三岔河上游土地利用变化和景观格局演变对径流量的影响
贵州省三岔河流域是西南地区水土流失比较严重的区域之一。该流域石漠化严重、水资源短缺、生态环境脆弱。近年来，退耕还林及防护林建设等生态工程的开展，有效治理了水土流失状况，改善了流域生态环境，同时也使流域土地利用/覆被和景观格局发生了巨大改变，并对流域水循环过程和水环境安全造成了重大影响。因此，选取三岔河上游——黔中水利枢纽工程水源区为研究区，收集了流域气象、水文及土地利用等方面的数据，运用Arc GIS10.2、Fragstats4.2、数理统计及SPASS软件研究了流域土地利用/覆被和景观格局变化特征及其对径流的影响。首先，运用Mann—Kendall秩次相关法和距平百分率曲线分析了1900-2015年三岔河上游降水和径流的变化特征，利用累积距平法判定降水和径流变化过程中存在的突变年份并划分其演变过程，采用累积量斜率变化率比较法（SCRCQ）分离降水和人类活动对径流变化的贡献率。其次，利用Arc GIS10.2、Fragstats4.2和数理统计软件研究了2000-2015年三岔河上游土地利用/覆被和景观格局的变化特征。最后，运用定性和定量的方法研究土地利用/覆被变化对径流的影响，同时利用Person相关分析法研究景观格局演变对径流的影响机制，以期为流域水土资源的可持续利用提供参考。主要结论如下： （1）1990-2015年，降水呈减少趋势，但趋势不显著，平均每年减少5.71mm；而径流呈显著的下降趋势，平均每年减少12.44mm。应用累积距平法判定出降水和径流变化过程存在2000年一个突变年份，将降水和径流的演变过程划分为2个阶段：A1:1990-2000年，A2:2000-2015年。以 1990-2000年作为基准期，运用累积量斜率变化率比较法（SCRCQ）计算出2000-2015年降水对径流减少的贡献为55.57%，而人类活动对径流减少的贡献率为44.43%，表明2000-2015年间降水减少是引起径流减少的主要因素，而人类活动对径流减少产生了一定的作用。 （2）2000-2015年，林地、草地和耕地是流域主要的土地类型，且在空间上呈交替分布的特征，其中林地和草地占流域总面积的60%以上，耕地约占30%左右，而建设用地、水域和未利用地不足10%。2000-2015年土地类型转移变化主要以耕地、林地、草地和建设用地为主，尤其在“退耕还林”和城镇化建设之后，土地类型间的转移变化逐渐加快。2000-2015年间耕地减少了259.01km2，主要变化成林地、草地和建设用地；林地、草地、建设用地和水域面积分别增加了66.52km2、77.28km2、94.24km2和25.17km2，林地的增加主要来源于耕地和草地，草地的增加主要来源于耕地和林地，建设用地的增加主要来源于耕地、林地和草地，水域的增加来源于耕地和林地，未利用地变化不明显。 （3）2000-2015年，流域景观格局整体朝着景观破碎化程度加深、景观连通性减弱、景观优势度降低、景观异质性增加及景观空间均衡分布的方向发展。林地、草地和耕地作为流域的优势景观，退耕还林后，林地、草地和耕地的破碎化程度在加深，优势度在逐渐降低，景观形状逐渐趋于简单规则化；受城镇化和人口增长的影响，建设用地趋于集中化发展，景观优势度逐渐增加且景观形状趋于多样化。 （4）运用定性和定量的方法研究了三岔河上游土地利用/覆被变化对径流的影响，结果表明：2000-2015年间，林地和草地面积的增加，加大了对降水的滞留和消耗，对流域径流减少的影响明显，而耕地面积减少对径流的影响较弱，建设用地面积不足总面积的4%，对径流的影响作用不大。 （5）采用Person相关分析研究了2000-2015年三岔河上游景观格局演变与径流之间相关性，结果表明：景观破碎度指数（NP，PD，DIVISION）、香浓多样性指数（SHDI）和香浓均度指数（SHEI）与径流呈明显的负相关，说明景观破碎度的加深、景观异质性的增加和景观空间的均匀分布，增加了对降水的滞留和消耗，减少了地表径流的形成，景观优势度指数（LPI）、景观形状指数（AWMSI）和景观聚集度指数（CONTAG）与径流呈正相关，但流域景观优势度和聚集度的降低以及斑块形状的简单化，不利于径流的增加。而出现这一影响机制的主要原因是林地和草地作为流域的优势景观，林地和草地的增加、破碎化程度的加深以及邻接度的增加阻滞了地表径流的形成，造成流域径流减少。
河水流域;径流变化;降水量;土地利用;覆被变化;景观格局
贵州师范大学
硕士
地理学;人文地理学
赵翠薇
2020
中文
P343.1
2020-09-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）