汤旺河流气候变异和土地利用变化对河川径流量的影响

摘要

随着全球气候变化和人类活动的日益增强,水资源的时空分布正在发生着明显的改变。研究区域气候变异规律、土地利用变化及其水文水资源的响应对于揭示气候、水文和人类社会系统的相互作用机制、水资源的合理利用和区域的可持续发展具有重要的意义。本文以位于小兴安岭地区的汤旺河流域为研究对象,根据流域1964-2006年的气象、水文和土地利用资料,采用线性和非线性方法相结合的方式,分析了气候、水文要素的变化趋势及其与人类活动之间的关系。结果表明:
　　 (1)1964-2006年间流域年均温度和季节温度显著升高,冬季变暖趋势最明显,春秋两季次之,但温度变化的空间分布存在一定的差异。流域年降水量表现出下降趋势,但变化趋势不显著,夏季和秋季降水有所下降,春季和冬季降水量有所上升。
　　 (2)总体而言,流域的上、中游地区43年间植被质量有下降的趋势。流域林地面积减少了1326km2,水域面积(主要为湿地)减少了64.59km2,相反草地、农田和居民用地的面积有所增加,说明流域过去的几十年间主要发生的土地利用变化模式是林地和水体(主要为湿地)向耕地、草地和城市用地的转化,森林面积和质量的变化是引起汤旺河流域水文水资源变化主要的人类活动类型。
　　 (3)1964-2006年间,汤旺河流域年均径流量表现出下降趋势,流域的枯水径流量略有增加,洪峰径流量有所减少。流域春季各月多年径流量变化比较剧烈,春季和冬季径流量有增加趋势,夏季和秋季径流量有所减少。枯水径流量的变化与年均径流量具有类似的趋势,但春季枯水径流量表现出显著的增加趋势,各季洪峰径流量均表现出减少趋势。径流的未来趋势预测结果表明,未来年均径流量仍将持续减少,但枯水径流量和洪峰径流量将有所增加,径流的各季分布将更加不均匀,未来可能出现持续的干旱年。
　　 (4)流域径流量和降水呈现显著正相关,冬季降雪的增加和暖化效应增加了春季的枯水径流量,这对于缓解流域春旱可能具有积极意义。未来随着温度和降水量的升高,径流量的变化率将有所增加。土地利用变化尤其是森林采伐活动对1977-1992的径流量具有显著的影响,期间人类活动对于径流量的影响达到46.5％,气候变异的影响为53.5％。随着“天然林保护工程”的实施,森林采伐,毁林开荒,湿地破坏等活动有所减弱,人类活动对于水文水资源的干扰也有所减轻,但随着流域范围内人口用水的增加和水利设施的建设,这种干预在未来可能会有所增强,这就需要进行大量的科学研究,合理的规划、开发和利用水资源,维持水资源的可持续发展。