全球气候变化和强烈的人类活动正在深刻的改变着植被生态的演变,植被生态的演变对水资源的需求变化,必然引起地下水系统循环条件的改变,从而影响地下水开发利用,因此研究植被生态演变对地下水循环影响对干旱地区植被生态环境保护及地下水合理开发利用具有重要理论和实际意义。本项目对比分析毛乌素沙漠不同植被生态对地下水降雨入渗补给量、蒸散发量、径流、河流排泄各循环环节的影响。利用样方调查及植被指数、植被类型等遥感解译指标表征植被生态的演变;利用高精度、高密度的地下水动态数据,引入抽水试验公式改进降雨入渗补给量和蒸散发量方法;采用无网格数值模拟技术快速计算地下水流场,并实现降雨入渗补给及蒸散发量由场地尺度向区域尺度扩展;利用能量平衡原理,通过遥感方法计算区域蒸散发量;利用河流径流量,采取基流分割计算地下水河流排泄量。从而系统完整的研究植被生态演变对地下水循环的影响,提出生态容量及对应的地下水合理开发利用方案。
vegetation ecology;groundwater circulation;base flow;;
本项目基于AVHRR和MODIS等数据,利用样方调查及植被指数、植被类型等遥感解译指标研究植被生态演变规律,深入分析毛乌素沙漠植被生态对河流径流、基流量、地下水循环环节的影响。结果表明,研究区内76%的区域植被覆盖度大于30%,植被覆盖状况良好;近10年间植被类型变化不大,植被状态呈变好趋势的区域占绝对优势,黄土丘陵地区植被变好的趋势优于风沙滩地区。在时间维度上,耦合地表径流资料,建立马尔科夫链预测模型,结果表明植被覆盖度增加0.01,径流模数降低越0.057万m3/a.km2。风沙滩地区随着植被生态的好转,地下水基流量呈减小趋势,但减小幅度远小于河流径流量,基径比呈增大趋势,河流含沙量逐步减小。黄土丘陵地区,地下水基流量呈增大趋势,基径比增大幅度大于风沙滩地区,含沙量减小幅度明显。植被生态对水循环的影响作用不可忽视,特别是在蒸发蒸腾的影响作用达到了20%,对地下水循环演变控制作用更是超过了50%。采用无网格数值模拟技术快速计算地下水流场,并实现降雨入渗补给及蒸散发量由场地尺度向区域尺度扩展,从而系统完整的研究植被生态演变对地下水循环的影响,对地下水循环的影响对植被生态环境保护和水资源合理开发利用具有重要的实际意义。