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文档简介
目录前言第1章 绪论11 研究背景12 研究现状 1.2.1 国外研究现状 1.2.2 国内研究现状13 研究意义14 研究目标15 研究内容与方法 1.5.1 研究内容 1.5.2 研究方法16 技术路线17 项目研究的创新之处第2章 土地利用/土地覆被变化状况分析21 土地利用/土地覆被变化的概念22 土地利用/土地覆被变化的分类和现状23 土地利用/土地覆被变化的面积计算方法第3章 玛纳斯河流域水资源的变化31 玛纳斯河流域水资源概况32 玛纳斯河流域水资源的数据来源及其处理方法33 玛纳斯河流域的生态需水计算 3.3.1 遥感影像处理及数据提取 3.3.2 应用面积定额法计算用水量、地表耗损量,确定地表水资源与土地利用/土地覆被之间的关系 3.3.3 玛纳斯河流域水资源现状分析3. 4 探讨流域水资源在空间分布的变异性第4章 土地利用/土地覆被变化对玛纳斯河流域水资源的影响41 土地利用/土地覆被对地表水时空分布的影响42 土地利用/土地覆被的空间分布与地下水空间变化的响应关系43 土地利用/土地覆被对地下水资源的排泄、储存和补给的影响作用第5章 提出水资源合理利用措施第6章 结束语参考文献第1章 绪论1.1 研究背景水是生命之源,是支撑全球社会经济系统发展不可替代的资源。但是,由于全人类活动的负面影响,地球上的水循环在发生变化,许多地区正在发生严重的水问机1水资源问题已在较大程度上影响了地区社会经济的发展,成为社会经济可持的一个制约因素。而土地是一种生态系统,人类对土地的利用,必然会在不同方面对其产生影响,依附于土地的生态系统及其环境产生作用。随着全球环境变化研究的深入开展,土地利用/土地覆盖变化成为目前全球研究的热点和前沿问题。土地利用/土地覆盖变化在全球环境变化和可持续发展研究中占有重要地位。一方面,可为气候变化的全球和区域模式以及陆地生态系统模式提供情景;另一方面,有助于解释人地关系系统相互作用的内在机制。同时,土地利用/覆被变化是区域人口、资源、环境与经济发展问题的基本核心2,通过水土资源的 需求与供给的平衡关系体现。伴随土地利用强度不断加大,土地利用/覆被变化对区域水资源的影响越来越明显,开展土地利用对资源的影响研究,对合理调整土地利用格局,保持水土,涵养水源,促进经济可持续发展具有重要的现实意义3。土地利用对水资源的影响,还表现在直接导致水资源空间和时间分布格局发生变化,从而对流域生态、环境以及经济发展等多方面产生深刻影响4 。综上所述,土地利用和土地覆被对水资源的影响已经成为水资源研究的一个重要方面,我们有必要对其进行深入的探讨和研究。1.2 研究现状1.2.1国外研究现状水资源是关系到人类生存和发展的具有战略意义的自然资源,水资源问题已经威胁到了全世界的安全。故土地利用/植被覆盖的改变对水流域的研究也显得尤重要了。以流域为单元,研究农业土地利用变化对水文过程的影响,受到水文研究工作者的广泛重视。英国、美国、澳大利亚等国家进行了大量研究,其共同点是强调了流域植被类型和土地利用结构与水行为要素间的关系5。在国外,有很多人针对这一问题进行研究。比如,Stromberg等针对美国干旱的Arizona地区地下水位变化会引起植物种类和生物量变化,通过建立水文因子变化时植被相应变化的水文植被模型来模拟水资源变化带来的这些影响6。Poiani等针对半永久湿草地上植被对水文状况变化,把水文-植被模型与GIS结合,能模拟区域水文变化对植被的影响7。Gao等在研究碱化草地生态系统的植物群落演替时, 进一步考虑到大多数情况下水文因子都与其它环境因子共同影响着植被的变化,这时要考虑较多的参数,用复杂的模型8。Mauchamp等从此认识出发,对坡地上一个植被拼块的动力学过程进行了模拟9。国外的研究主要利用了植物学,GIS的理论,以及生态系统的理论来研究对水资源的影响。而且目前土地利用对水资源影响研究做了很多的工作,已经取得了很大的成果。但由于研究的主体、角度、方法、目的等的差异,系统地评价土地利用变化及其对水资源影响尚存在一定的问题。纵观已经取得的研究成果,对土地利用某种类型的变化导致水文过程的变化研究较多(如城市用地扩展增加了不透水层面积,使洪涝过程缩短,洪峰增高),但对于土地利用类型的组合变化对水文过程的影响研究较少。关于土地利用变化对区域水文过程影响的定量化研究,必须充分考虑其影响因子的空间变化和分异。随着全球环境变化研究的深入开展,土地利用/土地覆盖变化成为目前全球研究的热点和前沿问题5。1.2.2 国内研究现状由于社会经济发展,人类活动改变了水循环自然变化的空间格局和过程,加剧了水资源形成与变化的复杂性。土地利用/覆盖变化对水资源的影响包括水量、水质和空间分布的变化5。主要有甘红等对类社会经济发展的资源需求及其人类对水土资源利用的共性的研究10;牛最荣4等人河西内陆河流域土地利用对地表水资源影响研究;贺世杰11等人对土地利用/土地覆盖变化对生态环境的影响来研究。通过应用河川径流的溯源性和零地表水资源尺度等理论12来研究这个问题的。主要从对大气环境、水环境、土壤环境、生态系统以及生态安全的影响11等领域考虑的。而好的研究一定要有好的方法。而国内现在采用斑块破碎度和分段比重百分比指标12,把GIS与专业计算地下水流的FEFLOW软件结合,利用ArcView GIS处理区域土地利用变化的空间数据,与所建立的区域地下水流动的模型相联接12等方法研究的。虽然取得了一定的进展,但是还存在很多的不足,如目前,对于土地利用/土地覆盖变化引起生态环境变化的研究还大都处于定性描述阶段,应该将人文因素,如社会经济、国家土地政策、社会伦理等,加入到相关的研究之中,以使土地利用/土地覆盖变化对生态环境的影响研究更加合理和深刻,这些都值得我们加强。1.3 研究意义土地利用/土地覆被变化对水资源的影响的研究意义是重大的,针对对玛纳斯河流域水资源的影响的研究,在理论和实践上都有十足的意义。(1)在理论上,提出可行有效的保护措施,为玛纳斯河流域的可持续发展提供理论依据,经过我们的研究可以对马斯和流域进行近几年的水资源变化作出预测。(2)在实践上,经过我们的研究,我们可以制定一份可行性对玛纳斯河流域水资源保护的具体办法,为玛纳斯河流域的可持续发展提供有力的依据和方法。 1.4 研究目标土地利用/土地覆被变化对水资源的影响的研究,旨在达到以下目标:(1)通过对土地利用/土地覆被变化对玛纳斯河流域水资源的分析和考察,并与历年来的数据进行对比分析。(2)运用先进的技术处理,从而研究近年土地利用/土地覆被变化对玛纳斯河流域水资源的影响。(3)揭示土地利用/土地覆被变化对玛纳斯河流域水资源的影响,带给该河流域带来的影响及危害,为保护玛纳斯河流域提供理论依据和实际措施,为玛纳斯河流域经济发展和可持续发展提供一些依据。1.5 研究内容与研究方法1.5.1 研究内容 本项目以玛纳斯河流域为对象,研究其土地利用/土地覆被变化,主要包括以下四部分内容;(1)土地利用/土地覆被变化对玛纳斯河流域水资源的影响状况分析;(2)玛纳斯河流域水资源的变化;(3)土地利用/土地覆被变化对玛纳斯河流域水资源的影响;(4)提出区域水资源合理利用的建议。 1.5.2 研究方法 本项目选定玛纳斯河流域为研究对象,计算其土地利用/土地覆被变化,通过文献查阅、室内分析、野外调查等方法,了解玛纳斯河流域水资源的基本知识,并结合遥感与GIS技术,应用“面积定额法”,计算玛纳斯河流域土地利用/土地覆被面积。(1)文献查阅和室内分析:了解区域自然地理及社会经济环境现状,明确生态需水的概念,并确定不同植被类型生态需水的指标。(2)数据分析法:对历年数据统计后,作出统计图,对统计图和土地利用/土地覆被变化对玛纳斯河流域水资源的影响进行分析,为调查研究指明前进的方向。 (3)数据搜集统计:首先准备研究区域的遥感数据,根据研究区域的投影要求,对遥感数据进行合成、纠正、投影变换及数据镶嵌等处理。以及区域内各气象站点的气象数据(主要包括:降水、最高温度、最低温度、平均温度、日照时数等),各水文站径流量数据、各灌区引水量数据、水库库容及排泄量数据、各团场地下水位观测数据、渠系、河道长度等.(4)遥感技术:利用遥感影像,在ENVI环境进行分类样本训练,在确定分类模版的基础上,利用四叉树监督分类技术和光谱混合分析支持的遥感分类方法技术,提取各类土地利用类型。(5)地理空间统计:主要运用地理信息空间分析的方法对玛纳斯河流域水资源和土地利用/土地覆被变化的空间变化进行分析。1.6 技术路线遥感图像查阅资料野外调查图像处理软、硬件植被面积植被分布/土地利用土地利用/土地覆被变化对玛纳斯河流域水资源的影响土地利用/土地
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