松嫩平原北部黑土区水土资源平衡效应研究

发布时间：2020-04-23 04:09

【摘要】：东北黑土区是我国重要的粮食生产基地,但由于人们不合理的利用土地资源,造成湿地和林地的面积大幅度减少,旱地和水田的面积不断增加,致使区域内需水量不断地增加,区域内作物水分亏缺情况不断加剧。松嫩平原北部地处干旱半干旱区域,水资源是限制区域农业发展的关键因素,不合理的利用土地资源,造成区域内水资源与土地资源严重不匹配,制约着区域内经济的可持续发展和粮食的生产安全。此外,松嫩平原北部黑土区位于小兴安岭和松嫩平原的过渡地带,由于受到小兴安岭余脉背风坡的影响,使这里成为黑龙江省降雨量最少的区域之一,且松嫩平原的降雨量主要分布于7~8月份,约占全年降雨量的70%左右,导致区域内季节性的旱涝灾害频发,素有“十年九春旱”之称。因此理清松嫩平原北部黑土区不同生长时间段内的水分盈亏情况,对于保障区域内的粮食生产安全、保护区域内的生态环境和黑土区土地的可持续利用具有重要的意义。基于此,本研究以松嫩平原北部黑土区为研究区域,以1985年、1995年、2005年和2015年为时间点,通过收集研究区域范围内的长时间序列气象资料、水文资料、土地利用资料和土壤属性资料等数据,在Budyko水热耦合平衡理论的基础上,通过利用研究区域的数据重新进行参数ω方程的拟合,最终获得符合本研究区域参数ω的拟合方程,以此进行参数ω的计算以及实际蒸散量的计算,这样更易体现不同土地利用状况、地貌特征和土壤属性条件下的实际蒸散量,从而较为准确的进行水土平衡效应评价,分析土地利用变化和气候因子变化条件下的水分盈亏态势,以期为松嫩平原北部黑土区水土资源合理利用、农业资源高效利用、以及为区域经济可持续发展提供借鉴和参考。(1)松嫩平原北部黑土区近30年来土地利用主要以旱地为主,湿地和林地面积在逐年减少,旱地、水田和建设用地的面积逐渐增加。就变化幅度来看,湿地变化幅度最大,其减少面积为1737.9 km~2;旱地面积增加幅度次之,其增加面积为1412.5 km~2;水田和林地面积变化的幅度相当,其中水田增加了351.8 km~2,林地减少了305.9 km~2;对于建设用地而言30年来变化幅度并不是非常的明显,其增加面积为94.4 km~2。(2)近30年来松嫩平原北部多年生长日期内的平均潜在蒸散量在432.8~605.8 mm之间,其分布呈现自区域西南向东北潜在蒸散量逐渐减少;研究区域潜在蒸散量的变化趋势表现为由中部向南北逐渐的增强,全区域范围内的变化趋势为-0.51 mm a~(-1),生长周期内各个月份的变化趋势分别为-0.27 mm a~(-1)、-0.16 mm a~(-1)、-0.09 mm a~(-1)、-0.03 mm a~(-1)和0.02 mm a~(-1);温度以0.3℃/10a逐年增加;降雨量未表现明显的变化趋势,但是降雨量上下波动越来越明显。(3)根据研究区域的实际情况,依据拟合参数ω值求得的实际蒸散量可以有效的反映可以有效的反映土地利用状况、地貌特征和土壤属性,这样可以很大的提高计算实际蒸散量的精确度。从实际蒸散量的整体变化情况来看,空间上松嫩平原北部实际蒸散量的分布大致为从西北向南逐渐增加;时间上实际蒸散量表现为先下降后升高,总体呈上升的趋势。(4)从水土资源平衡效应来看,1985~2015年30年间水分亏缺态势受气候变化的影响巨大,1980~2009年水分亏缺率逐渐增加,水分亏缺地区也明显的增加,2010~2015年水分亏缺率降低;同时由于水田和旱地面积的增加,湿地和林地面积的大量减少,加剧了松嫩平原北部的水分亏缺态势。总体来看,1985-2015年间总体的水分亏缺率均值分别是0.25、0.2、0.31和0.13,由此可以看出松嫩平原北部水分亏缺态势总体处于上下波动的状态,对于2011-2015年间水分亏缺态势的值小,可能是由于近几年研究区域的降雨量等气候条件比较充沛而引起的。(5)从月尺度上来看,松嫩平原北部水分亏缺程度严重的月份主要是5月份和6月份,较为严重的月份为8、9月份,且由于水田和旱地的面积不断的增加,尤其是对于水田来说,其5、6月份水田需水量明显大于湿地、林地需水量,这样加剧了5、6月份的水分亏缺程度。(6)从年变化趋势来看,由于受气候因子的影响,5月份、6月份和7月份的水分盈亏情况处于上下波动的形式且呈现下降趋势,但水分亏缺情况波动幅度增大,表明当5~7月份发生缺水时,水分亏缺程度的发生强度并未降低;而对于8月份和9月份其水分亏缺情况呈现上下波动且上升的趋势,其水分亏缺情况波动幅度减弱,表明8、9月份出现水分亏缺的概率变大,且表现比较稳定;由于受土地利用变化的影响,生长日期内各个月份水分亏缺程度均呈增长的趋势,表现比较明显的为5、6月份。本研究意在分析土地利用和气候因子变化下,作物生长日期内作物的水分盈亏情况,为区域土地利用的提供借鉴和参考,促进区域农业经济的可持续发展。
【图文】：

路线图,研究技术,路线

研究技术路线

地理位置,松嫩平原,小兴安岭,地形起伏

图 3-1 研究区地理位置Fig.3-1 The location of studyarea2、地形地貌松嫩平原北部位于松嫩平原与小兴安岭南麓之间的过渡地带，，其北部和中部是南部为积平原，地势平坦；丘陵漫岗区，地形起伏大。纵观整体地势，其表现为东西高西南低，
【学位授予单位】：东北农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：F301.2

【参考文献】