摘要
水源涵养是一种重要的生态系统服务，在供给水源、调节径流、拦蓄洪水、净化水质、水土保持等方面发挥重要作用。作为水资源持续和保障的基础，生态系统水源涵养功能对区域自然、社会、经济可持续发展具有重要意义。近年来，随着城市化和工业化的发展，区域生态系统水源涵养功能结构也发生变化，部分地区出现水源贫乏、土壤沙化、水土流失等现象，而土地利用/覆被变化是引起生态系统水源涵养功能发生变化的重要驱动因素，开展城市土地利用/覆被变化模拟预测及其对生态系统水源涵养功能影响的研究具有重要科学意义和实践价值。 郑州市作为国家中心城市，快速的城市化发展进程改变了土地利用/覆被空间格局，进而影响了区域生态系统水源涵养功能。本文以郑州市为研究区域，利用遥感影像解译分析了郑州市土地利用/覆被时空演变特征，结合郑州市未来土地利用/覆被变化模拟预测结果，评估土地利用/覆被变化对水源涵养功能的影响，以期为郑州市合理规划利用土地资源、提高城市生态系统水源涵养能力提供科学依据。 论文研究内容及主要成果如下： （1）根据遥感影像数据提取郑州市2010年、2014年、2016年、2018年、2020年共5年的土地利用/覆被变化信息，系统分析郑州市2010-2020年土地利用/覆被变化的演变特征。研究结果表明：郑州市土地利用/覆被面积由大到小依次为耕地、林草地、建设用地、其他用地、水域；2010-2020年郑州市耕地、林草地、其他用地面积总体上呈现出逐渐下降的趋势，而建设用地、水域面积呈现出逐渐上升的趋势。近十年郑州市土地利用变化速度呈现出波动变化趋势，土地利用程度逐步上升。 （2）运用Dyna-CLUE模型预测2025年、2030年郑州市土地利用/覆被变化趋势。研究结果表明：郑州市土地利用模拟预测模型的最优栅格尺度为300m×300m，模拟结果精度较高，可以用于预测郑州市土地利用/覆被变化。根据预测结果显示，“现状发展”情景下2025年、2030年郑州市水域、建设用地面积呈上升趋势，耕地、林草地、其他用地面积呈下降趋势；“规划发展”情景下2025年、2030年郑州市水域、建设用地面积呈逐渐增加趋势，耕地和其他用地面积呈逐渐减少趋势，林草地面积呈先减少后增加趋势。 （3）基于水量平衡原理计算郑州市现状和未来不同发展情景下的水源涵养量，并分析土地利用/覆被变化对水源涵养功能的影响。研究结果表明：现状2020年郑州市水源涵养量空间分布特征为西南高，东北低，林草区高，非林草区低。郑州市水源涵养量主要由耕地和林草地贡献，约占郑州市总水源涵养量的90%；单位面积水源涵养量贡献由大到小的地类依次为林草地、其他用地、耕地、建设用地、水域。“现状发展”情景下郑州市总水源涵养量随年份增长而下降，“规划发展”情景下总水源涵养量先下降后增长，不同情景下水源涵养量与各用地类型面积均呈正相关。
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