论文部分内容阅读
由于我国社会经济的推进,生态文明建设发展,向低丘缓坡要土地能够从一定程度上缓解经济发展和生态保护之间的矛盾。水源涵养是生态系统服务中的一个重要功能,即受自然因素的影响,又受人类活动的干扰,低丘缓坡开发对水源涵养功能有直接影响,研究山地水循环机理和水源涵养功能对促进低丘缓坡土地可持续开发利用具有重要意义。
在实地调研的基础上,结合项目区的开发类型、地理位置、气候条件和开发情况等因素,筛选出10个已开发建设的项目区作为研究区。考虑到研究区的地形特点与对比各种方法、模型,选用InVEST模型对2012年和2020年的产水量进行定量估算,再采用流速系数、地形指数和土壤饱和导水率对产水量进行修正,最终得到水源涵养量,并比较分析不同类型项目区水源涵养功能的差异;结合地理信息系统和遥感技术,对水源涵养功能等级进行评价,并分析主要影响因素与水源涵养功能的空间相关性。为实现低丘缓坡的合理开发以及保护生态环境,提出提升低丘缓坡水源涵养生态功能的模式和措施。主要结论如下:
(1)①总的来看,开发后项目区平均产水量和平均产水深度均低于开发前,城市建设区的产水总量高于工业区,城市建设区的产水减少量也高于工业区。表明低丘缓坡开发对产水量存在一定负面影响,但对于不同类型的项目区影响程度不同。②从平均产水量来看,工业区:中安-后所项目区>北古城项目区>观音山工业区>高家屯-窦家冲项目区>长坡项目区。城市建设区:光华项目区>景大项目区>沙朗项目区>塔宝山-大湖西项目区>下和-上登项目区。说明开发程度较低,森林覆盖率较高,土壤蓄水能力较好的项目区,产水量较高。③从产水深度的变化来看,工业区减少量:观音山工业区>北古城项目区>高家屯-窦家冲项目区>长坡项目区>中安-后所项目区。城市建设区:塔宝山-大湖西项目区>沙朗项目区>下和-上登项目区>光华项目区>景大项目区。这说明开发程度较大的项目区,土地利用类型和地形变化较大,故产水深度变化程度较大。
(2)大部分项目区水源涵养总量低于开发前,仅光华项目区水源涵养总量高于开发前,城市建设区的水源涵养总量高于工业区,工业区水源涵养量下降程度高于城市建设区。体现了低丘缓坡开发对水源涵养量存在一定影响,但对于不同类型的项目区影响程度不同。在工业区中,水源涵养能力最高的是观音山项目区;在城市建设区中,水源涵养能力最高的是景大项目区。时间变化趋势表明,在工业区中,水源涵养量下降最多的是北古城项目区;在城市建设区中,水源涵养量下降最多的是下和-上登项目区。原因在于这两个项目区建设用地面积增加量分别是工业区和城市建设区中最大的。说明水源涵养量与土地利用类型具有较强的相关性。
(3)建立转移矩阵得到项目区开发前后水源涵养功能在空间上的变化情况,并定量分析水源涵养功能与影响因素的相关性。结果表明:①不同地类的水源涵养能力存在较大差异,其中林地的水源涵养能力最高,水域的水源涵养量最低,耕地、园地、草地的水源涵养能力在不同项目区有差异,说明水源涵养功能与土地利用类型相关程度较高。在未受人为因素影响的区域,存在植被的自然演替。②坡度和水源涵养量并不是严格按照坡度越低,水源涵养量越高的趋势发展的,二者的空间相关性相对复杂。③降水量和水源涵养量并不是严格按照降水量越多,水源涵养量越高的趋势发展的,两者的相关性比较复杂。
(4)根据研究结果总结低丘缓坡开发过程中存在的普遍问题,及其对水源涵养功能的影响,并提出提升生态功能的方式。主要有提升土壤肥力,调整植被结构,加强抚育管理,分别探讨了“工业建设”和“城市建设”两种模式下提升水源涵养生态功能的方法和差异,并总结了研究区水源涵养功能存在的问题。通过收集国外提升生态功能的典型案例启发我国如何提升低丘缓坡开发的生态功能。在低丘缓坡开发过程中,采取工程、监管、法律和经济措施,实现低丘缓坡开发建设与生态保护的协调。
在实地调研的基础上,结合项目区的开发类型、地理位置、气候条件和开发情况等因素,筛选出10个已开发建设的项目区作为研究区。考虑到研究区的地形特点与对比各种方法、模型,选用InVEST模型对2012年和2020年的产水量进行定量估算,再采用流速系数、地形指数和土壤饱和导水率对产水量进行修正,最终得到水源涵养量,并比较分析不同类型项目区水源涵养功能的差异;结合地理信息系统和遥感技术,对水源涵养功能等级进行评价,并分析主要影响因素与水源涵养功能的空间相关性。为实现低丘缓坡的合理开发以及保护生态环境,提出提升低丘缓坡水源涵养生态功能的模式和措施。主要结论如下:
(1)①总的来看,开发后项目区平均产水量和平均产水深度均低于开发前,城市建设区的产水总量高于工业区,城市建设区的产水减少量也高于工业区。表明低丘缓坡开发对产水量存在一定负面影响,但对于不同类型的项目区影响程度不同。②从平均产水量来看,工业区:中安-后所项目区>北古城项目区>观音山工业区>高家屯-窦家冲项目区>长坡项目区。城市建设区:光华项目区>景大项目区>沙朗项目区>塔宝山-大湖西项目区>下和-上登项目区。说明开发程度较低,森林覆盖率较高,土壤蓄水能力较好的项目区,产水量较高。③从产水深度的变化来看,工业区减少量:观音山工业区>北古城项目区>高家屯-窦家冲项目区>长坡项目区>中安-后所项目区。城市建设区:塔宝山-大湖西项目区>沙朗项目区>下和-上登项目区>光华项目区>景大项目区。这说明开发程度较大的项目区,土地利用类型和地形变化较大,故产水深度变化程度较大。
(2)大部分项目区水源涵养总量低于开发前,仅光华项目区水源涵养总量高于开发前,城市建设区的水源涵养总量高于工业区,工业区水源涵养量下降程度高于城市建设区。体现了低丘缓坡开发对水源涵养量存在一定影响,但对于不同类型的项目区影响程度不同。在工业区中,水源涵养能力最高的是观音山项目区;在城市建设区中,水源涵养能力最高的是景大项目区。时间变化趋势表明,在工业区中,水源涵养量下降最多的是北古城项目区;在城市建设区中,水源涵养量下降最多的是下和-上登项目区。原因在于这两个项目区建设用地面积增加量分别是工业区和城市建设区中最大的。说明水源涵养量与土地利用类型具有较强的相关性。
(3)建立转移矩阵得到项目区开发前后水源涵养功能在空间上的变化情况,并定量分析水源涵养功能与影响因素的相关性。结果表明:①不同地类的水源涵养能力存在较大差异,其中林地的水源涵养能力最高,水域的水源涵养量最低,耕地、园地、草地的水源涵养能力在不同项目区有差异,说明水源涵养功能与土地利用类型相关程度较高。在未受人为因素影响的区域,存在植被的自然演替。②坡度和水源涵养量并不是严格按照坡度越低,水源涵养量越高的趋势发展的,二者的空间相关性相对复杂。③降水量和水源涵养量并不是严格按照降水量越多,水源涵养量越高的趋势发展的,两者的相关性比较复杂。
(4)根据研究结果总结低丘缓坡开发过程中存在的普遍问题,及其对水源涵养功能的影响,并提出提升生态功能的方式。主要有提升土壤肥力,调整植被结构,加强抚育管理,分别探讨了“工业建设”和“城市建设”两种模式下提升水源涵养生态功能的方法和差异,并总结了研究区水源涵养功能存在的问题。通过收集国外提升生态功能的典型案例启发我国如何提升低丘缓坡开发的生态功能。在低丘缓坡开发过程中,采取工程、监管、法律和经济措施,实现低丘缓坡开发建设与生态保护的协调。