洞庭湖流域中上游地区景观格局变化的水文响应.doc

洞庭湖流域中上游地区景观格局变化的水文响应生态学报第卷第期...年月..洞庭湖流域中上游地区景观格局变化的水文响应刘明,,王克林’.中国科学院亚热带农业生态研究所,长沙;.中国科学院研究生院,北京摘要:将洞庭湖流域中上游地区、和年的和卫星照片解译所得的景观数据,与经过最大似然估计法“消噪”的湘、资、沅、澧四水人湖水文站的年内最高洪峰水位、最大瞬时流量、年人湖径流量和年人湖泥沙量数据进行模型处理,并对处理后的景观和水文数据进行灰色分析和主成分分析。结果表明:研究区最高洪峰水位的变化受景观格局变化影响最大,人湖泥沙量的变化受景观格局变化影响最小。对最高洪峰水位变化影响最大的是山地水田、水库坑塘和灌木林地疏林地景观面积的变化,影响指数值分别达一.、.;对最大瞬时流量变化影响最大的是水库坑塘、水田山地水田除外和灌木林地疏林地景观面积的变化,影响指数值分别达一.、.和.。有林地景观因林分差和林种结构单一,对各水文特征指标变化的影响较小,影响指数值分别仅为一.、.。关键词:景观格局;水文响应;驱动力;洞庭湖流域文章编号:.?.中图分类号:文献标识码:一.?,,,,,,,:~.:,,.,,,.,,,,,,,.,.:,.,,,,,一.,一.,.,.,,,,,一.,.,.,.基金项目::?;修订日期:.作者简介:刘明~,男,湖南邵阳人,博士生,经济师,主要从事区域生态与区域发展研究..:通讯作者..:..:,.一:??;:??:,..,.?:.://..期刘明等:洞庭湖流域中上游地区景观格局变化的水文响应,,一.,一.,一.,.:;;;生态水文和景观变化水文响应的研究较为常见,许多学者分别从地貌、土壤、植被、土地利用及人类活动变化等不同角度,对其进行了深入探讨~,丰富了学科研究内容,促进了研究手段和方法的创新。这些研究也存在有一些亟待解决的问题,如多数研究集中于某一具体景观类型,对大尺度研究对象或者从系统化角度进行的定量化分析不够;研究结论有时存在着较大的差异,个别情况下甚至完全相反;研究过程中较多的不确定性致使统计学分析方法使用受到限制等。因此,如何构建出更有效的技术方法体系,定量分析大尺度区域景观格局变化的水文响应关系,值得进一步尝试和探索。洪涝灾害是影响洞庭湖流域生态安全的重要因素,引发该流域洪涝灾害的主要原因是江河湖泥沙淤积日益严重,洪水水位逐年升高?。这些水文现象变化既是中上游地区地质、地貌和异常性气象因素共同作用的结果,也是景观格局改变导致地面径流及河湖水库调蓄能力变化等人为因素影响结果。本课题组研究发现,~年间,洞庭湖流域中上游地区景观格局变化主要表现为山地和丘陵区有林地、水田和疏林地景观的面积变化】。本文拟对该区域景观格局变化的水文响应进行研究,旨在运用灰色分析等方法来解决景观变化生态效应研究中的不确定性问题,客观把握研究区景观格局改变对水文现象变化的驱动机制,为该流域洪涝的减灾防灾与生态治理提供依据。,还包括湘、资、沅、澧四水,范围覆盖湖南全境及湖北、广西、贵州的部分地区,总面积,其中湖南境内流域面积占洞庭湖流域总面积的.%。本文将研究区限定为洞庭湖流域的湖南省境内部分洞庭湖区除外,图。研究区北部为平原,东、南、西三面环山,丘陵盆地内嵌,呈“凹”状地表结构。该区水系发达,河网稠密,向南呈聚辐式扇形水系格局,湘、资、沅、澧四水流域面积分别占研究区总面积的.%、.%、.%和.%。地貌以中山和丘陵为主,分别占研究区总面积的.%和.%;其次是岗地和低山,分别占.%和.%;平原所占比例最小,仅.%。研究区四季分明,光热充足,雨热同期,气候类型多样,年均降水,降水的年内、年际以及空间变化较大。经济以农业为主,截至年底,流域总人万人,其中农村人口万人,占总人口数的.%,高于全,人均土地面积.,人均耕地面积.。.数据来源..景观数据来源与指数选择通过和卫星照片解译的研究区、年和年期土地利用数据:源于中国资源与环境数据库。在景观类型组成和变化信息提取时,参考了和年的湖南省土地利用类型图和年的高程图。研究过程中,将研究区分成湘水、资水、沅水、澧水个小流域的同时,还按海拔高程划分出类高程区:海拔以下为平原区,海拔~为岗地区,海拔~为丘陵区,海拔~为低山区,海拔在以上为中山区。根据目前常用的土地利用分类系统?,结合研究区土地利用实情,将该区划分为耕地、林地、草地、水域、建设地和未利用地个一级景观类型,以及水田、旱地、有林地、灌木林地、疏林地、其它林地、高盖度草地、中盖度草地、低盖度草地、河渠、湖泊、水库坑塘、滩地、城镇建设地、农村聚落地、其它建设地工矿和道路交通建设地等、沼泽地、裸土地、裸岩石砾地个二级景观类型。景观类型划