秦岭北麓及周边生态系统水源涵养与水质净化功能评估

摘要

生态系统服务功能的正常发挥是保证区域生态系统持续健康稳定发展的前提。本文以秦岭北麓为研究对象，采用生态系统服务功能综合评估和权衡模型——InVEST模型，从流域及子流域尺度上，分别评估了秦岭北麓2000年和2010年的水源涵养和水质净化能力及其空间分布异质性，并借助研究区的生态环境信息，对秦岭北麓水源涵养及水质净化功能的敏感性因素做出分析和探究，结果表明:
　　(1)2000年秦岭北麓水源涵养总量为40.16×108m3，平均水源涵养能力为242.37mm;2010年水源涵养总量为44.5×108m3，平均水源涵养能力为265.33mm。黑河、石头河、灞河和浐河流域为秦岭北麓主要的水源涵养区，其高值区出现在黑河流域南部、石头河流域南部、神沙河流域、灞河流域南部小流域。
　　(2)气候因子与水源涵养能力密切相关，土地利用/覆被通过植被面积变化影响到区域水源涵养功能的发挥，从植被类型来看，秦岭北麓落叶阔叶林的水源涵养贡献率最高，占各类型植被涵养总量的53.27％;从土壤类型来看，棕壤的水源涵养贡献率最高，占总涵养量的37.67％。
　　(3)2000年秦岭北麓N素输出量为4997.17t，N素保持量为13966.14t，P素输出量为263.32t，P素保持量为927.19t。2010年秦岭北麓N素输出量为5003.69t，N素保持量为13514.22t，P素输出量为256.98t，P素保持量为886.88t。黑河流域和浐河流域的单位面积的N、P输出量最小，水质净化能力较强，主要表现在黑河流域东南部，沣河流域及浐河流域南部小流域。石头河流域、沣河流域，涝河流域及神沙河流域次之;灞河流域和潼河流域的单位面积N、P输出量最大，水质净化能力相对较弱。
　　(4)秦岭北麓各土地利用类型中，N、P输出保持量与农田的覆盖率成正相关关系，与草地、森林及灌丛的覆盖率成负相关关系。各植被类型中，旱地、落叶阔叶林和落叶阔叶灌木林的单位面积N、P输出量较大，旱地的N、P输出量占比最高。从土壤类型来看，沼泽土的单位面积N、P输出量最高。而褐土、黄绵土、棕壤及新积土的N、P输出量占比较高，此四类土壤的N、P输出量占总输出量的80％左右。
　　区域的水源涵养功能和水质净化功能是水资源在量和质上的生态表达，明确区域内特别是小流域的水源涵养和水质净化功能的数量关系特征和空间分布特征，对于流域水资源的空间配置和水质监测管理具有重要意义。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究意义

1．2 国内外研究进展

1．2．1 生态系统服务功能的研究进展

1．2．2 水源涵养生态系统服务研究进展

1．2．3 水质净化生态系统服务研究进展

1．3 存在问题及发展趋势

1．4 研究思路与技术路线

1．5 研究方法

1．5．1 水源涵养功能评估

1．5．2 水质净化功能评估

第二章 研究区概况与数据来源

2．1 研究区概况

2．1．1 地理位置

2．1．2 气候条件

2．1．3 河流水系

2．1．4 植被类型

2．1．5 土壤条件

2．1．6 社会环境特征

2．2 数据需求与来源

第三章 水源涵养与水质净化功能评估

3．1 水源涵养与水质净化功能时空格局分析

3．1．1 水源涵养功能时空格局分析

3．1．2 水质净化功能时空格局分析

3．2 水源涵养与水质净化功能时空变化分析

3．2．1 水源涵养功能时空变化分析

3．2．2 水质净化功能时空变化分析

3．3 模型结果验证

3．3．1 水源涵养模块结果验证

3．3．2 水质净化模块结果验证

第四章 水源涵养与水质净化功能影响因素分析

4．1 水源涵养功能影响因素分析

4．1．1 气候因子对水源涵养功能的影响因素分析

4．1．2 土地利用方式对水源涵养功能的影响因素分析

4．1．3 植被和土壤因素对水源涵养功能的影响因素分析

4．2 水质净化功能影响因素分析

4．2．1 土地利用类型与覆被率对水质净化功能的影响因素分析

4．2．2 植被类型对水质净化功能的影响因素分析

4．2．3 土壤类型对水质净化功能的影响因素分析

第五章 结论

5．1 结论

5．2 讨论与建议

5．3 不足与展望

参考文献

攻读硕士学位期间取得的科研成果

致谢