發(fā)布時間：2017-12-12 03:29

  本文關鍵詞：快速城市化背景下滇池流域不透水表面格局演變及其與水土流失的相關性分析

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【摘要】：不透水表面(ISA)增加產(chǎn)生的生態(tài)環(huán)境變化已經(jīng)成為當前流域生態(tài)環(huán)境研究的重要問題之一。隨著城市化進程的快速發(fā)展,流域內(nèi)不透水地表的面積大幅增加,導致地表徑流增長及水土流失加劇。水、土資源的流失不僅產(chǎn)生大量的泥沙淤塞江河湖泊,加劇洪水災害和內(nèi)澇;而且,水土流失加劇會增加對地表污染物的攜帶能力,導致污染物直接以徑流的方式進入河湖,加劇河湖污染,進而改變流域的地表水環(huán)境,削弱區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展能力。滇池是我國重要的高原淡水湖泊,不僅具有獨特的地理區(qū)位與生態(tài)服務功能,而且也是昆明市社會經(jīng)濟發(fā)展與人民生產(chǎn)生活的重要支撐性資源。近15年以來,城市化的快速發(fā)展使得滇池流域生態(tài)環(huán)境問題凸顯。為此論文選擇滇池流域為研究區(qū),基于“格局—過程—效應”理論,在探索不透水表面格局演變規(guī)律的基礎上,構建徑流模型、土壤侵蝕模型模擬近15年來滇池流域徑流量、徑流深及土壤流失量的變化,制作變化圖譜。然后,將ISA格局指數(shù)與水土流失進行相關性分析,探索不透水表面的格局演變與水土流失的相互作用機理,揭示不透水表面變化下的水土流失演變過程與響應模式。最后,通過建立不同ISA覆蓋度場景,進一步探索ISA與水土流失相互作用關系。本文的主要研究內(nèi)容及成果包括以下幾個方面:(1)流域ISA格局時空演變規(guī)律。在借鑒景觀格局指數(shù)理論知識的基礎上,從ISA的形態(tài)、大小、數(shù)量、密度等方面建立了包含斑塊面積、斑塊所占面積比例、斑塊數(shù)、平均斑塊面積、總邊緣長度、邊緣密度、平均形態(tài)指數(shù)7個ISA空間格局指數(shù)。通過對這7個指標的統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn),流域在1999年~2014年間ISA增長快速,斑塊面積、斑塊所占面積比例、斑塊數(shù)、總邊緣長度均呈幾何級增長,ISA的破碎度增大,斑塊邊緣變得越來越規(guī)則。與此同時,通過利用多距離空間聚類分析方法發(fā)現(xiàn)ISA在空間上一直保持相對聚集的分布模式,這與昆明市城市建設發(fā)展的模式相吻合。(2)流域地表徑流量和土壤侵蝕量模擬計算。將GIS技術與SCS-CN徑流模型集成,得到流域徑流深時空演變系列圖譜,通過分析徑流深的變化發(fā)現(xiàn),其值的大小與降雨量關系密切,枯水年值偏低,豐水年值偏高,近15年的均值為326mm;空間上,總體上呈北高南低分布狀態(tài);在徑流深基礎上,計算獲得流域主要入湖河流徑流量,計算發(fā)現(xiàn)主要入湖河流徑流量多年平均值為3.53億立方米,其中以盤龍江徑流量最大。模擬結果與《云南省水資源公報》發(fā)布結果驗證精度達到85%,說明模型能夠滿足實際需要。同時,將GIS技術與USLE土壤侵蝕模型集成,得到流域土壤侵蝕強度時空演變系列圖譜,結果顯示:流域土壤侵蝕總體較弱,近15年侵蝕面積在18%~28%之間變化,并隨時間發(fā)展侵蝕面積在逐漸減小;空間分布上,侵蝕主要發(fā)生在盆地四周的山區(qū),總體上流域北端的嵩明縣部分侵蝕相對較集中,其余均為散點狀分布。模擬結果與云南省水利廳所開展的《云南省2004年土壤侵蝕現(xiàn)狀遙感調(diào)查工作》項目實測結果驗證,誤差在12%以內(nèi),精度符合要求。(3)ISA格局演變與地表徑流相關性分析。在徑流深、徑流量計算的基礎上,采用相關性分析法和曲線擬合法分析徑流與ISA格局指數(shù)之間相關關系,研究發(fā)現(xiàn):ISA覆蓋度、平均斑塊面積、斑塊邊緣密度與徑流之間存在明顯的相關關系,其余斑塊數(shù)、斑塊總邊緣長度、斑塊平均形態(tài)指數(shù)等指標與徑流之間均不相關,其中ISA覆蓋度、平均斑塊面積與徑流之間為正相關,斑塊邊緣密度與徑流之間為負相關,這說明ISA的數(shù)量與空間分布形態(tài)對徑流有著非常顯著的影響,ISA的面積越大、相互之間距離越近則產(chǎn)流越大,反之則越小。徑流深與ISA占比、降雨量,徑流量與ISA面積之間進行曲線擬合后結果顯示滿足直線方程關系,且擬合的R2均在0.85之上,進一步證明它們之間具有非常高的相關度。(4)ISA格局演變與土壤侵蝕量相關關系。選取侵蝕面積、平均侵蝕量與ISA格局指數(shù)進行相關性分析,結果顯示:ISA覆蓋度增大時,侵蝕面積、侵蝕量均在減小;ISA斑塊數(shù)和總邊緣長度增加時輕度侵蝕面積在減少而中度侵蝕面積在增加,平均侵蝕量值增大;其余指標均沒有明顯相關關系。(5)ISA覆蓋度與地表徑流、土壤侵蝕量情景模擬分析。通過建立不同ISA覆蓋度場景模擬徑流與土壤侵蝕發(fā)現(xiàn):ISA覆蓋度與徑流量、徑流深之間存在明顯的正相關關系,即當ISA增加時,徑流量、徑流深值增大;相反ISA覆蓋度與土壤侵蝕面積、平均侵蝕量之間為反比關系。
【學位授予單位】：云南師范大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：S157;X171.1

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4 方濤,敖鴻毅,劉劍彤,蔡慶華,劉永定;滇池水體理化環(huán)境狀況時空分布格局研究[J];水生生物學報;2004年02期

5 劉國才;方正憲;孫清;;滇池徑流雨水處理的新方法[J];吉林大學學報(地球科學版);2009年02期

6 盛虎;劉慧;王翠榆;郭懷成;;滇池流域社會經(jīng)濟環(huán)境系統(tǒng)優(yōu)化與情景分析[J];北京大學學報(自然科學版);2012年04期

7 支國強;張亮;楊育華;和蘭娣;劉蜀治;張妮妮;;滇池流域水資源綜合平衡管理研究[J];長江流域資源與環(huán)境;2013年09期

8 楊一光,楊桂華;滇池自然地理概要[J];云南大學學報(自然科學版);1985年S1期

9 楊桂華,姜漢僑,楊一光;滇池流域土地類型的研究[J];山地研究;1992年01期

10 閆自申;賀彬;姚美香;徐才俊;;滇池流域水資源的開發(fā)與保護[J];資源開發(fā)與保護;1993年04期

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1 鄭一新;李中杰;倪金碧;張麗平;陳云波;張大為;何佳;張琨玲;徐曉梅;湯銳;;滇池流域工業(yè)企業(yè)水污染狀況調(diào)查與分析研究[A];2010中國環(huán)境科學學會學術年會論文集(第三卷)[C];2010年

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6 黃強盛;王仕祿;李清光;盧瑋琪;;滇池流域無機氮特征與硝酸鹽來源的研究[A];第七屆全國環(huán)境化學大會摘要集-S12 重金屬污染與修復[C];2013年

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8 胡開林;;滇池水污染治理及其可持續(xù)發(fā)展方略[A];2007年全國給水排水技術信息網(wǎng)成立三十五周年紀念專集暨年會論文集[C];2007年

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本文編號：1281026