祁连山区森林景观格局对水文生态效应的影响-水科学进展.pdfVIP

第 15 卷 第 4 期 水 科 学 进 展 Vol15 ,No4 2004 年 7 月 　　 ADVANCES IN WATER SCIENCE 　 Jul , 2004 　 祁连山区森林景观格局对水文生态效应的影响 杨国靖 , 肖笃宁 , 周立华 ( 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 , 甘肃 兰州 　730000) 摘要 : 在地理信息系统 Arc GIS 环境下 , 结合 1987 - 2001 年的水文资料 , 用 Spatial Analyst 、Hydrologic Modeling 等扩展 模块 , 对祁连山中段北坡大野口河流域和海潮坝河流域的景观格局与水文特征进行比较分析 , 结果表明: 大野口河 流域的景观组分以低海拔的草地和乔木林占优势 , 草地所占面积最大 , 整个景观较为破碎 ; 海潮坝河流域的景观组 分以高海拔的裸地和灌丛占优势 , 裸地所占面积最大 , 景观破碎化程度相对较低 。大野口河流域的蒸散发占降水量 的61 % , 流域径流系数为 039 ; 而海潮坝河流域的蒸散发 占降水量的 41 % , 流域径流系数为 059 。研究表明 , 导 致两流域生态水文效应相差较大的主要原因是两流域不同的景观格局 。 关 　键 　词 : 祁连山区; 景观格局 ; 水文生态效应 ( ) 中图分类号 : X143 　　　文献标识码 : A 　　　文章编号 : 2004 在森林与生态环境相互作用的过程中 , 水文过程是最为重要的方面之一[ 1] , 然而森林与水的关系受气象、 地形 、地质 、土壤 、植被等诸多因素的影响 。Swank 和 Brut 等的研究结果表明 , 流域产水量的变化是森林植被 恢复速度或叶面积指数的函数[2 ,3 ] ; 英国 Plynlimon 流域 、Coalburn 流域和 Balquhidder 流域的试验结果证明 , 森 林植被可减少产水量[4 ] ; 刘昌明等通过径流分析得出 , 黄河中游黄土高原的森林减少了年径流总量 , 林区径流 系数比非林区小 340 %～685 %[5 ] ; 而扈祥来在研究黄土丘陵地带森林植被对水资源的影响时却得出相反的结 论 , 林区径流大于非林区径流[6 ] ; 马雪华在研究四川省西部米亚罗高山林区时 , 得出森林流域年径流量较无林 区或少林流域大的结论[7 ] 。这些研究大多是将生态系统作为一个整体 , 来研究水分的输入与输出 , 水分在异质 景观中的运移 目前仍不清楚 。尽管许多研究显示 , 景观中水分运动以及不同景观结构对水分的影响十分重要 , 但涉及该方面的研究为数不多[8 ] 。在中、小型流域尺度上 , 水分的运动与景观空间格局具有密切关系 , 格局的 改变可以对水分在空间上的重新分布起到调节作用[9 ] , 合理的景观格局将有利于水分的循环 , 从而改善区域生 态环境 , 不合理的景观格局会导致水循环失调 , 造成生态环境的恶化 。 祁连山区是我国西北干旱环境下一个以森林 、草原为主体 , 较为湿润的复合生态系统 , 现有水源涵养林 2 3