黄土高原半干旱区典型流域土地利用变化及驱动因素研究

利用2000、2010、2020三期遥感影像资料,基于地统计学原理,从土地利用动态度、土地利用强度、土地利用类型相互转化程度入手,解译关川河流域长时序多期土地利用/覆被变化情况。结果表明,耕地、草地为关川河流域主要的土地利用变化类型,各地类面积占比:耕地草地>灌木人造地表>林地>水体,耕地面积保持在69%左右,草地面积保持在25%以上,耕地、灌木地、水体面积在20年间分别减少3374.82hm^(2)、11318.17hm^(2)、103.62hm^(2),林地、草地、人造地表面积分别增加128.00hm^(2)、8765.59hm^(2)、5903.01hm^(2)。研究期后十年综合土地利用动态度明显高于前十年,增幅达79.9%,土地综合利用程度高。2000-2010年间,耕地和水体转出,林地、草地、灌木地、人造地表转入;2010-2020年间,耕地和灌木地转出,林地、草地、水体、人造地表转入。社会因素的驱动对关川河流域土地利用格局的演变效应显于自然因素。本研究旨在更好地处理人地关系,为治理流域水土流失、调整土地利用结构、发展当地经济及保护生态环境提供科学依据。

基于能量平衡的关川河流域蒸散发的遥感反演

蒸散发是水分循环的重要环节,遥感技术为区域陆面水分蒸散发量估算提供了一种新的手段,使用TM数据和能量平衡模式估算流域蒸散发,并给出了各个参量的遥感获取方法,解决了由瞬时遥感数据估算全天蒸散发的问题。通过对关川河流域日蒸散发的模拟,分析了该流域蒸散发的分布规律,对陆面过程研究有一定的支持和指导意义。

关川河流域1995-2010年降雨特征及其水土流失效应

依据定西关川河流域1995—2010年的水文站监测数据,分析了该地区降雨特征及其水土流失效应。结果表明:(1)流域降雨事件主要发生在5—9月,7—8月降雨量达到全年最高值,而侵蚀性降雨主要发生在7—8月;15a间侵蚀性降雨日数占总降雨日数的9.53%;侵蚀性降雨量占总降雨量的39.41%。(2)15a间共观测到1 123d降雨,降雨总量达4 866.98mm;多年平均降雨量304.19mm,年际变化趋势不明显,每年约10%的侵蚀性降雨事件造成土壤侵蚀。(3)河川径流量与输沙量呈极显著正相关关系(p<0.001),二者均呈波动减少的趋势;当表层土壤处于缺水状态时,降雨对土壤侵蚀的影响延迟。(4)由于影响土壤水蚀的因素错综复杂,降雨量、侵蚀性降雨量和降雨侵蚀力均不能独立反映流域土壤侵蚀过程。

关川河流域土地利用变化对其生态服务价值的影响

生态服务价值可以衡量土地利用结构的合理性,研究土地利用动态变化与生态服务价值的响应机制,对流域生态文明建设具有重要意义。本研究基于关川河流域1990、2000、2015年3期遥感解译数据,构建了土地利用动态度、土地利用程度指数、生态贡献率、生态服务价值变率和敏感性指数等评估指标,分析了关川河流域1990—2015年土地利用及生态服务价值的动态变化。结果如下:(1)关川河流域土地利用类型以耕地、未利用地和草地为主;耕地面积先减后增,草地和水域面积先增后减,林地、建设用地和未利用地面积持续递增。(2)1990—2015年,林地的土地利用变化速度和面积增加幅度最大,草地的面积减小幅度最大;研究期内土地利用程度指数略有减小。(3)1990—2000年关川河流域生态服务价值增加1.89亿元,2000—2015年生态服务价值减少4.36亿元;水文调节、气候调节和土壤保持功能是关川河流域生态系统的主要功能类型。(4)关川河流域草地和耕地的敏感性指数较高,对研究区总生态服务价值增益的贡献率和影响程度较大;水域的生态服务价值变率最高,对流域总生态服务价值有重要影响。提高现有建设用地的利用率和耕地的粮食产量,继续实施生态保护工程,不断发掘水域的生态服务价值,可促进流域生态保护和高质量发展。

定西关川河流域退耕还林还草对景观格局演变的影响

以甘肃定西关川河流域为研究对象,利用遥感影像和实地调查相结合的方法,获取退耕还林还草前后(1995年、2000年、2005年和2010年)的土地利用数据进行景观格局演变分析。结果表明:从1995—2010年,农地面积由56.86%减少到28.50%,而林地由9.01%增加到20.01%,草地由31.92%增加到48.30%;建筑用地持续增加,水域面积减少较快。流域景观破碎化程度略有上升,斑块形状指数有所降低。景观优势度指数、多样性指数、均匀性指数和连接度指数变化不大。1999年实施的退耕还林还草工程,是林草地面积增加的直接驱动因素。15 a间,有50.95%的农地转变为草地,有46.24%的林地和草地又转变为农地,说明流域人口和城市的扩张,林草地面积扩大的压力仍然很大。此外,关川河流域水域面积的快速减少,说明流域水资源环境呈恶化的趋势。