土地利用-覆被变化对径流量影响探究进展

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1、土地利用/覆被变化对径流量影响探究进展　　摘要：土地利用/覆被变化（LUCC）充分体现了人与自然之间相互作用的关系，特别是LUCC对径流量的影响备受全球的关注。本文总结了LUCC对径流量影响的主要研究方法（对比试验流域法、统计分析法、模型模拟法、分离评判法）和前人的研究工作，分析了备受关注的森林和城镇化对径流量的影响、气候条件和不同土地利用/覆被类型对径流量和洪水过程的影响评价，以及量化气候条件和土地利用/覆被对净流量影响贡献率等几个方向研究进展，并讨论了在研究过程中存在的问题和未来可能的研究趋势。关键词：LUCC；径流量；水

2、文模型中图分类号：P343文献标识码：A文章编号：1672-1683（2014）01-0088-06人类活动对全球的演变起着不可替代且错综复杂的作用，土地利用/覆被变化（LandUse/Cover20Change，简称LUCC）是最能体现这个过程的因素之一[1-4]。土地利用/覆被的结构和功能与水量平衡、能量平衡联系密切，是径流量变化的外在动力之一[5]。植被类型、生长态势、覆盖率、根系深度、叶面积指数、管理经营方式等通过改变流域下垫面水文特征影响地表蒸发、下渗能力、表层覆被的截留量、填挖、径流路径，进而影响产汇流过程[7]。

3、因此，LUCC对径流量影响是地下水资源量评价、水质评价、全球碳循环研究、洪水预报、流域规划等工作的重要研究领域，也是分析水资源、水环境和水问题政策效应需要考虑的重要因素。在全球LUCC日益剧烈的背景下，探究LUCC对径流量影响有重要的科学价值和实践指导意义[7-9]。1LUCC对径流量影响的研究方法1.1早期研究方法早期研究LUCC水文效应的方法有流域对比试验法和统计分析方法[10]，流域对比试验法可以细分为三种，如表1。验法被对比实验法代替。对比实验法是根据研究需要，人工制造不同大小、不同坡度和不同覆被的土槽，模拟天然流域，

4、利用室内降雨装置，进行人工降雨实验。该方法更结合产沙以及水土保持等研究LUCC水文效应。例如，鲁克新等[11]通过对比实验得出，相同大小土槽、相同雨强、相同坡度和相同降雨历时，裸地坡面相对于植被覆盖坡面更易产流、产沙。20统计分析法是针对一个流域或者多个流域，选择较长时段上反映LUCC水文效应的特征参数（如径流系数、径流深、蒸散发等），尽量剔除其他因素的作用，从特征参数的演化趋势上，评估不同类型土地利用/覆被的水文效应[12]。该方法简单、易操作，仅通过简单的数理统计分析，无法揭示水文响应的物理机制，而且各个变量之间容易相互影

5、响，易导致分析结果偏离实际。1.2模型模拟法模型模拟法是根据研究目的，设定不同模拟情景，选取一个或者多个模型（水文模型、水文气候预报模型、土地利用变化模型等）耦合，通过统计、对比、分析、判断LUCC对径流量的影响，或者通过预测未来气候和LUCC情况推断未来相应区域径流量的变化情况[13]。随着现代3S等多种数字技术的不断发展，LUCC对径流量影响的研究方法也发生了较大的转变，由传统的流域对比试验法等转向流域水文模型模拟法[14]。水文模型是对复杂水循环过程的抽象或概化，能够模拟水循环过程的主要或大部分特征。由于LUCC变化涉及

6、因素繁多，过程错综复杂，因而以简化和抽象化为特征的各种模型有助于理解和预测LUCC对径流量影响。目前，分布式水文模型SWAT、VIC、SHE等得到了广泛应用[15-17]，常用的水文模型见表2。2.4土地利用/覆被和气候条件对径流量的综合影响该研究主要侧重以下两个方面。20一方面是研究土地利用/覆被和气候条件分别对径流量影响程度的大小。降雨是产生径流的主要条件，土地利用/覆被是改变径流量不可忽略的影响因素，因此将土地利用/覆被与气候数据相结合，研究对径流量的影响更具有说服力[32]。李云驹等[33]应用SWAT水文模型在云南省

7、滇池松华坝流域分析了气候条件和LUCC对径流量敏感程度，结果表明气候影响大于LUCC影响。陈晓宏等[34]采用多元回归模型对东江流域进行分析研究，认为LUCC是影响径流量的主要因素。邱国玉等[35]应用SWAT水文模型分析了20世纪80-90年代泾河流域径流量变化，发现气候变化和LUCC对泾河流域径流量变化的影响程度几乎持平。陈宁等[36]应用SWAT模型对汉江上游丹江口以上流域进行水文模拟，结果表明，仅在干旱季节，径流对LUCC最为敏感。需要说明的是，LUCC对气候条件影响，经常被忽略，同时，研究主要集中在特定的区域，尺度问

8、题至今仍是国际上待解决的问题。20另一方面是预测未来土地利用/覆被和气候变化，并模拟分析未来流域径流量的变化。由于气候条件和LUCC受人为因素的影响较大，并且预测结果得不到及时检验[37]，因此就该方向的研究并未得到更多的关注。胡彩虹等[38]以陆浑水库控制流域为研究对象，采