晋西黄土区森林植被对径流的影响及其尺度辨析

针对目前森林植被对径流影响研究中的关键科学问题以及黄土高原水资源短缺和生态环境恶化的现实，本项目拟以晋西黄土区"坡面－集水区－嵌套小流域－中尺度流域"4种不同空间尺度的区域为研究对象，通过对研究区不同空间尺度下生态和水文数据的长期定位和半定位监测，耦合生态与水文过程，对不同森林植被类型小流域的降雨径流响应进行数学模拟，以阐明不同空间尺度下森林植被对径流的影响和调控机制；借助分形理论、地统计学中的变异函数、自相似理论以及地理信息系统等手段，对上述4种不同空间尺度下森林植被的空间分异规律进行研究，对比分析不同空间尺度下森林植被对径流的不同影响，进而辨析森林植被对径流影响的空间尺度。研究结果可为水文尺度转换这一国际难题的深入研究奠定理论基础，并为晋西黄土区林业生态工程的优化空间配置与稳定林分结构设计、晋西黄土区水资源安全以及区域林业可持续发展的宏观战略决策提供理论依据和数据支撑。

针对森林植被对径流影响尺度辨析这一科学问题，本研究通过对晋西黄土区不同空间尺度下的生态水文过程进行长期定位和半定位监测，分析了不同空间尺度下森林植被对水文要素的影响；同时借助地理信息系统软件，构建了蔡家川流域的SWAT分布式水文模型，并对小流域径流量进行了模拟。在此基础上，应用灰度关联的方法分析了坡面和小流域两个空间尺度下影响径流的主要影响因子。研究得出：在坡面尺度，对径流影响最大的是降雨强度和郁闭度；在小流域尺度，对径流影响最大的是流域面积和降雨量；在影响径流的各因子中，随着研究空间尺度的增大，降雨量对径流的影响作用加大，植被的影响作用变小，坡度和地貌对径流的影响均较小。研究结果可为水文尺度转换这一国际难题的深入研究奠定理论基础，并可为晋西黄土区林业生态工程的优化空间配置与稳定林分结构设计、晋西黄土区水资源安全以及区域林业可持续发展的宏观战略决策提供理论依据和数据支撑。