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济南市南部山区三川流域水文生态效应分析 　　摘要：在GIS支持下,对三川流域3年的不同景观结构的水文生态效应进行了初步分析,研究表明不同景观要素的林冠截留量、枯枝落叶层厚度、土壤蓄水能力及土壤入渗率等存在差异,导致不同景观要素对水分的再分配和运移能力相差较大，三川流域3年不同的森林景观结构,致使该流域产生了不同的水文调节能力,1995年该流域的水文调节能力较强,而2004年的水文调节能力相对较弱，有林地的面积比例,尤其是阔叶林的面积比例在该流域3年的水文效应差异中起着重要作用。而在森林总面积相同的情况下,大斑块面积的森林更有利于水源涵养，在研究区进行小面积的造林,其水文调节功能并不理想,而大范围实施效果会更明显。 　　关键词：水文生态效应；景观结构；空间分布；三川流域 　　 　　收稿日期：2011-05-21 　　作者简介：王立红（1963―），女，山东莱州人，硕士，副教授，主要从事生态环境保护研究工作。 　　中图分类号：F590 　　文献标识码：A 　　文章编号：1674-9944（2011）06-0077-04 　　1 引言 　　济南市南部山区范围和边界的确定主要是以市人大批准的“地下水补给区”的划定范围为依据,西起马山断裂、东至东梧断裂,南部以长城岭地表分水岭为界,北以石炭二叠系火成岩为边界。本文的研究范围三川流域,是指南部山区的东南部岩溶发育较差的碳酸岩和风化裂隙较为发育的变质岩混合区,也就是隶属于历城区之内的锦绣、锦阳、锦云三川的流域范围,且根据研究需要,特将卧虎山水库包括在研究区范围之中。地理坐标为经度116°56′41″～117°18′45″E,纬度36°20′55″～36°42′15″N,总面积415.44km 。 　　研究区地貌类型以低山丘陵为主,地势南高北低,海拔30～900m之间。气候属暖温带大陆性季风气候,降水年际变化大,年内分配不均匀。土壤有棕壤与褐土两种类型。植被类型有温带针叶林、温带落叶阔叶林、灌草丛、草地和果园等,其中针叶林为主要的林地类型。 　　2 数据源与数据处理 　　2.1 数据来源 　　获取的数据包括遥感数据、专题数据、统计数据以及野外调查数据等。以遥感数据为主要信息源,经过预处理后结合一些非遥感数据进行分析研究。 　　2.2 图像数据 　　本文的遥感数据包括1995年、2000年landsat TM数据及2004年ETM遥感数据,分辨率为30m。遥感数据的获取时间分别为：1995年6月,2000年6月和2004年5月。此外还使用了研究区1∶500 00地形图；1∶100 000行政区划图；1995年、2001年和2003年1∶100 000济南市土地利用现状图；1989年1∶500 00济南市土壤类型图。 　　2.3 观测统计资料 　　本文所使用的统计资料有1995年、2000年及2004年林业资源调查资料；历城区历年降水资料；济南市南部山区的研究数据以及规划资料；野外实地考察数据（包括土壤田间持水量及自然含水量、样方调查所得到的各种树种的基本数据等）。 　　3 景观尺度上的生态水文效应分析 　　3.1 三川流域景观结构的水文调节能力分析 　　一个区域的水源涵养能力主要与降水、蒸发、径流、植被、土壤、地质、坡度等因素有关。地质与坡度属自然因素,岩石的透水性、水蚀性和坡度的大小都影响地面径流的大小以及补给地下水的水量。植被涵养水源主要通过树冠层截留降水和地面枯枝落叶层吸水来完成,而植被这两部分涵养的水源仅占总涵养水源量的20%左右,剩余大部分的水量是在植被的作用下,通过土壤来完成。土壤水是4水（大气水、地表水、土壤水、地下水）转换的一个重要环节,植被从土壤中吸收水分用于生长和蒸散,土壤的重力水又可直接补充地下水。 　　研究区有林地主要是大面积的刺槐林、侧柏林、松林所构成。因此根据现有统计数据中3者所占比例,对有林地的渗蓄系数做一定的调整。按照济南市历城区1995年、2000年及2004年林业资源调查数据统计资料,研究区有林地中,刺槐林、侧柏成熟林及松林所占的相对比例由表1可见。 　　表1 1995年、2000年、2004年有林地各林份比例 　　 　　3.1.1 植被拦蓄量及其空间分布 　　植被是影响水源涵养能力最关键的因素,森林植被首要的生态功能是涵养水源,它具有截留降水、抑制地面蒸发、增加土壤下渗、缓和地表径流等功能。森林通过这些功能的综合作用,发挥其涵养水源和调节径流的效能,对地表径流产生直接影响,从时间上可以延长径流时间,枯水期补充径流水量,洪水时能减缓洪水流量,起到调节地表径流的作用；在空间上,林地把地表径流转化成土壤水和地下水,或通过蒸散把水分返回大气,进行水分的再分配和循环。 　　林地涵养水源主要通过林冠截留降水和林下枯枝