鄱阳湖流域赣江源区造林/还林对径流的调节机制研究

Afforestation is an important driving factor to hydrological processes change. As a major implementation area of the “Mountain- River-Lake” comprehensive development project in China, the forest coverage rate in the Poyang Lake basin increases from 31.5% in the early 1980s to 63% in 2012. It changes the regional precipitation-runoff relationship obviously. However, the impact of afforestation on hydrological processes change is still unclear now. It is urgent to study the mechanism and impact of afforestation on hydrological processes. The objective of the project is to quantitatively assess the contribution of afforestation on runoff changes in the Meijiang basin, one of the headwaters of Poyang Lake basin. The contents of this investigation include: the spatial and temporal changes in forest by remote sensing inversion and its relationship with runoff changes, the influence of afforestation on precipitation-runoff processes by filed experiments, hydrological model construction considering the effect of afforestation and the mechanism of afforestion on runoff changes. In addition, the “spongy effect” of the impact of afforestation on runoff will be discussed between the dry season and wet season. The results are crucial for understanding the impact of afforestation on hydrology processes, which are also important for flood-droughts control, water resource management and ecological environment development in the Poyang Lake basin.

造林/还林是流域水文过程变化的重要驱动因素。作为国家正在实施的“山江湖”综合开发战略重点区域，鄱阳湖流域的森林覆盖率从1980年代初的31.5%上升到了2012年的63%，流域内的降雨径流关系也因此发生了显著的改变。针对以往关于造林/还林对水文过程作用机制研究不足这一现状，本研究选择赣江源区梅江流域为研究对象，采用遥感解译、野外监测实验和水文模拟等方法，系统分析近30年来梅江流域造林/还林影响下森林植被演变格局和径流序列变化特征，探索造林/还林对降雨产流关键过程的作用机理，构建反映造林/还林影响的分布式水文模型，揭示研究区造林/还林对径流的调节机制，并重点阐释其对丰水期和枯水期径流的“消洪补枯”作用。研究结果对深入理解和科学评价强烈人类活动作用下造林/还林对区域水文水资源的影响具有重要意义，并可为鄱阳湖流域旱涝灾害防治、水资源综合管理和红壤丘陵区生态环境建设提供科学依据。

造林/还林是流域水文过程变化的重要驱动因素。作为国家正在实施的“山江湖”综合开发战略重点区域，鄱阳湖流域的森林覆盖率从1980年代初的31.5%上升到了2012年的63%，流域内的降雨径流关系也因此发生了显著的改变。针对以往关于造林/还林对水文过程作用机制研究不足这一现状，本项目从基础数据收集、遥感影像解译、考虑植被影响的水文模型构建、径流变化的定量归因及其对鄱阳湖水文干旱的影响共五个方面来开展工作，主要进展如下：（1）收集了研究区的遥感影像、水文气象数据和社会经济等基础资料，通过遥感影像解译获取了不同时期的下垫面数据，构建了研究区基础资料数据库，进而分析了流域内水文气象要素变化和植被恢复之间的相关关系；（2）比较了不同气候区水热因子变化对植被恢复响应机制的差异性，明确了赣江源区水热平衡对能量的变化更为敏感，在此基础上构建了研究区水文模型，并改进了水文模型的蒸散发模块；（3）基于构建的水文模型，阐释了流域径流变化对环境变化的响应机制，定量研究结果表明植被变化对研究区径流变化的贡献率在14%左右；（4）针对鄱阳湖流域径流发生的改变，从湖泊-流域-长江系统出发，探讨了鄱阳湖水文干旱与流域和长江水文干旱同时发生的概率，研究发现鄱阳湖与长江同时发生水文干旱事件的概率更高。本项目按计划完成了既定工作并进行了相应的扩展，研究结果对于水文模型的改进、生态恢复措施的有效性评价和水文极端事件预报有重要的参考意义，相关成果发表在水文学和地理学杂志Journal of Hydrology、Journal of Hydrometeorology和资源科学等优秀期刊上。