管理工作中值得重视。     

永定河上游流域土地利用变化及生态环境效应研究

基于1980年、1990年、2000年及2010年4期土地利用数据,定量化计算永定河上游流域土地利用动态度、土地利用类型间的转移矩阵、生态环境质量指数等指标,对永定河上游流域的土地利用变化和生态环境效应进行了系统分析。结果表明:(1)过去30年期间,研究区土地利用类型的面积所占比例由大到小排列为耕地草地林地城乡、工矿、居民用地水域未利用土地;1980—1990年与1990—2000年,土地利用综合动态度分别为0.06%、0.19%,土地利用类型的转出率或转入率基本上均小于10%,土地利用变化较小;2000—2010年,土地利用综合动态度较大,达到了6%,土地利用类型的转出率或转入率均大于10%,土地利用变化较大。(2)2000—2010年间永定河上游流域生态环境质量指数从从0.4230上升到0.4290,生态环境质量略有好转;总体上维持着区域生态环境的动态稳定。该研究可为永定河上游流域土地利用格局优化及生态环境的改善提供技术支撑。     

基于SWAT模型的岷江上游水文模拟及径流响应研究

选取岷江上游为研究区域,利用紫坪铺水文站1966—2009年的实测气象、水文数据,基于SWAT分布式水文模型分别对研究区年、月径流量进行模拟,并定量分析气候变化和人类活动对径流量的影响。结果表明：SWAT模型适用于研究区的年、月尺度的径流量模拟,且率定序列长更有利于率定的准确性;通过M-K检验,确定研究区径流突变年为1990年,气候变化和土地利用变化对径流量变化的贡献分别占84.69%、15.31%,气候变化影响占主导地位;各类土地利用类型调节径流的效果为：林地>高覆盖度草地>低覆盖度草地>耕地;研究区内气温每变化10%,径流量变化0.01%～3.49%,而降雨量每变化10%,径流量变化16.19%～20.42%。     

岷江上游水电梯级开发存在的问题及建议

岷江上游水力资源十分丰富,随着西部大开发的进行,它已成为水电开发的重点区域,干流及支流的电站建设加速进行,自上游至汶川河段,实行六级梯级开发方案.但开发过程中也存在许多问题,作者在实地考察的基础上,对岷江上游水电开发现状进行了描述,并对开发过程中存在的缺乏统一规划、开发混乱,水土流失严重,缺乏骨干调节水库以及水库功能单一等问题作了分析,提出加强流域总体规划,注重流域综合开发,建立河流梯级调度中心,强制保证河流水生生态系统的最低流量等建议.     

岷江上游流域土壤侵蚀风险评估

针对岷江上游流域侵蚀现状、特点,在拟定评价指标的基础上,运用GIS加权叠加分析法探究了岷江上游流域侵蚀风险,得出如下结论:(1)陡坡占61.20%,年均降雨量差异较大,土壤土质疏松绵软,地震影响强度高;(2)中度以上侵蚀风险比例为89.31%,土壤侵蚀形势严峻;(3)中度侵蚀风险区主要分布在水网附近,与土地利用类型以及人类生产生活密切相关;重度风险区主要分布在岷江上游流域的西部、西南部和南部周边地区,与"5·12"汶川特大地震密切相关;(4)汶川、理县为重度风险侵蚀关键治理区,黑水、茂县、松潘为中度侵蚀风险治理区。     

岷江上游汶川地震重灾区山洪灾害危险分区研究

以岷江上游汶川地震重灾区为靶区,在剖析山洪灾害特征及驱动因子的基础上,开展山洪灾害危险性分区研究。得出研究区山洪灾害具有如下特征:①受暴雨控制,主要分布在龙门山暴雨区,具带状、群发特征;②受地震发震断层的控制,在主断层范围内集中、连片分布;③呈串联或并联特征;④震后崩塌、滑坡淤堵河道,山洪灾害发生的临界雨量降低,导致山洪灾害规模扩大、频率增加,危害加剧。根据主控驱动因子即暴雨驱动因子(年最大1 h暴雨均值)和地震驱动因子(距发震断层距离),将研究区山洪灾害分为3个等级:高度危险区、中度危险区和低度危险区。研究成果可为岷江上游流域山洪灾害的监测预警、综合防治、减少山洪灾害损失等提供依据。     

岷江上游年径流变化的多时间尺度分析

水文时间序列通常包含了多层次时间尺度结构和局部化的特征.针对岷江上游紫坪铺水文站1937～2004年的径流实测资料,本文将小波分析理论应用于水文序列的多尺度分析中.研究结果表明,岷江上游的地表水资源具有多时间尺度的变化,具有6～7年、13年、16年左右的周期变化,利用小波变换可以准确分析它的变化阶段和序列特征.     

岷江上游水电开发对河道减脱水的影响研究

通过对岷江上游水电站以及受影响河道的实地调查,建立了河道减脱水评价指标,分别对岷江干流、一级支流及二级支流河道的减脱水情况进行了分析。在对减脱水河道分析的基础上,分析了调查断面距电站坝址的距离、电站类型、电站装机容量、电站调节性能与河道减脱水的关系。结果表明:水电开发引起河道减脱水现象已非常严重,各级支流上游都有不同程度的断流现象,以二级支流最为严重;河道减脱水严重程度随距电站坝址的距离增加呈减小的趋势;电站的类型、调节性能与河道减脱水存在明显的相关性,而装机容量对河道减脱水的影响不大。在制定流域水电开发以及河流生态系统恢复规划时,应考虑电站类型、调节性能对河道减脱水的影响。     

岷江上游俄寨村滑坡成因与稳定性预测

俄寨村滑坡是岷江上游、成兰铁路沿线众多大型古(老)滑坡之一,研究其成因机理与稳定性预测,对于地质灾害早期识别、减轻危害具有重要意义。在阐明滑坡地质背景条件、发育特征的基础上,对其成因机理、演化过程做了分析,采用工程地质分析、定量计算和数值模拟方法对滑坡堆积体稳定性及变形破坏机制做了研究。结果表明,俄寨村滑坡总方量739万m3,为大型岩质滑坡,属降雨诱发型推移式老滑坡,滑坡变形破坏经历变形拉裂、裂缝贯通、推移滑动和停滞堆积四个阶段;俄寨村滑坡的形成与高陡的地形条件、破碎的岩土类型、顺向斜坡结构,以及紧邻活动断裂,地震活动强烈有关,受降雨诱发;俄寨村滑坡目前整体稳定,局部不稳定,暴雨或地震条件下可能局部失稳。     

再谈岷江上游水电规划的启示

简述了1956年编制的岷江上游水电规划方案之所以全面被否定,最主要原因之一是,地质工作没有做够,在没有获得可靠的地质资料的情况下,就开始规划设计工作并制定规划方案。     

岷江流域水沙变化特性分析

岷江是长江主要支流之一,流域面积13.6万km2,位于四川盆地腹部区的西部边缘,发源于四川和甘肃接壤的岷山南麓,分东、西两源,东源出自弓嘎岭,西源出自朗加岭,汇流于松潘红桥关,干流自北向南流经四川省中部的茂县、汶川、都江堰,进入成都平原后河道分汊,在乐山纳支流大渡河、青衣江后于宜宾市汇入长江.岷江近年来沙量大幅减少.以实测水文资料为基础,对岷江流域来水来沙变化特点及其变化原因进行了初步分析.结果表明:1990年前与1991～2003年相比,水沙年内分配和来水量变化不大,而沙量减幅达32.5%,其主要原因是受水利工程拦沙作用的影响.     

岷江上游典型河段水电梯级开发水环境累积影响

岷江上游水能资源丰富,近几十年水电开发程度较大,选取两河口—都江堰段为典型河段,针对该河段10级水电开发的情况,运用幕景分析法进行水环境累积影响评价。研究表明:岷江上游干流两河口—都江堰典型河段水电梯级开发对水环境已经产生了一定的累积影响;在径流量的变化上表现为水量逐年下降,且趋势明显;水量年内分配经水电梯级调节明显发生改变;水质累积影响变化不大,但随着水电规划梯级的建成,有明显恶化的趋势;水温上累积影响较大,可能会对下游鱼类生长、繁殖,浮游植物、动物的生长及分布等产生一定的影响,但对农业灌溉不会产生较大不利影响。     

晋西黄土丘陵区土地利用变化及生态效应分析

晋西黄土丘陵区是黄河流域水土流失严重区和重点治理区,也是国家重点生态功能区,揭示其土地利用变化及生态环境变化趋势,对黄河流域生态保护和高质量发展特别是水土保持、植被恢复策略的调整优化具有重要的参考价值。利用1980年、2000年、2010年、2018年土地利用/覆被数据,对晋西黄土丘陵区各类土地增减转移、动态变化程度进行分析,并采用土地覆被状况指数、生态环境质量指数及土地转型的生态贡献率等指标,分析了土地利用类型变化的生态环境效应。结果表明:1980年以来土地利用变化较为显著,耕地面积减少497 km²,林草地小幅增长,建设用地成倍扩张;土地利用类型转移较为频繁,山地丘陵是土地转型热点区域,耕地向草地转化为主流;近40 a来综合土地利用动态度为0.15%,2000—2010年土地利用类型变化相对剧烈;土地覆被状况指数和生态环境质量指数均有所提高,整体向好发展,各类用地转为高覆盖度草地和林地是促进生态环境改善的主要因素。     

嘉陵江流域土地利用/覆被变化特征及其驱动力分析

在GIS技术平台上,通过建立指数模型,对嘉陵江流域1980,1995和2000年3个时期的土地利用/覆被时空变化特征进行了定量研究,并进一步分析了嘉陵江流域土地利用/覆被变化的驱动因素。结果表明:研究区土地利用类型以耕地、林地和草地为主,这3种植被类型之间的相互转化是流域土地利用/覆被变化的主要方式。自1980—2000年,耕地和林地面积先减少后略有增加,草地先增加后减少,建设用地逐年增加,其他地类变化不明显。分析表明,嘉陵江流域土地利用/覆被变化的驱动力主要为自然因素、经济因素、人口因素及宏观政策和工程建设,各因素之间相互影响和制约,共同影响流域土地利用格局的变化。