太湖流域土地利用变化对生态系统水量调节服务功能的影响机理与评价

针对传统的土地利用变化水文效应研究重点关注蓝水，对于提供重要生态服务的绿水关注较少、对生态-水文过程机理关注不足等问题，提出了基于绿水理论的生态系统水量调节服务功能的概念，借助遥感、GIS、典型试验小区长期定位观测、生态水文过程模型等手段，以土地利用变化剧烈、洪涝灾害问题突出的太湖流域为对象，定量分析1985-2010年不同时段LUCC过程、格局、驱动机制及变化趋势；从过程和机理的角度探讨林地、耕地、建设用地等不同土地利用水分在土壤-植被-大气连续体中迁移的界面过程，揭示土地利用对绿、蓝水比例调节的影响机理；探讨通过遥感反演地表参数，获取不同土地利用影响绿水流的关键参数；试图构建流域生态水文过程耦合模型，评估太湖流域不同土地利用变化情景生态系统水量调节服务功能时空变化，为流域尺度LUCC对生态系统服务功能影响机理研究提供案例，为土地系统科学、生态学和水文学跨学科的交叉研究拓展方向。

太湖流域近25年来社会经济发展迅速，土地利用变化剧烈，生态系统水量调节服务功能退化，洪涝灾害频繁发生。本研究从太湖流域典型土地利用/覆被类型对生态系统内部水分运移过程的影响角度出发，通过野外定点连续和定期监测水汽通量，分析典型土地利用/覆被类型的生态水文过程；采用基于物理机制的田块尺度生态-水文过程模型（SWAP），系统比较了林地、茶园、耕地等典型土地利用/覆被类型生态系统耗水量及其分量大小；借助GIS手段与SWAP模型，构建流域尺度基于栅格的生态水文过程模型，模拟太湖流域全流域尺度水量平衡，估算流域土地利用变化对生态系统耗水的影响，评估LUCC对水量调节服务功能时空变化的影响。研究表明，太湖流域1985、2000、2010年流域平均年总耗水量分别为1069、1041、960mm，流域生态耗水量不断减小，减小幅度随着建设用地的增加幅度加大而加大；近25年城市化快速发展的浦东浦西区、苏锡常区、杭嘉湖区水分盈余量增加，浙西山区的林木利于降低全流域的产水量，具有显著的调洪缓枯功能。本研究为建立流域合理的水土资源管理模式提供科学依据。