流域生态学视野下森林景观变化对水文过程的作用与影响

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作为中国最大的淡水湖泊与长江流域重要的组成部分,鄱阳湖流域在洪水调节、水土流失防治、保护生物多样性和维持长江中下游地区生态安全等方面具有不可忽视的影响。本文以“江西省江山湖综合开发治理工程”的实施为背景,概括总结鄱阳湖流域森林覆盖率的提高和森林质量的改善情况,并在此基础上,以2000年为转折点,利用鄱阳湖流域1953~2012年流域面雨量资料和实测径流资料,按水文年计算并分析了2000年以前(1953~1999年)和2000年以后(2000~2012年)两个阶段鄱阳湖出入湖河流基流与基流系数、枯水期出入湖流量的变化趋势以及泥沙情况,即从流域生态学角度出发,以微观机理研究成果为基础,定量分析鄱阳湖流域多年来森林景观的变化对该流域的水文过程以及水土流失的宏观影响。60年来鄱阳湖流域天然降水未发生趋势性变化,全流域森林覆盖率由31.5%上升到63.1%,森林质量大幅度提高。1953~1999年五河基流系数平均值为0.179,2000~2012年为0.227,表现为上升,河流基流量上升170m3/s,其中森林贡献达80m3/s以上;1953~1999年湖口进入长江的基流系数为0.23,2000~2012年为0.34,基流量增加461.19 m3/s。2000年以来(2000~2012年)鄱阳湖流域平均降水量比多年(1953~2012年)平均值少2.61%,入湖、出湖平均流量分别少3.11%和1.76%,平水偏枯。2000年以后和以前相比水文过程发生一定变化,2000年以后丰水期流域面雨量减少6.19%,五河入湖径流量减少9.93%,湖口出流减少6.87%,一定程度上缓解了洪灾风险;枯水期流域面雨量增加7.45%,五河入湖径流量增加12.5%,湖口出流增加8.02%,对生产生活用水和生态用水有利。2001年以后赣江等五河进入鄱阳湖泥沙平均每年减少1007×104t;湖口出湖泥沙增加314×104t,鄱阳湖由淤积转变为冲刷。结果表明,以河流基流为切入点,可以将流域植被状况改善、森林覆盖率提高对地表径流再分配、减少地表土壤侵蚀等的微观机制整合成河道湖泊水文过程改变的宏观表现。从目前发表的研究成果看,流域生态学主要集中在小流域植被覆盖、土地利用、土壤结构和地质条件等因素对降水、蒸发、土壤含水量、泥沙流失、地表径流和地下径流的影响机理及定量分析方面,把微观影响整合成流域宏观水文过程作用的研究很少,其中大中流域植被覆盖变化情况对宏观水文过程影响的研究更少。本文以微观机理研究成果为基础,利用鄱阳流域60年来森林覆盖率变化情况和水文过程以及水土流失变化的实测资料,以河道基流分析为切入点,定量研究了大中流域植被覆盖变化对宏观水文过程的作用和影响效果,从理论上讲,是一个创新。过去,大多数专家学者认为,鄱阳湖入湖径流减少是其近年来出现的进入秋季枯水过早、时间增多、极端枯水位更小的重要原因之一。本文研究成果表明,由于鄱阳湖流域森林覆盖率提高、森林质量改善和水利工程修建等原因,不仅枯水期入湖径流没有减少,反而是入湖、出湖径流有所增加。本文进行了详细的分析对比,论据充分,具有较大的实用价值。
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