鄱阳湖典型流域水沙过程对植被格局的响应

Vegetation is an important factor affecting soil erosion, but vegetation restoration and construction play an important role in controlling soil and water loss. It is important to research the relationship between the soil loss and vegetation landscape pattern, in order to optimize the vegetation patterns and maximize the benefits of vegetation restoration at sub-watershed scale. However, it is still relatively weak. This project aims to make a quantitative study of the response of the watershed streamflow and sediment yield to vegetation pattern in Gongjiang river watershed, the upper of Poyang Lake watershed, based on field survey, runoff testing, remote sensing and geographic information systems, model simulation, and partial least squares method. It will be not only of great scientific significance in perfecting the relationship-mechanism between soil loss and vegetation landscape pattern, but also of practical significance in improving the management level of ecological construction.

植被是影响水土流失的重要因子，也是水土保持生态建设的主要措施。在流域尺度上如何以最优植被布局实现水土流失综合治理效益最大化成为亟需解决的问题。优化植被格局的前提在于弄清楚水土流失过程与植被景观格局的关系，目前在流域尺度上相关研究还相对薄弱。本项目选择鄱阳湖典型流域-贡江流域为研究区域，以水土保持学和景观生态学原理为基础，采用野外调查、径流试验、遥感和地理信息系统以及模型模拟等技术手段，通过对不同尺度多站点鄱阳湖典型流域多年水文资料分析和不同阶段植被格局遥感影像解译，利用偏最小二乘法和SWAT模型模拟研究流域水沙过程变化对植被格局演变的响应，揭示流域尺度上植被格局与水沙过程的关联机制，为鄱阳湖流域或南方红壤水土流失区重点治理和水土保持生态建设过程中较大尺度上的植物措施优化配置提供科学依据。

植被是影响水土流失的重要因子，也是水土保持的主要措施。从流域尺度上优化植被布局，有助于提升水土保持综合效益。项目选取鄱阳湖典型流域——贡水流域为研究区，基于遥感监测资料与实测水文数据，综合采用空间分析、景观生态、多元统计、趋势分析、突变检测、归因分析、模型模拟等方法，分析流域植被格局时空变化特征，揭示水沙变化趋势及驱动机制，厘清植被景观格局对水沙过程影响，提出调控对策。结果表明：（1）1981-2013年贡水流域植被指数以上升趋势为主（占64.2%），且上升区域集中分布于平江、梅江流域，治理初期是植被恢复最明显时期。（2）林地、耕地是流域最主要土地利用景观；1980-2013年，流域各类景观面积变化不大，主要表现为耕地、草地、林地面积略减，而城乡工矿用地面积增加。（3）除麻州站外，瑞金、翰林桥、汾坑、羊信江、居龙滩、茶芫、峡山站年输沙量均发生了显著变化，其中：瑞金和羊信江站呈显著增加趋势，其余5站呈显著减少趋势；1971-2014年，翰林桥站全年、汛期和非汛期输沙量分别减少了51.4%、50.5%、72.2%，以水土保持为主的人类活动影响是平江输沙减少的主要原因，其贡献率高达81.9%，且人类活动的减沙效应在非汛期表现更明显。（4）1975-2008年，塘背河小流域土壤侵蚀状况得到了明显改善，中、下游改善最显著，土壤侵蚀面积显著减少，水土流失由集中连片变为零星分散，土壤侵蚀等级整体向较低等级转移。（5）提高流域景观蔓延度、斑块结合度与聚集度可有效减少土壤侵蚀；景观斑块破碎度越高、形状越复杂，径流量越大；流域优势斑块内部链接性、与周围相邻斑块空间连接度越好，流域侵蚀产沙越少。（6）利用开放数据构建的平江流域SWAT模型，能较好模拟流域输沙量（验证期NS高达0.94），验证了SWAT模型在贡水流域的适用性。（7）根据区位特征以及植被格局与水沙过程关系，提出了基于不同区位、侵蚀级别区块的水沙调控技术。项目共发表学术论文11篇，其中SCI检索3篇，EI检索2篇，培养研究生2名，获得实用新型专利授权1项。