一、黄土高原典型小流域景观格局配置模式(论文文献综述)
罗佳茹,李斌斌,张风宝,丛佩娟,王海燕,杨明义[1](2021)在《黄丘区特色治理开发小流域土壤侵蚀变化对景观格局演变的响应》文中研究指明研究土壤侵蚀与景观格局变化的关系对小流域的治理开发具有重要的指导意义。本研究以实施退耕还林草、生态农业、生态旅游及科技示范的黄土高原安塞南沟特色治理小流域为研究对象,基于GIS平台和通用土壤流失方程,分析小流域1981—2018年景观格局和土壤侵蚀量的时空演化特征,并利用主成分回归法,从斑块类型水平和景观水平两个尺度分析土壤侵蚀模数与3类9个景观格局指标的关系。结果表明:研究期间,在5种景观类型中,耕地和林地面积的时空变化主导了南沟小流域景观格局的演化,并且影响整个小流域的聚集分散程度;南沟小流域的土壤侵蚀量逐年减少,1981—2018年土壤侵蚀面积减少29.7%,侵蚀模数减少61.2%,且有73.4%的区域土壤侵蚀强度减轻;耕地和林地面积的变化决定了整个小流域土壤侵蚀模数的变化,其景观格局指数的变化方向与该景观类型土壤侵蚀的变化方向一致;退耕还林草工程是流域景观格局变化、土壤侵蚀减轻的主要原因,特色开发治理可以减弱局部地区土壤侵蚀强度。景观类型的合理化配置能有效地防治小流域土壤侵蚀,将其与特色治理开发相结合有助于实现小流域可持续高质量发展。
周雅吉[2](2021)在《宁夏海原县菜园村LID景观规划设计策略研究》文中研究说明宁夏海原县位于黄土高原丘陵沟壑区,地形起伏大,地表覆盖着厚厚的湿陷性黄土,夏季集中的暴雨经常引起短时内涝、地表下陷、径流侵蚀等问题。针对乡村雨洪管控问题的既有研究,国内多集中在供排水设施及污水处理等方面,对于黄土高原丘陵沟壑区的极端气候条件以及脆弱的土壤结构并不适用。基于上述背景,本文通过对国内外雨洪管控实践及研究的梳理,结合国内黄土高原地区乡土智慧,选择海原县菜园村为典型研究对象,首先分析了村庄雨洪管控问题的地域特征,其次对其雨洪形成的空间机制进行了剖析,最终提出了地域性乡村雨洪管控体系及其景观化建设策略。本论文共6章。第一章为绪论,主要介绍了研究背景、研究对象、研究目的及研究意义,通过对国内外雨洪管控的发展历程及研究现状梳理,指出乡村地区处理雨洪问题时存在的弊端,并提出本文的研究内容、研究方法与写作框架等;第二章辨析了研究相关的概念,梳理了研究运用的基础理论并阐述了基础理论与本研究的关系及在本文中的运用,分析并借鉴了黄土高原丘陵沟壑区乡土智慧案例,最后提出本文的分析框架及技术路线;第三章介绍了宁夏海原县菜园村的区位背景和自然条件,分析了造成雨洪现象的成因;第四章基于菜园村雨洪问题,通过流域分析、空间格局构建和雨水过程分析,评价了菜园村建成区的景观格局,并总结导致雨洪问题的格局特征;第五章从景观格局提升、下垫面设计、LID措施应用三个层面提出雨洪管控建设的景观策略;第六章总结了菜园村建成区基于雨洪问题的LID建设景观策略的研究内容并作出展望,以期对黄土高原丘陵沟壑区乡村雨洪管控建设提供帮助。本研究主要结论有2点:(1)基于“源-汇”模型及“格局-过程-功能”原理对海原县菜园村雨洪问题的空间机制进行分析;(2)从格局优化、下垫面设计、措施使用三个层次提出了地域性乡村雨洪管控的LID建设景观策略。
白云鹏[3](2021)在《黄土丘陵沟壑区土地利用格局变化对小流域土壤侵蚀的影响》文中指出近几十年来,人类活动对区域土地利用格局的影响不断加剧,由此产生了一系列新的环境问题,其中土地利用变化对土壤侵蚀和流域径流输沙变化的影响一直是国内外学者研究的热点。因此,针对生态环境脆弱区开展土地利用变化研究对土地资源合理利用和生态环境建设具有重要的指导意义。本研究以黄土丘陵沟壑区纸坊沟流域为研究对象,搜集获取纸坊沟流域1938-2020年土地利用、土壤类型、流域出口水文站实测降雨、径流、输沙等数据,结合对纸坊沟的水土保持措施实地调查状况,采用“3S”技术,构建纸坊沟流域1938-2020年土地利用变化动态数据库,辨析近80年来流域土地利用变化特征;采用WaTEM/SEDEM模型模拟纸坊沟流域侵蚀特征,探讨纸坊沟流域土地利用变化对土壤侵蚀的影响;利用Fragststs计算纸坊沟流域景观指数,建立纸坊沟流域景观指数与土壤侵蚀之间的关系,揭示流域侵蚀对景观指数变化的响应特征,主要结论如下:(1)纸坊沟流域1938-2020年主要的土地利用类型为耕地、林地和草地,三种土地利用类型总面积在不同时期均占流域总面积的85%以上。从土地利用的动态变化来看,研究时段内纸坊沟流域耕地、草地、园地和未利用地面积整体呈现先增加后减少的趋势。林地面积在1938-1958年锐减,1958年后面积呈逐渐上升趋势,建设用地面积一直处于上升趋势。从土地利用转移情况来看,1938-2020年纸坊沟流域土地利用经历了高植被覆盖—低植被覆盖—高植被覆盖三个阶段;1938-1958年纸坊沟流域从高植被覆盖转成低植被覆盖,土地利用转移主要表现为林地向耕地的转化;1958-1978年植被处于缓慢上升状态,不同土地利用类型空间分布未发生剧烈变化,土地利用间的转移量均不大;1978-2020年植被处于稳步向好阶段,由于造林种草以及退耕还林草工程的实施,纸坊沟植被覆盖率明显提高,土地利用方式主要为耕地和未利用地向林地、草地和园地的转移。(2)纸坊沟流域2000-2010年径流输沙量呈现逐年递减的趋势,年径流输沙的变化趋势与年降雨量之间未表现出明显的相关性。由此表明,近年来纸坊沟流域降雨并未发生显着变化,径流量和输沙量的减少受人类活动导致的地表景观格局变化的影响较大。由WaTEM/SEDEM模型模拟结果可知,纸坊沟流域1938-2020年土壤侵蚀强度表现为先加剧后减弱的特征,1938年纸坊沟流域主要以轻度侵蚀为主,1958-1994年主要以剧烈侵蚀和极强烈侵蚀为主,1999-2020年侵蚀强度逐渐从剧烈侵蚀和极强烈侵蚀向微度侵蚀和轻度侵蚀转变。纸坊沟流域剧烈侵蚀和极强烈侵蚀主要发生区域为耕地和园地。1938-2020年耕地的平均侵蚀强度由剧烈侵蚀转变为轻度侵蚀。园地的平均侵蚀强度由剧烈侵蚀转变为强烈侵蚀。沉积区主要以林地和草地为主。(3)纸坊沟流域1938-1994年景观格局趋于破碎化,景观类型增多,景观优势度下降;1994年以后斑块逐步整合,聚集度上升,景观类型减少,优势景观类型逐渐突显。从不同景观类型来看,1938年草地是破碎化程度最高的景观类型。1958年以后各景观类型的景观破碎度和景观异质性经历了先增加后减少的过程,其中在1987-1994年间,耕地是破碎化程度最高的景观类型。纸坊沟流域优势景观类型主要在林地、耕地和草地之间转换。1938年优势景观类型为林地,1958年林地面积下降,耕地面积上升,优势景观类型转换为耕地,1958年以后景观优势种从耕地向林地和草地转移。虽然各景观类型斑块均出现了破碎化、分散化的过程,但在整个研究时段纸坊沟流域的景观斑块结构较为密集,结构连接性较好。从1999年开始由于人类活动的加剧,斑块逐步整合,形成密集的大斑块,斑块形状复杂度明显降低。(4)形状指标中的周长—面积分维度指数PAFRAC、聚集/分散指数中的散布与并列指数IJI与流域侵蚀模数呈极显着性相关(P<0.01)。纸坊沟流域侵蚀模数与最大斑块指数LPI、周长—面积分维度指数PAFRAC、散布与并列指数IJI、与结构连接度指数COHESION和香农均匀度指数SHEI构建关系模型,模型具有较高的精度。
杨云斌[4](2020)在《晋西黄土区小流域径流输沙特征及对雨型的响应》文中研究表明探究黄土高原典型小流域的降雨径流关系,对于水土流失防治、黄土高原防洪、植被恢复具有重要意义。本研究以黄土高原残塬沟壑区的山西吉县蔡家川小流域为研究对象,根据雨量特征和降雨过程对流域的侵蚀性降雨进行雨型分类,探究不同类型小流域的径流过程和输沙特征与雨型的响应关系,以期为晋西黄土区小流域水土流失防治和水文模型构建提供参考和依据。得到的主要结论如下:(1)蔡家川小流域1990-2018年雨季(5~10月)降雨量在277.5mm~696.0mm间,平均降雨量391.8 mm。降雨集中发生在7、8月份,分别为110.0 mm、91.3 mm,占降雨量的51.24%。(2)蔡家川小流域2004-2018年共发生侵蚀性降雨215场,历时在0-6h的降雨场次最多,达109场。降雨分为大雨量长历时降雨(A型),中雨量降雨(B型),小雨量强降雨(C型)。A型降雨场次最少(13场),降雨量最大(43.97mm),降雨强度最小(1.52mm/h)。B型降雨66场,场降雨量24.18mm,降雨强度1.97mm/h。C型降雨场次最多(136场),降雨量最小(12.62mm),降雨强度最高(6.34mm/h)。根据降雨量集中出现的位置,在3种雨型(A、B、C)分类的基础上将流域降雨过程划分为前期型降雨(Ⅰ型、87场)、中期型降雨(Ⅱ型、53场)、后期型降雨(Ⅲ型、42场)和均匀型降雨(Ⅳ型、33场)。流域暴雨的平均雨量52.6mm,平均雨强5.26mm/h,7~8月的暴雨场次占67.9%,前期型和中期型暴雨是流域主要的暴雨类型。(3)雨型对径流影响显着,各小流域A型降雨的径流深为0.136mm~0.804mm,B型降雨为0.160mm~0.712mm,显着高于C型降雨(0.040mm~0.267mm),A型和B型降雨形成洪峰的滞后时间分别为0.88h~4.67h、1.01~4.23h,C型降雨最短为0.83h~3.32h。降雨过程对径流影响显着,不同雨型条件下的流域径流深分别为:Ⅰ型0.108mm~0.658mm、Ⅱ型0.078mm~0.682mm、Ⅲ型0.064mm~0.169mm、Ⅳ型0.022mm~0.125mm,洪峰滞后时间分别为:Ⅰ型3.16h~4.08h、Ⅱ型2.68h~3.11h、Ⅲ型1.41h~3.00h、Ⅳ型3.95h~5.18h。(4)蔡家川小流域2005-2015年的雨季径流深在2.26mm~12.70mm间,平均为5.71mm。不同类型小流域的雨季径流深分别为:半农半牧(11.01mm)>农地(10.98mm)>次生林(5.63mm)>人工林(7.87mm)>封禁(4.97mm)>半人工半次生林(4.31mm)。(5)蔡家川小流域的场降雨输沙模数为0.002t/km2~20.878t/km2,次生林小流域场降雨输沙模数为0.002t/km2~4.473t/km2,农地小流域为0.003t/km2~134.587t/km2,人工林小流域为0.003t/km2~117.250t/km2,封禁小流域为0.001t/km2~25.072t/km2,半人工半次生林小流域为0.001t/km2~98.547t/km2,半农半牧小流域为0.004t/km2~190.188t/km2。(6)地形特征中,径流深与流域长度呈中等程度相关(相关系数为-0.462),与流域面积、沟道比降呈低强度相关(相关系数为-0.351、0.361);流域2005-2015年林地、灌木草地、农地动态变化Di值分别为0.008、0.039、-0.103,夏季NDVI在0.72~0.77间,径流深与NDVI相关性不显着(相关系数为0.12,P>0.05)。景观指数中,斑块密度(PD)、平均形状指数(SHAPE_MN)和周长面积分维(PAFRAC)与径流深、洪峰流量呈低强度相关;5~15天的前期影响雨量与径流深呈低强度相关(相关系数为0.197~0.263,P<0.01);降雨量P、I30、I60、降雨动能E与径流深、洪峰流量相关性较强(P<0.01)。(7)选取P和I30作为描述降雨的特性因子,构建了不同过程雨型下场降雨径流深的经验模型。当P和I30较小时,不同雨型的径流深为Ⅰ型>Ⅱ型>Ⅲ型>Ⅳ型。随降雨量增加,Ⅲ型降雨的径流深逐渐高于Ⅰ型、Ⅱ型降雨。随I30增加,Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型降雨的径流深变化差异逐渐减小。
张海博[5](2020)在《昕水河流域景观格局与水土流失的关联分析及优化配置》文中研究指明在水资源相对匮乏的黄土高原地区,如何将有限的水资源能够支撑的有限植被配置在流域内的关键部位,是目前需要解决的关键技术。流域水土流失过程与土地利用景观格局变化密切相关,现有景观格局对水土流失过程的影响研究多以定性为主,定量研究不足,且景观格局优化配置研究较少。本文以黄河一级支流昕水河流域为研究对象,综合运用水文学、生态学、水土保持学、统计学、气象学的理论与方法,借助遥感解译、地面实验调查、历史资料收集、水文模型模拟等手段,分析流域气候、水文、土地利用的变化,筛选影响流域产流产沙的关键景观指数,模拟景观格局变化对流域水文过程的影响,解析不同结构与类型植被的水土保持效益,构建景观格局水沙效应评价模型,评价流域尺度上景观格局对水土流失的影响,并提出景观格局优化配置建议。主要研究结论如下:(1)1958-2015年,昕水河流域年降水量减少趋势不显着(P>0.05)。流域内暴雨、大暴雨发生频率逐渐降低。年潜在蒸散发量增加趋势不显着(P>0.05)。流域平均年径流量1.21亿m3,平均年输沙量为1280万吨,均呈显着下降趋势(P<0.05),突变点在1978年与2004年。流域输沙主要源于汛期暴雨侵蚀过程(7、8月输沙量占年输沙量87.01%)。昕水河流域输沙量的减少主要由坡面水土保持措施所致,其中淤地坝拦沙总量为262万吨(1980-2015年)。(2)1987-2015年期间,林地、城乡、工矿居民用地增加显着,草地显着减少,耕地呈现先增加后减少的变化趋势;景观破碎度增加,斑块形状趋于复杂化,聚集度下降,多样性及均匀度下降,人为干扰变强。(3)双累积曲线的分析表明,人类活动对昕水河流域径流量、输沙量的减少起主导作用。人类活动对减流的贡献率分别为76.31%(1978-2003年)和86.16%(2004-2015年),对减沙的贡献率分别为75.09%(1978-2003年)和85.09%(2004-2015年)。为了维持生态基流,林草总面积需达到75%以上,为了完全控制土壤侵蚀(侵蚀模数低于1000 t/km2 a),林地面积需达到92%以上。(4)利用SWAT模型分析景观格局对流域径流量、输沙量的影响得出,景观格局的径流效应评价模型为:径流量=-1434.818+442.630×FRAC_MN+9.801×COHESION+0.2×LPI,景观格局的输沙效应评价模型为:侵蚀模数=-199482.360+425.098×CONNECT+152.476×IJI+34936.004×PAFRAC-20103.676×MSIEI+145948.145×FRAC_MN,模型可用于评价不同景观配置的径流效应和输沙效应。(5)通过SWAT模型模拟分析得出,林地、草地面积每增加10%,年径流量分别减少0.04m3/s、0.02m3/s,年输沙量分别减少13万吨和10万吨。耕地面积每增加10%,年径流量增加0.06m3/s,年输沙量增加24万吨。(6)根据景观格局的水土保持效益分析得出,昕水河流域内小流域尺度的景观格局优化调控原则为:斑块形状复杂化、斑块面积小型化、斑块分布随机化;耕地斑块隔离化;林地斑块优势化。
杨振奇[6](2020)在《裸露砒砂岩区人工植被对水力侵蚀的调控机制研究》文中研究说明黄河流域的生态保护和高质量发展,是我国新时代生态文明建设的重要内容。裸露砒砂岩区是黄河粗沙集中来源区,研究该区人工植被对水力侵蚀的调控机制,对于科学指导植被建设和减轻泥沙入黄有重要现实意义。本文选取裸露砒砂岩区的鲍家沟小流域为研究区,在坡面尺度上,通过径流小区监测与野外放水冲刷试验,明确了裸露砒砂岩区坡面的侵蚀产沙规律、微地形变化过程和水动力学特征,分析了降雨和植被对坡面产流产沙过程的影响;以裸露砒砂岩区主要的人工植被为研究对象,从降雨截留、土壤水文物理性质、土壤抗蚀性和土壤质量方面,系统的研究了人工植被的径流调控机制,构建了裸露砒砂岩区土壤质量评价最小数据集;在流域尺度上,基于研究区土壤、地形和土地利用/植被覆盖数据,构建了流域地理信息数据库,结合地统计学的理论和方法,研究了人工植被格局和地形因素对土壤质量空间异质性的影响。运用景观生态学理论和空间分析方法,对小流域植被格局和水力侵蚀空间分异规律进行了分析,揭示了植被格局与地形因子对小流域水力侵蚀的耦合影响机制。研究得出了以下结论:(1)研究区的降雨类型分为长历时暴雨、长历时中到大雨、短历时暴雨,短历时的小到中雨4类,降雨会显着改变裸露基岩坡面的微地形,对于有植被生长的坡面无影响,在一个暴雨季节内,裸露基岩坡面微地形坡度的平均值由22.76°增长至23.09°,坡面细沟的细沟密度由0增加至33.73 m/m2,随着坡面微地形持续向利于侵蚀发生的方向发展,坡面产流产沙量随之增加。随着冲刷流量和坡度的加大,径流的冲刷能力增强,坡面的产流产沙量随之增加;低植被覆盖(≤15%)对坡面径流的影响相对较小,在水力冲刷作用下,仍易于侵蚀产沙,植被覆盖达到30%时,径流受到的阻滞作用增加,径流冲刷能力被削弱。(2)不同植被类型地表覆盖度差异显着,其中以沙棘林和油松林下的草本层盖度最高,分别是草地覆盖度的1.41倍和1.26倍。人工植被林冠层的截留能力由大到小依次为油松林、山杏林、沙棘林、柠条林;枯落物的持水能力呈油松林>山杏林>柠条林>沙棘林>草地的趋势;沙棘林下土壤大孔隙较为发达,其土壤饱和导水率较高,而裸地土壤孔隙较少,其饱和导水率最低;土壤入渗速率呈沙棘林>油松林>柠条林>山杏林>草地>裸地的规律。(3)降雨对裸露砒砂岩区土壤团粒结构的破坏机制不同,暴雨条件产生的气爆作用是导致裸露砒砂岩区土壤团粒体结构破坏的主要因素,雨滴击打造成的分散作用的破坏作用次之,土壤结构因吸水膨胀破碎的破坏作用最小。各植被类型土壤团粒体破坏率由小到大依次为沙棘林、柠条林、山杏林、油松林、草地、裸地。在对土壤的物理、养分、生化功能和抗蚀能力4方面性质分析的基础上,通过主成分分析法和Norm值筛选出土壤有机质、土壤含水率和土壤团聚体破碎率3个指标建立最小数据集指标,最小数据集的评价结果与重要数据集和全数据集评价结果拟合效果良好,可以应用在裸露砒砂岩区土壤质量评价中,不同植被类型土壤质量评价结果为沙棘林>山杏林>柠条林>油松林>草地>裸地。(4)以鲍家沟小流域为代表的裸露砒砂岩区典型流域,流域内的优势景观为裸露基岩景观,其次为大面积的人工植被景观。流域水力侵蚀强度以微度侵蚀为主,微度侵蚀是流域的主要侵蚀景观,各侵蚀强度斑块的破碎化程度由大到小呈极强烈侵蚀、强烈侵蚀、中度侵蚀、轻度侵蚀、微度侵蚀的排列顺序。流域水力侵蚀强度具有显着的空间自相关性,水力侵蚀强度高值聚集区主要位于基岩大幅出露的区域,低值聚集区主要分布在坡面。灰色关联分析的结果显示,高值聚集区与斑块面积分形维数的关联系数最高为0.774,低值聚集区与坡度关联程度最高。地形是导致植被景观破碎化并决定水力侵蚀强度的主要因素,而在地形平缓的地带,植被景观的联通程度则是限制水力侵蚀发生发展的主要因素。
叶晶萍[7](2020)在《寻乌水流域水土流失对土地利用格局变化的响应》文中提出水土流失是中国的头号环境问题,而南方红壤区是我国仅次于黄土高原的严重水土流失地区之一,大量的土壤侵蚀、水土流失及其诱发的相关环境问题严重地阻碍了该区经济和社会的可持续发展,因此探析南方红壤区水土流失规律、机理,寻求防治途径和方法,是该区当前水土保持工作的重要任务。由于人类活动和自然因素共同作用引起的土地利用变化对水土流失具有重要影响,研究土地利用格局变化对水土流失的影响有助于控制水土流失和保护生态环境,而流域是水土资源利用和物质迁移的自然空间综合体,是进行水土流失对土地利用格局变化响应研究的最佳单元。因此本文以南方红壤区寻乌水流域为研究对象,通过对该流域1990—2016年的土地利用变化、景观格局演变以及水土流失特征等进行深入探究,分析该流域土地利用格局变化对水土流失的影响,探究该流域土地利用格局变化带来的环境效应,从而为南方红壤区水土流失治理和环境保护提供一定的理论依据。主要结论如下:(1)研究期间内,寻乌水流域园地(增加41.33%)和林地(减少36.82%)面积占比变化幅度最大,耕地(减少6.26%)其次,水域(减少0.18%)变化幅度最小。研究时段内园地“涨势”和林地“落势”十分明显,建设用地增速相对较快,耕地和未利用地呈小幅下降趋势。寻乌水流域土地利用变化显着且处于单向转换的不平衡状态。(2)寻乌水流域内土地利用类型主要以林地、园地和耕地为主。林地景观组分对流域的控制作用减弱,后期园地也成为了流域的优势景观组分。流域内各景观类型的团聚程度较高,研究期间内寻乌水流域的景观生态过程较活跃。随着人类干扰强度的增加,景观多样性指数上升,破碎化程度进一步加强,景观异质性增大,流域景观复杂性和变异性程度增加。寻乌水流域景观格局朝着低连通、破碎化、异质性高的方向演变。(3)寻乌水流域多年平均降水量和径流深分别为1585.93mm、862.20mm,总体上都呈下降趋势,且径流深的下降趋势更为显着。利用突变检验结合降水—径流累积曲线分析,确定降水、径流突变点均为1997年,因此将流域研究时段划分为1980—1997年和1998—2016年两个时期。其中,1980—1997年作为基准期,1998—2016年的土地利用变化期。(4)土地利用格局变化对流域产流产沙进程具有重要影响。根据经验统计法计算,年尺度上,降水变化和土地利用变化对流域径流减少的贡献率分别为249.07%和-149.07%。降水是径流的主要来源,1998—2016年平均降水量相对于1980—1997年减少了3.91%,而平均径流深减少了5.66%,降水变化对径流减少的贡献率较大,而流域内土地利用格局的变化起到了增加径流的作用。季节尺度上,春、夏季降水变化对径流减少的影响居主导地位,贡献率分别为64.73%和78.37%,而秋、冬季径流减少的主要驱动力为土地利用变化,贡献率分别为105.33%和180.81%。这是由于雨季径流对当季降雨响应更为明显,而旱季,土地利用变化对径流影响则更为突出。同时2013—2016年的径流深—泥沙量的双累积曲线斜率相对于2009—2012年更高,即相同降水条件下,后一段时期产沙能力会更强,该时期土地利用格局的变化使得流域产沙量增加。(5)土地利用格局变化对流域水土流失具有重要影响,通过典型对应分析法(CCA)分析景观格局与流域水土流失之间关系。类型水平上,各土地利用类型的分布大小、形态、连通性与水土流失密切相关。耕地的从生度(CLUMPY)、林地的斑块分维数变异系数(FRAC_CV)、园地和建设用地的斑块连接度(CONNECT)对产流影响较大,而耕地的景观形状指数(LSI)、林地的从生度(CLUMPY)、园地和建设用地的斑块面积(AREA_MN)和形状分布特征(LSI)等对泥沙输移影响更为显着。景观水平上,流域的平均斑块面积(AREA_MN)、斑块连接度(CONNECT)与径流呈正相关。与此同时,流域景观邻接度指数协方差(CONTIG_CV)、斑块密度(PD)和景观分割度(DIVISION)与产沙输沙呈现正相关。说明该流域景观格局演变对水土流失影响显着,主要集中在空间分布大小、形态、连通性等方面。因此要想控制水土流失,可通过增强优势景观的控制作用、提高斑块均匀度、丰富景观类型、减少斑块之间的物理连接以及加强景观斑块的聚合度等优化土地利用格局的方式来实现。(6)通过遥感生态环境指数(RSEI)对寻乌水流域的生态环境质量评价发现,寻乌水流域1995、2005和2015年RSEI均值分别为0.554、0.544和0.550,呈先下降后上升趋势,说明生态环境状况恶化后得到改善。寻乌果业发展引起的园地快速扩张对林地的占用是生态环境恶化的主因,后期退果(耕)还林、保护生态林及植树造林等是生态环境改善的主因。
王孟文[8](2019)在《鲁东低山丘陵区县域土地系统时空演变及其模拟》文中研究说明土地系统作为陆地表层最核心的部分,是人类社会与自然环境相耦合的复杂系统,其变化深刻影响着物质、能量的循环过程,改变生态系统服务流动及人类福祉,威胁生态安全。随着人类活动的日益增强,土地利用类型、方式都发生了极大的变化,如何构建科学合理的土地系统研究范式已成为土地科学、景观生态学、地理学等多学科领域关注的焦点。本文提出了土地系统研究的“三棱锥”模型,以系统观下的“山、水、林、田、湖、草”人类命运共体思想为指导,以山东省东部典型的低山丘陵地区栖霞市为例,以内在演变逻辑为主线、时空尺度为标尺,研究了土地系统的数量和空间结构变化、人为扰动时空分异、土地系统驱动分析、水文生态效应、生态系统服务、生态安全格局及未来气候情景下土地系统模拟和生态风险预警七大块内容。以期为土地科学研究者以及自然资源规划与管理部门提供一种系统化、科学化研究思路。(1)基于多源遥感影像解译、实地采样、数据共享等多途径构建了研究区土地、生态环境大数据库,空间化了粮食产量及化肥施用量,评估了滑坡、泥石流等山地灾害。研究表明:栖霞市土地利用在2000-2010年变化剧烈,主要为耕地到建设用地的转移,2010-2015年变化减缓;15年间耕地共减少5485.70hm2,建设用地共减少5232.15hm2;土壤侵蚀得到有效控制;粮食产量急剧减少,化肥施用量显着增加。基本摸清了栖霞市2000-2015年土地利用类型及结构在数量、空间分布上的变化特征以及气候、土壤、植被等自然生态变化情况,作为土地系统研究体系中的格局探测模块为区域生态系统服务价值评估、生态安全格局构建及未来土地系统空间模拟等土地系统研究的子模块提供了基础数据支持。(2)利用分布指数研究研究区高程、地形起伏度、坡向、坡度变率、地形位指数等地形梯度下2000-2015年土地利用类型分布特征变化情况。研究发现:低地形梯度是栖霞市土地利用类型的分布及变化的主要梯度区域,高地形梯度自然状态保持度较高,但随着低地形梯度区域土地开发强度增加,土地利用类型的转移有向高地形梯度区域蔓延的趋势。该部分研究做为土地系统化研究的格局探测模块的子模块,是对典型区域土地系统研究的有效补充,可以反映区域土地变化特征,同时为区域在低地形梯度下合理化、集约化利用,保护山区脆弱的生态环境提供决策支持。(3)采用面积信息守恒及粒度重采样方法,以景观指数曲线拟合拐点确定研究区景观格局最佳分析粒度尺度为30m,同时,利用移动窗口法及半变异函数分析确定研究区最佳分析幅度尺度为1500m,综合粒度及幅度确定研究区特征尺度。以网格采样构建研究区人为干扰度指数,从全局自相关及局部自相关两个方面探讨了人为干扰的空间聚集和分异特征以及2000-2015年15年间的变化状况。以城镇为中心设定不同缓冲区样带,在特征尺度下分析不同城镇缓冲半径内人为干扰景观的破碎化、型状结构、聚集性以及多样性四个方面的景观格局时空演变过程,结果显示随着城镇中心距离增大,人为干扰逐渐减弱,栖霞市人为干扰下景观破碎化的距离阈值为10000m,聚集性的距离阈值为6000m,多样性的距离阈值为4000m。“人—地”关系耦合在研究区具有自身特点,该部分研究作为土地系统格局探测模块的另一个子模块,基本摸清了研究区人类活动对土地系统的影响程度及范围。(4)以国民生成总值、人口密度、化肥使用量变化等作为经济社会驱动,以高程差、降水、温度、植被净第一性生产力、土壤侵蚀等作为自然驱动因素,以研究区土地综变化动态度、耕地变化动态度、建设用地动态度为因变量,在小流域尺度下对比了“社会-自然”二元驱动下普通最小二乘法和地理加权回归两种驱动分析方法发现:地理加权回归模型优于普通最小二乘法模型,驱动因素中:地形、国民生产总值、人口密度、植被净第一生产力与土地利用综合动态变化相关,耕地、建设用地动态变化与地形、国民生产总值、人口密度密切相关,研究区土地利用综合动态度及耕地变化动态度的驱动因素存在显着的空间分异规律。根据区域特点重点研究变化剧烈土地利用类型的驱动因素,为区域土地系统可持续利用的全要素合理配置提供一定的依据。(5)通过分布式水文模型SWAT模型对栖霞市不同时期不同尺度的径流量、进入主河道的泥沙含量、有机氮、有机磷、硝酸盐含量等水文物质循环状况进行了模拟,使用SWAT-CUP工具利用决定系数及纳什系数将实地监测数据与模拟数据拟合结果进行校验,对模型参数合理率定,率定结果显示模拟精度基本符合研究要求。以非约束的主成分分析方法分析了SWAT模型自动划分的不同小流域景观格局及水文物质分布特征,利用Pearson相关研究了全流域尺度下,降水与径流量、进入主河道的泥沙及营养物的相关性、土地利用变化与径流量、泥沙含量以及营养物的相关性,发现林地为水质污染的“汇”类型,耕地及建设用地为水质污染的“源”类型。借鉴生态学中对应典范分析(CCA)及路径分析研究了小流域尺度下景观格局指数与水质相关性,景观水平下斑块密度和斑块形状在两个尺度下均对各类水质污染具有截留作用,不同尺度下斑块蔓延度的作用不同,而景观多样性在小流域尺度作用不明显。本部分研究通过模型加定量的方法深入探讨研究区“格局与过程”的关系,为从土地视角下为鲁东低山丘陵地区的生态环境保护提供了有效解决路径。(6)在土地系统格局变化探测及生态效应研究基础上,借鉴谢高地提出的生态系统服务评估价值法及修正方法,利用植被净第一生产力、降水量以及土壤保持量对生态系统服务价值当量因子进行修正,同时考虑通货膨胀等因素加入贴现率修正系数,对研究区格网尺度下生态系统服务价值进行了定量化和空间化的评估,对生态系统服务价值敏感分析,单项服务中,气候调节、水文调节及土壤保持三类生态系统价值在2000年和2015年分别占到了总价值的60.70%和61.54%,是栖霞市关键生态系统服务类型。15年间生态系统服务总价值上升1.74%,但其中粮食供给价值下降最大,达到4.51%,水资源供给价值上升最大,达7.54%。基于全局空间自相关、局部空间自相关以及利用简单克里金插值等探索性空间分析方法对2000-2015年栖霞市15年间生态系统价值时空分异特征进行研究,发现生态系统服务价值的空间尺度依赖性减弱,冷点区域增加。该部分研究是对土地系统研究中生态效应模块的延申,同时也是区域生态安全格局,再到基于生态安全格局的未来土地系统空间模拟研究的基础。(7)基于不同生态系统服务价值空间分布特征,根据各服务功能的聚集性划分不同等级生态系统服务重要度区域,构建研究区综合生态安全格局。利用人工神经网络算法,以自然和社会驱动因子数据为训练数据,获取研究区土地利用变化适应性概率。以生态安全格局最低等级区域设定为限制发展区域,构建多智能体决策单元。基于轮盘赌选择机制的元胞自动机模型模拟2010年土地利用空间分布,对模拟结果进行验证,验证结果表明该模型对水域及建设用地模拟精度较高,Kappa系数均达到90%以上。使用该模型对研究区2030、2050、2070、2100四年土地利用空间变化进行模拟,在生态安全格局约束下未来80年水域及建设用地变化不大,耕地面积显着增加,园地等其他用地显着减少。以模拟的未来土地系统空间变化为基础,分析未来水文生态环境风险,结果显示研究区水质明显改善,土壤流失量显着降低。作为土地系统性研究的最终模块,既是从生态保护角度的土地优化布局,也是检验“格局—过程”优化效应的有效途径,为研究区土地可持续利用决策具有一定的借鉴作用。本研究从系统观、可持续发展观出发,深化和完善了典型低山丘陵地区土地系统利用与保护理论方法与技术体系,有效解决了低山丘陵地区经济发展与生态保护瓶颈问题,突破了区域历史数据缺失所带来的难题,土地空间配置及生态环境风险科学合理的预测为研究区“天-地-人”和谐发展提供了可靠的技术支持。
刘二佳[9](2018)在《黄土丘陵沟壑区水土过程对生态工程的响应》文中研究表明本研究以黄土丘陵沟壑区退耕显着的北洛河上游为对象,基于1987年、1995年、2007年、2014年遥感影像数据,利用动态变化、转移矩阵、景观生态等方法,分析流域下垫面的时空演变特征;提出土壤侵蚀空间评价单元的划分指标和方法,利用模型模拟其时空分布特征,并分析土壤侵蚀风险;利用水文统计法分析1963-2011年间水文气象要素的变化趋势,定量分析人类活动对流域水沙变化的贡献程度。本文提出的土壤侵蚀空间评价单元是土壤侵蚀评价的方法创新,水土过程景观格局指数是景观生态学的重要实践。研究结果如下:1)1987年—2014年研究区平均植被覆盖度从17.51%增加到40.16%,植被先轻微改善,而后快速改善,最后保持稳定。部分植被退化,主要零星分布在坡面上。≤45%和>45%植被覆盖度的面积比例由96:4转化为45:55。2)1987年—2014年土地利用变化表现为林地、草地等植被覆盖区面积比例显着增加,耕地先缓慢减少后加速减少。耕地面积减少36.55%,林地、草地、水域、居民用地面积增加18.54%、16.91%、0.06%、1.04%。景观格局指数的变化意味着景观斑块向高连通、高度聚集、异质性方向发展。3)参与土壤侵蚀空间评价单元划分的因子为土地利用、土壤类型、微流域和沟道线。采用层次控制模式,利用语义相似度模型构建方法,基于因子之间的空间相关性,实现单元的自动化划分。根据划分结果计算土壤侵蚀量,其结果表明土壤侵蚀模数呈显着减少趋势,侵蚀格局发生巨大的变化。4)基于景观格局与土壤侵蚀过程的响应机理,修正景观空间负荷对比指数(Landscape Space Load Comparison Index—RLL/)。各时期的RLLI值分别为 6.53、5.71、2.85、1.92,说明退耕还林还草实施后,地表覆被结构发生急剧的变化,低植被覆盖度的耕地源景观减少,高植被覆盖度的林草地汇景观显着增加。5)降水量和气温年际呈不显着的变化趋势,径流量和输沙量呈显着减少趋势,年均变率分别为-0.32mm·a-1和-193.64t.km-2.a-1,跃变分别发生于1979和2002年,生态工程使汛期和平水期径流量逐时段减少,而枯水期径流量反而持续增加。输沙量呈持续性大幅度减少态势,且其减少程度远大于径流量的变化程度。频域≤1%时径流分布临界指数呈现减小趋势,说明由极端降水事件引发的极端径流难于在生态恢复等方式下得到有效调控。6)利用水热平衡气候弹性分析方法评估人类活动和气候因子对径流变化的贡献。依据水沙关系曲线,基于分形理论,提出评价人类活动和气候因子对输沙变化贡献的方法。生态工程使得人类活动和气候变化对径流量变化的贡献比例由4:6转化为7:3,对输沙的贡献比例由5:5转化为8:2,说明人类活动是径流输沙减少的主要原因。
冯舒,赵文武,陈利顶,吕楠[10](2017)在《2010年来黄土高原景观生态研究进展》文中研究指明严重的水土流失以及不合理的土地利用加剧了黄土高原土地资源的退化,导致该地区生态环境脆弱、生态系统服务不断下降。针对黄土高原地区存在的问题,我国学者基于景观生态学原理和方法,围绕"景观格局演变-驱动机制-水土流失过程-生态系统服务"的框架开展了大量研究,取得了一系列研究成果。通过梳理和总结2010年以来黄土高原地区景观生态学研究的现状和特点,指出了目前研究中存在的问题和不足,突出表现在区域比较研究、景观格局与生态过程耦合研究、生态服务权衡方法和模型构建等方面比较缺乏。建议未来黄土高原的景观生态学研究应加强区域尺度上的综合研究和不同地区之间的比较研究,深化景观格局演变的形成机理;进一步开展景观格局与过程的定量识别方法学研究,开发格局-过程耦合模型;加强生态系统过程与服务研究,同时开展相应的实证性研究,研发适宜的生态服务权衡模型,进而深入探讨区域生态系统服务的权衡机制。
二、黄土高原典型小流域景观格局配置模式(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、黄土高原典型小流域景观格局配置模式(论文提纲范文)
(1)黄丘区特色治理开发小流域土壤侵蚀变化对景观格局演变的响应(论文提纲范文)
1 研究地区与研究方法 |
1.1 研究区概况 |
1.2 数据来源 |
1.3 研究方法 |
1.3.1 小流域土壤侵蚀模数的估算 |
1.3.2 景观格局指数选择 |
1.4 数据处理 |
2 结果与分析 |
2.1 南沟小流域景观格局时空演化特征 |
2.1.1 景观类型面积变化 |
2.1.2 景观格局变化 |
2.2 南沟小流域土壤侵蚀的变化 |
2.2.1 土壤侵蚀时空演变 |
2.2.2 土壤侵蚀等级变化 |
2.3 南沟小流域景观格局与土壤侵蚀的关系 |
3 结论 |
(2)宁夏海原县菜园村LID景观规划设计策略研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 问题提出 |
1.2 研究对象 |
1.3 研究目的 |
1.4 研究意义 |
1.5 研究综述 |
1.6 研究内容 |
1.7 研究方法 |
1.8 写作框架 |
2 基础理论与分析框架 |
2.1 概念界定 |
2.1.1 乡村建成区 |
2.1.2 雨洪管控 |
2.1.3 措施景观化 |
2.2 基础理论 |
2.2.1 格局-过程-功能理论 |
2.2.2 源-流-汇-受理论 |
2.2.3 上述理论在本研究中的应用 |
2.3 分析框架与技术路线 |
2.4 案例分析 |
3 菜园村建成区雨洪问题地域特征分析 |
3.1 区域背景 |
3.1.1 区位条件 |
3.1.2 上位规划及相关政策 |
3.1.3 土地利用现状 |
3.2 菜园村自然条件 |
3.2.1 降雨条件 |
3.2.2 土壤条件 |
3.2.3 地貌条件 |
3.2.4 地质条件 |
3.2.5 水文条件 |
3.2.6 植被条件 |
3.3 现状问题 |
3.3.1 短时内涝 |
3.3.2 干旱 |
3.3.3 径流侵蚀 |
3.4 本章小结 |
4 菜园村研究区雨洪问题空间机制分析 |
4.1 菜园村研究区空间格局分析 |
4.1.1 流域关系分析 |
4.1.2 子汇水区划分 |
4.1.3 菜园村研究区下垫面划分 |
4.1.4 菜园村研究区空间格局分析 |
4.2 菜园村研究区汇水过程分析 |
4.2.1 菜园村研究区外部汇水分析 |
4.2.2 菜园村研究区内部汇水分析 |
4.3 菜园村研究区景观格局评价 |
4.4 本章小结 |
5 菜园村乡村LID措施及景观优化策略 |
5.1 菜园村空间格局优化策略 |
5.2 菜园村下垫面分区改造措施及景观优化 |
5.2.1 台塬下垫面 |
5.2.2 坡面下垫面 |
5.2.3 陡坎下垫面 |
5.2.4 硬化下垫面 |
5.2.5 沟谷下垫面 |
5.3 菜园村雨洪设施及景观优化 |
5.3.1 排水设施 |
5.3.2 滞留净化设施 |
5.3.3 蓄水用水设施 |
5.3.4 护坡设施 |
5.3.5 塬边埂 |
5.4 本章小结 |
6 结论及展望 |
6.1 结论与讨论 |
6.1.1 菜园村空间格局优化策略 |
6.1.2 菜园村建成区雨洪问题形成的空间机制分析 |
6.1.3 菜园村下垫面分区改造措施及景观优化策略 |
6.1.4 菜园村技术措施具体运用及景观优化 |
6.1.5 研究讨论 |
6.2 研究创新 |
6.3 不足与展望 |
6.3.1 研究不足 |
6.3.2 研究拓展 |
参考文献 |
附录-I 读研期间研究成果 |
附录-Ⅱ 图片索引 |
附录-Ⅲ 表格索引 |
致谢 |
(3)黄土丘陵沟壑区土地利用格局变化对小流域土壤侵蚀的影响(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景和意义 |
1.2 国内外研究进展 |
1.2.1 土地利用变化研究进展 |
1.2.2 土地利用变化对侵蚀产沙的影响 |
1.2.3 土壤侵蚀模型应用研究进展 |
1.3 研究目标和研究内容 |
1.3.1 研究目标 |
1.3.2 研究内容 |
第二章 研究区域和研究方法 |
2.1 研究区概况 |
2.1.1 地理位置及地形地貌 |
2.1.2 气象及水文 |
2.1.3 植被与土壤 |
2.1.4 社会经济 |
2.1.5 水土保持 |
2.2 数据准备 |
2.3 研究方法 |
2.3.1 土地利用分类 |
2.3.2 土地利用动态变化 |
2.3.3 土地利用转移矩阵 |
2.3.4 Wa TEM/SEDEM模型 |
2.3.5 景观格局指数计算方法 |
2.4 技术路线 |
第三章 纸坊沟流域土地利用时空变化特征 |
3.1 土地利用面积变化 |
3.2 土地利用动态度分析 |
3.3 土地利用转移矩阵 |
3.4 本章小结 |
第四章 不同土地利用情境下的流域土壤侵蚀特征 |
4.1 纸坊沟流域土壤侵蚀基本特征分析 |
4.2 基于Wa TEM/SEDEM模型数据库建立及参数校正 |
4.2.1 模型数据库建立与计算 |
4.2.2 Wa TEM/SEDEM模型参数校正 |
4.3 纸坊沟流域土壤侵蚀演变特征 |
4.3.1 土壤侵蚀年际变化 |
4.3.2 土壤侵蚀空间变化特征 |
4.4 本章小结 |
第五章 纸坊沟流域景观格局变化及其对土壤侵蚀的影响 |
5.1 纸坊沟流域景观格局总体特征 |
5.1.1 景观类型水平指数特征 |
5.1.2 景观水平指数特征 |
5.2 景观水平指数相关性分析 |
5.3 土壤侵蚀对景观格局变化的响应 |
5.4 本章小结 |
第六章 结论与不足 |
6.1 主要结论 |
6.2 研究中的不足与展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
(4)晋西黄土区小流域径流输沙特征及对雨型的响应(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 引言 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 流域径流输沙特征与降雨的响应关系 |
1.2.2 植被覆盖/土地利用对流域径流输沙的影响 |
1.2.3 流域场降雨径流模型研究 |
1.3 存在问题 |
2 研究区概况 |
2.1 地理位置 |
2.2 地质地貌 |
2.3 气候条件 |
2.4 土壤特征 |
2.5 土地利用与植被特征 |
2.6 社会经济条件 |
3 研究内容与方法 |
3.1 研究内容 |
3.2 研究方法 |
3.2.1 研究区选取 |
3.2.2 降雨观测、数据分析与处理 |
3.2.3 径流泥沙观测、数据处理与分析 |
3.2.4 影像数据获取及处理 |
3.3 技术路线图 |
4 流域降雨特征分析 |
4.1 流域降雨的年际变化和年内分配 |
4.2 流域雨型划分 |
4.2.1 降雨特征雨型划分 |
4.2.2 降雨过程雨型划分 |
4.3 流域暴雨特征分析 |
4.4 小结 |
5 不同类型小流域的径流特征分析 |
5.1 不同类型小流域径流的年际变化和年内分配 |
5.2 雨型对小流域径流特征的影响 |
5.2.1 不同雨型对小流域径流的影响 |
5.2.2 降雨过程对小流域径流的影响 |
5.3 不同类型小流域径流特征对暴雨的响应 |
5.3.1 暴雨条件下不同类型小流域径流特征 |
5.3.2 暴雨降雨特征和降雨过程对小流域径流的影响 |
5.4 小结 |
6 不同类型小流域的场降雨输沙特征分析 |
6.1 蔡家川小流域场降雨输沙特征 |
6.2 不同类型小流域场降雨输沙特征 |
6.3 降雨特征和径流特征对小流域输沙的影响 |
6.3.1 降雨强度对小流域输沙的影响 |
6.3.2 降雨量对小流域输沙的影响 |
6.3.3 径流特征对小流域输沙的影响 |
6.4 小结 |
7 不同过程雨型下流域径流模型及影响因素研究 |
7.1 地形特征与流域径流的关系 |
7.2 植被变化与流域径流的关系 |
7.3 前期影响雨量与流域径流的关系 |
7.4 降雨特征与流域径流的关系 |
7.5 不同过程雨型下流域径流模型 |
7.5.1 指标选取 |
7.5.2 模型构建 |
7.5.3 模型验证 |
7.5.4 径流模拟 |
7.6 小结 |
8 结论与讨论 |
8.1 结论 |
8.2 讨论 |
参考文献 |
个人简介 |
导师简介 |
获得成果目 |
致谢 |
(5)昕水河流域景观格局与水土流失的关联分析及优化配置(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1.引言 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 国内外研究进展 |
1.2.1 流域尺度水土流失研究进展 |
1.2.2 景观格局与生态过程研究进展 |
1.2.3 景观类型与水土流失研究进展 |
1.2.4 景观格局与水土流失研究进展 |
1.3 亟待解决的关键问题 |
2.研究区概况 |
2.1 研究区自然环境概况 |
2.1.1 地理位置 |
2.1.2 地形地貌 |
2.1.3 气象特征 |
2.1.4 水文特征 |
2.1.5 土壤特征 |
2.1.6 生物资源状况 |
2.2 水土保持建设概况 |
2.3 研究区社会经济概况 |
3.研究内容与研究方法 |
3.1 研究目标 |
3.2 研究内容 |
3.2.1 昕水河流域气侯要素的动态变化 |
3.2.2 昕水河流域土地利用与景观格局的时空变化 |
3.2.3 昕水河流域径流泥沙的动态变化 |
3.2.4 昕水河流域气候变化与人类活动对径流输沙的影响 |
3.2.5 昕水河流域景观格局水沙效应评价模型 |
3.2.6 昕水河流域景观格局的水土保持效益分析及优化配置建议 |
3.3 研究方法 |
3.3.1 数据来源 |
3.3.2 数理统计分析方法 |
3.3.3 野外调查实验方法 |
3.3.4 Penman-Monteith模型法 |
3.3.5 水文法计算生态基流 |
3.3.6 气候变化与人类活动对减水减沙的贡献 |
3.3.7 常用景观格局指数 |
3.3.8 SWAT水文模型基本原理与结构 |
3.4 技术路线 |
4.气候要素的动态变化 |
4.1 降水的动态变化 |
4.1.1 降水的年际变化 |
4.1.2 降水的年内变化 |
4.1.3 汛期降雨量的变化 |
4.1.4 暴雨的动态变化 |
4.2 气温的动态变化 |
4.2.1 气温的年际变化 |
4.2.2 气温的年内变化 |
4.3 潜在蒸散发的动态变化 |
4.3.1 潜在蒸散发的年际变化 |
4.3.2 潜在蒸散发的年内变化 |
4.4 小结 |
5.土地利用与景观格局的时空变化 |
5.1 土地利用的时间动态变化 |
5.2 土地利用的空间动态变化 |
5.3 类型水平景观格局变化 |
5.3.1 斑块面积边缘特征 |
5.3.2 斑块形状特征 |
5.3.3 斑块聚集度特征 |
5.4 景观水平景观格局变化 |
5.5 小结 |
6.径流泥沙的动态变化 |
6.1 径流的年际变化 |
6.2 径流的年内变化 |
6.3 泥沙的年际变化 |
6.4 泥沙的年内变化 |
6.5 小结 |
7.气候变化与人类活动对径流输沙的影响 |
7.1 气候变化与人类活动对减水减沙的贡献 |
7.1.1 气候变化与人类活动对减水的贡献 |
7.1.2 气候变化与人类活动对减沙的贡献 |
7.2 水土保持措施的减水减沙效益 |
7.2.1 典型水土保持措施的减水效益 |
7.2.2 坡面与沟道水土保持措施的减沙贡献 |
7.3 土地利用变化的减水减沙效益 |
7.3.1 土地利用变化对河道基流的影响 |
7.3.2 土地利用变化对土壤侵蚀的影响 |
7.4 小结 |
8.流域景观格局变化对径流输沙的影响 |
8.1 昕水河流域SWAT模型构建 |
8.1.1 流域子流域划分及HRU划分 |
8.1.2 参数率定及验证 |
8.2 子流域景观格局时空变化 |
8.3 景观格局与径流输沙相关关系 |
8.3.1 景观格局指数间相关性分析 |
8.3.2 景观格局指数与径流相关关系 |
8.3.3 景观格局指数与输沙相关关系 |
8.4 景观格局水沙效应评价模型 |
8.5 小结 |
9.流域景观格局空间变化情景模拟分析与植被优化配置建议 |
9.1 子流域土地利用格局变化径流输沙情景模拟 |
9.1.1 子流域土地利用格局变化径流输沙情景设置 |
9.1.2 子流域土地利用格局变化径流情景分析 |
9.1.3 子流域土地利用格局变化输沙情景分析 |
9.2 河道两岸不同土地利用缓冲带宽度变化径流输沙情景模拟 |
9.2.1 河道两岸不同土地利用缓冲带宽度变化径流输沙情景设置 |
9.2.2 河道两岸不同土地利用缓冲带宽度变化径流情景分析 |
9.2.3 河道两岸不同土地利用缓冲带宽度变化输沙情景分析 |
9.3 河道两岸不同土地利用空间变化径流输沙情景模拟 |
9.3.1 河道两岸不同土地利用空间格局变化径流输沙情景设置 |
9.3.2 河道两岸不同土地利用空间格局变化径流情景分析 |
9.3.3 河道两岸不同土地利用空间格局变化输沙情景分析 |
9.4 景观格局优化配置建议 |
9.4.1 斑块尺度优化配置建议 |
9.4.2 小流域尺度优化配置建议 |
9.4.3 流域尺度优化配置建议 |
9.5 小结 |
10.结论与展望 |
10.1 结论 |
10.2 创新点 |
10.3 未来研究展望 |
参考文献 |
个人简介 |
导师简介 |
在读期间获得成果 |
致谢 |
(6)裸露砒砂岩区人工植被对水力侵蚀的调控机制研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 引言 |
1.1 研究背景 |
1.2 研究目的 |
1.3 研究意义 |
1.4 砒砂岩区的范围及基岩侵蚀内因 |
1.4.1 砒砂岩区的分布范围 |
1.4.2 砒砂岩的侵蚀内因 |
1.5 水力侵蚀研究进展 |
1.5.1 水力侵蚀的影响因素 |
1.5.2 砒砂岩区水力侵蚀机理研究进展 |
1.5.3 水力侵蚀预报模型研究进展 |
1.6 植被对水力侵蚀的调控作用 |
1.6.1 植被对坡面产汇流过程的影响 |
1.6.2 植被对土壤抗蚀性和抗冲性的影响 |
1.6.3 植被格局对水力侵蚀的调控作用 |
1.7 砒砂岩区植被配置模式研究进展 |
1.8 存在的问题和发展趋势 |
2 研究内容、研究方法与技术路线 |
2.1 研究内容 |
2.2 研究方法 |
2.2.1 坡面水力侵蚀特征的研究 |
2.2.2 人工植被对径流调控机制研究 |
2.2.3 人工植被对土壤质量的影响 |
2.2.4 小流域水力侵蚀空间特征及其与植被格局和地形因子的关系 |
2.3 技术路线 |
3 研究区概况 |
3.1 地理位置 |
3.2 地形地貌 |
3.3 气象与水文条件 |
3.4 土壤条件 |
3.5 植被条件 |
4 裸露砒砂岩区坡面水力侵蚀特征及其与植被的关系 |
4.1 天然降雨条件下坡面产流产沙及其影响因素 |
4.1.1 降雨类型划分 |
4.1.2 降雨类型对坡面产流产沙的影响 |
4.1.3 次降雨对坡面微地形的影响 |
4.1.4 不同植被类型的减流减沙能力 |
4.2 裸露砒砂岩区坡面水动力特性及其影响因素 |
4.2.1 冲刷流量对坡面水动力特性的影响 |
4.2.2 坡度对坡面水动力特性的影响 |
4.2.3 植被覆盖度对坡面水动力特性的影响 |
4.3 裸露砒砂岩区坡面土壤剥蚀率及其影响因素 |
4.3.1 冲刷强度对土壤剥蚀率的影响 |
4.3.2 坡度对土壤剥蚀率的影响 |
4.3.3 植被盖度对土壤剥蚀率的影响 |
4.4 小结 |
5 植被类型对地表径流的调控作用 |
5.1 植被类型对地表覆盖度的影响 |
5.1.1 植被类型对草本生物量和地表覆盖度的影响 |
5.1.2 植被类型对草本生物多样性的影响 |
5.2 植被类型对降雨的截留作用的影响 |
5.2.1 植被类型对林冠截留的影响 |
5.2.2 植被类型对枯落物层持水的影响 |
5.3 植被类型对土壤水文物理特性的影响 |
5.3.1 植被类型对土壤颗粒分布特征的影响 |
5.3.2 植被类型对土壤综合持水能力的影响 |
5.3.3 植被类型对土壤饱和导水性能的影响 |
5.3.4 植被类型对土壤入渗性能的影响 |
5.4 植被类型对地表径流的调控机制 |
5.5 小结 |
6 植被类型对土壤质量的改良作用 |
6.1 植被类型对土壤抗蚀性的影响 |
6.1.1 植被类型对土壤团粒结构的影响 |
6.1.2 植被类型对土壤可蚀性的影响 |
6.1.3 植被类型对土壤抗崩解能力的影响 |
6.2 植被类型对土壤养分和生物化学性质的影响 |
6.2.1 植被类型对土壤养分的影响 |
6.2.2 植被类型对土壤生物化学性质的影响 |
6.3 植被类型对土壤质量的影响 |
6.3.1 土壤质量评价指标体系的建立 |
6.3.2 不同植被类型土壤质量综合评价 |
6.4 小结 |
7 裸露砒砂岩区小流域水蚀特征及其与植被和地形的关系 |
7.1 小流域植被景观的空间格局与地形因子的关系 |
7.1.1 小流域植被类型的分布特征 |
7.1.2 小流域植被景观的空间格局 |
7.1.3 小流域植被景观空间格局与地形因子的关系 |
7.2 小流域植被与地形因子对土壤质量的耦合影响 |
7.2.1 小流域土壤有机质的空间分布特征 |
7.2.2 小流域土壤含水率的空间分布特征 |
7.2.3 小流域土壤团粒结构破碎率的空间分布特征 |
7.2.4 小流域植被与地形因子对土壤质量的耦合影响 |
7.3 小流域水力侵蚀因子的空间分布特征 |
7.3.1 小流域土壤可蚀性因子的空间分布特征 |
7.3.2 小流域植被覆盖因子与水土保持措施因子的空间分布特征 |
7.3.3 小流域降雨侵蚀力因子与坡度坡长因子的空间分布特征 |
7.3.4 小流域水力侵蚀的分布特征 |
7.4 小流域水力侵蚀的空间格局和空间自相关性 |
7.4.1 小流域水力侵蚀的空间格局 |
7.4.2 小流域水力侵蚀的空间自相关性 |
7.4.3 小流域水力侵蚀空间自相关性与植被和地形的关系 |
7.5 小结 |
8 讨论 |
8.1 水力侵蚀与人工植被间反馈关系的尺度效应 |
8.2 植被对水力侵蚀的调控机制 |
8.3 裸露砒砂岩区小流域未来治理方向 |
9 结论 |
致谢 |
参考文献 |
作者简介 |
(7)寻乌水流域水土流失对土地利用格局变化的响应(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究进展 |
1.2.1 水土流失研究进展 |
1.2.2 土地利用格局对水土流失的影响 |
1.3 研究目标与研究内容 |
1.3.1 研究目标 |
1.3.2 研究内容 |
1.4 研究方法 |
1.4.1 基础数据收集 |
1.4.2 土地利用转移矩阵 |
1.4.3 景观格局分析法 |
1.4.4 水文分析方法 |
1.4.5 典范对应分析法 |
1.5 技术路线 |
2 研究区概况 |
2.1 自然概况 |
2.2.1 地理位置 |
2.2.2 气候条件 |
2.2.3 地形地貌 |
2.2.4 土壤类型 |
2.2 社会经济条件 |
3 寻乌水流域水文气象要素变化特征分析 |
3.1 寻乌水流域气象要素变化特征分析 |
3.1.1 降水变化特征分析 |
3.1.2 气温变化特征分析 |
3.2 寻乌水流域水文要素变化特征分析 |
3.2.1 径流变化特征分析 |
3.2.2 泥沙变化特征分析 |
3.3 本章小结 |
4 寻乌水流域土地利用格局变化分析 |
4.1 土地利用变化特征 |
4.1.1 土地利用变化总体特征 |
4.1.2 土地利用转移矩阵及转移特点 |
4.2 基于空间数据的土地利用格局分析 |
4.2.1 土地利用的高程分布格局及其时间变化 |
4.2.2 土地利用的坡度分布格局及其时间变化 |
4.2.3 土地利用的坡向分布格局及其时间变化 |
4.3 基于景观指数的土地利用格局分析 |
4.3.1 类型水平上土地利用景观格局分析 |
4.3.2 景观水平上土地利用景观格局分析 |
4.4 本章小结 |
5 寻乌水流域水土流失对土地利用格局变化的响应 |
5.1 径流对土地利用格局变化的响应 |
5.1.1 季节和年尺度上不同时段降水、径流对比分析 |
5.1.2 季节和年尺度上不同时段降水—径流关系分析 |
5.1.3 土地利用格局变化对径流变化贡献率探讨 |
5.2 泥沙对土地利用格局变化的响应 |
5.2.1 季节和年尺度上不同时段径流、泥沙对比分析 |
5.2.2 季节和年尺度上不同时段径流—泥沙关系分析 |
5.2.3 土地利用格局变化对产沙的影响 |
5.3 土地利用景观格局与水土流失关系分析 |
5.3.1 类型水平上景观格局与水土流失的关系分析 |
5.3.2 景观水平上景观格局与水土流失的关系分析 |
5.4 本章小结 |
6 寻乌水流域土地利用格局变化的生态环境效应 |
6.1 遥感预处理 |
6.2 分量指标计算 |
6.3 遥感生态指数(RSEI)构建 |
6.4 寻乌水流域生态环境时空变化分析 |
6.5 生态环境变化归因分析 |
6.6 本章小结 |
参考文献 |
致谢 |
作者简历 |
(8)鲁东低山丘陵区县域土地系统时空演变及其模拟(论文提纲范文)
符号说明 |
中文摘要 |
ABSTRACT |
1 引言 |
1.1 研究背景和意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 土地变化科学研究进展 |
1.2.2 土地系统演变中“格局-过程-尺度”研究进展 |
1.2.3 土地系统变化模拟模型研究进展 |
1.2.4 土地生态系统服务研究进展 |
1.2.5 土地系统可持续生态安全格局研究进展 |
1.3 研究内容与技术路线 |
1.3.1 研究内容及方法 |
1.3.2 技术路线 |
2 研究区概况及数据预处理 |
2.1 研究区概况 |
2.1.1 地理位置及行政区划 |
2.1.2 自然环境概况 |
2.1.3 社会经济概况 |
2.2 数据来源与预处理 |
2.2.1 数据来源 |
2.2.2 数据预处理 |
3 土地利用结构变化及其梯度效应 |
3.1 土地利用动态变化分析 |
3.1.1 土地利用数量变化 |
3.1.2 土地利用动态度 |
3.1.3 土地利用程度指数变化 |
3.1.4 土地利用类型转移及活跃度 |
3.1.5 土地利用空间结构变化 |
3.2 基于地形梯度的土地利用结构变化 |
3.2.1 不同高程梯度下土地利用结构变化 |
3.2.2 不同地形起伏度梯度下土地利用结构变化 |
3.2.3 不同坡度变率梯度下土地利用结构变化 |
3.2.4 不同坡向梯度下土地利用结构变化 |
3.2.5 基于连续变化图谱的地形梯度效应 |
3.3 本章小结 |
4 景观格局演变及其尺度分析 |
4.1 景观格局尺度分析 |
4.2 人为扰动下景观格局探索性空间分析 |
4.3 城镇化进程中景观格局多尺度演变分析 |
4.4 本章小结 |
5 土地系统变化驱动因素分析 |
5.1 基于OLS的土地系统变化驱动因素分析 |
5.2 基于GWR的土地系统变化驱动分析 |
5.3 本章小结 |
6 土地系统演变的水文生态效应研究 |
6.1 分布式水文模型构建 |
6.2 模型校验及参数率定 |
6.3 栖霞市水文生态效应 |
6.4 土地利用/景观格局与水文生态环境相关性 |
6.5 本章小结 |
7 基于土地系统演变的生态系统服务 |
7.1 生态系统服务价值当量修正及敏感性分析 |
7.2 区域生态系统服务价值变化估算 |
7.3 区域生态系统服务价值的探索性空间分析 |
7.4 区域生态系统服务变化影响因素分析 |
7.5 本章小结 |
8 生态安全约束的土地系统模拟 |
8.1 基于生态系统服务的生态安全格局构建 |
8.2 基于生态约束的ANN-MAS-CA土地系统模拟模型构建 |
8.3 未来气候情景下土地系统变化模拟 |
8.4 基于未来土地系统变化的水文生态环境风险预警 |
8.5 本章小结 |
9 结论与展望 |
9.1 结论 |
9.2 研究特色 |
9.3 研究不足与展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间发表论文情况 |
(9)黄土丘陵沟壑区水土过程对生态工程的响应(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 引言 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究进展 |
1.2.1 气候变化对水土过程演变的影响 |
1.2.2 下垫面变化对水土过程演变的影响 |
1.2.3 目前存在的主要问题 |
1.3 研究目标及研究内容 |
1.3.1 研究目标 |
1.3.2 研究内容 |
1.3.3 技术路线 |
2 研究区概况和数据情况 |
2.1 研究区概况 |
2.2 数据获取与处理 |
3 研究方法 |
3.1 植被覆盖度提取 |
3.1.1 归一化植被指数提取 |
3.1.2 植被盖度估算 |
3.1.3 植被覆盖度分级 |
3.2 景观格局动态变化分析方法 |
3.2.1 面向对象提取方法 |
3.2.2 动态演变分析方法 |
3.2.3 景观指数选择 |
3.3 水文气象数据处理 |
3.3.1 Mann-Kendall趋势检验法 |
3.3.2 Pettit突变检验方法 |
3.3.3 流量历时曲线法 |
3.4 气候变化和人类活动对水沙变化的贡献率定量解析 |
3.4.1 双累积曲线法估算 |
3.4.2 基于Budyko假说的气候弹性方法估算径流变化 |
3.4.3 基于分形方法估算输沙变化 |
4 流域植被覆盖时空分异特征分析 |
4.1 流域地形地貌空间分异特征分析 |
4.1.1 高程变化分析 |
4.1.2 坡度变化分析 |
4.1.3 地形位变化分析 |
4.2 植被覆盖度分布特征分析 |
4.2.1 植被覆盖数量动态变化分析 |
4.2.2 植被覆盖度空间动态变化分析 |
4.2.3 不同等级植被覆盖度转移变化分析 |
4.3 植被覆盖度时空变化与地形因子的关系分析 |
4.3.1 植被覆盖时空变化的高程梯度效应 |
4.3.2 植被覆盖度时空变化的坡度梯度效应 |
4.3.3 植被覆盖时空变化的地形位梯度效应 |
4.4 小结 |
5 流域景观格局时空分异特征分析 |
5.1 土地利用变化分析 |
5.1.1 土地利用类型指标提取 |
5.1.2 土地利用数量演变分析 |
5.1.3 不同土地利用的转移变化分析 |
5.2 土地利用景观演变分析 |
5.2.1 土地利用景观的演变速率分析 |
5.2.2 景观级别景观格局指数的演变 |
5.2.3 斑块级别景观格局指数的演变 |
5.3 土地利用时空变化地形梯度效应 |
5.3.1 土地利用时空变化的高程梯度效应 |
5.3.2 土地利用时空变化的坡度梯度效应 |
5.3.3 土地利用时空变化的地形位梯度效应 |
5.4 小结 |
6 土壤侵蚀机理过程空间分布特征分析 |
6.1 土壤侵蚀空间评价单元的划分 |
6.1.1 土壤侵蚀空间评价单元因子指标选取 |
6.1.2 土壤侵蚀空间单元生成 |
6.2 土壤侵蚀过程模拟 |
6.2.1 土壤侵蚀模型及其参数的确定 |
6.2.2 土壤侵蚀空间分布分析 |
6.3 景观格局变化对土壤侵蚀的影响 |
6.3.1 景观空间负荷对比指数 |
6.3.2 景观空间负荷对比指数的修正 |
6.4 小结 |
7 人类活动和气候变化对水沙变化贡献率的定量分析 |
7.1 气象要素变化特征分析 |
7.1.1 气温变化特征分析 |
7.1.2 降水变化特征分析 |
7.2 水沙演变的特征分析 |
7.2.1 水沙演变的趋势性分析 |
7.2.2 水沙演变的跃变特征分析 |
7.2.3 跃变前后水沙演变特征分析 |
7.3 气候变化和人类活动对水沙演变程度的定量化分析 |
7.3.1 双累积曲线法估算人类活动对水沙变化的影响 |
7.3.2 气候弹性分析方法和分形方法估算人类活动对水沙变化的影响 |
7.4 小结 |
8 结论与展望 |
8.1 结论 |
8.2 创新点 |
8.3 存在的不足 |
参考文献 |
个人简介 |
导师简介 |
博士在读期间成果清单 |
致谢 |
(10)2010年来黄土高原景观生态研究进展(论文提纲范文)
1 研究现状与特点 |
1.1 景观格局变化及其生态环境效应 |
1.1.1 景观格局动态变化特征 |
1.1.2 生态建设与景观格局变化的生态环境效应 |
1.2 景观格局与生态过程耦合 |
1.2.1 景观格局与土壤水分 |
1.2.2 景观格局与水土流失 |
1.2.3 景观格局与生态过程耦合 |
1.3 区域生态恢复与生态系统服务权衡 |
1.3.1 区域景观格局变化与生态系统服务 |
1.3.2 生态系统服务权衡 |
2 研究展望 |
2.1 目前研究中存在的问题 |
2.2 展望 |
四、黄土高原典型小流域景观格局配置模式(论文参考文献)
- [1]黄丘区特色治理开发小流域土壤侵蚀变化对景观格局演变的响应[J]. 罗佳茹,李斌斌,张风宝,丛佩娟,王海燕,杨明义. 应用生态学报, 2021
- [2]宁夏海原县菜园村LID景观规划设计策略研究[D]. 周雅吉. 西安建筑科技大学, 2021(01)
- [3]黄土丘陵沟壑区土地利用格局变化对小流域土壤侵蚀的影响[D]. 白云鹏. 西北农林科技大学, 2021
- [4]晋西黄土区小流域径流输沙特征及对雨型的响应[D]. 杨云斌. 北京林业大学, 2020(02)
- [5]昕水河流域景观格局与水土流失的关联分析及优化配置[D]. 张海博. 北京林业大学, 2020(01)
- [6]裸露砒砂岩区人工植被对水力侵蚀的调控机制研究[D]. 杨振奇. 内蒙古农业大学, 2020
- [7]寻乌水流域水土流失对土地利用格局变化的响应[D]. 叶晶萍. 江西农业大学, 2020
- [8]鲁东低山丘陵区县域土地系统时空演变及其模拟[D]. 王孟文. 山东农业大学, 2019(03)
- [9]黄土丘陵沟壑区水土过程对生态工程的响应[D]. 刘二佳. 北京林业大学, 2018(04)
- [10]2010年来黄土高原景观生态研究进展[J]. 冯舒,赵文武,陈利顶,吕楠. 生态学报, 2017(12)