黑白河流域湿地动态及蓄水量变化研究

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黑、白河流域湿地是若尔盖湿地的主要组成部分,也是黄河上游重要的水源涵养功能区,明确其动态和蓄水量变化,以及上述过程对气候变化和人类活动的响应,有利于厘清湿地生态水文系统与外部驱动的因果关联,可为高寒湿地景观及功能保护提供科学支撑。系统收集两河流域水文气象、地形地貌、土壤植被、经济社会等数据,基于决策树分类方法划分两河流域湿地类型,选用景观生态指标分析其变化特征;由SWAT模型模拟量化上游山地系统向湿地的横向输入,结合降水、蒸散发及流域出口实测径流数据,得到湿地输入及输出水量,依水量平衡原理,得到黑、白河流域湿地蓄水动态,并就其与湿地景观变化之间的数量关联进行对比分析;上述工作的基础上,采用主成分分析方法对年代际尺度两河流域湿地变化的驱动因素进行综合研究,讨论并提出高寒湿地保护的可能措施。主要结论如下:(1)基于决策树分类方法划分得到两河流域3种主要湿地类型的空间分布,分析其景观格局。统计期间,两河流域湿地总面积均呈增加态势,草甸湿地和沼泽湿地存在此消彼长的总体特征,前者在黑河流域发生增加,后者发生减少,白河流域情形相反。(2)采用SWAT模型进行两河流域径流模拟,纳什效率系数在0.65以上,R~2在0.7以上,模拟序列与实测序列的变化趋势基本吻合,能够反映两河流域水文过程实际。SWAT模型在两流域的适用性较好。(3)统计期间,黑河流域湿地蓄水总体呈增持状态,累计增持33.57亿m~3;白河流域湿地蓄水总体表现为减持,累计减持11.87亿m~3。湿地蓄水与发育规模大的湿地类型关联密切,湿地蓄水对湿地面积变化的响应存在延滞效应。(4)主成分分析表明,两河流域湿地动态具有“社会经济+农牧业因素+气候变化”的交互驱动作用特征,社会经济类因素对年代际尺度湿地变化起主导作用,将人类活动对湿地生态系统的影响控制在合理范围,有利于江河上游水源涵养区生态环境和经济社会的可持续发展。
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