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气候变化背景下秦岭水源涵养功能时空变异特征 被引量:16
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作者 王辉源 宋进喜 吴琼 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2022年第5期212-219,共8页
水源涵养功能的变化对流域生态水文及其供水安全产生重要影响,稳定良好的水源涵养功能是区域经济社会高质量发展的基础。基于InVEST产水量模块、水源涵养模型、逐像元线性拟合,模拟1981—2015年秦岭及秦岭南北水源涵养时空变异,分析水... 水源涵养功能的变化对流域生态水文及其供水安全产生重要影响,稳定良好的水源涵养功能是区域经济社会高质量发展的基础。基于InVEST产水量模块、水源涵养模型、逐像元线性拟合,模拟1981—2015年秦岭及秦岭南北水源涵养时空变异,分析水源涵养对气候变化的响应,探讨气候波动背景下水源涵养演变趋势。结果表明:(1)近35年来秦岭水源涵养呈下降趋势,年变化速率-1.44 mm/a,秦岭北坡水源涵养下降趋势大于秦岭南坡;(2)近35年来秦岭水源涵养空间变化趋势呈空间异质性,除汉江南岸玉带河上游、牧马河上游、褚河上游年均水源涵养量略有增加外,其他流域呈整体下降趋势,且秦岭中部水源涵养下降幅度大于外围区域;(3)降水减少和参考蒸散发增加是影响秦岭水源涵养量减少的主要因素,在气候暖干化的背景下,秦岭水源涵养功能有进一步下降的可能。掌握区域水源涵养功能时空变异特征,对科学评估区域用水安全、预判未来水资源变化趋势和气候变化背景下水资源管理具有指导意义。 展开更多
关键词 秦岭 水源涵养 气候变化 InVEST模型 时空变异 驱动机理
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基于SWAT模型的秦岭北麓灞河流域水源涵养功能综合评价 被引量:13
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作者 王辉源 宋进喜 吴琼 《水土保持研究》 CSCD 北大核心 2023年第6期307-315,共9页
[目的]准确理解水源涵养功能的内涵,以提高水源涵养功能计算结果的合理性。[方法]选取秦岭北麓灞河流域作为研究区域,采用SWAT模型,基于水量平衡法,建立了水源涵养量定量计算公式,分析了近59 a来灞河流域水源涵养量演变规律;同时,提出... [目的]准确理解水源涵养功能的内涵,以提高水源涵养功能计算结果的合理性。[方法]选取秦岭北麓灞河流域作为研究区域,采用SWAT模型,基于水量平衡法,建立了水源涵养量定量计算公式,分析了近59 a来灞河流域水源涵养量演变规律;同时,提出了水源涵养功能综合评价新方法,即:基于生态系统水碳循环作为水源涵养功能评价理论基础,水源涵养量与NPP(植被净初级生产力)的比值作为水源涵养功能定量化评价指标,分析了近18 a来灞河流域水源涵养功能演变规律及空间格局。[结果](1)分季节率定优于全序列率定,采用新的率定方法可以提高模型流量模拟结果。(2)近59 a灞河流域年际水源涵养量呈下降趋势,变化率为k=-1.4 mm/a,采用Mann-Kendall非参数统计法,2013年开始年水源涵养量呈明显下降趋势;采用Morlet小波对灞河流域年水源涵养量距平时序数据进行小波分析,在35 a主周期下水源涵养量变化周期为23 a左右。(3)近18 a来,灞河流域水源涵养功能年际变化总体上呈减少趋势,年际变化率为-0.0135 mm/g,水源涵养功能在空间上表现为随着坡度上升,水源涵养功能增强。[结论]分季节率定可以提高SWAT模型流量模拟结果,灞河流域近年来水源涵养功能呈下降趋势。 展开更多
关键词 灞河流域 水源涵养量 水源涵养功能 SWAT模型 植被净初级生产力
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秦岭水源涵养功能解析 被引量:16
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作者 王辉源 宋进喜 孟清 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2020年第6期211-218,共8页
稳定且良好的水源涵养功能是区域发展的基础,生态系统的水源涵养功能是当下区域生态水文研究的关键领域。秦岭因其重要的生态功能与地理环境特征,掌握其水源涵养功能的变化、水源涵养功能空间格局、影响因素敏感性等信息具有科学和实践... 稳定且良好的水源涵养功能是区域发展的基础,生态系统的水源涵养功能是当下区域生态水文研究的关键领域。秦岭因其重要的生态功能与地理环境特征,掌握其水源涵养功能的变化、水源涵养功能空间格局、影响因素敏感性等信息具有科学和实践指导双重意义。选取陕西秦岭为研究区,基于InVEST产水模块和水源涵养模型,计算秦岭2000-2014年15年间水源涵养量的变化,从坡度、高程、坡向方面分析了水源涵养空间格局,选取降水、蒸散发、季节常数、根系深度、叶面积指数等因素敏感性。结果表明:(1)年均水源涵养量与年均降雨量基本同步波动,2000-2014年15年间秦岭水源涵养总量呈增加趋势,年均增加值为2×10^9 m^3,并且增加的趋势越来越明显。秦岭主要流域年平均水源涵养量为汉江流域>丹江流域>渭河流域>洛河流域>嘉陵江流域。(2)秦岭水源涵养功能与高程、坡度、植被覆盖度呈正相关,阴坡水源涵养量大于阳坡,子流域水源涵养功能以中等重要和重要为主,一般重要和极重要较少。(3)影响水源涵养功能关键因子参数敏感性为降雨>潜在蒸散发>叶面积指数>季节常数>植被根系深度。 展开更多
关键词 秦岭 InVEST模型 水源涵养功能 空间格局
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基于Budyko模型的渭河流域蒸散发时空变化归因分析
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作者 李帅 宋进喜 齐贵增 《水土保持研究》 CSCD 北大核心 2024年第5期304-314,共11页
[目的]定量评估渭河流域蒸散发变化趋势,分析其对环境变化的响应,有利于该区域水资源变化的研究。[方法]基于Budyko框架,结合归一化植被指数、土地利用类型、GLEAM蒸散发遥感数据、气象水文和社会经济等数据分析各驱动要素的趋势,构建... [目的]定量评估渭河流域蒸散发变化趋势,分析其对环境变化的响应,有利于该区域水资源变化的研究。[方法]基于Budyko框架,结合归一化植被指数、土地利用类型、GLEAM蒸散发遥感数据、气象水文和社会经济等数据分析各驱动要素的趋势,构建了时变Budyko参数n的经验模型,采用弹性系数法定量评估各要素变化对蒸散发的影响。[结果](1) 1990—2020年渭河流域实际蒸散发呈现显著增长的趋势,整体增速为1.98 mm/a,空间上呈东南向西北逐渐减少的趋势。(2)渭河流域下垫面参数n呈现增长的趋势,参数n与该地区的NDVI、人口、耕地面积、草地和GDP相关性较高。在对蒸散发模拟时,时变参数n模拟蒸散发的精度整体优于恒定参数n。(3)渭河流域蒸散发对降水量最敏感,对下垫面参数n不敏感,下垫面参数n对NDVI最敏感。(4)影响蒸散发变化程度大小依次为降水、下垫面参数、潜在蒸散发。[结论]研究时段内渭河流域蒸散发呈现显著增长趋势,气候变化对该地区蒸散发的变化起着主导作用,但人类活动对蒸散发的影响越来越明显。 展开更多
关键词 Budyko模型 蒸散发 归因分析 渭河流域
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陕西省生态系统水源涵养功能评估分析 被引量:30
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作者 曹叶琳 宋进喜 +1 位作者 李明月 王辉源 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2020年第4期217-223,共7页
以陕西省为研究对象,基于水量平衡法并结合GIS空间分析与线性回归法,对2000—2014年区域生态系统水源涵养功能动态变化进行科学评估和重要性评价,并以此为方向探讨区域生态红线规划。结果表明:(1)陕西省水源涵养能力南北高,中间低,空间... 以陕西省为研究对象,基于水量平衡法并结合GIS空间分析与线性回归法,对2000—2014年区域生态系统水源涵养功能动态变化进行科学评估和重要性评价,并以此为方向探讨区域生态红线规划。结果表明:(1)陕西省水源涵养能力南北高,中间低,空间差异显著,单元水源涵养量为0~800.90 mm;近15年水源涵养功能增加区域面积占研究区总面积的86.71%,总水源涵养量呈“整体上升,局部下降”特征。(2)气候要素与水源涵养量相关性较强,植被类型也影响着水源涵养的空间特性。植被类型中,森林是生态系统水源涵养的主体,其中,水源涵养能力为:常绿阔叶林>常绿针叶林>落叶阔叶林>落叶针叶林。(3)研究区内水源涵养量<200 mm的区域占总面积的65.12%,整体水源涵养生态价值不高;综合划定水源涵养生态保护红线面积约77593.31 km2,占总面积的37.70%,主要分布在秦岭中西部高山区、汉水谷地以南以及延河流域以北,生态系统类型以林地为主。 展开更多
关键词 陕西 水源涵养 生态红线 水量平衡 GIS
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未来气候及土地利用变化对水源涵养量的影响 被引量:7
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作者 王辉源 宋进喜 吴琼 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2023年第5期226-234,共9页
“四水四定”背景下,科学量化变化环境下城镇或小流域未来水源涵养量是水资源管理、水利规划和水生态保护等工作的重要基础。水源涵养量尺度转化是目前生态水文学研究的难点之一,较高精细尺度研究是尺度转化的重要切入点。以秦岭北麓灞... “四水四定”背景下,科学量化变化环境下城镇或小流域未来水源涵养量是水资源管理、水利规划和水生态保护等工作的重要基础。水源涵养量尺度转化是目前生态水文学研究的难点之一,较高精细尺度研究是尺度转化的重要切入点。以秦岭北麓灞河流域为研究区,应用SWAT模型、CA-Markov模型、ArcGIS、RClimDex等分析工具,评估NEX-GDDP-CMIP6高分辨率数据集对灞河流域月流量模拟能力,选取最优气候模式,模拟未来土地利用变化,分析灞河流域未来30年水源涵养量演变趋势,旨在为秦岭生态保护、水资源管理、土地利用保护等提供基础数据。结果表明:(1)NEX-GDDP-CMIP6高分辨率数据集ACCESS-CM2、ACCESS-ESM1-5、CanESM5等9个气候模式对月平均流量均值模拟效果较好,对极端流量模拟效果较差,NESM3气候模式相比其他8个气候模式有较好的流量模拟效果。(2)NESM3气候模式低估极端降水情况,高估持续干燥天数,月尺度降水数据模拟能力高于年尺度和日尺度。(3)通过Kappa系数检验CA-Markov模型在灞河流域土地利用变化方面具有较好的适用性。(4)在土地利用和气候变化叠加背景下2023—2050年灞河流域水源涵养量呈下降趋势。研究结果对灞河流域水资源管理、秦岭水源涵养功能研究及秦岭生态保护具有重要意义。 展开更多
关键词 NEX-GDDP-CMIP6 SWAT模型 CA-Markov模型 水源涵养量
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