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乌裕尔河流域土地利用变化及驱动力分析

中国农村水利水电 2016年第7期 15-19,24页

作者：郭敏方海燕李致颖中国科学院地理科学与资源研究所陆地水循环及地表过程重点实验室北京100101 中国科学院大学北京100049

土地利用变化是影响土壤侵蚀、社会经济发展等的重要因素。根据1985、1995和2000年3期土地利用TM遥感数据,运用地理信息空间分析及土地利用转移矩阵和动态度等方法,研究了乌裕尔河流域3个时期的土地利用变化特征及其驱动因素。研究发现... 详细信息

土地利用变化是影响土壤侵蚀、社会经济发展等的重要因素。根据1985、1995和2000年3期土地利用TM遥感数据,运用地理信息空间分析及土地利用转移矩阵和动态度等方法,研究了乌裕尔河流域3个时期的土地利用变化特征及其驱动因素。研究发现:流域内土地利用以耕地为主,3个时期耕地分别占到总土地利用面积的66%、67%和70%左右;林草地面积则呈现逐年下降的趋势,所占面积比例由1985年的17.6%下降到2000年的13.9%,而建设用地、水域以及沼泽地面积变化不大。耕地占用林地、草地和沼泽地成为这3种土地利用类型面积减少的主要原因。近年来,土地利用变化速度加快,1995-2000年土地利用变化速度相对剧烈,1985-1995年耕地和林地年均变化速度分别为0.21%、-0.56%,而1995-2000年年均变化速度为0.64%、-2.65%。研究表明,自然环境因素决定该流域的土地利用空间分布格局,而土地政策的变化及人口的增加等人类活动很大程度上影响了土地利用变化的方向和速度。该研究可为流域土壤侵蚀产沙变化及水土保持提供借鉴,对于指导该区乃至整个东北黑土区土地资源合理利用具有指导意义。

关键词：土地利用变化乌裕尔河流域转移矩阵驱动力

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乌裕尔河流域水文气象要素变化特征分析

西北师范大学学报（自然科学版） 2018年第3期54卷 119-126,134页

作者：李天宇林山杉李朝阳冯永东北师范大学环境学院吉林长春130117

以乌裕尔河流域作为研究区,选取流域内4个气象站1958—2011年的气温数据和1985—2006年12个水文站的降水量、蒸发量和径流量数据,运用M-K突变检验、多元线性回归和相关性分析方法研究各水文气象要素之间的相互影响关系.结果表明,近50多... 详细信息

以乌裕尔河流域作为研究区,选取流域内4个气象站1958—2011年的气温数据和1985—2006年12个水文站的降水量、蒸发量和径流量数据,运用M-K突变检验、多元线性回归和相关性分析方法研究各水文气象要素之间的相互影响关系.结果表明,近50多年乌裕尔河流域气温上升趋势明显,年际变化率为0.4℃·(10a)^(-1).1985—2006年,降水量呈显著减小的趋势,年内分配极不均匀,夏季降水充沛,冬季干旱.多年平均蒸发量为963.3mm,21年蒸发量未发生突变,各个季节也均未发生突变.径流量年内分布极不均匀,汛期径流量占全年径流量60%以上;多年径流量呈波动性变化,整体径流量呈下降趋势.由此推断,在全球变暖的背景下,随着全球气温升高,乌裕尔河流域降水量和径流量将减小,蒸发量将增大.

关键词：乌裕尔河流域气温变化降水量变化径流量变化 M-K检验多元相关性分析

乌裕尔河流域土壤侵蚀时空分布特征及影响因素研究

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乌裕尔河流域土壤侵蚀时空分布特征及影响因素研究

作者：鄂立思哈尔滨师范大学

学位级别：硕士

土壤侵蚀是一种普遍的环境演化现象,对人类社会而言,土壤侵蚀是最活跃、最敏感的生态致灾因子之一,在众多的世界性生态与资源环境问题中,土壤侵蚀问题最为普遍和显著,是严重影响环境的全球性问题之一。本研究以东北黑土区具有区域代表... 详细信息

土壤侵蚀是一种普遍的环境演化现象,对人类社会而言,土壤侵蚀是最活跃、最敏感的生态致灾因子之一,在众多的世界性生态与资源环境问题中,土壤侵蚀问题最为普遍和显著,是严重影响环境的全球性问题之一。本研究以东北黑土区具有区域代表性的乌裕尔河流域为研究区域,以土壤侵蚀学和景观生态学为理论基础,将遥感和地理信息系统空间分析方法相结合,解析研究区1980-2010年三期土壤侵蚀时空格局与演化过程,分析区域土壤侵蚀的主要驱动因素,探讨以农业用地为主的流域综合治理下的景观格局结构特征对黑土侵蚀的影响,为当地或同类地区土地利用规划和侵蚀治理提供科学参考。取得研究成果如下:(1)通过RUSLE模型和综合考虑了研究区内各种自然环境因素对流域尺度下土壤侵蚀总体状况的影响。在此基础上借助GIS与遥感技术提取影响土壤侵蚀的主要因子,包括降雨量侵蚀因子R、土壤可蚀性因子K、坡度坡长因子LS、植被覆盖与管理因子C和水土保持措施因子P,并在Arcgis10.2中建立了1980年、1995和2010年土壤侵蚀因子数据库,对流域土壤侵蚀数据进行管理。(2)对研究区30年间的土壤侵蚀总体变化进行时空关系研究,主要从转移矩阵的角度综合分析,1980年-1995年,研究区侵蚀面积共减少1697.47 km2,减小幅度为21.58%,2010年较1995年侵蚀总量增加169.46×104t,增加幅度为38.04%,研究区侵蚀状况1980年侵蚀程度最大,到1995年有所改善,各个侵蚀强度级别的侵蚀面积都明显减小,侵蚀量降低,到2010年侵蚀程度加重,侵蚀面积和侵蚀量都有很大的增幅,但增加幅度不同,存在差异。(3)研究区30年间不同环境背景条件下及其流域分区下的土壤侵蚀研究。对影响土壤侵蚀的环境背景因子包括海拔高度、坡度和土地利用覆盖类型等在GIS中进行叠加分析,统计分析土壤侵蚀在不环境背景条件下空间分布特征。结果表明,土地利用类型以旱地为主的地区、海拔在150-250m之间的地区、坡度为5-15°的地区,是土壤侵蚀最为严重的地区。(4)基于小流域的景观特征分析,进行了土壤粒度与土壤侵蚀模数的相关性分析,结果表明:土壤粒径组成35-220μm区间所占比例越高,区域土壤平均侵蚀模数越低;220-2000μm土壤粒径组成区间所占比例越高,土壤侵蚀模数越大。进行了不同景观类型与土壤侵蚀模数的分析,结果表明水田、林地、草地和沼泽是控制土壤侵蚀有效的土地类型,而旱地和未利用地与土壤侵蚀模数显著正相关。进行了景观指数与侵蚀模数的分析,结果表明:破碎化程度越大,土壤侵蚀模数小,聚集度指数与土壤侵蚀程正相关,多样性指数与侵蚀模数程显著负相关。

关键词：修正土壤侵蚀方程地理信息系统乌裕尔河流域土壤侵蚀

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乌裕尔河流域景观格局演变及其生态质量评价

乌裕尔河流域景观格局演变及其生态质量评价

作者：王富武哈尔滨师范大学

学位级别：硕士

随着乌裕尔河流域城市化进程加快、经济飞速发展,人类活动对于乌裕尔河流域的生态环境、生态景观都造成了较大影响。人类过度干扰直接或间接地对流域的生态系统产生了不利影响,这些不利影响导致景观格局发生剧烈变化,对生态系统正常运... 详细信息

随着乌裕尔河流域城市化进程加快、经济飞速发展,人类活动对于乌裕尔河流域的生态环境、生态景观都造成了较大影响。人类过度干扰直接或间接地对流域的生态系统产生了不利影响,这些不利影响导致景观格局发生剧烈变化,对生态系统正常运转产生影响,最终导致生态质量降低。本文将乌裕尔河流域作为研究区,以1980年、1995年、2000年、2010年和2020年的Landsat系列影像为基础数据支撑,利用ENVI5.3平台对遥感影像进行规范处理,利用时空关联规则、景观转移网络和PLUS模型,分析乌裕尔河流域景观格局的变化特征及演变规律,同时应用RBF神经网络模型对流域生态质量进行评价分级,揭示其生态质量变化趋势。主要得到以下结论:（1）基于WEKA数据挖掘平台并采用FP-growth算法挖掘乌裕尔河流域景观的演变轨迹与变化特征,发现乌裕尔河流域景观演变轨迹的最终结果大部分指向耕地,表明耕地面积增加。主要原因是乌裕尔河流域地处松嫩平原,是东北地区粮食主产区,受政策、经济发展、人口增加等影响需要大规模开垦耕地来种植农作物。耕地增加的区域主要集中在乌裕尔河东北部源头区的山前平原、低丘及河谷带,以及乌裕尔河入扎龙湿地前的下游区,源头区增加的耕地面积是由林地转化形成的,下游区的耕地面积是由草地和沼泽湿地转化形成的。（2）借助Ucinet6.0软件分析各景观类型之间的相互转换方向以及景观活跃程度,得出40年来乌裕尔河流域各景观类型之间都发生了转移关系。在众多景观转移关系中耕地、草地、沼泽湿地三种景观类型之间的转移占较大优势,水体、未利用地的转移强度较弱,景观转移活跃程度较低。（3）从模拟精度的结果来看,运用PLUS模型模拟乌裕尔河流域的景观变化和空间格局是非常可靠的。利用PLUS模型进行景观扩张策略分析表明:GDP、高程、距高速公路距离、距河流距离、距城市距离对景观变化有明显作用。利用PLUS模型对乌裕尔河流域2030年景观空间分布格局进行预测,结果显示:乌裕尔河流域耕地面积增加最多,其次为居民地,沼泽湿地和水体也呈现小幅度面积增加。林地、草地、未利用地面积减少。总体呈现林地、草地、未利用地转化为耕地和居民地的趋势。（4）选取16个指标,从景观稳定性、景观受干扰度和社会经济影响度三个方面构建了乌裕尔河流域生态质量评价指标体系,应用RBF径向基函数神经网络模型运算得到乌裕尔河流域生态质量值。得出乌裕尔河流域生态质量处于优和一般之间,但逐渐接近于一般,反映出乌裕尔河流域生态质量有向不良方向退化的趋势。乌裕尔河流域生态质量状况并没有出现巨大下降,主要是因为人均GDP增长了70多倍,以及最大斑块指数增大1.6倍,这都对流域生态质量的下降起到了一定的抑制作用。景观变异系数增大1.3倍,这对流域生态质量的下降产生了一定的推动作用。

关键词：乌裕尔河流域景观格局时空关联规则生态质量

乌裕尔河流域土地利用与覆被变化对径流的影响

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乌裕尔河流域土地利用与覆被变化对径流的影响

作者：姜立伟哈尔滨师范大学

学位级别：硕士

本文以乌裕尔河流域为研究对象,以1980年、1995年、2000年、2010年四期土地利用数据,DEM数据,及土壤数据为数据源,运用地理信息系统、统计学等研究方法,基于土地利用转移矩阵对四期土地利用的面积变化进行了空间变化分析,利用L-THIA模... 详细信息

本文以乌裕尔河流域为研究对象,以1980年、1995年、2000年、2010年四期土地利用数据,DEM数据,及土壤数据为数据源,运用地理信息系统、统计学等研究方法,基于土地利用转移矩阵对四期土地利用的面积变化进行了空间变化分析,利用L-THIA模型对依安站集水区土地利用/覆被变化的水文效应进行模拟和分析,为合理利用土地资源、保护流域水安全提供了有效的建议和实施方案,结论如下:（1）对乌裕尔河流域1980年-2010年土地利用类型进行统计分析,结果表明:这段时期,整个流域土地利用类型中耕地面积逐步增长,沼泽湿地面积减小,并且这种变化速率逐渐增长。林地和草地的面积在2000年前是减少的趋势,随后有所恢复。依安站集水区总体与整个流域的土地利用变化趋势相同。耕地面积逐渐增长;沼泽湿地面积减少,但沼泽湿地面积变化率明显小于整个流域的沼泽湿地面积变化率。对依安站集水区的土地利用进行转移矩阵分析得出:耕地主要转化为沼泽湿地和林地,林地主要转化为耕地,沼泽湿地主要转化为耕地和林地。草地主要转化为沼泽湿地、耕地和林地。整个依安站集水区的变化趋势依然是耕地对林地和沼泽湿地的侵占。（2）经验证证明L-THIA模型对本研究区的土地利用变化对径流的影响模拟具有较好的精准度。利用L-THIA模型模拟出的乌裕尔河流域1980年、1995年和2010年三期土地利用类型,不同降水强度下土地利用类型的水文响应。结果发现:降水特征对土地利用类型变化的水文响应程度,以丰水年最为明显,其次是平水年,响应最不明显的是枯水年。土地利用类型变化对径流深的影响也存在季节性差异,尤其是降水充分的夏季。随着径流深的绝对量的减小,月径流深变化幅度随之减小。（3）对流域内4个典型子流域研究发现,流域内土地利用类型间的相互转化对径流深的影响存在较大差异,以沼泽湿地向耕地转化最为明显,径流深度减少了63.10 mm/km2;其次是林地向耕地的转化,径流深减少了34.86 mm/km2;耕地向居民地转化对径流深的影响相对较弱,径流深减少了11.23mm/km2;草地向耕地转化产生的径流深变化最弱,径流深度约减少了0.93mm/km2。研究表明,土地利用变化情况对径流的影响明显,尤其是耕地对沼泽湿地的侵占,对径流深的影响显著,直接导致乌裕尔河上游径流量减少,并威胁到下游扎龙湿地的生态安全。

关键词：乌裕尔河流域 LUCC L-THIA模型水文效应

基于TETIS模型的黑土区乌裕尔河流域径流与侵蚀产沙模拟研究

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地理科学进展 2017年第7期36卷 873-885页

作者：李致颖方海燕中国科学院地理科学与资源研究所陆地水循环及地表过程重点实验室北京100101 中国科学院大学资源与环境学院北京100049

为科学地认识中国东北黑土区流域土壤侵蚀特征,探讨TETIS模型在该区的适用性,本文以乌裕尔河流域为例,利用1971-1987年日径流与泥沙实测数据对TETIS模型进行了校正与验证,进而分析了流域土壤侵蚀强度特征及其与坡度、土地利用方式的关... 详细信息

为科学地认识中国东北黑土区流域土壤侵蚀特征,探讨TETIS模型在该区的适用性,本文以乌裕尔河流域为例,利用1971-1987年日径流与泥沙实测数据对TETIS模型进行了校正与验证,进而分析了流域土壤侵蚀强度特征及其与坡度、土地利用方式的关系。研究结果表明:TETIS模型在乌裕尔河流域适用性好,日径流与日输沙量的纳什效率系数在0.52~0.70之间,决定系数在0.60~0.71之间,体积误差均不超过15%。流域平均侵蚀模数为397.2 t/(km2·a),流域以微度和轻度侵蚀为主,约90%的产沙来自于坡面。平均土壤侵蚀模数随坡度的增大而增大,流域侵蚀量主要来自于0°~5°坡面。不同土地利用方式具不同的土壤侵蚀模数,耕地土壤侵蚀模数最大,达556.3 t/(km2·a)。坡度较大的耕地和植被覆盖度较低的区域是水土流失治理的重点。研究表明,TETIS模型在黑土区模拟土壤侵蚀产沙应用前景好,可为研究区制定水土保持措施提供科学依据。

关键词： TETIS模型东北黑土区乌裕尔河流域土壤侵蚀模拟

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扎龙湿地对乌裕尔河流域水文特征的响应

干旱区资源与环境 2006年第6期20卷 94-98页

作者：王磊章光新中国科学院东北地理与农业生态研究所

流域的地表径流是河滨湿地的主要补给水源,对于其生态系统的演变起决定性的作用。本文对乌裕尔河流域的水文特征及其变化趋势进行了详细的分析,并阐述了这种水文特征对扎龙湿地景观、水质、生物及生态功能方面的影响,在此基础上,提出了... 详细信息

流域的地表径流是河滨湿地的主要补给水源,对于其生态系统的演变起决定性的作用。本文对乌裕尔河流域的水文特征及其变化趋势进行了详细的分析,并阐述了这种水文特征对扎龙湿地景观、水质、生物及生态功能方面的影响,在此基础上,提出了维持湿地健康的管理对策。

关键词：扎龙湿地乌裕尔河流域水文特征

基于SWAT模型的乌裕尔河流域气候变化的水文响应

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地理科学进展 2010年第7期29卷 827-832页

作者：冯夏清章光新尹雄锐中国科学院湿地生态与环境重点实验室中国科学院东北地理与农业生态研究所长春130012

乌裕尔河流域是气候变化的敏感区,其径流量是扎龙湿地的重要补给水源,探讨气候变化情景下乌裕尔河流域径流量的变化对区域社会经济发展和扎龙湿地生态环境保护具有重要的现实意义。本文利用SWAT模型对乌裕尔河流域进行径流模拟,并分析... 详细信息

乌裕尔河流域是气候变化的敏感区,其径流量是扎龙湿地的重要补给水源,探讨气候变化情景下乌裕尔河流域径流量的变化对区域社会经济发展和扎龙湿地生态环境保护具有重要的现实意义。本文利用SWAT模型对乌裕尔河流域进行径流模拟,并分析未来气候变化情景下河流径流量的变化。结果表明:SWAT模型可以较好地模拟乌裕尔河流域的径流量变化过程,尤其是产流量大的站点,模拟效率较高;气候变化对径流量影响较为显著,未来气候变化情景下,流域径流量随着时间的推移不断减少,而且不同水文站径流量减少幅度不同。

关键词：气候变化 SWAT模型径流模拟乌裕尔河流域

基于TETIS模型的东北黑土区乌裕尔河流域径流模拟

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陕西师范大学学报（自然科学版） 2016年第6期44卷 101-109页

作者：李致颖方海燕中国科学院地理科学与资源研究所陆地水循环及地表过程重点实验室北京100101 中国科学院大学资源与环境学院北京100049

将TETIS模型引进我国东北黑土区,以乌裕尔河流域为例,进行了径流模拟,结合SCEUA算法与手动调参,对1971—1987年日径流进行了模型的率定与验证,并对流域水量平衡进行了分析。结果表明:率定期和验证期纳什效率系数(ENS)和决定系数(R2)均超... 详细信息

将TETIS模型引进我国东北黑土区,以乌裕尔河流域为例,进行了径流模拟,结合SCEUA算法与手动调参,对1971—1987年日径流进行了模型的率定与验证,并对流域水量平衡进行了分析。结果表明:率定期和验证期纳什效率系数(ENS)和决定系数(R2)均超过0.7,水量平衡误差均不超过10%。蒸散发是流域水量的主要输出形式,地表径流为河道径流量的主要组成部分。年内径流量差异较大,夏季最多,冬季最少。结合模型评价指标与流域实际地理环境,认为TETIS模型在东北黑土区适用性良好。

关键词： TETIS模型东北黑土区乌裕尔河流域径流模拟