隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展,土地利用也發(fā)生了劇烈轉(zhuǎn)變。通過采集北江流域2000年和2015年的土地利用/覆蓋數(shù)據(jù)（L1和L2）,基于2000年的土地利用情況,假設(shè)農(nóng)業(yè)用地被建設(shè)用地取代（S1）和農(nóng)業(yè)用地被森林取代（S2）兩種極端土地利用情景;并構(gòu)建分布式水文模型,研究了不同土地利用/覆蓋對水文過程的影響。結(jié)果表明:農(nóng)業(yè)用地和森林轉(zhuǎn)換為建設(shè)用地,導致了徑流、產(chǎn)水量和地表徑流的增加,以及側(cè)流量、地下水含量和蒸發(fā)量的減少;S1是L2情景的極端假設(shè),因此各水文成分相對于L2情景變化更為明顯,而S2情景相對于S1情景下的水文過程變化效果相反。不同土地利用情景下的水文響應(yīng)表明,城市化以及退耕還林導致的土地利用變化都會對水文過程造成巨大影響。 

【文章來源】：人民長江. 2020,51(08)北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

北江流域示意

土地利用是SWAT模型中的重要組成部分,也是人類活動改變水文環(huán)境的間接載體,因此土地利用變化對水文環(huán)境的影響是至關(guān)重要的。研究土地利用變化對水文過程的影響是水文模型研究發(fā)展的趨勢之一。本文收集了2000年和2015年的土地利用(L1和L2),并在2000年的土地利用基礎(chǔ)上,假設(shè)了兩種極端土地利用情景(S1和S2),來定量分析土地利用變化對北江流域水文過程的影響,4種不同的土地利用變化如圖3所示。由表1可知:2000年和2015年的土地利用類型都是以森林為主,森林面積分別占總流域面積的65.47%和63.16%,相比原來減少了約3.5%;其次是農(nóng)業(yè)用地,在2000年占22.29%,在2015年占21.30%,相比原來減少了約4.45%;草地和水域面積變化不大;而建設(shè)用地在2000年占比為3.96%,在2015年占比為7.23%,相比原來增加了82.93%。2000年和2015年的土地利用變化表明,城市擴張是土地利用變化的主要因素,城市的擴張也符合該地區(qū)的經(jīng)濟增長水平。根據(jù)未來土地利用發(fā)展的情況,本文采用了極端土地利用法假設(shè)了兩種土地利用情況,考慮到未來城鎮(zhèn)化的發(fā)展和退耕還林政策的實施,將農(nóng)業(yè)用地全部轉(zhuǎn)換為建設(shè)用地的情景記為S1,將農(nóng)業(yè)用地全部轉(zhuǎn)換為森林的情景記為S2。其中S1情景的森林面積比例為65.47%,草地為5.90%,水域為2.38%,建設(shè)用地為26.25%;S2情景的森林、草地、水域和建設(shè)用地所占比例分別為87.76%,5.90%,2.38%和3.96%(見圖2)。

表2 SWAT模型校準與驗證結(jié)果Tab.2 The result of SWAT model calibration and validation 時期 評估結(jié)果 NSE R2 PBIAS 校準期(1992～1999年) 0.86 0.86 3.6 驗證期(2000～2009年) 0.90 0.87 5.5在假設(shè)的土地利用情景中,S1情景由于農(nóng)業(yè)用地被建設(shè)用地所取代,導致降雨無法滲入到土壤中,因此S1情景比其他的情景的地表徑流要高,此外地表徑流在6月份達到峰值,表明在6月份北江流域出現(xiàn)了強降雨,總體上地表徑流的值是S1>L2>L1>S2(表3)。如圖5(b)所示,徑流量在6月份也有明顯差別,但在其他月份差別并不明顯,通過表3可知,S1情景下的流量最大,表明建設(shè)用地取代農(nóng)業(yè)用地對地表徑流和流量的影響是呈正相關(guān)的。產(chǎn)水量變化不大,總體上產(chǎn)水量的值S1>L2>L1>S2,產(chǎn)水量與地表徑流和流量有相同的變化趨勢,S1情景中建設(shè)用地的增加導致了產(chǎn)水量、地表徑流和流量的增加[12],而S2情景中森林面積的增加導致了3者都減少。而側(cè)流量呈現(xiàn)相反的趨勢,在S1情景中側(cè)流量最小,地下水含量在S1情景下也是最小的,說明城市擴張對于側(cè)流量和地下水含量具有抑制作用。蒸發(fā)量基本上沒有變化,如圖5(f)所示,但從表3可知,在農(nóng)業(yè)用地被森林所取代的S2情景下,蒸發(fā)量是最大的�？傮w而言,在城市擴張的過程中,不透水地面面積的不斷增加,導致地表徑流、產(chǎn)水量、徑流的增加,而地下水含量、側(cè)流量減少,而退耕還林卻是相反的效果。

【參考文獻】：
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