松華壩流域土地利用和氣候變化對水資源的影響及生態(tài)補償研究.pdf

1、水是生命之源，是人類賴以生存的物質條件和自然資源。隨著世界人口增長和工業(yè)化的發(fā)展，水量短缺、水源污染和洪澇災害等水資源危機正越來越嚴重地影響著人類生命健康和社會持續(xù)發(fā)展。因此研究和保護水資源已成為當今社會各國政府和科學家的重要課題。水資源危機的本質是水資源管理問題，其解決方法必然是在對水資源規(guī)律理解基礎上的管理方法研究。已有研究發(fā)現(xiàn)，氣候和土地利用變化是影響水資源的主要原因。而山地區(qū)域是水資源供應的重要源泉，其獨特的生態(tài)脆弱性和氣候敏感

2、性，使水資源更容易受到人類活動和氣候變化的影響，進而更大程度地改變時空分布和自然屬性。因此，在山地流域進行土地利用和氣候變化對水資源的影響研究，并分析和探討山地流域的生態(tài)補償機制，對于改善流域管理和應對水資源危機具有重要的科學和實踐意義。
　　 本文選取云南滇池的松華壩流域，綜合運用自然科學和社會科學的方法，利用分布式水文模型(SWAT)就氣候和土地利用變化對水資源的作用程度進行分析，并結合流域農業(yè)生產結構和經(jīng)濟收益探討流域的生

3、態(tài)補償機制。
　　 主要的研究成果和結論如下:
　　 1)松華壩流域主要的土地利用類型是林地、耕地和草地，其土地利用類型在時空尺度上發(fā)生著較大變化，整體趨勢是林地增加(17.8％)，耕地減少(11.9％)。1974-1992年間是研究時段內土地利用變化最大的時期，其次是2002-2008時期，最后是1992-2002時期。土地利用變化最快的階段是2002-2008時期其次是1974-1992時期，最后是1992-2002

4、時期。主要的土地利用類型中,耕地的變化幅度最大(50.0％)，其次是林地(33.5％)和草地(7.9％)，而在變化速率上，草地的最大(1.8％/a)，其次是耕地(1.3％/a)和林地(0.6％/a)。林地、耕地、草地三者之間的轉化處在動態(tài)變化之中，林地的增加大都來源于耕地的減少（124.4％～103.3％），而耕地的減少主要是轉化為林地（62.7％～69.5％）和草地(20.8％～24.2％)。
　　 2)氣候是流域內河道(徑)

5、流變化的主要原因，貢獻率為63.1％～96.6％。土地利用對河道(徑)流變化的影響整體上偏小，但是差異較大;在降雨減少或不變時土地利用的貢獻率為12.2％～36.9％，在降雨增加時貢獻率為3.4％～5.2％。從土地利用類型的變化來看，耕地減少草地增加可能會增加河道(徑)流量，反之則減少，而小面積林地增加(6％)和河道(徑)流變化的關系不明顯。
　　 3)大面積退耕還林還草(23.46％)可能會通過減少流域蒸發(fā)量(4.8％，9.4

6、％)和增加基流(14.1％，20.9％)來增加河道徑流（4.4％和11.3％）。而退耕還林或者還草對于地表(徑)流也有不同影響，還林減少地表(徑)流10.3％，還草增加地表徑流10.2％。退耕還林效果還跟流域林地的空間分布有關系，坡耕地(＞5°)和平耕地(＜5°)還林相比，會減少地表(徑)流(8.2％)，增加壤中流(9.8％)和河道(徑)流(4.4％)。
　　 4)土地利用和氣候變化都是影響水體總氮變化的主要原因，貢獻率分別為6

7、8.5％和68.2％,而兩者對水體總氮的影響在不同時期有較大差異。當總氮數(shù)量有較大變化時，或者減少量超過40％時，土地利用的貢獻率比較大，而當總氮負荷增加或者減小較少時，氣候的貢獻率比較大。土地利用類型和總氮變化量之間的相關性分析表明，耕地、草地和總氮變化具有顯著相關性(0.814，-0.895)，而林地和總氮變化沒有顯著相關性。
　　 5)退耕還林、產業(yè)結構調整、水土保持措施可分別減少水體總氮的38.8％、10.0％和14.8

8、％。從不同坡度的耕地還林效果來看，坡地(＞5°)還林減少總氮的數(shù)量是平地(＜5°)還林的1.7倍。對于不同的作物類型，化肥施用量高的作物（蔬菜）總氮排放要遠遠高于化肥施用量低的作物。
　　 6)松華壩流域的化肥投入占作物生產投入的39.7％，其中糧食作物的化肥投入比例(61.5％)高于經(jīng)濟作物（44.1％)。不同作物或同一作物的不同區(qū)域之間化肥施用量差異較大。教育水平、收入指數(shù)、農業(yè)收入比重、單位面積勞動力、耕地面積、糞指數(shù)與農

9、戶氮肥和有機肥的施用沒有明顯的相關性(R2=0.02)。
　　 7)生態(tài)服務功能價值法計算的生態(tài)補償標準（23185元/hm2）可以作為流域退耕還林生態(tài)補償標準的上限。機會成本法的生態(tài)補償標準核算結果（9118.5元/hm2～21646.1元/hm2）并不是一成不變的，存在著較大的市場風險。意愿調查法可以作為流域生態(tài)補償標準的依據(jù)。機會成本法和意愿調查法相結合更有利于生態(tài)補償標準的估算。
　　 8)在所有生態(tài)補償措施中，

10、平地退耕還林具有最高的補償標準（13620元/hm2），其次是坡地退耕還林（10110元/hm2）、水土保持（3000元/hm2），種植結構調整不僅不需要補償，反而具有較高的經(jīng)濟收入（6735元/hm2）;而就生態(tài)補償效率來看，種植結構調整最高，其次是坡地退耕還林、水土保持和平地退耕還林。
　　 創(chuàng)新點:
　　 1)綜合利用自然科學和社會科學的研究方法，在中國西南地區(qū)的山地流域全面探討了土地利用和氣候變化對水資源變化的作