土地利用变化对径流特征的影响分析

摘要：在世界范围内，随着人口的增加及城镇化速度的加快，土地利用格局发生着显著地改变，进而改变流域的径流特性。本文主要研究了流域尺度下流域水文过程的时空演变规律，揭示了流域尺度下流域水文过程的驱动机理，并提出了相应的评估指标。首先，在查阅国内外有关研究成果的基础上，归纳出流域内同类型土地利用对流域径流特性的影响。其次，在因子分析方面，重点研究了城镇化与农业活动对产水量、径流时间及径流质量的影响。最后，本文对现有研究的不足和今后的研究进行了展望。

关键词：土地利用变化；径流特征；影响机制；评价指标

一、引言

从工业革命开始，世界范围内的人口持续增加，都市化的速度加快，土地利用也随之改变。土地利用变化包含着城市化、农业发展、森林开垦、草原退化等一系列的变化，其变化对流域地表水文过程和径流特性有显著的影响。在土地利用方式不断改变的背景下，对水资源的管理与环境保护问题越来越引起人们的重视。研究土地利用变化对流域径流特性的影响，是进行流域土地利用规划、水资源保护与生态环境保护的基础。

二、土地利用变化对径流数量的影响

（一）城市化对径流数量的影响

随着我国城市化进程的加快，我国城镇建设用地不断扩张，城镇用地类型也在不断改变。与天然士地或耕地相比，城市土地覆盖面积大，透水性差，降雨不能很好地渗透到土壤中，从而产生径流。大量的路面、建筑造成降雨不能及时排出，造成产汇流现象增多。另外，于地下管网容量的限制，使得城区内的径流问题更加严重。可见，城镇化引起的土地利用方式变化对流域径流是有显著影响。

（二）农业发展对径流数量的影响

在农业现代化进程中，耕地的使用方法也在不断改变。农业生产逐步取代了传统的农业生产模式，土地利用模式也从原来的农地向农业园区和温室大棚的多元化发展。这种变化引起了陆地水文特征的改变。在传统的农业生产中，由于土壤渗透系数大，降雨很容易渗透到土壤中，并被土壤吸收、储存，从而降低了径流速率。但现有的农田用地，如农业园区、日光温室等，因地表覆盖程度较高，渗水能力差，降雨不能被有效渗透，导致径流速率增大。所以，农业开发对流域径流也有重要影响。

（三）森林砍伐对径流数量的影响

森林是世界上最主要的水源涵养地。森林具有较高的植被覆盖度，且具有较强的根系，对降水具有较强的吸附、固持能力，降低了地表径流。但近年来，由于人为因素的影响，森林面积持续萎缩，过度采伐、过度开发造成植被覆盖降低、根系受损、吸水能力降低等问题。这就使降水很难被森林有效地吸收并储存起来，从而增加了产出量。由此可见，毁林也是一个重要的影响因素。

三、土地利用变化对径流时序的影响

（一）城市化进程影响了径流时序

随着我国城市化进程的加快，我国城市用地规模日益扩大，大量的水泥、沥青路面的建设和房屋的建造，导致了城市表层的渗透性显著降低。这样，在下雨的时候，雨水就不能很快渗透到泥土里，反而会产生很多的表面径流。可见，在城镇化进程中，土地利用方式改变了流域径流总量，改变了径流时间。过去较为缓慢的径流过程被加速，从而产生了快速的径流洪峰，从而导致了洪涝灾害的频繁发生和强度的增加。

（二）农业耕作方式变化对径流时序产生影响

我国传统的农业生产模式开沟排水为主，以沟渠为渠道进行输水，引水灌溉具有水量小、历时长、速度慢的特征，可以使水充分渗透到土壤中，提高土壤湿度，降低径流。但是，随着农业生产模式的改变，灌溉模式逐渐改变，以喷灌为代表的节水灌溉模式（如喷灌、滴灌），迂斯大、持续时间短、水大，导致雨水在土层中滞留，不能渗透到更深的土层，加大了地面径流，加重了洪水灾害。

四、土地利用变化对径流水质的影响

土地利用方式的改变，对径流水中污染物的浓度有直接的影响。在我国快速城镇化和工业化的背景下，城市土地利用与工业用地的扩张，产生了大量的工业废水、废气、垃圾、农药等污染物，并通过地表径流的方式，对水体造成了严重的污染。与此形成鲜明对比的是，传统的耕地、林地等天然生态系统，自我净化能力更强，能有效地净化径流中的污染物，维持水质的洁净。研究结果表明，随着土地利用的改变，城镇的扩展及产业的发展，将进一步加重河流的污染程度，并对水质造成不利的影响。研究结果表明，土地利用式的改变，对流域内河流的水文特征产生了一定的影响，从而对河流水质产生了一定的影响。比如，随着城市化进程的加快，地表径流中悬浮物及废弃物增多，水土流失加剧，水土流失严重。此外，由于农业生产过程排放的化肥、农药和畜禽养殖产生的废弃物，也会随着地表径流的流入而引起水环境的恶化。土地利用方式的改变将导致流域水文特征的变化，进而影响到流域内的营养水平及污染水平，从而对流域的水质造成负面影响。

五、结论

研究结果表明，不同的土地利用方式对流域内的径流特性有显著影响。城镇化带来的土地利用改变是流域径流的重要驱动因素，其驱动的土地利用改变又会对流域内的径流序列及水质产生重要影响。但现有研究仍有不足之处。在研究手段上，难以定量评价流域尺度下不同下垫面对流域径流特性的影响。在机理研究方面，且前对流域尺度上不同用地类型对流域径流特性的影的机理不明确。此深入认识土地利用改室对流域径流特性的作用机理，进行定量评价是今后研究的重点。

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