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国土空间生态修复视角下岩溶断陷盆地区水源涵养研究

杨峰霁 和祥 陈朝稳 王金满 周治平 张华 刘彪

杨峰霁,和 祥,陈朝稳,等. 国土空间生态修复视角下岩溶断陷盆地区水源涵养研究−以洱海流域为例[J]. 中国岩溶,2024,43(6):1445-1458 doi: 10.11932/karst20240620
引用本文: 杨峰霁,和 祥,陈朝稳,等. 国土空间生态修复视角下岩溶断陷盆地区水源涵养研究−以洱海流域为例[J]. 中国岩溶,2024,43(6):1445-1458 doi: 10.11932/karst20240620
YANG Fengji, HE Xiang, CHEN Chaowen, WANG Jinman, ZHOU Zhiping, ZHANG Hua, LIU Biao. Research on water conservation in karst graben basin from the perspective of ecological restoration of territory space: A case study of the Erhai lake basin[J]. CARSOLOGICA SINICA, 2024, 43(6): 1445-1458. doi: 10.11932/karst20240620
Citation: YANG Fengji, HE Xiang, CHEN Chaowen, WANG Jinman, ZHOU Zhiping, ZHANG Hua, LIU Biao. Research on water conservation in karst graben basin from the perspective of ecological restoration of territory space: A case study of the Erhai lake basin[J]. CARSOLOGICA SINICA, 2024, 43(6): 1445-1458. doi: 10.11932/karst20240620

国土空间生态修复视角下岩溶断陷盆地区水源涵养研究——以洱海流域为例

doi: 10.11932/karst20240620
基金项目: 云南地矿集团有限公司专家工作室科研项目(云金资源2022409)
详细信息
    作者简介:

    杨峰霁(1998-),男,硕士,研究方向为国土空间生态修复。E-mail:2101210116@email.cugb.edu.cn

  • 中图分类号: X171.4;X52

Research on water conservation in karst graben basin from the perspective of ecological restoration of territory space: A case study of the Erhai lake basin

  • 摘要: 洱海流域是“十四五”规划和“双重规划”的重要生态区,其水源涵养功能对保障水资源和生态平衡至关重要。为制订有效的保护和修复策略,通过ANUSPLIN气象插值、区域水文地质研判、InVEST产水计算等方法,对洱海流域产水及水源涵养功能进行评价和预测,结论如下:(1)经过水文地质评述,论证出洱海流域是一个相对完整的水文地质单元;受气候变迁和土地利用影响,2022年产水量较2006年增加3.60%,水源涵养量减少1.65%。高水源涵养区主要在苍山山脉及北部山区,平均水源涵养率超10%;低水源涵养区主要在坝区,平均水源涵养率仅2.89%;(2)未来预测结果显示,受降雨量减少的影响,自然惯性发展情景与生态保护修复情景均发生下降,而生态修复情景水源涵养量的减损量远低于自然惯性发展情景,且水源涵养率有所增加;自然惯性发展情景存在局部退化风险,生态保护修复情景通过措施可提升水源涵养量,降低退化风险;(3)洱海流域水源涵养时空分布与气候等自然因素及土地利用结构密切相关。针对洱海流域存在水源涵养功能退化的情况,研究评价了已有子工程,并特别关了注苍山山脉北部和东南部山区,提出生态现状评估、工程性补水等措施,以提升水源涵养功能,维护生态系统稳定,促进可持续发展。

     

  • 图  1  洱海流域2022年土地利用图与水文地质图

    Figure  1.  Land use and hydrogeology of the Erhai basin in 2022

    图  2  气象站点与各期降雨插值结果

    Figure  2.  Meteorological stations and precipitation interpolation results from 2002−2006 (a), 2010−2014 (b), 2018−2022 (c) and 2026−2030 (d)

    图  3  2030年自然惯性发展情景(a)、生态保护修复情景(b)

    Figure  3.  Natural inertia development scenario (a) and ecological protection and restoration scenario (b) for 2030

    图  4  洱海流域2006—2030年产水及水源涵养功能

    Figure  4.  Water yield and water conservation of the Erhai basin from 2006 to 2030

    图  5  2006—2030年洱海流域产水及水源涵养功能分布图

    Figure  5.  Distribution of water yield and water conservation of the Erhai basin from 2006 to 2030

    图  6  洱海流域水源涵养保护修复单元与子项目

    Figure  6.  Units of and sub-projects for water conservation protection and restoration of the Erhai basin

    图  7  北部山区单元水源涵养率空间分布图及卫星图

    Figure  7.  Spatial distribution of water conservation rates and satellite images in the northern mountainous unit

    图  8  东南部山区单元2006—2022—2030年自然惯性发展情景水源涵养率

    Figure  8.  Dynamic changes of water conservation rates in southeastern mountainous unit under the natural inertia development scenario (2006—2022—2030)

    图  9  东南部山区单元实地拍摄图

    Figure  9.  Field photographs of the southeastern mountainous unit

    图  10  西部苍山单元2006—2022年平均降雨分布图与卫星图

    Figure  10.  Distribution of average precipitation and satellite images of the western Cangshan mountain unit

    表  1  Kappa系数检验对照表

    Table  1.   Verification of Kappa coefficients

    K0.00~0.250.26~0.500.51~0.750.76~1.00
    一致性程度极低
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    表  2  数据来源表

    Table  2.   Data sources

    数据类型 数据源 数据类型
    土地利用 Annual China Land Cover Dataset[26]、Esri Sentinel-2 2006/2014/2022
    年.jpg
    气象数据 国家气象数据中心、全球干旱指数和潜在蒸散
    量数据库(第3版)
    2006—2020年
    .txt、.jpg
    地形数据 中国地理数据云 .jpg
    行政界线 中国科学院资源环境
    科学与数据中心
    .shp
    土壤数据 世界土壤数据库 .mbd
    区域地质资料 全国地质资料馆 .png
    水文数据 大理州水务局官网 .pdf
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    表  3  土地利用编码及相关参数

    Table  3.   Land use coding and related parameters

    土地利用
    类型
    土地利用
    编码
    植物根系
    深度/mm
    蒸散系数 流速系数
    耕地 1 1500 0.65 800
    林地 2 7000 1 200
    灌木及草地 3 3000 0.65 400
    水域 4 10 1 2012
    建设用地 5 10 0.20 2012
    裸地 6 10 0.20 1500
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    表  4  洱海流域各单元产水量、产水能力、水源涵养量及水源涵养率统计表

    Table  4.   Statistics of water yield, water yield capacity, water conservation and water conservation rate in each unit of the Erhai basin

    流域面
    积占比/%
    产水量/亿m3及占比/% 产水能力/万m3∙km−2
    2006年 2014年 2022年 2030年生态
    修复情景
    历史期
    均值
    2006年 2014年 2022年 2030年生态
    修复情景
    历史期
    均值
    坝区单元 32.68 5.29/
    32.49
    3.97/
    42.43
    5.58/
    33.10
    5.35/
    33.10
    4.94/
    34.92
    51.18 38.42 54.02 51.81 47.87
    北部山区单元 34.83 4.59/
    28.23
    2.29/
    24.44
    5.94/
    35.26
    5.83/
    35.26
    4.27/
    30.18
    41.72 20.76 53.99 52.97 38.82
    东南部山区单元 20.98 3.55/
    21.82
    1.75/
    18.68
    3.00/
    17.83
    2.84/
    17.83
    2.77/
    19.55
    53.54 26.35 45.31 42.78 41.73
    西部苍山单元 11.50 2.84/
    17.46
    1.35/
    14.44
    2.33/
    14.44
    2.27/
    13.95
    2.17/
    15.35
    78.14 37.15 64.07 62.51 59.79
    流域面
    积占比/%
    水源涵养量/亿m3及占比/% 水源涵养率/%
    2006年 2014年 2022年 2030年生态
    修复情景
    历史期
    均值
    2006年 2014年 2022年 2030年生态
    修复情景
    历史期
    均值
    坝区单元 32.68 0.18/
    14.08
    0.12/
    19.12
    0.13/
    10.30
    0.12/
    9.71
    0.14/
    13.63
    3.32 3.09 2.26 2.17 2.89
    北部山区单元 34.83 0.48/
    38.30
    0.23/
    36.46
    0.62/
    50.49
    0.62/
    51.67
    0.44/
    42.72
    10.39 10.23 10.41 10.59 10.34
    东南部山区单元 20.98 0.29/
    23.58
    0.14/
    22.16
    0.24/
    18.98
    0.23/
    18.98
    0.23/
    21.84
    8.28 8.13 8.12 8.00 8.18
    西部苍山单元 11.50 0.30/
    24.05
    0.14/
    22.25
    0.24/
    19.63
    0.23/
    19.63
    0.23/
    21.81
    10.55 10.56 10.16 10.33 10.42
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出版历程
  • 收稿日期:  2024-02-02
  • 网络出版日期:  2025-03-21
  • 刊出日期:  2024-12-25

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