土地覆被变化对水资源影响研究

1、土地覆被变化对水资源影响研究王伟强08地理教育摘要:土地利用/覆被变化对区域水资源的影响越来越明显。选取邢台市为研究对象,运用19872000年统计数据,分析了土地利用/覆被和水资源的时空动态变化,探讨了土地利用对水资源的影响。结果发现研究区耕地对地下水资源产生较大影响,农作物需水量的增加是地下水资源超采的主要因素,提出了研究区合理规划土地,涵养水源的对策。关键词：土地利用/覆被变化;耕地;水资源内容：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1,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

2、对水资源的影响研究,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。邢台市地处太行山南端东麓和华北平原西部,属于典型资源型缺水地区,本文以邢台市为例,开展土地利用变化对水资源的影响研究,以期为当地调整土地利用格局、涵养水资源提供理论支撑。1研究区概况邢台市位于河北省南部,东经113°45115°50,北纬36°4537°48,面积1243437hm2。全区形似马鞍,自西而东,山地、丘陵、平原阶梯排列,比例217,其中山区(丘陵)主要包括邢台市、邢台县、临城县、内丘县、沙河市等5个行政区,其余县(市)为平原2。气候属温带半

3、干旱季风气候,多年平均降水量为531mm,降水年变率大,季节分配不均,6月-9月降水量约占全年80%。河流主要有卫运河、老漳河、滏阳河、留垒河、南澧河、北澧河、沙河、泜河等,属于海河流域子牙河和黑龙港两大水系。研究区经济以农业为主,盛产小麦、棉花、玉米、大豆、花生、谷子等粮油作物,是全国粮棉基地,素有“粮仓棉海”之称。工业初具规模,旅游业是新兴产业。土地利用中,农用地约占全市土地面积的70%,以耕地为主;其次为建设用地约占10%,以居民点及工矿用地为主。用水量中,农业用水约占总用水量的78%,工业用水约占14%,城镇和农村生活用水量约占9%。2土地利用与水资源变化分析2.1土地利用时空变化土地

4、利用变化是土地覆被变化的基础,直接改变地表的覆被状况3。由于山区平原下垫面不同,土地利用方式存在差异,因此,将研究区分为山区和平原两部分。山区土地利用类型齐全,组合较复杂。运用19872000年统计数据得,土地利用空间变化为耕地、林地、草地、水域、建设用地、未利用地之间的转化。耕地、草地、未利用地分别减少了7.53%,1.63%,7.24%;林地、水域、建设用地分别增加了10.60%,3.81%,41.61%。平原土地利用结构较简单,耕地占绝对优势。1987年,耕地占平原面积的94.72%。2000年占91.74%。空间变化主要为耕地和建设用地相互转化,耕地减少了2.98%,建设用地增加了3.

5、06%。2.2水资源时空变化地表水资源变化19872000年,研究区年径流量平均为4.45亿m3,其中10年低于平均值,总量呈减少趋势。由于降水季节性强,径流持续性差,河道一年中大部分时间干涸,甚至全年断流。其中,降水量偏丰的1996年,沙河干涸时间最短239天,泜河261天,午河282天。其余13年,午河11年断流,平均每年364.92天干涸;泜河5年断流,平均每年352天干涸;沙河7年断流,平均每年341.85天干涸。地下水资源变化地下水资源量为7.00亿m3,其中山区占55%,平原占45%。1987年以来,地下水位持续下降,而且速率呈增长趋势。原因是研究区属于灌溉农业区,近年农业经济的快

6、速发展导致地下水资源大量超采,而补给量远小于需求量。山区各县(市)地下水位下降(图2),平均速率为0.85m/a,最大为1.31m/a,最小为0.37m/a。2000年,浅层地下水位最深达40.03m,平均为26.27m。平原地区地下水位急剧下降(图3),1987年浅层地下水埋深最浅为3.70m,2000年最深处达59.13m。19871990年、19901995年、19952000年浅层地下水位下降速率分别为0.33m/a、0.72m/a、1.37m/a。19871990年,深层地下水的下降速率为0.80m/a,19952000年达3.67m/a。地下水水位变化情况3土地利用/覆被变化对水资

7、源的影响分析3.1土地利用/覆被变化对地表水资源的影响径流变化是土地利用/覆被变化对地表水资源产生影响的突出表现4。然而,将研究区土地利用变化和径流量进行相关分析,发现两者不相关,原因是研究区山区河流由降水汇集而成,间歇性强,径流变率大,短时间内无法体现出二者关系;而平原区土地利用类型主要是耕地和建设用地,其他地类面积小,变化小,同时河流断流持续时间较长,对地表径流影响较小。3.2土地利用/覆被变化对地下水资源的影响研究区土地利用主要类型为耕地,植被是农作物,而且在较高的农业投入下,水分成为农作物生产的主要制约量,因此选取主要农作物为土地覆被代表,进行土地覆被变化对地下水资源的影响研究,对指导

8、当地农业可持续发展具有较强的现实指导性。4结论及对策4.1结论研究发现,邢台市山区和平原的土地利用方式存在差异,山区土地利用以耕地、林地、草地为主,平原以耕地和建设用地为主,但总体是耕地占绝对优势,农作物为主要土地覆被。用水量以农业用水为主,占总用水量的70%以上,大部分来自地下水资源,经农作物需水模型计算得,以冬小麦、夏玉米、棉花为代表的农作物生长期需水导致地下水资源持续严重开采,超过了水资源承载力,是导致地下水位下降的主要原因。4.2建议根据以上分析建议从以下方面进行合理规划,维护研究区水土资源的可持续利用,保障农业经济健康发展。(1)山区是研究区水资源的重要涵养地,要高度重视水土保持工作

9、。陡坡地进行退耕改造工程,采取乔灌草多层配置、立体种植方式,增加水源养护林面积;缓坡地推广山区生态农业,转变单一农作物种植观念,发挥山区资源优势,培植优质果品业,进行果、牧、农全面种植,建立林、草、农复合生态系统。(2)平原区是农业生产基地,应打破传统种植结构,推广新型农业发展模式。适当降低冬小麦、夏玉米等高耗水作物的种植面积,增加油菜籽、大豆等节水耐旱作物的播种面积,合理发展棉花、牧草、药材等低耗水作物的生产。同时,种植结构由粮食、经济作物的“二元结构”向粮食、经济和饲料作物“三元结构”转变,发展节水型的饲料农业,适当扩大饲料作物种植面积。(3)运用现代科技,发展农业节水技术。推广灌溉节水技

10、术,从灌溉农田向灌溉作物发展,由漫灌、淹灌向滴灌、喷灌、管道灌溉等方式转变;推广滴灌、集雨补灌、聚水保墒等抗旱节水技术,减少输配水过程的跑漏损失和田间灌水过程的蒸发、深层渗漏损失,进一步建立与产业结构调整相适应的节水灌溉服务体系6。(4)设立生态农业建设专项资金,增强财政转移支付力度,并采取招商引资等形式筹措资金,建立政府、企业、社会多元化投融资机制,拓宽资金投入渠道,逐步形成政府为导向,农民与企业投入为主体的市场化、多元化的生态农业投入新机制7,改善农业生产基础条件。参考文献:1刘彦随,陈百明.中国可持续发展问题与土地利用/覆被变化研究J.地理研究,2002,21(3):324-330.3葛京凤,黄志英,梁彦庆等.河北太行山区土地利用/覆被变化及其环境效应J.地理与地理信息科学,2005,21(2):62-65.4邓慧平,李秀彬,陈军锋等.流域土地覆被变化水文效应模拟-以长江上游源头区梭磨河为例J.地理学报,2003,58(1): 53-62.5商彦蕊,李会昌