基于InVEST模型的喀斯特流域水源涵养量——以贵州省内乌江流域为例

探讨喀斯特地区流域生态系统的水源涵养能力对为当地制定水土流失方案和规划水源涵养林有重要意义。以贵州省内乌江流域为例,采用In VEST模型定量评估研究区产水量和水源涵养量,在此基础上,探讨了纯喀斯特、亚喀斯特和非喀斯特景观涵养水分能力的差异。结果表明:1)研究区总产水量为365.14×10~8m~3,总水源涵养量为14.66×10~8m~3,单元产水量和单元水源涵养量分别为549.06 mm~3和55.12 mm~3;2)产水量空间分布表现为自南向北逐渐递减,水源涵养量空间分布呈现自南向北逐渐递增趋势;3)地类间的单元水源涵养量由高到低排序为林地草地耕地裸地建设用地水域;三种景观的单元水源涵养量由高到低排序为非喀斯特亚喀斯特纯喀斯特。     

不同喀斯特岩性区森林生态系统水源涵养功能分析

喀斯特地貌受其自然条件的约束与影响,会形成特殊的生态系统以及较为脆弱的生态环境。而生态系统水源涵养功能则能有效地调节区域水分循环,控制河流源头水土流失,改善和净化水质并拦蓄降水,是喀斯特地区生态恢复与治理的重要功能之一。本文以降水、岩性及土地利用等数据为数据源,选取西南喀斯特地区为研究区,采用降水贮存量法,分析研究区不同喀斯特岩性区生态系统水源涵养功能,得出以下结论:1) 2015年西南喀斯特地区水源涵养总量为1.18×10~(17)m~3;2)水源涵养量的最大值出现在云南省孟连傣族拉祜族佤族自治县,最小值出现在贵州省毕节市;3)西南喀斯特地区以灰岩组合类岩性区为主,其中连续性灰岩岩性区分布最广;4)水源涵养功能随碳酸盐岩含量的增高而减少,以灰岩为主的岩性区的水源涵养功能比以白云岩为主的岩性区的水源涵养功能差。     

江西大岗山森林生态系统水源涵养功能及其时空分布格局

根据大岗山1999年、2004年2次森林资源二类调查数据和大岗山森林生态站定位观测数据,采用区域水量平衡法和土壤蓄水功能评估了该地区的森林水源涵养功能及其时空分布格局。结果表明:2004年的大岗山森林水源涵养量为1401.10×104m3.a-1,单位面积水源涵养量为5913.81 m3.a-1hm2;1999年~2004年,大岗山森林生态系统年水源涵养量提高了3.9%,单位面积水源涵养量提高了2.9%;森林生态系统年水源涵养量竹林最高,马尾松林最低,其贡献率分别为37.8%和1.8%,单位面积水源涵养量硬叶林最高,杉木林最低;高丘和位于中坡位的森林水源涵养功能的贡献率最高,低山和山谷的贡献率最低;陡坡的水源涵养功能的贡献率最高,缓坡的贡献率最小,中龄林的水源涵养功能的贡献率最大,过熟林的贡献率最小。     

滇西山地城市水源涵养功能研究——以保山市为例

以云南省保山市为例, 利用CHELSA全球月降水量和月平均气温数据(900 m分辨率)以及MOD17A3 NPP数据和HWSD-V1.2土壤数据, 基于Budyko水平衡模型, 定量地评估区域水源涵养功能的空间分布状况。研究结果表明, 研究区的水源涵养量空间分布主要受降水空间分布不均影响, 其中高黎贡山的阻隔对水汽分布起重要作用; 不同地类的单位水源涵养量和总水源涵养量排序均为森林>灌草地>耕地>水域>建设用地。森林的保护和维持对区域水源涵养能力的提升至关重要。研究区水源涵养极重要区占市域面积的14%, 且集中于高黎贡山西侧, 东侧大部分区域水源涵养能力较弱, 水资源涵养功能维持的压力较大。     

基于InVEST模型的杨溪河流域土地利用变化对水源涵养功能的影响

水资源短缺问题已经严重制约人类的生产生活,研究不同土地利用条件下的产水量和水源涵养功能,可科学指导区域水资源的利用和管理。利用InVEST模型分析了杨溪河流域1995年、2005年和2015年不同土地利用情况下的水源涵养量和水源涵养服务价值。结果表明：杨溪河流域在1995年的水源涵养量大于2005年和2015年,2005年和2015年的水源涵养量较为接近;杨溪河流域1995年、2005年和2015年的产水量均显示出上游和下游有较高的产水量;杨溪河流域在1995年、2005年和2015年的水源涵养服务价值分别为23.56亿元/a、21.44亿元/a和21.55亿元/a。人类活动将影响杨溪河流域水源涵养功能,在水资源开发利用方面,要协调好经济、环境和资源等各方的关系,为杨溪河流域等我国南方地区中小流域的开发利用和保护提供参考依据。     

基于模糊综合评价的若尔盖湿地生态安全评价

若尔盖湿地是黄河上游重要的水源涵养区,近年来,由于全球气候变化和人类不合理的开发活动导致若尔盖湿地生态退化趋势显著,威胁区域和流域生态安全。笔者在若尔盖湿地生态安全影响机制解析的基础上,围绕若尔盖湿地生态系统的结构、功能及其外界胁迫作用建立了生态安全评价指标体系。运用模糊综合评价方法,借助遥感与GIS技术,对1989年、2000年和2007年若尔盖湿地生态安全状况进行了评价,结果表明:若尔盖湿地生态安全水平呈现明显下降趋势,3个时期的生态安全指数分别为0.514、0.423和0.373,2007年生态安全水平进入较差等级。分析认为,人类活动影响对若尔盖湿地生态安全状况动态变化具有重要作用,需控制人类活动强度以维护若尔盖湿地生态安全。     

九寨沟森林生态系统水源涵养量计算分析

目前,在整个陆地生态系统中研究最多的就是面积量很大的重要的森林生态系统,综合考虑涵养量估算技术和实用目的,本文提出森林水源涵养量就是森林拦截的可提供给人们利用的水量的定义,通过对森林水源涵养量概念厘定,结合九寨沟森林生态系统的实例,对九寨沟森林生态系统水源涵养状况进行分析,对九寨沟森林水源涵养量进行了估算.结果表明:九寨沟森林生态系统的年水源涵养量为1.60219×1012 m3 由此可见,在地区可持续发展进程中,森林生态系统的生态价值还是十分重要的.     

气候和土地利用变化对北三河流域生态系统水源供给服务功能的影响

北三河流域是京津冀地区的重要水源地,恰当分析流域水源供给时空变化及驱动因素对维持生态系统安全与稳定意义重大.基于气象、土地利用及土壤等数据,利用InVEST模型的产水模块分析了北三河流域2000—2017年水源供给量的时空变化特征,通过情景模拟探讨了气候与土地利用变化对流域水源供给能力变化的贡献程度.结果表明, 2000—2017年,北三河流域年均水源供给量为17.8×10~8 m~3,其年际变化呈增加趋势,增长率为1.03×10~8 m~3/a.水源供给量在空间上呈南高北低的分布格局,南北部的平均产水深度分别为70.85 mm和8.83 mm,水源供给高值区由东南泃河和还乡河流域向西南温河与永定北河流域转移.从不同的土地利用类型来看,单位面积水源供给能力由高到低为:建设用地耕地水域未利用地林地草地. 2000—2015年,耕地的水源供给量最高,占流域水源供给总量的51.3%,而建设用地水源供给量增长幅度最大,达到144.3%.情景模拟结果表明,气候和土地利用变化对水源供给量增加的贡献率分别为70.7%和29.3%,降水量的激增起到主导作用.     

江西省水源涵养功能重要性评估技术研究

以江西省为研究区域,从水源涵养功能重要性评价角度,采用气象数据、蒸散发量数据、高程数据、土地利用等数据,采用水量平衡方程计算全省水源涵养量。根据评估结果,对水源涵养重要性进行分级评价,确定全省水源涵养功能极重要区域,为江西省生态保护红线评估调整工作与实施保护后保护成效的评估提供技术支撑。评估结果表明,江西省水源涵养量在66. 9亿t/d以上,水源涵养维护功能极重要区面积44 052 km2,占江西省国土面积比例26. 39%。江西省水源涵养极重要区域分布较为集中,主要分布于赣东、赣东北和赣西的山区,与江西省植被覆盖度较高的区域范围基本一致。     

基于GIS的济南市南部山区森林水源涵养评价研究

在研究济南市南部山区森林水源涵养评价的基础上,利用GIS建立了济南市南部山区森林水源涵养数据库,并进行相关分析.结果表明:在各类森林类型中,水源涵养能力由低到高的林木类型依次是有林地、灌木林地、疏林地、经济林地;森林水源涵养密度等级最重要的地区主要分布在历城区、章丘区和长清区.本研究为济南南部山区森林水源涵养功能的生物与经济价值评估提供了科学的理论依据,对济南市的生态环境建设有着积极的指导作用.     

长江上游水源涵养区界定及生态安全影响因素分析

对长江上游水源涵养区进行了详细地划分,采用生态系统内外部指标相结合的方法,建立界定指标体系,以界定模型结合ArcGIS空间分析模块的手段,界定出重点水源涵养区.结合研究区实际情况,根据压力-状态-响应(P-S-R)框架模型建立了多层次结构的生态安全评价指标体系.运用层次分析-向量相似度-主成分投影法对重点水源涵养区生态安全状况进行评价.针对评价结果,采用灰关联分析方法进行研究区生态安全影响因素关联度综合分析.研究结果表明:影响研究区生态安全的主要因素是降雨量、GDP增长率、水资源有效利用率、植被覆盖度和水环境质量.     

密怀顺水源保护区土地利用演化驱动因素分析

密怀顺水源保护区位于北京密云、怀柔、顺义的三区交界处,是北京市第八水厂、怀柔应急水源地所在地。2014年底南水北调进京后,部分盈余水量开始通过潮白河河道回补密怀顺地下水。为保护饮用水源,摸清历史面源污染的潜在风险。通过转移矩阵数学模型,利用ArcGIS方法研究了土地利用时空演化规律,结果表明：（1）土地利用变化强度2015年~2018年是2012年~2015年的5.24倍,耕地、未利用地面积呈现减少趋势,林地、水域和湿地、草地面积呈现增长趋势,建设用地先增后减;（2）2015~2018年林地、水域和湿地、耕地变化率最大,分别为92.15%、67.46%、46.6%;（3）2015年后林地、水域和湿地、草地、未利用地面积呈现净转入趋势,耕地、建设用地面积呈现净转出趋势;（4）最活跃的土地属性转变是耕地转入林地,面积为68.23km2,（5）土地利用变化特点与政策驱动力息息相关,土地利用的演化趋势向着利于饮用水源安全的方向发展。可见研究成果可为水源保护区面源污染防治提供科学依据,对未来进一步研究农业面源对保护区土壤和地下水的环境影响奠定基础。     

云和县森林生态系统水源涵养功能评估

云和县是浙江省的重要生态功能区,具有十分重要的水源涵养功能.以浙江省云和县2007年森林资源二类调查数据为基础,结合文献参数数据,运用综合蓄水能力法,估算云和县林冠层、枯落物层和土壤层3个不同作用层的水源涵养量,并对不同森林类型、林龄、立地条件下森林涵养水源功能以及空间分布进行对比分析.结果表明:1)2007年云和县森林生态系统总涵养水源量为7584.49×104 m3,其中94.18％来源于土壤层蓄水,4.19％来源于林冠截留降水,枯落物层枯落物层持水量占1.63％;2)各森林类型总涵养水源量大小依次为阔叶林＞松木林＞杉林＞经济林＞竹林＞灌木林,单位面积涵养水源量平均为908.49 t/hm2,大小依次为阔叶林＞竹林＞杉林＞松木林＞经济林＞灌木林;3)水源涵养林不同年龄组的贡献率为幼龄林(43.60％)＞中龄林(26.91％)＞近成熟林(22.27％)＞成熟林(6.93％)＞过熟林(0.29％);4)云和县森林生态系统的综合水源涵养能力呈现四周高、中间低的空间分布特征,与海拔的分布特点一致.     

苏子河流域综合治理措施的探讨

苏子河流域,是大伙房水库和辽宁中部城市群的重要水源涵养地和水源供应地。该流域的治理应与当地经济发展和水资源保护相结合,通过综合治理,保护下游水源,发展小流域经济,使农民在治理中获得经济效益,加快当地农民脱贫致富的步伐。     

基于Z指数的若尔盖湿地干湿变化研究

若尔盖湿地位于青藏高原的东部边缘，是世界上海拔最高的泥炭湿地沼泽。但随着全球气候变化，若尔盖湿地正面临着严重的环境和生态危机。本文利用若尔盖湿地4站近30年（1982-2011年）的春季（3-5月）月降水数据，计算并分析了该区域的气候干湿变化情况。利用能较好反映区域气候干湿变化的指标z指数，研究和讨论了若尔盖湿地区域近...     

若尔盖湿地生态系统服务功能:研究现状与展望

若尔盖湿地位于青藏高原东北缘,是世界上面积最大的高寒湿地,高海拔和常年低温是其最显著的气候特征.若尔盖湿地是我国生物多样性重点保护区之一,孕育着丰富的动物、植物和微生物资源.若尔盖湿地分布有全球面积最大的高寒沼泽,具有重要的水源涵养功能和土壤碳汇功能.同时,若尔盖湿地提供高质量的牧草,是我国的第五大放牧草地.然而,近年来随着气候变化和人类活动的加剧,若尔盖湿地面临着温度上升,降水量减少,开渠排水和过度放牧等问题,鼠虫害频发和生物入侵等现象日益加剧.本文在介绍了有关若尔盖湿地生态系统服务功能和所面临生态问题以及最新研究进展后,提出了未来研究需要加强的方向.     

利用ArcGIS研究密怀顺回补区地下水位时空变化

密怀顺地区是北京市重要的水源涵养区,直接影响着主城区的供水安全。2014年南水北调盈余水量通过潮白河河道回补地下水,地下水位持续抬升,地下水升幅带不断变厚,包气带厚度变薄。基于ArcGIS软件,通过对区域地下水位2014~2022年进行研究,结果表明：（1）研究区地下水位持续快速升高,升幅为26.38m,其中密云区升幅19.01m,怀柔区升幅28.26m,顺义区升幅31.67m;（2）地下水位低升幅带面积为144.47平方千米,占研究区面积的29.67%,地下水位中升幅带面积约为128.85平方千米,占研究区面积的26.47%,地下水位高升幅带面积约为213.52平方千米,占研究区面积的43.86%;（3）研究区包气带厚度由43.07米减小至16.69米,减少了26.38米,其中密云区由43.42米减小至24.41米,减少了19.01米,怀柔区由39.38米减小至11.13米,减少了28.26米,顺义区由45.83米减小至14.11米,减少了31.72米。结果基本反映了该地区地下水时空变化特征,分区结果可进一步支撑地下水管理、地下水政策制定及地下水型水源地的精细化管理。     

太行山淇河流域地形对水源供给的影响

基于2000-2015年土地利用数据以及研究区DEM数据,借助InVEST及ArcGIS等软件,对太行山淇河流域不同地形要素下水源供给量变化特征进行分析.结果表明:(1)淇河流域地形起伏度自中部向东、西部呈阶梯状递减,2000-2015年单位面积水源供给量随起伏度逐渐降低.研究区主要以小起伏(70～200 m)为主,但单位面积水源供给能力较小,水源供给能力较大的是平坦(0～30 m),其次是微起伏(30～70 m).(2)淇河流域水源供给能力随着海拔的升高整体呈逐渐降低的趋势.其中主要受当地降雨及植被影响,高海拔地区主要分布的是林地与草地,降雨量低,加之植被对降雨的截留与蒸散,导致研究区高海拔区水源供给能力较低海拔区低.(3)淇河流域在微坡区单位面积水源供给量最大,随坡度的增加逐级微减而后微增,在较陡坡处达到峰值后突减.(4)淇河流域平地地区单位面积水源供给远高于其他坡向地区,阳坡的单位面积水源供给总量小于阴坡.     

森林生态系统涵养水源功能经济价值测评方法研究

摘要:森林涵养蓄水价值量核算方法较多,包括土壤蓄水估算法、水量平衡核算法、多因子回归法和用地下径流增长法计算森林涵养水源的价值。但是这些方法存在一个问题,需要分别求出森林涵养水源的价值,然后进行合成。在合成过程中,可能存在信息叠加等问题,使计算结果偏离实际。为此,本文采用影子工程法来评价森林生态系统涵养水源功能的经济价值及其变化,该方法比要往评价方法更为全面,具有更强的针对性。此方法主要包括实物量测算和价值量测算两大模块。     

青藏高原高寒湿地生态系统演变、修复与保护

 探讨了青藏高原高寒湿地的动态变化及演变趋势，分析了湿地面积变化、生态系统结构与功能退化现状与原因。分析表明，国家近20年来在青藏高原实施的生态保护、修复及生态工程项目取得了一定的成效，但高寒湿地生态系统的退化形势依然严峻。生态保护和修复是一项系统、长期的工作，今后要加强生态修复技术研发项目与工程类项目的衔接，建立长效管理机制，提高退化湿地的自然恢复能力。同时，要构建适于青藏高原高寒湿地保护效应的评价模型和指标体系，完善重大工程项目的系统监测与评价。在黄河、长江上游源区布局高寒湿地生态系统的长期监测，将与三江源区同样重要的黄河首曲湿地、若尔盖湿地纳入国家公园管理体系，统筹规划，建立健全科技服务平台和信息共享机制。