本文選題：水源保護(hù)區(qū)　切入點(diǎn)：氣候變化　出處：《北京林業(yè)大學(xué)》2014年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：近40年我國華北土石山區(qū)來水量急劇減少,造成華北地區(qū)水資源日趨緊張,水危機(jī)十分嚴(yán)重,給海河中下游地區(qū)城市生態(tài)環(huán)境造成極大影響,限制了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。森林作為山區(qū)水源地主要土地利用類型,其年際變化與流域水循環(huán)有何影響等問題亟待研究。為此,以海河流域密云水庫集水區(qū)半城子和紅門川2個(gè)森林小流域?yàn)檠芯繉?duì)象,基于流域20年水文氣象資料,結(jié)合1990-2010年5期土地利用數(shù)據(jù)及流域野外森林植被調(diào)查等數(shù)據(jù),分析了2個(gè)流域土地覆被景觀格局變化特征及流域氣候水文要素演變規(guī)律,探討了流域氣候和土地利用變化等環(huán)境要素變化對(duì)流域徑流及其組分的影響,并利用分布式水文模型WETSPA進(jìn)行了不同森林?jǐn)?shù)量與質(zhì)量下的徑流過程情景模擬。研究結(jié)果如下： (1)半城子流域年降水量在1989-2011年間呈波動(dòng)下降趨勢(shì)但趨勢(shì)不明顯(p0.05),徑流呈顯著下降趨勢(shì)(p0.01)；結(jié)合累積徑流率曲線及獨(dú)立樣本T檢驗(yàn),半城子流域徑流研究序列劃分為：1989-1997年(自然階段)；1998-2009年(人類活動(dòng)顯著影響時(shí)期)；紅門川流域年降水量在1989-2009年呈波動(dòng)下降趨勢(shì)(p0.05),徑流呈顯著下降趨勢(shì)(p0.01)；多年平均產(chǎn)流性降水雖有所減少但趨勢(shì)不顯著(p0.05)；采用同樣方法將紅門川流域研究時(shí)間序列劃分為2個(gè)階段：1989-1997年(自然階段)；1998-2009年(人類活動(dòng)顯著影響時(shí)期)。 (2)半城子流域森林覆被率研究時(shí)段內(nèi)總體呈波動(dòng)增加趨勢(shì),流域景觀異質(zhì)性較高,且破碎化程度在加強(qiáng)；紅門川流域同樣以林地為景觀基質(zhì),除林地外,建設(shè)用地、農(nóng)田面積均呈現(xiàn)較為明顯的增加趨勢(shì)。流域景觀破碎化程度較大,但破碎化程度有減小趨勢(shì)。半城子流域森林生物量多年平均值達(dá)到21.42×104t,1989-2011年間增加趨勢(shì)達(dá)到極顯著水平(p0.01)；紅門川流域森林生物量年際變化與半城子流域森林生物量總體變化趨勢(shì)一致,但增加趨勢(shì)更為明顯(p0.01)；半城子與紅門川流域單位面積生物量年際間增長(zhǎng)趨勢(shì)在99%置信區(qū)間達(dá)到顯著水平(p0.01)。 (3)半城子流域氣候變化對(duì)流域徑流減少的影響貢獻(xiàn)率為80.24%；以土地利用變化為主要代表的人類活動(dòng)對(duì)流域徑流減少貢獻(xiàn)率為19.76%；紅門川流域氣候變化對(duì)流域徑流減少貢獻(xiàn)率為43%；由人類活動(dòng)引發(fā)的土地利用變化對(duì)流域徑流影響貢獻(xiàn)率為57%。半城子流域降水每增加1%,可引起該流域徑流平均增加0.29%；流域年潛在蒸散發(fā)每增加1%,則流域年徑流相應(yīng)減少0.09%。紅門川流域降水每增加1%,可引起該流域徑流平均增加0.21%；流域年潛在蒸散發(fā)每增加1%,流域年徑流相應(yīng)減少0.05%。 (4)半城子流域林地面積變化對(duì)徑流變化的影響貢獻(xiàn)率占到土地利用變化對(duì)流域徑流影響貢獻(xiàn)率的81.29%,草地和耕地對(duì)流域年徑流變化影響貢獻(xiàn)率分別為10.68%和8.03%,其它土地利用類型占流域面積比重較小,故忽略處理；紅門川流域研究時(shí)段內(nèi)林地面積變化對(duì)流域徑流變化的影響貢獻(xiàn)率占到土地利用變化對(duì)流域徑流影響貢獻(xiàn)率的74.37%,草地和耕地對(duì)流域年徑流變化影響貢獻(xiàn)率則分別為17.08%和8.55%。 (5)半城子流域喬木層散布與并列指數(shù)(IJI)與斑塊面積大小(MPS)為影響流域地表徑流和基流的主要因素,灌木林斑塊密度(PD)、斑塊面積大小(MPS)以及散布與并列指數(shù)(IJI)對(duì)流域地表徑流和基流影響最大。紅門川流域喬木林斑塊散布與并列指數(shù)IJI與流域地表徑流系數(shù)和基流系數(shù)之間關(guān)系最為緊密；灌木林斑塊散布與并列指數(shù)IJI與流域地表徑流系數(shù)和基流系數(shù)關(guān)系最為緊密。 (6)基于分布式水文模型WETSPA進(jìn)行徑流模擬校準(zhǔn)與驗(yàn)證,得到徑流模擬值與實(shí)測(cè)值相對(duì)誤差在15%以內(nèi),決定系數(shù)在0.60以上,Nash-Suttclifre系數(shù)在0.5以上,驗(yàn)證和校準(zhǔn)結(jié)果完全符合要求,說明該模型在2個(gè)研究流域適用性較好。 (7)研究流域不同森林類型產(chǎn)流量有所差異：其中,闊葉林產(chǎn)流量最小,灌木林最大。半城子流域?qū)⑺猩诸愋娃D(zhuǎn)化為混交林后,流域森林覆被率為98.33%,單位面積生物量為35.81t/hm2,流域年均徑流值達(dá)到最小為54.63mm；當(dāng)將所有林分類型替換為灌木林地,森林覆被率同為98.33%,單位面積生物量減少至5.14t/hm2,流域年經(jīng)流深增加18.63%；紅門川流域森林覆被率同為91.12%情景下,單位面積生物量為32.25t/hm2減少至4.85t/hm2,可導(dǎo)致流域年徑流深增加16.45%。當(dāng)將2個(gè)流域所有林地及耕地轉(zhuǎn)化為草地時(shí),研究區(qū)域徑流深平均增加38.09%。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：北京林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：P333

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1615930