基于InVEST模型的张家口地区水源涵养功能研究

水源涵养是生态系统提供的最重要的功能之一,开展水源涵养功能评价对了解地区水环境、合理发展分区管理有重要意义。张家口作为京津重要的水源地与生态屏障,承担着维护区域经济可持续发展与生态环境质量改善的关键任务,深入探究其水源涵养现状具有现实意义。然而,当前针对张家口实际降雨强度与地表覆被等特征开展的水源涵养功能研究与探讨仍较为缺乏。本文以张家口市为研究对象,采用InVEST月尺度产水模型,估算该区域水源涵养量,分析其时空变化规律,并对不同土地利用类型的水源涵养功能进行评估。结果表明:(1)张家口地区2016年水源涵养平均深度为75.99 mm,水源涵养总量为28.09亿m^(3),以地方区县行政区划为评价单元,逐鹿、赤城涵养情况最佳;制约本地区水源涵养功能的最主要因素是降水,包括降水总量以及单次降水强度;(2)不同类型的土地覆盖对于水源涵养的贡献值不同,贡献值最大的为草地,贡献值最小的为未利用地,具体表现为:草地>林地>耕地>建设用地>未利用地;(3)在降雨较少的干旱地区以植被配置作为提高水源涵养水平的主要措施时,需要重点考虑待选植物的生长特性,以耗水要求低、蒸腾作用弱的抗旱树种为最佳,同时应当适度移除地区现有的多耗水树种。本研究成果可为优化张家口区域水源涵养水平、系统科学保护当地水生态提供参考,并可为进一步建设维护京津两大重要城市生态环境作出贡献。

太湖流域太阳日总辐射模拟

针对太湖流域太阳总辐射的插值计算缺乏足够的观测数据这一问题,利用杭州站、南京站和吕泗站丰水年(2002年)、平水年(2007年)和枯水年(2005年)逐日太阳总辐射观测资料和相关气象资料,建立了以日照百分率和温度日较差为自变量的太湖流域月尺度太阳日总辐射计算模型。模型以杭州站2007年逐日气象数据为基础率定各月参数,并以杭州站2002、2005年,以及南京站和吕泗站三个典型年的逐日气象数据进行了模型验证,结果表明验证期模型确定性系数R2均在0.7以上。将构建的月尺度模型与已有的年尺度、季尺度模型的计算结果进行对比,结果显示,月尺度模型计算的全年日辐射误差百分比为10.9%,而年尺度模型和季尺度模型误差百分比分别为-76.72%和-83.74%,表明月尺度模型的拟合效果具明显优势。在GIS支持下利用IDW插值方法,获得太湖流域三个典型年逐日日照百分率、日最高气温、日最低气温250m×250m栅格数据,再利用该文拟合的各月太阳日总辐射计算模式,获得太湖流域太阳辐射空间分布图,为流域尺度生态水文模拟研究提供了重要基础。