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试述流域九龙江流域土地利用/覆被变化与其水质效应模拟学术

收藏本文 2024-01-27 点赞:6936 浏览:18056 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:土地利用/土地覆被变化(land use-land cover, LUCC)方式是人类与自然界交互作用的结果,其历程中蕴含着大量人类活动和自然环境的信息,对于揭示区域人-地联系演变规律具有重要的作用。LUCC有着显著的生态效应,已经成为流域水质退化的重要因素之一。由此,LUCC的方式、历程及其效应探讨有助于理解探讨区域环境变化并制订出有效的土地管理对策。本探讨选取土地利用/覆被变化较为剧烈的亚热带中尺度流域—九龙江流域为代表性流域,探讨九龙江流域土地利用的时空变化及其水质效应。本探讨基于遥感与GIS技术、CA-Markov和SWAT模型及情景浅析策略,以全流域、北溪干流和县域三种空间尺度对九龙江流域近三十年(1986-2010)土地利用/覆被的方式、历程及其变化走势进行定量浅析与预测;结合CA-Markov模型预测结果,运用构建的流域模型SWAT(Soil and WaterAssesent Tool)模拟LUCC的水质效应。取得如下探讨结论:1986-2010年间,九龙江流域林地除在2002-2007年间减少之外,其余时期均有所增加。耕地一直呈减少的走势,而建设用地则在四个时段持续加速增加。园地除在1986-1996年间减少外,其余三个时段均处于增加状态;果园和建设用地,耕地和建设用地之间有着系统转移历程,反映了九龙江流域近三十年来建设用地和果园的增加伴随着农业用地减少的土地利用/覆被变化的潜在历程。基于CA-Markov模拟流域LUCC,模拟精度达到可信的效果,Kappa系数为0.876;进一步模拟流域2018年土地利用格局。2007-2018年建设用地、园地增加,林地、耕地减少。在九龙江流域最大的干流-北溪构建SWAT模型,完成了模型的概化、参数化和模型校验。SWAT模型的日径流量校准期和验证期的纳什系数分别为0.64和0.76,月径流量校准期和验证期的纳什系数分别为0.86和0.89;对于营养盐负荷模拟,氨氮校准期与验证期的纳什系数分别为0.69和0.57,总磷校准期和验证期的纳什系数分别为0.56和0.49。以CA-Markov模拟的2018年流域LUCC数据作为输入参数,基于经校验SWAT模型开展LUCC的水文水质效应模拟。模拟结果显示:短期内土地利用格局变化对水文的影响小于对水质的影响;LUCC对水文要素(径流量、蒸发量、地表径流)的影响大小依次为:蒸发量地表径流径流量;对水质的影响较为显著,2007-2018年水质有逐步恶化的走势,而且对不同水期的影响大小依次为:枯水期平水期丰水期。关键词:LUCC论文CA-Markov论文SWAT论文模型论文水质论文效应论文流域尺度论文

    摘要3-5

    Abstract5-10

    第1章 绪论10-20

    1.1 选题背景与作用10-12

    1.1.1 选题背景10-11

    1.1.2 选题作用11-12

    1.2 国内外探讨进展12-17

    1.2.1 土地利用/覆被变化方式-历程探讨12-13

    1.2.2 LUCC 模拟探讨13-15

    1.2.3 流域土地利用变化的水文水质效应模拟15-17

    1.3 探讨目标、内容及技术路线17-18

    1.3.1 探讨目标17

    1.3.2 探讨内容与技术路线17-18

    1.4 论文结构安排18-20

    第2章 探讨流域概况、数据来源与探讨策略20-33

    2.1 探讨流域概况20-27

    2.1.1 九龙江流域自然概况21-25

    2.1.2 九龙江流域社会经济概况25-27

    2.2 数据及资料来源27-29

    2.2.1 遥感数据来源及处理27-28

    2.2.2 历史水文水质数据收集28

    2.2.3 社会经济数据来源及处理28-29

    2.3 探讨策略29-33

    2.3.1 土地利用变化探讨策略29-30

    2.3.2 CA-markov 模型土地利用模拟浅析30-32

    2.3.3 LUCC 的水文水质效应浅析策略32-33

    第3章 土地利用/覆被变化浅析及预测模拟33-64

    3.1 九龙江流域土地利用时空变化情况33-44

    3.1.1 土地利用比例的转变(土地利用转移矩阵)33-35

    3.1.2 年土地类型转变量35-37

    3.1.3 时段强度浅析37

    3.1.4 类别强度浅析37-39

    3.1.5 土地利用系统转移浅析39-44

    3.2 特定地类的变化浅析——以果园变化为例44-46

    3.3 县域尺度的土地利用变化及驱动力浅析——以平和县为例46-57

    3.3.1 探讨区域46-47

    3.3.2 数据来源47

    3.3.3 探讨策略47-48

    3.3.4 平和县 1996-2007 年土地利用时空变化48-55

    3.3.5 驱动力浅析55-57

    3.3.6 结论57

    3.4 基于 CA-markov 模型的土地利用走势预测57-63

    3.4.1 GIS 数据预处理57

    3.4.2 构建 CA-markov 模型57-58

    3.4.3 基于 CA-markov 模型的土地利用变化模拟结果验证58-59

    3.4.4 基于 CA-markov 模型的全流域土地利用变化走势预测59-61

    3.4.5 基于 CA-markov 模型的县域尺度土地利用变化走势预测61-63

    3.5 本章小结63-64

    第4章 SWAT 模型在九龙江北溪流域的水文水质模拟浅析64-87

    4.1 SWAT 模型概况64

    4.2 SWAT 模型数据准备----基础数据库构建64-73

    4.2.1 九龙江北溪流域数字高程模型65-66

    4.2.2. 九龙江北溪流域土地利用图66-68

    4.2.3. 土壤数据库构建68-70

    4.2.4. 九龙江北溪流域气象数据库的构建70-72

    4.2.5. 九龙江北溪流域非点源污染数据库构建72-73

    4.3 模型的校准验证73-83

    4.3.1 校准部分73-79

    4.3.2 验证部分79-82

    4.3.3 丰平枯不同时期的验证期模拟情况82-83

    4.4 浅析与讨论83-85

    4.4.1 总体适用性评价83-85

    4.4.2 对模拟情况的讨论85

    4.5 本章小结85-87

    第 5 章 SWAT 模型模拟不同土地利用情景的水文水质效应87-92

    5.1 2007-2018 年间九龙江北溪流域 LUCC 浅析87-88

    5.2 九龙江北溪流域 LUCC 对水文要素的影响浅析88-90

    5.2.1 径流量模拟值变化浅析88-89

    5.2.2 蒸发量模拟值变化浅析89

    5.2.3 地表径流模拟值变化浅析89-90

    5.3 九龙江北溪流域 LUCC 对水质的影响浅析90-91

    5.3.1 氨氮模拟值变化浅析90

    5.3.2 总磷模拟值变化浅析90-91

    5.4 本章结论91-92

    第 6 章 结论与展望92-94

    6.1 结论92-93

    6.2 革新点93

    6.3 后续工作倡议93-94

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