【摘要】：水資源作為區(qū)域農(nóng)業(yè)土地利用的瓶頸因素,其數(shù)量的多寡影響著土地利用結(jié)構(gòu)的合理程度,由于水資源不合理利用而導(dǎo)致的擠占、短缺和區(qū)域性結(jié)構(gòu)破壞等土地資源非持續(xù)利用問(wèn)題已嚴(yán)重制約著地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和糧食的生產(chǎn)安全。撓力河流域作為三江平原土地開(kāi)發(fā)歷史最早的流域,是新中國(guó)成立以來(lái)最重要的墾區(qū)之一,90年代初期以來(lái)當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整促使大量易澇旱地轉(zhuǎn)變?yōu)樗?由此帶來(lái)的農(nóng)業(yè)灌溉用水的急劇增加造成地下水位持續(xù)下降并引起一系列次生生態(tài)環(huán)境問(wèn)題,如何在合理利用當(dāng)?shù)厮Y源條件下協(xié)調(diào)布局農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、保護(hù)流域生態(tài)環(huán)境成為亟待解決的問(wèn)題,針對(duì)水、土資源二者的利用方式、強(qiáng)度和耦合關(guān)系的研究將有助于當(dāng)?shù)赝恋刭Y源的可持續(xù)利用和生態(tài)環(huán)境的有效保護(hù)。本研究是關(guān)于區(qū)域耕地可持續(xù)利用的一項(xiàng)基礎(chǔ)性工作,基于水、土二者資源之間內(nèi)在平衡理論依據(jù),以90年代初當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整作為時(shí)間切入點(diǎn),利用遙感數(shù)據(jù)、長(zhǎng)時(shí)間序列氣象數(shù)據(jù)和DEM數(shù)據(jù)等基本數(shù)據(jù)源,基于遙感和地理信息系統(tǒng)技術(shù),分析23a間撓力河流域土地利用時(shí)空變化,依據(jù)水分平衡原理估算和分析田間需水量和陸面實(shí)際蒸散量,以此為基礎(chǔ)構(gòu)建水分盈虧程度指數(shù)模型,從旱改水角度出發(fā)探討1990-2013年間流域耕地變化下的水土資源平衡效應(yīng)問(wèn)題,并運(yùn)用CA-Markov模型模擬未來(lái)土地利用變化情況,對(duì)流域耕地未來(lái)水分盈虧態(tài)勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)和分析,以期為流域農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)和決策支持。主要結(jié)論如下:(1)人類(lèi)大規(guī)模的農(nóng)業(yè)開(kāi)發(fā)活動(dòng)導(dǎo)致流域土地利用變化劇烈。1990年,旱地、水田和林地面積比例之和超過(guò)88%;至2013年,水田面積比例上升至24.38%,旱地變?yōu)?3.12%,林地下降至27.99%,未利用地下降7.22個(gè)百分點(diǎn),為1.30%,建設(shè)用地由1990年的1.83%上升至2.13%,水域用地基本保持不變,草地面積變?yōu)?.09×102 km2。(2)撓力河流域土地利用變化以耕地的內(nèi)部和外部轉(zhuǎn)換為主。旱地→水田、未利用地→旱地、林地→旱地和水田→旱地面積之和占土地轉(zhuǎn)換總面積的86.48%;流域綜合土地利用變化度0.70%,單一土地利用變化度介于-0.04~7.52%之間,水田化現(xiàn)象是最主要的景觀變化類(lèi)型;20多年間流域土地利用綜合指數(shù)整體呈現(xiàn)明顯的上漲趨勢(shì),其變化率為7.56%,變化指數(shù)由1990年的251.46上升至2013年270.48,土地開(kāi)發(fā)利用程度不斷加大。(3)流域水田旱地分布時(shí)空變化極為劇烈,其中水田面積增加34.00×102 km2,旱地面積輕微下降至2013年的94.90×102 km2;共有34.66×102 km2的旱地轉(zhuǎn)化為水田,轉(zhuǎn)化貢獻(xiàn)率84.60%,其次為未利用地,達(dá)13.76%;耕地的變化以內(nèi)部轉(zhuǎn)化為主,共有6.95×102 km2的水田轉(zhuǎn)為旱地,旱地的轉(zhuǎn)出中有95.51%轉(zhuǎn)為水田;旱地→水田主要發(fā)生在撓力河下游北岸地區(qū)、內(nèi)外七星河流域和干流中游的東岸部分地區(qū),變化極其劇烈,水田→旱地主要零星分布于流域的南部地區(qū)。(4)流域旱改水前后農(nóng)田需水量呈現(xiàn)上升態(tài)勢(shì),由1990年的541 mm上升至2013年的581.82 mm,變化主要集中于流域西北部和中部地區(qū);參考作物蒸散量空間格局表現(xiàn)為從流域的東北部向西南部不規(guī)則狀遞增;年實(shí)際蒸散量區(qū)間為438~587 mm,整體表現(xiàn)出“中間低,兩頭高”的分布特征。(5)1990-2013年間耕地水分盈虧程度變化明顯,盈虧指數(shù)評(píng)價(jià)等級(jí)空間分布差異較大,除嚴(yán)重缺水耕地面積少量增加外,其余四種評(píng)價(jià)等級(jí)耕地變化強(qiáng)烈,其中正常缺水耕地的面積比例下降22.06%,其余三種評(píng)價(jià)等級(jí)耕地都出現(xiàn)較大面積的增加,可見(jiàn)整體而言撓力河流域旱地大量轉(zhuǎn)變?yōu)樗锏霓r(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整加劇了流域水分虧缺態(tài)勢(shì)。(6)CA-Markov模型模擬顯示流域Kappa系數(shù)為0.82,預(yù)測(cè)結(jié)果可信;2013-2025年流域土地利用類(lèi)型變化趨勢(shì)和速率較1990-2013年存在差異,林地變化幅度最大,水田面積仍然保持增長(zhǎng),但增長(zhǎng)速度有所下降,單一動(dòng)態(tài)度降為2%,旱地面積基本保持不變;未來(lái)12a土地利用程度指數(shù)持續(xù)上升,流域受人類(lèi)社會(huì)因素?cái)_動(dòng)作用的強(qiáng)度將會(huì)進(jìn)一步加大;(7)2025年流域耕地水分虧缺程度將進(jìn)一步加劇。正常缺水和輕度缺水仍然是該區(qū)域主要耕地類(lèi)型,但重度缺水地區(qū)明顯大量增加,高M(jìn)PLD指數(shù)地區(qū)分布更加集中,局部高水分虧缺地區(qū)面積會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大。倘若不采取有效的耕地保護(hù)與布局控制措施,未來(lái)十幾年內(nèi)撓力河流域耕地水資源利用問(wèn)題會(huì)更加嚴(yán)峻。本研究為流域農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)和決策支持,為當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)部門(mén)農(nóng)田灌溉方案的制定、耕地空間優(yōu)化布局提供借鑒和參考。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：F301.2;F323.21

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2275521