九剧水流域森林变化对径流情势的影响

论文摘要

近年来,随着全球气候变化、资源过度开发、人口迅速增加、土地利用/覆盖变化等因素,导致水资源危机加剧。为此针对影响流域水资源驱动因素的研究,已经逐渐受到各国研究者的重视。现有研究表明,在森林为主的流域中,森林以及气候变化对于流域水文过程的影响起着至关重要的作用。目前,大多数研究注重于森林采伐对流域水文的影响,而关于森林恢复对流域径流情势的影响还知之甚少。值得关注的是,不同的流量类型对于流域内的物质循环、生物生长、流域河道形态的塑造以及流域内水生态系统与陆地生态系统的连接具有至关重要的意义。在此背景下,本文以鄱阳湖上游支流之一的九剧水流域为研究对象,利用配对年法和流量历时曲线（FDC）划分七种不同的流量类型(高位流:Q5%、Q10%、Q25%;中位流:Q50%;低位流:Q75%、Q90%、Q95%),同时结合九剧水流域历史森林变化（森林采伐期1961-1985（参考期）、森林恢复期1986-2000、果树种植期2001-2016）探讨九剧水流域森林变化对流域径流情势的影响。本文的研究结果表明:（1）相较于参考期,森林恢复对于流域高位流情势具有较好的调节作用。森林恢复显著降低了高位流(Q5%、Q10%)的流量大小,分别降低9.98%和9.06%（P=0.020和P=0.016）,显著缩短了高位流(Q5%、Q10%)的历时,分别缩短了2.5天和3.1天（P=0.075和P=0.024）,并显著降低了高位流(Q10%、Q25%)的重现期（P=0.090和P=0.005）。然而,与参考期相比,果树种植则显著提高了高位流(Q5%、Q10%、Q25%)流量大小（P=0.031、P=0.037和P=0.077）,分别提高了29.91%、23.44%和15.71%,对于径流情势的其它组分却没有显著的影响。（2）与参考期相比,森林恢复和果树种植期对于中位流(Q50%)径流情势的影响效应均不显著,森林恢复仅仅显著提前了中位流的发生时间（18.5天,P=0.082）和增加了中位流的历时（15.8天,P=0.035）,而果树种植对于中位流径流情势组成要素均没有产生显著影响。（3）相较于参考期,森林恢复期显著提高了低位流(Q75%、Q90%、Q95%)的流量大小（P=0.013、P=0.012和P=0.025）,分别提高了24.23%、28.99%和28.80%;显著缩短了低位流(Q75%、Q90%、Q95%)的历时,分别缩短了18.4天、12.6天和7天（P=0.016、P=0.027和P=0.037）。而果树种植期则显著提前了低位流的发生时间（79.4天,P=0.060）,对于低位流径流情势其它组成元素并没有发生显著改变。以上的研究结果表明,森林恢复和果树的大面积种植虽然都使森林覆盖率得到较大程度的提高,但是两者对高、中、低位流径流情势影响的效应却不尽相同。森林的恢复对于受干扰后流域水文过程的恢复作用显著,而大面积种植果树显著增加了高位流,降低了低位流,不利于流域水文过程的恢复,有可能成为引发水土流失的驱动因素。因此,本研究结果对于正确评估造林和果树种植对流域水资源的影响提供了基础数据,对于未来该地区制订流域水资源管理和森林可持续经营策略具有一定的实际价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
•   1.1 研究背景及意义
•   1.2 国内外研究综述
•     1.2.1 森林变化对径流情势的研究进展
•     1.2.2 森林变化对高位流情势的研究进展
•     1.2.3 森林变化对中位流情势的研究进展
•     1.2.4 森林变化对低位流情势的研究进展
•   1.3 研究内容与技术路线
•     1.3.1 研究内容
•     1.3.2 技术路线
• 2 流域概况和径流情势
•   2.1 流域概况
•     2.1.1 流域地理位置
•     2.1.2 流域地形与土壤
•     2.1.3 流域水文与气候
•     2.1.4 流域森林植被
•   2.2 数据来源与处理
•     2.2.1 水文数据
•     2.2.2 气象数据
•     2.2.3 森林变化数据
•   2.3 方法
•     2.3.1 定义水文变量
•     2.3.2 定义径流情势要素
•     2.3.3 消除气候因素对径流情势的影响
•   2.4 本章小结
• 3 森林变化对高位流情势的影响
•   3.1 结果与分析
•     3.1.1 高位流情势对森林变化的响应
•   3.2 讨论
•     3.2.1 森林变化对高位流情势的影响
•   3.3 本章小结
• 4 森林变化对中位流情势的影响
•   4.1 结果与分析
•     4.1.1 中位流情势对森林变化的响应
•   4.2 讨论
•     4.2.1 森林变化对中位流情势的影响
•   4.3 本章小结
• 5 森林变化对低位流情势的影响
•   5.1 结果与分析
•     5.1.1 低位流情势对森林变化的响应
•   5.2 讨论
•     5.2.1 森林变化对低位流情势的影响
•   5.3 本章小结
• 6 结论与展望
•   6.1 结论
•     6.1.1 森林变化对高位流情势的影响
•     6.1.2 森林变化对中位流情势的影响
•     6.1.3 森林变化对低位流情势的影响
•   6.2 对区域果树种植业发展和流域水资源管理的几点思考与建议
•   6.3 存在不足
•   6.4 展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简历

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 徐志鹏

导师: 刘文飞,谢颂华

关键词: 森林变化,森林恢复,果树种植,径流情势,高位流,中位流,低位流

来源: 南昌工程学院

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 地球物理学,水利水电工程

单位: 南昌工程学院

分类号: P333

总页数: 64

文件大小: 4011K

下载量: 63