【摘要】：由于人口數(shù)量的劇增和人類活動(dòng)的加劇,城市化不斷擴(kuò)張,越來(lái)越多的林地及農(nóng)業(yè)用地等土地覆被類型轉(zhuǎn)變?yōu)槌鞘杏玫?與全球氣候變化共同作用影響著地表蒸散發(fā)的改變。蒸散發(fā)是連接水循環(huán)、能量循環(huán)以及碳循環(huán)過(guò)程的重要樞紐,體現(xiàn)了物質(zhì)、能量和信息的收支平衡。因此,綜合利用遙感反演、地面實(shí)際觀測(cè)和模型模擬等多種方法研究氣候變化和土地利用/覆被變化對(duì)流域蒸散的影響,對(duì)深入了解和詮釋亞熱帶濕潤(rùn)地區(qū)快速城市化下的水文水循環(huán)過(guò)程具有重要意義。本文以中國(guó)南方典型快速城市化區(qū)域—秦淮河流域?yàn)檠芯繀^(qū),分析了 2000-2013年土地利用/覆被變化趨勢(shì)及其變化特征;優(yōu)化改進(jìn)了 SWAT(Soil and Water Assessment Tool)分布式水文模型稻田模塊并進(jìn)行參數(shù)本地化及應(yīng)用,結(jié)合蒸滲儀稻田觀測(cè)蒸散日數(shù)據(jù)和實(shí)測(cè)徑流日數(shù)據(jù)進(jìn)行了率定和驗(yàn)證,模擬分析了 2000-2013年不同時(shí)間尺度(年際變化、季節(jié)性變化、各季年變化)、不同土地利用/覆被類型、不同空間尺度(流域尺度和Hydrological Response Unit,HRU尺度)蒸散及其他水文要素的變化特征;并進(jìn)一步分離了土地利用/覆被變化和氣候變化對(duì)流域總蒸散的貢獻(xiàn)率。主要研究結(jié)果及結(jié)論如下:(1)通過(guò)分析2000、2004和2011年土地利用/覆被變化特征,發(fā)現(xiàn)2000-2011年期間城市用地增加了 11.3%,而稻田面積減少了 7.6%,其他農(nóng)業(yè)用地、林地及水域減少了 2.4%、0.5%和0.6%,說(shuō)明2000-2011年近10年期間,秦淮河流域土地利用/覆被變化主要表現(xiàn)為大范圍稻田轉(zhuǎn)為城市用地。(2)對(duì)SWAT模型的稻田模塊,包括稻田蓄水水體表面積、灌溉入流與出流、以及蒸散過(guò)程的算法進(jìn)行了修改,優(yōu)化校準(zhǔn)后的SWAT模型模擬結(jié)果與實(shí)測(cè)徑流有很好的一致性,率定期NSE為0.86,R2為0.88;驗(yàn)證期NSE為0.65,R2為0.71。利用稻田生長(zhǎng)季實(shí)際蒸散觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬驗(yàn)證表明,優(yōu)化后的模型R2為0.75(p0.01),原始模型R2僅為0.49,表明優(yōu)化與改進(jìn)后的SWAT模型在秦淮河流域有更好的適用性。(3)通過(guò)對(duì)不同時(shí)間尺度流域?qū)嶋H蒸散ET(Evapotranspiration)的模擬結(jié)果進(jìn)行分析,結(jié)果表明:2000-2013年期間,潛在蒸散PET(Potential Evapotranspiration)及飽和水汽壓差VPD(Vapor Pressure Deficit)年際變化均呈升高趨勢(shì),而實(shí)際蒸散呈降低趨勢(shì)。季節(jié)性變化中,稻田生長(zhǎng)季內(nèi)實(shí)際蒸散的減少最為顯著。(4)通過(guò)對(duì)比分析不同空間尺度流域蒸散的變化,發(fā)現(xiàn)流域尺度和HRU尺度蒸散的影響機(jī)制不同。流域尺度,稻田蒸散占流域總蒸散比例最大,而城市用地占比最小。其中,稻田(6.8%)、其他農(nóng)業(yè)用地(1%)和林地(1.2%)蒸散減少了,而城市用地蒸散增加了 9.1%。表明流域尺度上土地利用/覆被變化對(duì)蒸散變化占主導(dǎo)作用。HRU尺度,所有土地覆被類型實(shí)際蒸散均明顯增加,林地最高,變化趨勢(shì)最顯著,稻田次之,城市用地實(shí)際蒸散量最小,變化趨勢(shì)最弱,說(shuō)明HRU尺度氣候變化為主要影響機(jī)制。(5)通過(guò)分離2003-2013年間氣候變化與土地利用/覆被變化對(duì)流域總蒸散的動(dòng)態(tài)貢獻(xiàn)率,發(fā)現(xiàn)氣候變化引起流域總蒸散的升高(29%),而土地利用/覆被變化則導(dǎo)致流域總蒸散的降低(—50%),二者相互作用導(dǎo)致流域總蒸散的降低了 21%,其中,氣候變化的貢獻(xiàn)率由47%降低至39%,而土地利用/覆被變化的貢獻(xiàn)率由—53%增加至—61%。表明蒸散不僅受氣候變化,還受土地利用/覆被類型變化的影響,而后者是導(dǎo)致秦淮河流域總蒸散降低的主要機(jī)制。
【學(xué)位授予單位】：南京信息工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：P426.2
【圖文】：

邐第二章研究區(qū)概況、數(shù)據(jù)庫(kù)準(zhǔn)備邐逡逑第二章研究區(qū)概況、數(shù)據(jù)庫(kù)準(zhǔn)備逡逑２．１研宄區(qū)概況逡逑秦淮河流域地處長(zhǎng)江下游，江蘇省西南部，地形構(gòu)造為盆地，由盆地四周向中心依逡逑次為黃土崗地、丘陵和平原圩區(qū)，地面高程０－４１０ｍ。作為南京的母親河，水系全長(zhǎng)１１０ｋｍ，逡逑其上游包括溧水河、句容河，溧水河出自溧水縣東蘆山北麓，又稱南源，句容河源于句逡逑容縣北武岐山，又稱北源，兩源于江寧區(qū)西北村匯合為秦淮河，通過(guò)西北角南京市秦淮逡逑新河水文站和武定門水文站兩個(gè)出水口匯入長(zhǎng)江［７（）］。該流域位于１１８．３９°－１１９．２１°Ｅ，逡逑３１．３０°－３２．１０°Ｎ間，包括南京市城區(qū)、江寧縣、句容市和溧水縣［７１］，集水面積２６３１ｋｍ２。逡逑

６月中旬－７月上旬為江淮梅雨期，通常梅雨期后常行程伏旱天氣。秦淮河流域雨量集中逡逑且豐富，因此易造成暴雨洪丨勞等災(zāi)害。逡逑Ｈａｏ等［３１］的研宄顯示（圖２．２），秦淮河流域過(guò)去五十年（１９６１－２０１３）年均氣溫升逡逑高，氣候變暖，其中１９７９－１９８９年間下降，１９９０年后顯著增加，Ｒ２由０．３１邋（１９６１－２０１３）逡逑增至０．３９邋（１９９０－２０１３），錢虹等［７２］的研宄顯示，２０００－２０１３年秦淮河流域年均氣溫處于逡逑１５．８－１７．２°Ｃ之間，降水處于８００－１５００ｍｍ之間，其中２００９年降水量最大，高達(dá)１５２８ｍｍ，逡逑２００１年降水量明顯最小，為８４６ｍｍ，這表明氣候變化將造成潛在蒸散的增加，0１！等［２９］逡逑的相關(guān)研宄證明了該流域潛在蒸散和徑流量均呈增大趨勢(shì)。逡逑１８邐逡逑——Ｔｒｅａｄｉ９９0－２0ｉ３邐Ｔ＝０．０４４Ｙ邋ｅａｒ邋１９９０－２０１３＋１４．５逡逑－－Ｔｒｅｎｄｉ９６ｉ－２0ｉ３邐Ｒ２＝０．３１．；？＝０．０００邐．逡逑Ｉ逡逑Ｒ２邋＝０．３９．＾＝０．０００逡逑１４邋￣邋１邋１邋１邋￣￣１邋１邋１邋１邋１邋１邋１邋１邋１邋１邋１邋１邋￣￣Ｉ邋￣１邋ｒ邋１邋１邋ｋ邋１邋１邋１邋￣Ｉ邋￣Ｉ邋￣Ｉ邋￣Ｉ邋￣１邋１邋１邋１邋１邋１邋１邋１邋１邋１邋１邋Ｉ邋￣１邋１邋１邋１邋１邋１邋１邋１邋１邋１邋１邋￣Ｔ－逡逑圖２．２秦淮河流域１９６１－２０１３年年均氣溫變化趨勢(shì)圖［３｜］逡逑２．１．２邋土壤與植被逡逑秦淮河流域土壤主要形成于中生代燕山運(yùn)動(dòng)和白堊紀(jì)，低山丘陵區(qū)土壤、崗地區(qū)土逡逑壤和平原區(qū)土壤共同構(gòu)成了秦淮河流域土壤［７３］，其中低山丘陵區(qū)為火成巖，呈酸性至弱逡逑堿性

年份邐城市用地邐Ｓ１邐其他農(nóng)用地邐ｍｍ逡逑２０００邐４９邐９ｈ邐ＵＡ邐３０８邐４１３逡逑２００４邐４．４邐１２．８邐１１．６邐２９．５邐４１．７逡逑２０１１邐４．３邐２０．９邐１０．９邐２８．４邐３５．７逡逑總變化量邐－０．６邐＋１１．３邐－０．５邐－２．４邐－７．６逡逑由圖２．３中可以看出，秦淮河流域主要土地利用／覆被類型為稻田，約占流域總面積逡逑的４５％，其次為其他農(nóng)業(yè)用地，約占３０％，森林用地主要分布于流域邊緣，大部分城市逡逑用地分布于流域西北部南京市區(qū)。從表２．１中可得到，２０００年至２００４年秦淮河流域城逡逑市用地占比明顯X椉櫻常玻�，祫Σ０１１年大幅X椉恿隋澹保保常ィ咎錈婊饗越檔�，２００４辶x夏曛粒玻埃保蹦曇跎倭隋澹保福ィ罰叮�，其磽氇茰O┮滌玫�，减少了邋１．３％－２．４％，水域及森涟櫫x嫌玫孛婊暈⒓跎�，分柄_唬埃叮ズ鴕唬埃擔(dān)�，这钡a鰨饔蟯戀乩美嘈停脖壞謀浠劐義險(xiǎn)髦饕醋源竺婊咎鎘玫刈鞘杏玫�，特柄勞２００４－２０１１臅覞′化速率桩岓（－６％）。辶x

本文編號(hào)：2787525