王飞[1]2004年在《人类活动对区域水土流失影响的定量评价》文中进行了进一步梳理人类活动影响水土流失的方式和类型多样，影响机理和过程复杂，定量评价人类活动对区域尺度水土流失的影响，对客观认识其影响方向与程度、人类活动调控河道水沙机理和开发建设环境保护与评价等研究有重要的理论意义，对水土保持规划、流域与河道整治、减洪、减灾等生产和治理工作也有一定参考价值。 本研究系统分析了人类活动对水土流失影响的类型与特点，建立了人类活动对区域水土流失影响研究数据库，结合大量野外实地调查资料，提出和建立了相应的区域尺度定量评价参数、指标和模型，定量评价了水土保持和道路建设等典型人类活动对区域水土流失的影响。主要结果如下。 1 结合现有文献和人类活动特点，系统分析了人类活动对水土流失影响的机理和方式，认为人类活动对水土流失的影响类型多样，方向不同，具有明显的阶段性，人类活动影响到水土流失动力、对象和过程的各个环节。 2 基于陕北各县（区）和多沙粗沙区地面坡度组成数据，提出和建立了区域侵蚀坡面参数，该参数能够直观、定量地反映区域地貌和水土流失特征。水土流失治理等人类活动可以通过改变区域侵蚀能量面参数，影响区域水土流失。研究表明，随着原地面坡度增加，坝地减小侵蚀坡面面积和侵蚀能量的幅度迅速增大；随着原地表坡度增加，梯田建设会导致区域侵蚀坡面参数增加，但可以明显减小侵蚀能量，如当原地表坡度为 5°和 25°时，坡面侵蚀能量是相应梯田的 5.83 倍和 5.3 倍。根据该原理分析，结合 1998年水土保持措施面积资料分析，黄河中游多沙粗沙区的坝地和梯田分别平均减小侵蚀能量 2.4%和 12.6%，为此，梯田和坝地每年可以减少水土流失约 1.24 亿吨。 3 通过分析道路建设和运行对水土流失影响特点，建立了区域道路建设与运行水土流失定量评价指标体系，结合 2000 年陕西省公路普查资料、地质资料和土地详查资料，通过分区域野外调查，定量分析了区域道路建设与运行对水土流失的影响。分析认为陕
庞国伟[2]2009年在《区域水土流失人为因子的定量表征》文中研究指明在近代人类发展的历史过程中,人类活动对客观世界的影响日益重要和深刻。水土流失作为一种自然过程由来已久,但由于人为活动的参与,从表现形式、流失程度、空间分布、演变过程都发生了变化。深入研究人为活动对水土流失的影响方式、机理和过程,定量表征人为因子对水土流失的影响,对适应自然规律、合理调控人类活动及有效开展水土流失治理具有极其重要的意义。本研究以延河流域为例,依据水土保持学的基本理论、运用遥感、统计学、灰色系统理论技术,通过GIS空间分析和数理统计,分析了研究区现有人为因子指标与侵蚀模数的关系,初步实现了区域水土流失人为因子的定量表征。取得的主要结果如下:(1)运用GIS技术实现了研究区水土流失的主要社会因子的空间化首先,以土地利用、道路网络、河流水系、海拔高度作为影响人口分布的主要环境因子,以居民点作为人口分布的指示因子,并通过分析二者之间的关系赋予各影响因子人口分布权重,运用多源数据融合技术实现了人口数据的空间化,分析了延河流域五县区的人口分布特征;其次选用耕地、林地、草地、水域、建设用地作为构造GDP空间化模型的主要土地利用类型,实现了延河流域五县区GDP统计数据的空间化;在上述研究基础上,通过建立与人口密度之间的函数关系,实现了单位面积在校学生人数的空间化;采用面平均的方法实现了农民人均纯收入、单位面积原油(煤)产量等社会经济数据的空间化。(2)初步建立了延河流域水土流失人为因子的指标体系首先依据科学性、系统性、可比性、主导性等原则选取了12个人为因子指标,并应用改进的灰色关联度计算模型,计算出各指标与侵蚀模数的灰色关联度指数;其次根据其绝对值大小筛选了草地覆盖率(草地面积占土地总面积的百分比)、人口密度、林地覆盖率(林地面积占土地总面积的百分比)、人均GDP、工程措施因子、载畜量(单位面积羊的饲养量)、垦殖指数等7个因子作为定量表征区域水土流失的人为因子指标,并从人为因子指标对区域水土流失正负作用的角度出发,将其划分为两个层次,建立了延河流域水土流失人为因子指标体系。(3)初步提出了定量表征区域水土流失人为因子的指标—“综合影响度”综合考虑人为因子指标对区域水土流失的正负作用,提出以“综合影响度”作为定量表征区域水土流失人为因子的主要依据。根据区域水土流失人为因子综合影响的正负效应,将人为因子综合影响度进行分区,分为扰动区和恢复区;按等距法将人为因子综合影响度划分为6级,以此为依据,分析了延河流域水土流失人为因子综合影响度的空间分异特征。
邹君[3]2010年在《湖南生态水资源系统脆弱性评价及其可持续开发利用研究》文中进行了进一步梳理湖南虽然地处亚热带季风湿润气候区,降水资源较为丰沛,但是,以季节性干旱为代表的水资源脆弱性问题也较为突出。加之以变暖为主要特征的全球气候变化以及虚拟水战略广泛实施所形成的虚拟水战略背景均会对区域水资源系统的脆弱性造成诸多影响。所有这些共同决定了进行“湖南生态水资源系统脆弱性评价及其可持续开发利用研究”的必要性和重要性。本文运用系统论方法提出南方湿润地区生态水资源系统脆弱性概念并对其脆弱度进行定量评价,从循环经济思想和虚拟水战略理念两个角度分析探讨湖南水资源可持续利用的对策。1、湖南水资源开发利用具有开发利用程度不高、用水总量不断增长、用水结构不断变化、地域差异明显等诸多特点。目前,湖南水资源问题较为突出,可以概括为以季节性干旱为主的水资源短缺问题、以洪涝灾害为主的水灾问题、以生活和工业污染为主的水污染问题和以水土流失为代表的水生态环境问题。2、分别从气候、地形地貌、土壤植被、人为活动和经济发展5个方面综合分析了湖南生态水资源系统脆弱性的成因；湖南生态水资源系统脆弱性表现为农业生产的季节性干旱、大中城市的阶段性供水紧张、洪涝灾害和水土流失等问题；从自然脆弱性、人为脆弱性和承载脆弱性叁个方面构建一个包括12个具体指标的湖南生态水资源系统脆弱性评价指标体系；运用物元模型对湖南85个县域单元的生态水资源脆弱度进行定量评价。结果表明,湖南生态水资源系统总体上存在一定的脆弱性,内部脆弱度差异不显着,分布态势为“东部大于西部,南部大于北部”；构建一个包括多年平均降水量、少雨期干旱指数、坡度指数、土壤蓄水能力指数等8个具体指标的指标体系,运用GIS和RS方法获取指标数据并对其进行数字化处理,运用GIS的数据迭置运算功能建立生态水资源系统脆弱性评价模型,对衡阳盆地生态水资源系统脆弱度进行定量评价,相对于传统的评价方法,GIS方法的评价结果更为细致和精确。3、运用滑动平均法、气候倾向率法以及多项式拟合等方法对湖南1960～2007年的气温和降水量数据进行系统分析。结果表明,气温方面,48年来湖南年平均气温总体上表现出先降后升态势,上升趋势为0.106℃/10a,春季和冬季的气温上升趋势明显；降水量方面,48年来降水量经历了一个先升后降再升的过程,气候倾向率为30.8mm/10a。春、夏、冬叁季均表现为增多趋势,其中又以夏季增多趋势最为明显,倾向率达到30.4 mm/10a。从降水量和蒸发量的变化来看,湖南生态水资源脆弱性趋于降低,而从暴雨频率等极端气候事件的时间演变趋势上来看,湖南生态水资源脆弱性均趋于上升。4、对湖南14个地(市、州)生态水资源系统的脆弱性变化进行定量评价。结果发现,虚拟水战略背景下区域水资源系统的脆弱度普遍会有所上升,并存在一定的区域差异,周边山地丘陵区水资源脆弱度会有较大幅度地提高,而中部的长沙、湘潭、娄底和衡阳地区相对影响较弱。5、将循环经济的“减量化、再使用和再生化”原则运用到湖南水资源开发利用领域。认为水田节水灌溉是湖南农业水资源减量化的重要模式之一,而湖南工业用水减量化则主要以提高石油、化工、电力、钢铁、冶金、纺织和造纸等高耗水产业的水资源循环利用率为核心。湖南雨水资源化利用可以探索雨水就地资源化利用、庭院雨水资源化以及大田雨水资源化等农村地区雨水资源化利用模式和城市绿化型雨水资源化、水生态维护型雨水资源化以及城市公共用水型雨水资源化等城市地区雨水资源化利用模式。发挥境内隐形水库的调蓄水功能、增强实体水库调蓄水能力、实施河道整治工程、改变治洪观念、提高气象、水文要素的监测和预报水平、加强洪水资源化利用研究、合理进行土地利用规划、优化水利工程的洪水调度管理等几大方面是湖南洪水资源资源化利用的实现路径。6、定义区域虚拟水战略优势度概念,构建区域虚拟水战略优势度评价指标体系,以我国内陆31个省级行政区划单元为对象,测算虚拟水战略优势度大小。结果发现,我国虚拟水战略优势度呈现“中间多,两头少”的纺锤型等级分布规律和“东部高、西部低”,“南部和北部高、中间低”的空间分布规律。湖南虚拟水战略优势度指数得分较高,虚拟水战略背景下,其经济社会发展和水资源开发利用等诸多领域将会受到较大影响。构建水资源禀赋指数综合评价各省份的水资源禀赋条件,据此将全国内陆31个省(市、区)划分为虚拟水输出地域、虚拟水输入地域和虚拟水平衡地域叁种类型区。然后,构建农产品贸易指数与非农产业需水压力指数,运用列联表互斥的矩阵分类方法将每种类型区域再细分为4种类型区。结果发现,湖南属于虚拟水输出地域中的典型输出类型,因此,无论是从本省的经济发展考虑,还是从全国农产品安全和水资源安全的大局考虑,“粮食等水密集型产品生产大省”都应该成为虚拟水战略背景下湖南农业生产的战略地位。选择人均农村人口主要农畜产品虚拟水量指数来表征区域农业生产的虚拟水消耗空间分布状况,发现我国农业生产的虚拟水空间分布具有北方大于南方的特点。构建虚拟水战略背景下的区域农业生产适宜度指数用以表征基于区域水土资源条件的区域农业空间布局理想模式。结果发现,虚拟水战略背景下我国不同区域间的农业生产适宜度差异十分显着,基本呈现北、西、南叁面高,中东部低的空间分布态势。构建虚拟水战略背景下的区域农业生产调整指数,结果发现湖南为保障全国食物和水资源安全所做出的贡献小于其应负的责任。用上述相同方法对湖南14个地(市、州)农业生产耗水与虚拟水战略背景下的农业生产适宜度进行比较,以诊断湖南农业生产的内部空间结构。结果表明,湖南农业发展的现状同虚拟水战略背景下湖南农业发展的理想布局存在较大的差异,需要合理地进行农业生产结构调整。其中,长沙、株洲、湘潭和岳阳4地区相对于全省的平均水平来说农业生产布局密度已超出其虚拟水战略背景下应有的布局密度,而湘西自治州、怀化、张家界和永州4地区农业生产布局密度明显不够,需要加大农业生产的力度。分别定义地均工业增加值耗水和人均工业增加值耗水两指标用以表征湖南各地区工业生产耗水的空间分布,分别采用地均水资源和人均水资源两指标用以表征水资源的空间分布,构建工业生产耗水协调性诊断指数对各地区工业生产布局密度与区域水资源的协调性进行科学诊断。结果发现,湖南工业布局密度整体上与湖南各区域水资源之间的匹配不是很理想。其中,长、潭、娄、株、衡、郴6地区为工业布局密度过密,工业水资源消耗相对于其它地区来说已经超出了其可供水资源量的承载能力,其中,又以长、潭、娄3地区为甚,张、永、湘西、岳、益、怀、邵7地区为工业布局过疏地区,工业生产的水资源消耗相对于其可供水资源量来说还比较少,尚可加大工业布局密度,充分利用区域水资源。其中,又以张家界、湘西和永州3地区最为明显。最后,分别从宏观层面和具体微观层面给出虚拟水战略背景下湖南水资源可持续开发利用的对策。宏观方面需要转变水资源开发利用观念,提高水资源利用效率,加强水资源环境保护以及强化虚拟水战略背景下的水资源安全研究。具体微观方面,需要提高“绿水”资源利用效率,因地制宜布局耗水型农业,优化和调整耗水型工业布局,切实做好水环境保护工作,预防水资源的过度开发。
庞国伟[4]2012年在《人为作用对土壤侵蚀环境影响的定量表征》文中进行了进一步梳理在近代人类发展的历史过程中，人类活动对客观世界的影响日益重要和深刻。土壤侵蚀作为一种自然过程由来已久，但由于人为活动的参与，在表现形式、侵蚀程度、空间分布以及演变过程等均发生了根本变化。深入研究人类活动对土壤侵蚀的影响方式、机理和过程，定量表征人类活动对土壤侵蚀的影响，对适应自然规律、合理调控人类活动及有效开展水土流失治理具有极其重要的意义。本研究以延河流域和纸坊沟流域为例，依据水土保持学的基本理论、运用遥感、统计学方法，通过GIS空间分析和数理统计，以水土保持工程措施因子（PE）和植被覆盖与管理措施因子（C）表征地表形态和植被覆盖状况，通过分析不同时期人为作用对地表形态、植被覆盖等的影响程度和方式，实现人为作用对土壤侵蚀环境影响的定量表征，并基于景观生态学原理，分析了研究区植被因子景观格局的变化特征。同时以纸坊沟流域为例，运用Hc-DEM方法重构了不同时间序列的人工地形DEM，并在此基础上分析了坡度、坡长等地形因子的演变特征及其影响因素，定量评价了纸坊沟流域70多年来土壤侵蚀演变过程及人为作用对其的影响，取得了以下主要研究结论：（1）以水土保持工程措施因子值描述地表形态，通过构建地形人为影响指数来表征人为作用对地形的影响程度和方式，定量分析了纸坊沟流域和延河流域人为作用对地表形态演变的影响。纸坊沟流域、延河流域的工程措施因子值均随时间呈线性递减趋势，地表形态的变化有利于控制土壤侵蚀。分析不同时期人类活动地形指数Ht的变化趋势表明：纸坊沟流域1938—1987年人为作用对地表形态的影响程度和范围持续增加，随后除1999—2003年略有增加外，基本呈减小趋势，延河流域1986—2006年人为作用对地表形态的影响程度与范围先增加后减弱，其中1997—2000年的人为作用对地表形态的影响最为明显。对纸坊沟流域人工地形DEM的分析表明，随着人类活动对地形改造的程度不断加大，坡度、坡长、坡度因子、坡长因子、坡度坡长因子均呈减小趋势，其中坡度变化程度最小，坡长变化程度最大，年均减小率分别为3.58%、11.94%，地形因子值随着基本农田及居民地面积的增加而减小。（2）以植被覆盖与管理措施因子值描述地面覆盖（植被）的状态，通过构建植被人为影响指数来表征人为作用对地面覆盖（植被）的影响程度和作用方式，定量分析了纸坊沟流域和延河流域人为作用对地面覆盖（植被）变化影响。纸坊沟流域的植被因子值随时间呈4次抛物线变化，延河流域的植被覆盖与管理措施因子值呈先增加后减小的趋势。分析植被人为影响指数Hc的变化特征表明，纸坊沟流域1938—1958年人类活动对植被的影响以破坏为主，此后以恢复作用为主，人类活动对植被的恢复作用在1987—1999年达到最大，随后不断减小，延河流域在1986—2006年间，人类活动对植被破坏作用呈下降趋势，人类活动对植被的恢复作用先减小后增加。纸坊沟流域、延河流域不同植被因子的景观格局发生了巨大变化，纸坊沟流域林地和耕地变化明显，而草地变化不大，景观多样性指数与均匀度指数先减小后增加，而延河流域的林地、草地和耕地均发生了较大变化，景观多样性指数与均匀度指数逐年增加。（3）在1938—2010年70多年间，纸坊沟流域的土壤侵蚀经历了一个先增强后减弱的过程，侵蚀模数随时间呈4次抛物线变化，1958年侵蚀模数达到最大，随后总体呈递减趋势。1938年以中度以下侵蚀为主，1958—1978年以剧烈侵蚀为主，1978年以来，侵蚀强度不断下降，1999—2010年微度侵蚀面积达到3.85km2，剧烈侵蚀面积仅占流域总面积的8.96%。流域侵蚀强度受地形影响显着，随着坡度的增加，侵蚀强度与侵蚀量均显着增加，侵蚀量主要来源于25°以上坡度带，侵蚀来源随时间有向35°以上坡度带集中的趋势，阳坡侵蚀强度高于阴坡。在不同的土地利用类型中，林地的侵蚀强度最低，而未利用地侵蚀强度最高，1958—1998年耕地是侵蚀产沙的主要来源，1999年以来，草地成为流域的主要侵蚀产沙来源。经过30多年的综合治理，纸坊沟流域生态环境明显改善，但沟谷陡荒坡侵蚀依然严重，属强烈以上侵蚀，是今后水土保持治理的重点区域。（4）将1938年作为人类活动加剧土壤侵蚀的基期，通过对比1958年实际土壤侵蚀与1938年人类活动水平下土壤侵蚀的差异，分析了人类活动对加剧土壤侵蚀的作用；将1958年作为人类活动减弱土壤侵蚀的基期，通过比较1978—2010年实际土壤侵蚀与1958年人类活动水平下土壤侵蚀的差异，定量分析了不同时期人类活动的减蚀作用。与1938年人类活动水平下的土壤侵蚀相比，1958年在人类活动作用下增加土壤侵蚀量24.91万t，其中因植被覆盖变化而增加土壤侵蚀量31.09万t，因地表形态变化而减少土壤侵蚀量6.18万t。与1958年人类活动水平下的土壤侵蚀相比，1978—2010年在人类活动作用下减少土壤侵蚀量逐年增加，侵蚀量减少1.19~14.01万t，其中因植被覆盖变化而减少土壤侵蚀量0.71~11.48万t，因地表形态变化而减少土壤侵蚀量0.48~2.53万t，与地表形态变化相比，植被覆盖变化对减少土壤侵蚀的作用更为明显。
倪九派[5]2005年在《叁峡库区水土流失空间尺度效应及其尺度转换研究》文中研究说明水土流失的空间尺度问题源于其野外观测与数值模型应用之间的差距,由于水土流失不仅是多因子综合影响的一个复杂的时空变异过程,更是一个典型的多重尺度变异过程,而目前的水土流失预测预报模型在关键参数的空间变异性描述和水土流失尺度变异性分析等方面的能力非常薄弱,这使得水土流失空间尺度效应定量评价成为水土流失“尺度-格局-过程”研究的核心问题。就目前的水土流失研究而言,大空间尺度的研究可能会提出一些问题,但答案的寻求仍会在小尺度上完成,因此,进行水土流失空间尺度效应定量评价和空间尺度转换的研究是必须和迫切的。叁峡水库作为我国的战略水资源库,保证其水环境安全具有十分重大的现实意义,而库区内严重的水、土、养分流失对叁峡水库的水环境安全形成了巨大的威胁,在“源/汇”景观侵蚀单元分析的基础上进行叁峡库区这一特定生态系统水土流失空间尺度效应的研究,有望完善水土流失“尺度-格局-过程”理论,为建立叁峡库区水土流失调控体系提供科学依据。水土流失空间尺度效应问题不仅是一个科学挑战,而且还是水土流失治理中的实际问题,通过建立水土流失空间尺度效应定量评价方法和模型,利用小尺度上实用的土壤侵蚀评价模型和观测数据,对区域水土流失进行定量预测与评价具有重要的理论与实践意义。 本研究建立了通过多层次空间离散进行水土流失空间尺度效应定量评价的方法,以水土流失“源/汇”景观侵蚀单元为基本研究对象,对水土流失“源/汇”景观侵蚀单元划分及其空间格局识别方法进行了探讨,并将其应用于水土流失空间尺度效应的分析与评价中,对叁峡库区坡面、子流域、流域以及区域4种尺度上的水土流失空间变异与尺度变异进行了定量分析,建立了水土流失空间尺度效应定量评价模型及其尺度转换模型,提出了基于Agent的水土流失空间尺度效应的智能评价体系,主要研究结论如下: (1)紫色土坡面径流适合用运动波模型进行描述,坡面径流流量、水深和流速均随降雨强度和坡长的增大而增大,坡面径流流量和坡面径流水深随坡度的增大而减小,坡面径流流速先随坡度的增大而增大,至52.91°时达到最大值,然后随坡度的增大而减小;坡面径流侵蚀能力随着降雨强度和坡长的增大而增大,而坡度对它的影响较为复杂,与坡面径流流速类似,坡面径流侵蚀能力先随坡度的增大而增大,至一特定的坡度达到最大值,然后随坡度的增大而减小;临界坡度是一个变量,随降雨强度和坡长的增大而减小,随坡面土壤颗粒
夏积德[6]2008年在《区域水土流失模型的不确定性分析》文中认为区域土壤侵蚀模型参数揭示了研究区域的特征,是区域水土流失模型的重要组成部分,对于模型的模拟结果起到至关重要的作用。模型预测精度是评价和衡量一个模型质量好坏的关键性指标,也是一个模型能否被同行业人员认可与接受的决定性因素。模型结构的不完美与模型参数、模型初始条件及边界条件相关数据的不足是造成区域土壤侵蚀模型预报精度偏低的主要原因。对区域土壤侵蚀模型不确定性研究已经成为水文、土壤等学科的前沿问题之一。本文以中国科学院西北水土保持研究所水土保持专家杨勤科研究员等建立的基于GIS的区域土壤侵蚀模型为基础,对模型涉及的主要参数进行了不确定性分析。分析了模型参数存在的不确定性和误差来源,为模型参数的筛选提供理论支持;分析了区域土壤侵蚀模型中各个影响因子的敏感性,确定模型输出变化和因子变化之间的关系,为优化模型参数,提高模型预报精度提供依据,便于模型的应用与推广。在参照分布式流域水文模型的基础上,综合国内外对区域水土流失侵蚀模型不确定性研究,本文将造成模型预报不确定的误差来源分为7个方面,包括:被排除在外的因素引起的误差,输入数据的随机或系统误差,历史记录的实测资料包含的误差,非最优参数值和非最优参数组合的误差,不正确的算法产生的误差,不完善的模型结构产生的误差,不合适时间和空间分辨率、时间步长、内插和外延引起的误差。本文采用扰动分析法对模型输入参数(降水、土壤抗冲系数、稳渗率、DEM、叶面积指数、时间步长)进行敏感性分析,在保证另外5个参数不变的情况下,分别将每个参数在初始值的正负40%的范围改变(一次改变10%),然后运行模型,观测目标函数的变化来分析各个参数的敏感程度。初步得到的结论是:(1)影响雨强的参数主要是降雨量,其它各参数对雨强几乎没有影响。(2)影响最大泥沙沉积量的参数有降雨量、稳渗率、土壤抗冲系数和时间步长。各参数敏感性由强到弱排序为:降雨量>土壤抗冲系数>时间步长>稳深率。各参数对泥沙沉积量最小值都极不敏感。(3)影响径流汇流的敏感参数是降雨量和稳渗率。对径流汇流最小值有影响的还有时间步长。叶面积指数对径流汇流影响很弱,极不敏感。(4)影响泥沙汇流的敏感参数有降雨量、稳渗率、土壤抗冲系数和时间步长。敏感性强弱依次是:降雨量>土壤抗冲系数>稳深率>时间步长。(5)影响径流模数的敏感参数是降雨量和稳渗率。对径流模数最小值有影响的还有时间步长。(6)影响侵蚀模数的敏感参数有降雨量、稳渗率、土壤抗冲系数和时间步长。敏感性强弱依次是:降雨量>土壤抗冲系数>稳深率>时间步长。
刘士余[7]2008年在《降雨与植被变化对赣西北大坑小流域水文特征的影响研究》文中研究指明降雨与植被变化是对流域水文特征有着深刻影响的两大因素。然而,森林植被对流域水文的影响,长期以来一直是人们争论的话题。普遍认为,对于处于离散状态的暴雨而言,森林植被减少洪水总量、削减洪峰流量及延长洪水汇流历时等水文效益比较显着,而在长历时的连续暴雨情况下,上述功能就会大大降低。但在离散暴雨和连续暴雨条件下,降雨与植被变化对小流域水文变化的贡献率大小各是多少?定量评价的研究成果罕见报道。因此,本文以赣西北大坑小流域为研究对象,进行定量评价离散暴雨和连续暴雨条件下降雨与植被变化对小流域水文特征影响的贡献率研究,旨在为天然林保护、退耕还林还草等林业生态工程的建设和水文效益评价提供理论依据,也有助于正确认识森林植被削洪减灾的作用大小和影响程度。通过时间序列分析法、统计回归分析法、流域自身对比法和水文模型模拟等方法,采用1966~1993年的降雨和水文资料、不同时段的航空遥感影像和土地利用现状图及2007年补充观测的暴雨径流资料和野外实地调查的植被、土壤资料,在已有研究成果的基础上,本文首先分析了大坑小流域的降雨变化、水文特征变化和植被变化及水文特征对降雨变化与植被变化的响应、场暴雨条件下径流特征值对暴雨特征值的响应。其次,根据1:10000地形图生成的数字高程模型,结合下垫面的地形、土壤特征和植被类型等,将小流域划分为16条河网和31个水文响应单元,构建了时段1981~1994年的具有物理基础的基于MMS的大坑小流域分布式暴雨水文模型PRMS_Storm,并进行了模型主要关键参数的率定、拟合与验证。最后,通过对时段1995~2007年(以2007年的资料为代表)的场次离散暴雨和连续暴雨分别进行的水文模拟,定量评价出离散暴雨和连续暴雨条件下大坑小流域降雨与植被变化对水文(径流深、洪峰流量)变化的贡献率大小。结果表明:大坑小流域1966~1993年的平均年降雨量、年雨日数和年径流深分别为1559.4 mm、154.8 d和791.6 mm,其年内变化均为典型的单峰型曲线,年际变化均较大。并且,降雨量总体呈增加趋势,雨日数总体趋势存在非常微弱的减少,径流深总体呈减少趋势。在离散暴雨和连续暴雨条件下,时段1995~2007年的平均径流系数比时段1981~1994年的分别减少55.6%、55.6%,平均洪峰流量分别减少67.5%、72.5%,而洪峰滞后雨峰历时分别增加72.5%、71.4%。说明,两个时段大坑小流域植被的景观格局、垂直结构和质量的变化有利于水源涵养、削减洪峰和延长洪水汇流历时等功能的发挥。定量评价结果显示,就场暴雨而言,降雨与植被变化对水文变化的贡献率相差较大。就选取的6场离散暴雨来说,70#、90#场暴雨的降雨变化对径流深变化的贡献率分别为37.3%、83.6%,而它们的植被变化贡献率分别为62.7%、16.4%;73#、67#场暴雨的降雨变化对洪峰流量变化的贡献率分别为57.1%、92.0%,而它们的植被变化贡献率分别为42.9%、8.0%;就选取的6场连续暴雨来说,79#、91#场暴雨的降雨变化对径流深变化的贡献率分别为79.7%、92.5%,而它们的植被变化贡献率分别为20.3%、7.5%;74#、58#场暴雨的降雨变化对洪峰流量变化的贡献率分别为73.3%、97.5%,而它们的植被变化贡献率分别为26.7%、2.5%。定量评价结果还显示,离散暴雨条件下,降雨与植被变化对径流深变化的贡献率分别为67.1%、32.9%,前者为后者的2.04倍。对洪峰流量变化的贡献率分别为76.8%、23.2%,前者为后者的3.31倍;连续暴雨条件下,降雨与植被变化对径流深变化的贡献率分别为86.9%、13.1%,前者为后者的6.63倍。对洪峰流量变化的贡献率分别为88.0%、12.0%,前者为后者的7.33倍。表明,不同时段大坑小流域场暴雨的径流深变化和洪峰流量变化主要是由降雨变化所致。暴雨类型的不同,降雨与植被变化对水文变化的贡献率也会不同,且连续暴雨条件下的降雨变化贡献率比离散暴雨条件下的增大了,而植被变化的贡献率减小了。
刘凯[8]2017年在《生态脆弱型人地系统演变与可持续发展模式选择研究》文中进行了进一步梳理人地系统是地理学的研究主题与研究核心,但是生态脆弱型人地系统是人地系统研究领域的薄弱环节。在典型区域人文-自然复合系统演化成为中国地理科学未来发展的战略方向、“未来地球”计划为人地系统和区域可持续发展研究提供新机遇的背景下,对生态脆弱型人地系统人文要素与自然要素相互关系与综合集成研究,建立生态脆弱型人地系统的可持续发展模式,可促进典型区域人文-自然复合系统研究进一步深化,是丰富人地系统研究内容与基本范式的有效途径,并且可有效贯穿人地关系理论在区域可持续发展研究中的理论指导作用。黄河叁角洲作为典型的生态脆弱型人地系统亟需建立可持续发展模式应对当前的问题与矛盾。因此,以黄河叁角洲生态脆弱型人地系统为案例进行生态脆弱型人地系统研究,不仅对于黄河叁角洲规避当前的风险、优化国土空间开发宏观格局、推进生态文明建设具有重要意义,从一定意义上对全球告急的叁角洲降低损失和风险具有警示作用。论文主要包括8个部分:第一部分为绪论,主要分析了生态脆弱型人地系统的研究背景、研究意义、研究思路、研究内容、研究目标、研究方法、技术路线、论文特色与创新。第二部分为国内外研究进展与理论基础,从人地系统、脆弱生态环境与生态环境脆弱区、黄河叁角洲可持续发展等叁个方面进行研究综述,理论基础主要包括系统论、社会-经济-自然复合生态系统理论、人地关系理论、可持续发展理论、生态经济理论、主体功能区划理论。第叁部分为生态脆弱型人地系统内涵、分类、构成与演变机理,通过这四方面分析,为生态脆弱型人地系统实证研究提供理论基础。第四部分为黄河叁角洲生态脆弱型人地系统概况和确定依据,从范围与位置、经济、社会和生态环境等四个方面对黄河叁角洲人地系统进行介绍,通过位于多种介质的交错带导致先天生态环境基础脆弱、经济社会活动导致生态环境脆弱特征更加明显、生态环境脆弱进一步诱发人地系统脆弱性特征等因素确定黄河叁角洲为典型的生态脆弱型人地系统。第五部分为黄河叁角洲生态脆弱型人地系统演变过程及其驱动力,主要运用定量方法评价了黄河叁角洲生态脆弱型人地系统的演变过程及其内部子系统的相互关系,从“人”“地”和供需两个视角分析了其演变的主要驱动力。第六部分为黄河叁角洲生态脆弱型人地系统脆弱性演变及其影响因素,主要运用定量方法评价了黄河叁角洲生态脆弱型人地系统脆弱性的时空格局演变以及导致脆弱性的主要影响因素。第七部分为黄河叁角洲生态脆弱型人地系统可持续发展模式选择,主要包括典型生态脆弱型人地系统可持续发展模式及启示,黄河叁角洲生态脆弱型人地系统建立可持续发展模式的思路、原则、基本条件、可持续发展模式。第八部分为结论与展望,对全文进行总结并且指出研究不足和展望。通过上述8个部分的系统研究,论文主要得出以下结论:(1)在生态脆弱型人地系统的概念、分类、构成与演变机理等基本理论问题方面:生态脆弱型人地系统是具有特殊性和典型性的人地系统类型,具有位于生态过渡带或交错区、先天生态环境基础脆弱、后天人类开发强度大、生态脆弱性导致人地系统脆弱性等特征。对于生态脆弱型人地系统分类,可以差异性、动态性和典型性为目标,以综合性、主导因素、发生学、区域共轭性和相对一致性为原则,依据脆弱性出现的阶段分为先天脆弱型、后天脆弱型和未来脆弱型,依据地球表层要素组合与成因形成的类型与特点分为林草交错型、农牧交错型、荒漠绿洲交接型、青藏高原复合侵蚀型、红壤丘陵山地型、岩溶山地石漠化型、沿海水陆交接型,依据人类高强度开发导致的生态失衡状况分为生态空间减少型、资源承载力下降型、环境质量下降型、生态系统不稳定型。对于生态脆弱型人地系统的构成,从经济、社会和生态环境叁个角度,把生态脆弱型人地系统分解为要素、结构、功能和子系统。对于生态脆弱型人地系统演变机理,把生态脆弱型人地系统演变过程划分为形成、恶化、多方向演变叁个阶段,其演变受到“人”和“地”、供给和需求等不同因素的驱动作用。(2)在黄河叁角洲生态脆弱型人地系统的演变过程及其驱动力方面:1991-2015年,黄河叁角洲生态脆弱型人地系统呈现“先下降、再上升”的u形演变趋势,空间格局呈现东高西低的特点,但是差异有所减小;黄河叁角洲生态脆弱型人地系统叁个子系统的耦合度和耦合协调度整体呈现不断上升的趋势,空间格局亦呈现出东部高于西部的特点;黄河叁角洲“人”与“地”之间的响应指数由负响应逐步演变为正响应,响应度波动幅度较大,人地关系的稳定性仍有待提高。黄河叁角洲生态脆弱型人地系统演变是受“人”和“地”、供给和需求等多种因素共同驱动而产生的结果,石油资源与工业经济活动、要素供给和投资需求对黄河叁角洲生态脆弱型人地系统产生的驱动以明显的负向作用力为主,导致黄河叁角洲生态脆弱型人地系统综合指数呈现下降趋势;综合资源与生态经济活动、结构供给和制度供给对黄河叁角洲生态脆弱型人地系统产生的驱动以明显的正向作用力为主,推动黄河叁角洲生态脆弱型人地系统综合指数呈现上升趋势。(3)在黄河叁角洲生态脆弱型人地系统脆弱性的演变过程及其影响因素方面:1991-2015年,黄河叁角洲生态脆弱型人地系统脆弱性整体呈现下降趋势,但是空间格局变化并不明显,1991和2015年均呈现东部脆弱性低西部脆弱性高的空间格局。黄河叁角洲生态脆弱型人地系统经济子系统脆弱性的主要影响因素是敏感性,内部结构和外部扰动是主要原因,财政收入因素是直接原因;社会子系统脆弱性的主要影响因素是敏感性,国有经济和资源型产业比重高是其主要原因;生态环境子系统脆弱性是其敏感性高和应对能力低共同导致;在经济子系统和社会子系统的敏感性成为脆弱性影响因素的基础上,敏感性也成为黄河叁角洲生态脆弱型人地系统脆弱性的主要影响因素。因此,规避黄河叁角洲生态脆弱型人地系统脆弱性首先要降低其敏感性。(4)在黄河叁角洲生态脆弱型人地系统可持续发展模式选择方面:在分析典型生态脆弱型人地系统可持续发展模式以及黄河叁角洲生态脆弱型人地系统可持续发展模式思路、原则和条件的基础上,提出包括以国家战略为契机的高效生态经济模式、以生态文明建设为指导的生态环境保护与资源高效利用模式、以供给侧结构性改革为动力的产业升级模式在内的SO模式,包括利用综合资源优势的资源型城市转型模式、经济新常态下优势产业壮大模式、强化区域合作自身竞争力提高模式在内的ST模式,包括生态文明理念下的脆弱生态环境改善模式、国家政策支持下的交通基础设施完善模式、以供给侧结构性改革为动力的创新驱动模式、新型城镇化带动下的特色城镇化模式在内的OW模式。
张艳芳[9]2005年在《景观尺度上的区域生态安全研究》文中进行了进一步梳理生态安全是近一、二十年在国内外兴起的一个新的研究领域，已经引起国内外政府部门和众多学者的高度关注。生态安全被认为是国家安全的基石，其研究内容是当前全球变化研究的重要内容之一，也是中国持续发展和西部大开发研究关注的重点问题。当前，有关生态安全研究的理论与方法仍有待进一步深入，有关生态安全定量评价的方法、准则、预测与预警、阈值等方面的研究是国内学者研究的焦点，也是难点。 本论文共分叁部分，第一部分是总结国内外生态安全的研究进展；第二部分是探讨景观尺度上的生态安全研究的理论，包括论文第二、叁、四章；第叁部分是运用以上理论，对重点实验区的生态安全进行实践研究，包括论文第五、六、七、八、九章。在理论上，①探讨景观尺度上的生态安全评价基本参照系；②提出基于生态过程的综合反映区域生态质量和空间格局关系的生态风险指数与生态安全指数的计算模型。在生态安全评价标准中，将大量的生物学与环境因素的指标评价转化为景观生态评价，简化评价内容与计算过程；③运用研究中所构建的生态安全评价指标，在景观栅格单元尺度上进行生态安全阈值的探讨；④充分考虑了人文社会因素在景观变化与生态安全动态中的影响，提出区域景观文化响应和生态恢复措施的建议。在技术手段上，①运用3S技术和GEOCA模型，探索和分析生态安全动态模拟的方法；②运用景观栅格单元尺度上的生态安全评价结果，分析区域内部生态安全状态的空间差异特征。 在研究中获得的主要结论：①在景观尺度上进行区域生态安全评价和动态模拟，在揭示区域生态安全状态的空间差异与时空动态特征方面具有良好效果；②景观本底值与景观背景值是在景观尺度上进行区域生态安全研究的核心内容之一，对景观本底值与景观背景值的恢复和确定的精度是决定研究成果精度的重要因素之一。在本研究中，运用研究区的历史地理研究成果与土地利用适宜性评价结果，综合形成区域景观本底值与景观背景值，在整体上把握重点实验区一定历史时期的景观状态；③运用景观压力指数、景观安全格局风险指数、景观格局风险指数与景观动态风险指数构建的景观生态风险指数和景观生态安全指数涵盖现状景观类型的风险状态、景观空间格局的潜在风险和现状风险以及景观动态中的风险程度多个方面的评价，实现多个综合性指标的有机结合。从评价结果来看，生态安全指数所反映的定量指标与根据沙漠化程度进行生态安全定性分析的结
黄葳[10]2008年在《战略环境评价中回顾性评价理论框架体系和技术方法的研究》文中研究表明战略环境评价由于其最大的贡献是推动以可持续发展为原则和目标的综合决策,正日益成为当代世界广为推崇的发展观和决策支持工具。然而在具体实施过程中,战略环境评价却面临着环境影响识别,有效定量预测,累积影响评价等主要困难,它们严重阻碍了战略环境评价的研究、实践和推广。针对这些关键问题,不少专家学者积极探索了战略环境评价的技术路线和评价技术方案,但它们各有利弊,对战略环境评价的贡献仍相对有限,还不足以充分保证战略环境评价的完整性、有效性和科学性。在此背景下,战略环境评价中的回顾性评价便应运而生。在总结了国内外战略环境评价技术路线和回顾性评价研究进展的基础之上,本论文基于可持续发展、生态系统管理和决策支持等原则,开创性地对战略环境评价中的回顾性评价进行理论和实证研究,取得了以下主要研究成果:(1)首次定义了战略环境评价中的回顾性评价并提出其理论体系。通过对其评价范围、内容、重点的确定以及评价时空尺度和范畴的阐述,构建出战略环境评价中回顾性评价的基本框架。该评价技术方案有效地应对了战略环境评价综合性、区域性、长效性、可持续性和不确定性的本质特点和评价需求,切实解决了战略环境评价中环境影响识别、定量预测、累积影响评价等几大关键问题。(2)成功地将所定义的回顾性评价应用于海湾围填海规划和流域水利水电规划的战略环境评价案例中,就其研究内容、评价结论及对相关专题研究的贡献进行了详尽深入的分析和总结,取得了极其显着的评价成效。实践证明,回顾性评价对于战略环评有着不可替代的重要意义。(3)在理论和实践研究的基础上,全面系统地论述了回顾性评价在战略环境评价中的关键作用,即影响源分析、环境影响识别、环境变化趋势研究、环境效应评价、因果响应机制研究、累积影响评价、环境社会经济效应研究、环境风险评价、公众参与、预测评价的科学定量依据、决策和管理支持等等,最终构建了战略环境评价中回顾性评价的技术框架体系,完善了战略环境评价体系。
参考文献：
[1]. 人类活动对区域水土流失影响的定量评价[D]. 王飞. 西北农林科技大学. 2004
[2]. 区域水土流失人为因子的定量表征[D]. 庞国伟. 西北农林科技大学. 2009
[3]. 湖南生态水资源系统脆弱性评价及其可持续开发利用研究[D]. 邹君. 湖南师范大学. 2010
[4]. 人为作用对土壤侵蚀环境影响的定量表征[D]. 庞国伟. 中国科学院研究生院(教育部水土保持与生态环境研究中心). 2012
[5]. 叁峡库区水土流失空间尺度效应及其尺度转换研究[D]. 倪九派. 西南农业大学. 2005
[6]. 区域水土流失模型的不确定性分析[D]. 夏积德. 西北农林科技大学. 2008
[7]. 降雨与植被变化对赣西北大坑小流域水文特征的影响研究[D]. 刘士余. 北京林业大学. 2008
[8]. 生态脆弱型人地系统演变与可持续发展模式选择研究[D]. 刘凯. 山东师范大学. 2017
[9]. 景观尺度上的区域生态安全研究[D]. 张艳芳. 陕西师范大学. 2005
[10]. 战略环境评价中回顾性评价理论框架体系和技术方法的研究[D]. 黄葳. 厦门大学. 2008
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