基于InVEST模型的黄河流域产水量时空变化及其对降水和土地利用变化的响应
发布时间：2021-04-10 05:12
黄河流域是重要的水源涵养和生态屏障区,研究其水源供给服务对实现黄河流域高质量发展和生态环境保护具有重要意义。本研究基于InVEST模型和情景分析法,以土地利用覆被、气象及土壤等数据作为输入,分析了1995—2015年黄河流域产水量的时空格局以及降水变化和土地利用变化对流域产水量的影响,并探讨产水量对二者的响应。结果表明:1995—2015年,黄河流域产水深度增加,增量为24.34 mm,产水高值区集中在西部和西南部,低值区集中在西北区域,产水深度空间格局特征变化不明显;黄河流域三级流域中,龙羊峡以上流域产水量最高,约117亿m3·a-1,是黄河流域主要产水区,兰州至河口流域产水量最低,约0.44亿m3·a-1;整个流域中永久冰川及雪地的平均产水深度最大,草地是全流域产水总量的主要贡献地类,提供了总产水量的62.6%;降水对产水量的影响比较显著,土地利用/覆被变化对产水量的影响较小。
【文章来源】：应用生态学报. 2020,31(08)北大核心CSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
黄河流域范围及流域水系分布
由图3可以看出,1995—2005年,全流域产水深度以减少为主,减少区域面积约占研究区总面积的50%以上,减少区域主要分布在内蒙古段“几”字湾区域;增加区集中分布在洮河和渭河流域。2005—2015年,产水深度以增加为主,且表现出不规律特征,增加区域主要分布在黄土高原区域,与前10年相反,龙羊峡以上区域以及花园口以下流域从产水深度的增加区域变为产水深度的减少区域。1995—2015年,黄河流域大部分区域产水量呈增加趋势,增加区域面积大于减少区域面积,产水深度增加最明显的区域为黄土高原以南以及大通河流域。研究期间,渭河流域、洛河流域产水深度持续增加,且增加量为全流域最大,在140 mm左右,而黄河“几”字湾区域以及黄河下游产水深度持续减少,尤其大汶河流域和入海口区域产水量减少量为全流域之最。2.2 黄河流域三级流域产水量的时空格局
流域是产水量形成的基本单元,从流域层面探究黄河流域产水深度的空间差异更具有现实意义。本研究在前述研究的基础上对黄河流域29个三级流域开展了子流域尺度产水总量的时空变化格局分析。黄河流域所有三级流域产水量差异较大,1995—2015年,三级流域的产水量在0.57亿～240亿m3,各流域产水量空间格局基本一致,龙羊峡以上流域产水量最高,该区域冰雪融水补给较多,植被覆盖率较高,蒸散量低,为黄河流域径流的主要来源区,干流径流量较大;兰州至河口流域为产水量的低值区,这是因为该区域蒸发旺盛,且降水偏少,又无支流加入。1995—2015年,从产水量的变化趋势来看,共有9个三级流域产水量增加,平均增幅为140%,北洛河状头以上流域产水量增量最大,约为9.22亿m3,增幅为240%,龙门至三门峡干流区间产水量增幅最大,为306%;小浪底至花园口干流区间持续增加量最小,为6.96亿m3,增幅为23.3%。有11个三级流域产水量在1995—2005年减少,在2005—2015年增加,河口镇至龙门左岸以及内流区减少量最大,分别为9.42亿和8.53亿m3;其余9个三级流域产水量先增加后减少,增量最大的流域为河源至玛曲,1995—2005年增加了76.79亿m3,占全流域增量的45%,其次,大夏河与洮河流域、玛曲至龙羊峡和渭河宝鸡峡以上的产水量增加较多,2005—2015年,减少量较大的流域为玛曲至龙羊峡区域。黄河流域产水量大部分来自兰州以上,虽然流域面积仅占全流域的28%,但其产水量占全流域产水总量的55%,兰州至河口镇区间产水量较少,流域面积占全流域的20.6%,年径流量仅占全河的3.4%(图4)。2.3 不同土地利用类型的产水深度和产水量
【参考文献】：
期刊论文
[1]横断山区产水量时空分布格局及影响因素研究[J]. 王亚慧,戴尔阜,马良,尹乐. 自然资源学报. 2020(02)
[2]1980—2016年三江源国家公园水源供给及水源涵养功能时空变化研究[J]. 吕乐婷,任甜甜,孙才志,郑德凤,王辉. 生态学报. 2020(03)
[3]1956-2016年黄河流域河川径流演变规律[J]. 鲍振鑫,严小林,王国庆,关铁生,金君良,李淼. 水资源与水工程学报. 2019(05)
[4]基于InVEST模型的石羊河上游产水量驱动因素识别[J]. 赵亚茹,周俊菊,雷莉,向鹃,黄美华,冯炜,朱国锋,魏伟,王静爱. 生态学杂志. 2019(12)
[5]近60年来黄河流域气候变化及河川径流演变与响应[J]. 赵建华,刘翠善,王国庆,金君良,刘艳丽,鲍振鑫. 华北水利水电大学学报(自然科学版). 2018(03)
[6]黄土残塬沟壑区3种林地枯落物和土壤水源涵养功能[J]. 侯贵荣,毕华兴,魏曦,周巧稚,孔凌霄,王杰帅,贾剑波. 水土保持学报. 2018(02)
[7]东北地区产水量时空分布格局及其驱动因素[J]. 吴健,李英花,黄利亚,卢正茂,于大炮,周莉,代力民. 生态学杂志. 2017(11)
[8]基于InVEST模型的白龙江流域水源供给服务时空分异[J]. 谢余初,巩杰,齐姗姗,吴婧,胡宝清. 自然资源学报. 2017(08)
[9]生态系统服务权衡/协同研究进展与趋势展望[J]. 戴尔阜,王晓莉,朱建佳,高江波. 地球科学进展. 2015(11)
[10]黄河流域1961—2012年蒸散发时空变化特征及影响因素分析[J]. 童瑞,杨肖丽,任立良,刘懿,马明卫. 水资源保护. 2015(03)
本文编号：3129027
【文章来源】：应用生态学报. 2020,31(08)北大核心CSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
黄河流域范围及流域水系分布
由图3可以看出,1995—2005年,全流域产水深度以减少为主,减少区域面积约占研究区总面积的50%以上,减少区域主要分布在内蒙古段“几”字湾区域;增加区集中分布在洮河和渭河流域。2005—2015年,产水深度以增加为主,且表现出不规律特征,增加区域主要分布在黄土高原区域,与前10年相反,龙羊峡以上区域以及花园口以下流域从产水深度的增加区域变为产水深度的减少区域。1995—2015年,黄河流域大部分区域产水量呈增加趋势,增加区域面积大于减少区域面积,产水深度增加最明显的区域为黄土高原以南以及大通河流域。研究期间,渭河流域、洛河流域产水深度持续增加,且增加量为全流域最大,在140 mm左右,而黄河“几”字湾区域以及黄河下游产水深度持续减少,尤其大汶河流域和入海口区域产水量减少量为全流域之最。2.2 黄河流域三级流域产水量的时空格局
流域是产水量形成的基本单元,从流域层面探究黄河流域产水深度的空间差异更具有现实意义。本研究在前述研究的基础上对黄河流域29个三级流域开展了子流域尺度产水总量的时空变化格局分析。黄河流域所有三级流域产水量差异较大,1995—2015年,三级流域的产水量在0.57亿～240亿m3,各流域产水量空间格局基本一致,龙羊峡以上流域产水量最高,该区域冰雪融水补给较多,植被覆盖率较高,蒸散量低,为黄河流域径流的主要来源区,干流径流量较大;兰州至河口流域为产水量的低值区,这是因为该区域蒸发旺盛,且降水偏少,又无支流加入。1995—2015年,从产水量的变化趋势来看,共有9个三级流域产水量增加,平均增幅为140%,北洛河状头以上流域产水量增量最大,约为9.22亿m3,增幅为240%,龙门至三门峡干流区间产水量增幅最大,为306%;小浪底至花园口干流区间持续增加量最小,为6.96亿m3,增幅为23.3%。有11个三级流域产水量在1995—2005年减少,在2005—2015年增加,河口镇至龙门左岸以及内流区减少量最大,分别为9.42亿和8.53亿m3;其余9个三级流域产水量先增加后减少,增量最大的流域为河源至玛曲,1995—2005年增加了76.79亿m3,占全流域增量的45%,其次,大夏河与洮河流域、玛曲至龙羊峡和渭河宝鸡峡以上的产水量增加较多,2005—2015年,减少量较大的流域为玛曲至龙羊峡区域。黄河流域产水量大部分来自兰州以上,虽然流域面积仅占全流域的28%,但其产水量占全流域产水总量的55%,兰州至河口镇区间产水量较少,流域面积占全流域的20.6%,年径流量仅占全河的3.4%(图4)。2.3 不同土地利用类型的产水深度和产水量
【参考文献】：
期刊论文
[1]横断山区产水量时空分布格局及影响因素研究[J]. 王亚慧,戴尔阜,马良,尹乐. 自然资源学报. 2020(02)
[2]1980—2016年三江源国家公园水源供给及水源涵养功能时空变化研究[J]. 吕乐婷,任甜甜,孙才志,郑德凤,王辉. 生态学报. 2020(03)
[3]1956-2016年黄河流域河川径流演变规律[J]. 鲍振鑫,严小林,王国庆,关铁生,金君良,李淼. 水资源与水工程学报. 2019(05)
[4]基于InVEST模型的石羊河上游产水量驱动因素识别[J]. 赵亚茹,周俊菊,雷莉,向鹃,黄美华,冯炜,朱国锋,魏伟,王静爱. 生态学杂志. 2019(12)
[5]近60年来黄河流域气候变化及河川径流演变与响应[J]. 赵建华,刘翠善,王国庆,金君良,刘艳丽,鲍振鑫. 华北水利水电大学学报(自然科学版). 2018(03)
[6]黄土残塬沟壑区3种林地枯落物和土壤水源涵养功能[J]. 侯贵荣,毕华兴,魏曦,周巧稚,孔凌霄,王杰帅,贾剑波. 水土保持学报. 2018(02)
[7]东北地区产水量时空分布格局及其驱动因素[J]. 吴健,李英花,黄利亚,卢正茂,于大炮,周莉,代力民. 生态学杂志. 2017(11)
[8]基于InVEST模型的白龙江流域水源供给服务时空分异[J]. 谢余初,巩杰,齐姗姗,吴婧,胡宝清. 自然资源学报. 2017(08)
[9]生态系统服务权衡/协同研究进展与趋势展望[J]. 戴尔阜,王晓莉,朱建佳,高江波. 地球科学进展. 2015(11)
[10]黄河流域1961—2012年蒸散发时空变化特征及影响因素分析[J]. 童瑞,杨肖丽,任立良,刘懿,马明卫. 水资源保护. 2015(03)
本文编号：3129027
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