基于InVEST模型的黃河流域產(chǎn)水量時空變化及其對降水和土地利用變化的響應
發(fā)布時間:2021-04-10 05:12
黃河流域是重要的水源涵養(yǎng)和生態(tài)屏障區(qū),研究其水源供給服務(wù)對實現(xiàn)黃河流域高質(zhì)量發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護具有重要意義。本研究基于InVEST模型和情景分析法,以土地利用覆被、氣象及土壤等數(shù)據(jù)作為輸入,分析了1995—2015年黃河流域產(chǎn)水量的時空格局以及降水變化和土地利用變化對流域產(chǎn)水量的影響,并探討產(chǎn)水量對二者的響應。結(jié)果表明:1995—2015年,黃河流域產(chǎn)水深度增加,增量為24.34 mm,產(chǎn)水高值區(qū)集中在西部和西南部,低值區(qū)集中在西北區(qū)域,產(chǎn)水深度空間格局特征變化不明顯;黃河流域三級流域中,龍羊峽以上流域產(chǎn)水量最高,約117億m3·a-1,是黃河流域主要產(chǎn)水區(qū),蘭州至河口流域產(chǎn)水量最低,約0.44億m3·a-1;整個流域中永久冰川及雪地的平均產(chǎn)水深度最大,草地是全流域產(chǎn)水總量的主要貢獻地類,提供了總產(chǎn)水量的62.6%;降水對產(chǎn)水量的影響比較顯著,土地利用/覆被變化對產(chǎn)水量的影響較小。
【文章來源】:應用生態(tài)學報. 2020,31(08)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:9 頁
【部分圖文】:
黃河流域范圍及流域水系分布
由圖3可以看出,1995—2005年,全流域產(chǎn)水深度以減少為主,減少區(qū)域面積約占研究區(qū)總面積的50%以上,減少區(qū)域主要分布在內(nèi)蒙古段“幾”字灣區(qū)域;增加區(qū)集中分布在洮河和渭河流域。2005—2015年,產(chǎn)水深度以增加為主,且表現(xiàn)出不規(guī)律特征,增加區(qū)域主要分布在黃土高原區(qū)域,與前10年相反,龍羊峽以上區(qū)域以及花園口以下流域從產(chǎn)水深度的增加區(qū)域變?yōu)楫a(chǎn)水深度的減少區(qū)域。1995—2015年,黃河流域大部分區(qū)域產(chǎn)水量呈增加趨勢,增加區(qū)域面積大于減少區(qū)域面積,產(chǎn)水深度增加最明顯的區(qū)域為黃土高原以南以及大通河流域。研究期間,渭河流域、洛河流域產(chǎn)水深度持續(xù)增加,且增加量為全流域最大,在140 mm左右,而黃河“幾”字灣區(qū)域以及黃河下游產(chǎn)水深度持續(xù)減少,尤其大汶河流域和入?趨^(qū)域產(chǎn)水量減少量為全流域之最。2.2 黃河流域三級流域產(chǎn)水量的時空格局
流域是產(chǎn)水量形成的基本單元,從流域?qū)用嫣骄奎S河流域產(chǎn)水深度的空間差異更具有現(xiàn)實意義。本研究在前述研究的基礎(chǔ)上對黃河流域29個三級流域開展了子流域尺度產(chǎn)水總量的時空變化格局分析。黃河流域所有三級流域產(chǎn)水量差異較大,1995—2015年,三級流域的產(chǎn)水量在0.57億~240億m3,各流域產(chǎn)水量空間格局基本一致,龍羊峽以上流域產(chǎn)水量最高,該區(qū)域冰雪融水補給較多,植被覆蓋率較高,蒸散量低,為黃河流域徑流的主要來源區(qū),干流徑流量較大;蘭州至河口流域為產(chǎn)水量的低值區(qū),這是因為該區(qū)域蒸發(fā)旺盛,且降水偏少,又無支流加入。1995—2015年,從產(chǎn)水量的變化趨勢來看,共有9個三級流域產(chǎn)水量增加,平均增幅為140%,北洛河狀頭以上流域產(chǎn)水量增量最大,約為9.22億m3,增幅為240%,龍門至三門峽干流區(qū)間產(chǎn)水量增幅最大,為306%;小浪底至花園口干流區(qū)間持續(xù)增加量最小,為6.96億m3,增幅為23.3%。有11個三級流域產(chǎn)水量在1995—2005年減少,在2005—2015年增加,河口鎮(zhèn)至龍門左岸以及內(nèi)流區(qū)減少量最大,分別為9.42億和8.53億m3;其余9個三級流域產(chǎn)水量先增加后減少,增量最大的流域為河源至瑪曲,1995—2005年增加了76.79億m3,占全流域增量的45%,其次,大夏河與洮河流域、瑪曲至龍羊峽和渭河寶雞峽以上的產(chǎn)水量增加較多,2005—2015年,減少量較大的流域為瑪曲至龍羊峽區(qū)域。黃河流域產(chǎn)水量大部分來自蘭州以上,雖然流域面積僅占全流域的28%,但其產(chǎn)水量占全流域產(chǎn)水總量的55%,蘭州至河口鎮(zhèn)區(qū)間產(chǎn)水量較少,流域面積占全流域的20.6%,年徑流量僅占全河的3.4%(圖4)。2.3 不同土地利用類型的產(chǎn)水深度和產(chǎn)水量
【參考文獻】:
期刊論文
[1]橫斷山區(qū)產(chǎn)水量時空分布格局及影響因素研究[J]. 王亞慧,戴爾阜,馬良,尹樂. 自然資源學報. 2020(02)
[2]1980—2016年三江源國家公園水源供給及水源涵養(yǎng)功能時空變化研究[J]. 呂樂婷,任甜甜,孫才志,鄭德鳳,王輝. 生態(tài)學報. 2020(03)
[3]1956-2016年黃河流域河川徑流演變規(guī)律[J]. 鮑振鑫,嚴小林,王國慶,關(guān)鐵生,金君良,李淼. 水資源與水工程學報. 2019(05)
[4]基于InVEST模型的石羊河上游產(chǎn)水量驅(qū)動因素識別[J]. 趙亞茹,周俊菊,雷莉,向鵑,黃美華,馮煒,朱國鋒,魏偉,王靜愛. 生態(tài)學雜志. 2019(12)
[5]近60年來黃河流域氣候變化及河川徑流演變與響應[J]. 趙建華,劉翠善,王國慶,金君良,劉艷麗,鮑振鑫. 華北水利水電大學學報(自然科學版). 2018(03)
[6]黃土殘塬溝壑區(qū)3種林地枯落物和土壤水源涵養(yǎng)功能[J]. 侯貴榮,畢華興,魏曦,周巧稚,孔凌霄,王杰帥,賈劍波. 水土保持學報. 2018(02)
[7]東北地區(qū)產(chǎn)水量時空分布格局及其驅(qū)動因素[J]. 吳健,李英花,黃利亞,盧正茂,于大炮,周莉,代力民. 生態(tài)學雜志. 2017(11)
[8]基于InVEST模型的白龍江流域水源供給服務(wù)時空分異[J]. 謝余初,鞏杰,齊姍姍,吳婧,胡寶清. 自然資源學報. 2017(08)
[9]生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)衡/協(xié)同研究進展與趨勢展望[J]. 戴爾阜,王曉莉,朱建佳,高江波. 地球科學進展. 2015(11)
[10]黃河流域1961—2012年蒸散發(fā)時空變化特征及影響因素分析[J]. 童瑞,楊肖麗,任立良,劉懿,馬明衛(wèi). 水資源保護. 2015(03)
本文編號:3129027
【文章來源】:應用生態(tài)學報. 2020,31(08)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:9 頁
【部分圖文】:
黃河流域范圍及流域水系分布
由圖3可以看出,1995—2005年,全流域產(chǎn)水深度以減少為主,減少區(qū)域面積約占研究區(qū)總面積的50%以上,減少區(qū)域主要分布在內(nèi)蒙古段“幾”字灣區(qū)域;增加區(qū)集中分布在洮河和渭河流域。2005—2015年,產(chǎn)水深度以增加為主,且表現(xiàn)出不規(guī)律特征,增加區(qū)域主要分布在黃土高原區(qū)域,與前10年相反,龍羊峽以上區(qū)域以及花園口以下流域從產(chǎn)水深度的增加區(qū)域變?yōu)楫a(chǎn)水深度的減少區(qū)域。1995—2015年,黃河流域大部分區(qū)域產(chǎn)水量呈增加趨勢,增加區(qū)域面積大于減少區(qū)域面積,產(chǎn)水深度增加最明顯的區(qū)域為黃土高原以南以及大通河流域。研究期間,渭河流域、洛河流域產(chǎn)水深度持續(xù)增加,且增加量為全流域最大,在140 mm左右,而黃河“幾”字灣區(qū)域以及黃河下游產(chǎn)水深度持續(xù)減少,尤其大汶河流域和入?趨^(qū)域產(chǎn)水量減少量為全流域之最。2.2 黃河流域三級流域產(chǎn)水量的時空格局
流域是產(chǎn)水量形成的基本單元,從流域?qū)用嫣骄奎S河流域產(chǎn)水深度的空間差異更具有現(xiàn)實意義。本研究在前述研究的基礎(chǔ)上對黃河流域29個三級流域開展了子流域尺度產(chǎn)水總量的時空變化格局分析。黃河流域所有三級流域產(chǎn)水量差異較大,1995—2015年,三級流域的產(chǎn)水量在0.57億~240億m3,各流域產(chǎn)水量空間格局基本一致,龍羊峽以上流域產(chǎn)水量最高,該區(qū)域冰雪融水補給較多,植被覆蓋率較高,蒸散量低,為黃河流域徑流的主要來源區(qū),干流徑流量較大;蘭州至河口流域為產(chǎn)水量的低值區(qū),這是因為該區(qū)域蒸發(fā)旺盛,且降水偏少,又無支流加入。1995—2015年,從產(chǎn)水量的變化趨勢來看,共有9個三級流域產(chǎn)水量增加,平均增幅為140%,北洛河狀頭以上流域產(chǎn)水量增量最大,約為9.22億m3,增幅為240%,龍門至三門峽干流區(qū)間產(chǎn)水量增幅最大,為306%;小浪底至花園口干流區(qū)間持續(xù)增加量最小,為6.96億m3,增幅為23.3%。有11個三級流域產(chǎn)水量在1995—2005年減少,在2005—2015年增加,河口鎮(zhèn)至龍門左岸以及內(nèi)流區(qū)減少量最大,分別為9.42億和8.53億m3;其余9個三級流域產(chǎn)水量先增加后減少,增量最大的流域為河源至瑪曲,1995—2005年增加了76.79億m3,占全流域增量的45%,其次,大夏河與洮河流域、瑪曲至龍羊峽和渭河寶雞峽以上的產(chǎn)水量增加較多,2005—2015年,減少量較大的流域為瑪曲至龍羊峽區(qū)域。黃河流域產(chǎn)水量大部分來自蘭州以上,雖然流域面積僅占全流域的28%,但其產(chǎn)水量占全流域產(chǎn)水總量的55%,蘭州至河口鎮(zhèn)區(qū)間產(chǎn)水量較少,流域面積占全流域的20.6%,年徑流量僅占全河的3.4%(圖4)。2.3 不同土地利用類型的產(chǎn)水深度和產(chǎn)水量
【參考文獻】:
期刊論文
[1]橫斷山區(qū)產(chǎn)水量時空分布格局及影響因素研究[J]. 王亞慧,戴爾阜,馬良,尹樂. 自然資源學報. 2020(02)
[2]1980—2016年三江源國家公園水源供給及水源涵養(yǎng)功能時空變化研究[J]. 呂樂婷,任甜甜,孫才志,鄭德鳳,王輝. 生態(tài)學報. 2020(03)
[3]1956-2016年黃河流域河川徑流演變規(guī)律[J]. 鮑振鑫,嚴小林,王國慶,關(guān)鐵生,金君良,李淼. 水資源與水工程學報. 2019(05)
[4]基于InVEST模型的石羊河上游產(chǎn)水量驅(qū)動因素識別[J]. 趙亞茹,周俊菊,雷莉,向鵑,黃美華,馮煒,朱國鋒,魏偉,王靜愛. 生態(tài)學雜志. 2019(12)
[5]近60年來黃河流域氣候變化及河川徑流演變與響應[J]. 趙建華,劉翠善,王國慶,金君良,劉艷麗,鮑振鑫. 華北水利水電大學學報(自然科學版). 2018(03)
[6]黃土殘塬溝壑區(qū)3種林地枯落物和土壤水源涵養(yǎng)功能[J]. 侯貴榮,畢華興,魏曦,周巧稚,孔凌霄,王杰帥,賈劍波. 水土保持學報. 2018(02)
[7]東北地區(qū)產(chǎn)水量時空分布格局及其驅(qū)動因素[J]. 吳健,李英花,黃利亞,盧正茂,于大炮,周莉,代力民. 生態(tài)學雜志. 2017(11)
[8]基于InVEST模型的白龍江流域水源供給服務(wù)時空分異[J]. 謝余初,鞏杰,齊姍姍,吳婧,胡寶清. 自然資源學報. 2017(08)
[9]生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)權(quán)衡/協(xié)同研究進展與趨勢展望[J]. 戴爾阜,王曉莉,朱建佳,高江波. 地球科學進展. 2015(11)
[10]黃河流域1961—2012年蒸散發(fā)時空變化特征及影響因素分析[J]. 童瑞,楊肖麗,任立良,劉懿,馬明衛(wèi). 水資源保護. 2015(03)
本文編號:3129027
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