喀斯特地区人类活动主导下的生态环境变化与流域水文循环响应耦合机理研究

Because of karst process strongly in Guizhou, so its ecological environment is fragile and sensitivity.In different economic and social development stage,due to the way and intensity of human activities are different, make the ecological environment changes in the karst region and have an effect on the the hydrological cycle changes,also on water security of industrial and agricultural and ecological restoration.The project takes advantage of the "3S" technology, the isotope tracer techniques, experimental basin method, longitudinal sequence comparison analysis method and so on,by typical drainage basin Houzhai river in Puding,Guizhou as the research object,to analysis ecological environment evolution and spatial variation characteristics under the influence of human activities in drainage basin by remote sensing images data extraction of different study periods,Combined with hydrological monitoring data, the ecological environment, social and human data of the different study period,via the method of comparative analysis of the time series quantitative calculation to understand the human driving factors and the drive mechanism of hydrological cycle changes in drainage basin,to build scenarios forecast analysis model,to explain dynamic evolution of the hydrological and water cycle under the comprehensive influence of human activities in different time,which can provide a basis for the development and utilization of water resources and ecological restoration in karst areas.

贵州喀斯特作用强烈，生态环境脆弱，敏感性强。在不同的经济社会发展阶段，由于人类活动方式和强度不同，造成的喀斯特地区生态环境变化，影响到喀斯特水文循环变化，同时也影响到区域的工农业用水安全及生态修复。本项目利用"3S"技术、同位素示踪技术、实验流域法、纵向时间序列对比分析等方法，以贵州普定后寨河典型流域为研究对象，利用不同研究时段的遥感影像数据提取分析流域人类活动影响下的生态环境的演化过程及空间分异特征，结合不同研究时段的水文监测数据、生态环境、社会人文数据，通过时间序列对比分析方法定量计算，明确流域水文水循环变化的人文驱动因子及驱动机制，并构建情景预测分析模型，解析不同时期人类活动综合影响下，流域水文水循环的动态演化过程。可为喀斯特地区水资源的开发利用及生态恢复提供依据。

气候变化和人类活动叠加作用下的流域水文水循环演化已成为当前水文水循环研究领域最重要的课题之一。人类活动一方面通过改变流域下垫面影响流域产汇流过程，另一方面通过生产取水、修建库坝、跨流域调水等直接改变水资源的时空分布，成为流域水文水循环演变的驱动力之一。中国西南喀斯特地区是全球喀斯特分布最集中的地区，地表溶蚀显著，生态环境脆弱，社会经济发展落后和农村人口比重大进一步加剧人地矛盾。.本项目选取位于贵州典型喀斯特地区观测资料最长的小流域——普定县后寨河流域作为研究对象，构建适用于流域降水径流计算的半分布式水文模型，以流域外出务工人口迁移变化为切入点，分析流域主要环境变化及人类活动特征对流域水资源的影响。针对研究内容得出以下主要结论：1）流域土地利用/覆被变化较为显著，主要表现为耕地面积下降，林地和建设用地显著增加，水田向旱地、旱地向林地转化趋势明显；2）利用累计距平、滑动t检验及MK非参数检验法分析显示，流域气候处于自然波动状态。利用降水径流双累积曲线法分析显示，流域径流与降水存在很好的相关性。气候波动变化的影响和土地利用变化、大规模人口外出务工迁移可能是引起流域径流变化的主要驱动因素。3）以流域大规模务工迁移人口出现的时间点划分人类活动影响期，利用构建的半分布式水文模型模拟不同土地利用变化对径流变化的影响，结果表明土地利用变化增加了流域总径流量，但影响不大，而不同人类活动期土地利用变化对径流变化的影响程度不断增强。4）利用CA-Makov模型、中国天气发生器NCC/GU-WG 2.0及Thornthwaite公式评价2032年气候及土地利用条件下的水资源响应，结果显示土地利用变化主要起到消洪补枯的作用。.本项目在研究人类活动对流域水资源影响过程中丰富了以往主要以土地利用变化为研究主体的喀斯特地区人类活动的水文水资源效应研究，为缓和人地矛盾提供理论指导，针对流域生态环境和社会经济特性提出农业改善措施，为喀斯特地区水资源的开发利用及生态恢复提供依据。