基于情景分析的LUCC和气候变化对南盘江流域径流的影响

为揭示土地利用/土地覆被变化(Land Use and Land Cover Change,简称LUCC)和气候变化对南盘江流域径流的影响,基于情景分析,运用SWAT (Soil and Water Assessment Tool)模型,定量研究不同土地利用类型和气候要素对流域内径流的影响,并结合RCP4.5、RCP8.5两种排放情景对流域未来径流的变化进行预估。结果显示:①南盘江流域SWAT模型的率定期参数R~2、Ens分别为0.68、0.67,验证期R~2、Ens分别为0.65、0.63,SWAT模型适用于南盘江流域的径流模拟;②不同土地利用类型对比情景显示,农业用地、林地、草地对产流的贡献次序分别为,农业用地最强,草地次之,林地最弱;气候变化情景显示,径流变化与气温变化成反比,与降雨量变化成正比,且径流变化对降雨量变化更为敏感。③2006-2015年间,LUCC、气候变化二者均会导致南盘江径流量的减少,但气候变化在径流变化中占主导作用。④在RCP4.5、RCP8.5两种排放情景下,南盘江径流在2021-2050年间都呈现减少趋势,减少速率分别为18.74×10~8m~3/10年和21.35×10~8m~3/10年,分别达到1974-2015年减速的1.37、1.56倍,减小趋势明显增强。     

鄱阳湖流域天然径流变化特征与水旱灾害

为探讨鄱阳湖流域河川径流的变化过程和规律,深入了解径流特征及其与鄱阳湖水旱灾害的关系,利用时间序列分析方法,对鄱阳湖流域五河水系干流河段主要控制水文测站的天然径流系列进行了研究。研究显示,鄱阳湖五河径流年内分配集中程度在0.43到0.56之间,集中期为每年的5月底6月初,比鄱阳湖汛期提前1-2个月。径流多年变化变差系数变化在0.28～0.33之间,径流年际变率较大,在年代际变化上20世纪90年代径流增加尤其突出;径流序列呈长期的增加趋势,1998年后增加趋势变缓;鄱阳湖流域五河水系出现特大枯水年和丰水年的概率较大,出现平水年的概率略小。以上结果表明,五河汛期来水是影响鄱阳湖洪水的重要因素,而其形成、发展过程还受到长江中上游洪水的控制;径流的长期变化中,气候因素是引起鄱阳湖流域径流变化主导因素,水土流失和水利工程的建设等人为因素起着一定的辅助作用;径流序列枯、丰循环周期的交替变化过程,与过去几十年间流域内出现的干旱、洪水现象具有较好的一致性。     

流域土地利用变化的面源污染输出响应及管理策略——以太湖地区蠡河流域为例

以太湖地区蠡河流域为研究区，通过解译1984，1995和2000年3个时段TM／ETM获得的土地利用分布地图，采用GIS叠加功能分析土地利用变化的模式，应用长周期水文分析模型L—THIA（longterm hydrologic Impact assessnent），基于30年的降水日序列模拟了3个时段土地利用分布特征对地表径流量的影响，并通过流域土地利用类型与地表径流污染物浓度的定量关系参数，估算了不同时段土地利用模式下营养盐污染的产出量，分析了面源污染对土地利用变化的输出响应。分析结果显示，营养输出变化主要源于土地利用向面源污染高产出的建筑用地转变，以及径流总量的增加。1984年总氮产出为70．103t／a，2000年增加到86．667t／a，16年间共增加了23．628％；1984年总磷产出为10．497t／a，到2000年增加到15．413t／a，16年间共增加了46．832％。营养盐输出变化主要集中于丘陵间地和下游湖滨平原河网地区。最后，基于土地利用变化的面源污染输出响应的定量研究，分析了控制面源污染物增加的土地利用管理策略。     

土地利用变化对地表径流深度影响的模拟研究--以深圳地区为例

结合基于遥感数据获得的土地利用结果与SCS水文模型,在GIS环境下模拟了深圳地区城市化不同阶段土地利用变化对地表径流深度的影响.结果表明:在深圳城市化的不同阶段,由土地利用变化所引起的地表径流深度的变化亦有所不同.在假设24h降水200mm的情景下,1980至1988年间,深圳地区城市化使其扩张地区的地表径流深度减少了0.33mm,而在1988至1994年和1994至2000年这两个阶段,城市化则使其扩张地区的地表径流深度分别增加了6.96mm和0.69mm.     

基于遥感和GIS的陕南地区近20年土地利用时空变化特征

陕南地区是我国重要的生态安全屏障区,更是南水北调中线工程的重要水源地,其土地利用的时空格局对于区域资源环境可持续发展和调水工程的长效运行具有重要的意义。为了探索陕南地区土地利用变化特征,基于遥感和GIS技术,对陕南地区1995—2015年间的土地利用结构特征、土地利用时空转移情况及土地利用动态度特征进行了分析,并运用马尔科夫模型对今后土地利用类型的变化趋势进行了预测。结果表明:1)陕南地区的土地利用类型整体上以林地分布最广,其次是农用地和建筑用地,草地分布最少;2)不同土地利用类型面积随时间变化存在差异,整体表现为农用地与水域波动减少,林地以2005年为界,先增后减,其他土地利用类型均波动增加;3)不同土地利用类型时空转移特征明显,农用地与林地之间变化剧烈,且农用地向林地转移较明显,变化区域随时间变化先由中部向两侧扩散,之后逐渐向商洛市和安康市的东南迁移;农用地与建筑用地之间变化明显,变化区域主要在汉中市中部,呈带状分布;4)土地利用动态度差异明显,未利用地变化速度最快,其次是草地和建筑用地,林地和水域变化程度缓慢;5)未来的土地利用格局还以林地为主,但林地表现出退化趋势,说明该区土地利用格局不合理。因此,今后应合理配置土地资源,优化土地利用结构,加强林地和农用地保护,将有利于陕南地区社会经济和资源环境的可持续发展。     

利用遥感手段监测草场退化

利用遥感手段监测草场地上生物量的变化,对防止草场退化,保护生态环境具有重要的意义.利用TM数据建立了青海省达日县1986年和2000年的土地利用现状图形库和属性库,统计出了该县的各种土地覆盖类型面积值.研究结果表明,14年来,达日县草地面积减少了830 hm<'2>,草场退化形势严峻.研究同时表明,利用遥感数据监测草原具有其它手段不可比拟的优势.     

永定河下游土地覆盖变化及其驱动力分析

以1978年的黑白航片和2008年的彩红外航片为数据源,对永定河下游流域30年来的土地覆盖变化进行了分析。20世纪70年代的航拍数据是全色黑白航空摄影像片,需要对扫描的黑白航片进行匀色处理,然后对匀色处理后的黑白航片及彩红外航片进行排列,镶嵌,配准纠正等数据预处理工作。采用面向对象的分类方法提取永定河下游的土地覆盖类型,并结合专家经验,采用人工判读的方法,对提取结果进行验证。根据永定河下游1978-2008年土地覆盖类型的数量变化特征,说明30年来,耕地、人工湿地、草地和未利用地的面积呈现增大的趋势,其中未利用地面积增大得最快,单一动态度高达218%。自然湿地和林地的面积则呈减少的趋势,自然湿地面积减少的幅度较为明显。利用转移矩阵对永定河下游土地覆盖类型之间的相互转化进行分析表明,主要是自然湿地向耕地和未利用地的转化;耕地和林地之间的相互转化,以及耕地向未利用地的转化。综上分析,自然湿地成为最大的转出源。影响永定河下游土地覆盖变化的驱动力因子分为自然因素和人为因素两种。     

1961-2010年黑龙江省土地利用对大(暴)雪的影响

基于黑龙江省1961年和2010年的土地利用信息及逐日降雪资料,采用空间分析、线性趋势和方差分析等方法,探讨了黑龙江省1961-2010年的土地利用变化特征、大(暴)雪时空变化特征,及不同土地利用类型上大(暴)雪的变化。结果表明1961-2010年黑龙江省土地利用结构发生了明显的变化,耕地、建设用地显著增加,沼泽、草地显著减少;大(暴)雪量及日数呈显著增加,年增加速率分别为11.3mm/a和1.3d/a,40.26%的台站大(暴)雪量呈显著增长的趋势,显著增长区主要位于黑龙江省东北部及西北部;不同土地利用类型的大(暴)雪量和日数具有极为显著的差异。     

温州市乐清湾土地利用的生态风险——基于RS和GIS的分析

在RS和GIS的支持下,采用1993年和2008年的2期Landsat TM影像为信息源,对乐清湾土地利用进行了生态风险变化研究。根据不同土地利用方式生态影响的空间分布和梯度变化,利用层次分析法确定了不同土地类型的生态风险权重,构建了一个综合性生态风险指数。通过对生态风险指数采样结果进行空间插值,分析解释了研究区的生态风险空间分布特征与形成机理。结果表明,乐清湾土地利用类型以林地为主,15年来建筑与交通用地、养殖区、旱地面积持续增大,而园地面积持续减小;由此导致相对高风险区域面积不断增大,低风险区域面积不断减小,使整个区域的生态风险指数整体增高,生态环境质量有所恶化。乐清湾湿地是急需采取保护性措施的重点区域。     

黑龙江七星河湿地面积锐减原因的研究

采用历史资料和气候监测资料,通过分析七星河湿地周边的政区变化、土地利用变化及气候变化等,研究了湿地面积锐减的原因。结果表明:与湿地接壤的宝清县农耕面积逐年扩大,使得七星河湿地不断被开垦,面积锐减;1957年至今,湿地面积减少了约16156 hm2,缩小了约45%;人口增加、湿地农田化是湿地面积减少的最直接、最主要的驱动因素;气候变化对湿地水资源系统产生一定的影响,例如降水减少、径流锐减、断流天数增多等。但同时,气候变暖,低温冷害明显减少、活动积温增加,有利于湿地周边政区粮食作物面积和产量的增加。     

基于MODIS和GIS的洪水识别及淹没区土地利用信息的提取

介绍了MODIS数据晴空和薄云下水体的有效识别算法——CH2/CH1比值方案,并应用于2007年淮河流域大洪水事件,选取泄洪前、泄洪期和退水期3时相的MODIS数据进行水体识别分析,有效确定洪水淹没区。利用GIS技术提取洪水淹没区土地利用信息,进一步统计安徽省沿淮县市淹没区土地利用各类型的面积,从而为区域洪水灾害评估提供参考依据。相关研究成果已在ArcGIS中建成模型,为洪水监测业务服务。     

土地利用变化对城市洪涝灾害的影响

选择经历了快速城市化过程的深圳地区一典型小流域——布吉河流域，使用分布式水文模型就土地利用变化对城市化流域暴雨洪水汇流过程的影响进行了模拟。模拟结果表明，土地利用结构与格局的变化，使得暴雨洪水的最大洪峰流量和洪量加大，汇流时间变短。与1998年相比，2000年在前期土壤较干的情况下，频率为1％，2％和5％的3种设计暴雨洪水的最大洪峰流量，其增大幅度分别为20．2％，23．0％和28．9％。同时，土地利用状况对暴雨洪水的影响还与土壤前期湿润程度和暴雨强度有关：随着前期土壤由较干向较湿润变化和暴雨强度的增大，土地利用状况向城市化方向的发展对暴雨洪水的影响趋于减弱。深圳1980年以来洪涝灾害加剧的统计结果证实了这一模拟结果。     

黄河流域土地利用与土壤侵蚀的耦合关系

在遥感技术与GIS技术的支持下,首先通过遥感影像解译,获取了黄河流域20世纪90年代中期和末期的土地利用与土壤侵蚀数据,建立了反映该流域土地利用与土壤侵蚀的数字环境模型,而后对黄河流域近5年的土地利用与土壤侵蚀的耦合关系进行了研究.结果表明:不同的土地利用方式对土壤侵蚀的发育有着不同的影响,土地利用的变化直接影响着土壤侵蚀强度的变化,而形成土壤侵蚀的一个重要原因是土地利用方式不当.优化土地利用结构,选择合理的土地利用方式,对于高效利用土地资源,控制水土流失,实现区域经济的可持续发展具有重要意义.     

基于土地利用变化的生态服务价值损益估算--以大庆市为例

土地利用／覆盖变化遥感研究表明，大庆市自1988年以来土地利用状态变化很大，由此引起了该区域生态环境的一系列响应及其生态系统服务价值的变化。以大庆市1988年和2001年的Landsat TM图像解译数据为基础，应用Costanza等人对全球生态系统服务价值的测算方法，分析了该市土地利用变化及其所引起的生态系统服务价值的变化。研究结果表明，13年间，大庆市土地利用的变化损害了该区域生态系统的生态服务功能，使生态系统服务价值损失了20．76％-24．01％。     

基于GIS/AHP集成的洪水灾害综合风险评价——以淮河流域为例

根据影响洪水灾害风险的致灾因子危险性、孕灾环境稳定性与承灾体易损性,以淮河流域为示范研究区,以县为行政单元,综合考虑降雨、径流量、河流、地形、人口、经济等指标,基于GIS与AHP集成方法得到了淮河流域洪水灾害危险性评价图和淮河流域洪水灾害脆弱性评价图,并采用"加"模型计算公式得到了洪水灾害综合风险评价图,进行了相应的结果分析。     

土地利用变化驱动下的上海市区水灾灾情模拟

对上海市区近50年来的土地利用结构变化进行了重建，并计算了由土地利用变化引起的上海市区水位变化量。以特定的1962年水灾为参照，模拟在同等雨强情况下，由土地利用结构变化和地面沉降引起的淹没范围的变化以及由此带来的水灾损失的变化。结果表明，在49mm／d降水条件下，由于土地利用的变化，使2001年的径流系数比1950年增大了34．0％，2001年的水位比1950年增高了45．9％；2001年的水灾灾情为1950年的1．0629倍；即使在目前千年一遇的防洪标准下，亦可造成相当于2001年地均GDP值0．088％(约为4．5亿元人民币)的损失，这是1991年相应数值的220倍。     

长株潭城市群核心区土地利用生态风险评价

随着长株潭城市群的快速发展,人类活动导致的土地利用结构及方式改变对生态环境构成了巨大压力。运用G IS和景观生态学方法的土地利用生态风险评价,以长株潭城市群核心区为研究区域,选择湘江岸线为典型样带,建立了基于源与汇景观功能的土地利用生态风险评价指标体系,并构建了评价模型,对生态风险进行了空间分析和综合评价。结果表明,长沙市建成区的土地利用生态风险指数整体最高,株洲和湘潭居次。其中,从城市群建成区向外,风险指数逐渐降低,长沙、株洲、湘潭三市交界处生态风险指数也较低。根据研究区域生态风险状况、变化和分布特征,提出了相应的风险调控策略和管理方法,为实现区域土地利用与生态、社会、经济的可持续发展提供决策依据。     

基于GIS的大庆市土地利用生态风险分析

基于2001年卫星遥感TM影像获取的土地利用信息,以大庆市区为研究区域,根据其土地利用结构特征,构造了综合性生态风险指数;同时利用空间分析方法对生态风险指数进行了变量空间化,通过对生态风险指数采样结果进行半变异函数分析和空间插值,编制了大庆市生态风险程度分布图,以分析解释研究区的生态风险空间分布特征和形成机理.结果表明,研究区域的生态风险表现出明显的区域不均匀性,形成了两个土地利用生态高风险区域,即萨尔图、让胡路、龙凤3个高度城市化区域和市区东南部大同区所在地,这些都是急需采取保护性措施的重点区域.     

洪水径流系数的尺度效应研究

洪水径流系数是表征降雨径流过程的一个重要参数,以往对径流系数的尺度效应基本上是在坡面或者小流域上进行观测或试验。通过统计滦河流域6个中大尺度子流域汛期的暴雨洪水过程,计算了各场暴雨洪水的径流系数,发现径流系数随着流域面积的增大而减小,并分析了产生这种趋势的原因。结果表明,降雨空间分布不均匀性、单位面积地下径流出流能力及下渗都能引起径流系数的尺度效应。认识径流系数的尺度效应,对于研制开发不同尺度的、具有物理机制的流域水文模型,防洪减灾具有一定的指导意义。     

大庆地区地面沉降问题初探

地面沉降是目前国内外常见的典型地质灾害之一.简要介绍了大庆地区的地质环境及地下水开采历史和现状,利用已有的资料对大庆地区由于地下水开采而引起的地面沉降量进行了预测,对其地面沉降问题进行了初步探讨.研究结果对进一步开展大庆地区地面沉降研究、国土资源整治和地质灾害防治等工作有一定的参考价值.