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基于InVEST模型的官厅水库流域产水和水质净化服务时空变化

吴瑞 刘桂环 文一惠

吴瑞, 刘桂环, 文一惠. 基于InVEST模型的官厅水库流域产水和水质净化服务时空变化[J]. 环境科学研究, 2017, 30(3): 406-414. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.01.73
引用本文: 吴瑞, 刘桂环, 文一惠. 基于InVEST模型的官厅水库流域产水和水质净化服务时空变化[J]. 环境科学研究, 2017, 30(3): 406-414. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.01.73
WU Rui, LIU Guihuan, WEN Yihui. Spatiotemporal Variations of Water Yield and Water Quality Purification Service Functions in Guanting Reservoir Basin based on InVEST Model[J]. Research of Environmental Sciences, 2017, 30(3): 406-414. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.01.73
Citation: WU Rui, LIU Guihuan, WEN Yihui. Spatiotemporal Variations of Water Yield and Water Quality Purification Service Functions in Guanting Reservoir Basin based on InVEST Model[J]. Research of Environmental Sciences, 2017, 30(3): 406-414. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.01.73

基于InVEST模型的官厅水库流域产水和水质净化服务时空变化

doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.01.73
基金项目: 

国家自然科学基金项目 51379084

详细信息
    作者简介:

    吴瑞(1992-), 男, 安徽怀宁人, wurui@bjfu.edu.cn

    通讯作者:

    刘桂环(1976-), 女, 吉林松原人, 研究员, 博士, 主要从事生态经济、环境经济政策研究, liugh@caep.org.cn

  • 中图分类号: X826

Spatiotemporal Variations of Water Yield and Water Quality Purification Service Functions in Guanting Reservoir Basin based on InVEST Model

Funds: 

 51379084

  • 摘要: 官厅水库是北京市及其周边地区重要的水源地之一,曾因水质污染严重而被迫退出北京市饮用水供应系统,经过全面治理后于2007年恢复成为北京市备用水源地.为了从整体上定量分析官厅水库流域生态系统的产水和水质净化服务,基于InVEST模型,选择官厅水库退出北京市饮用水供应系统和恢复成为北京市备用水源地为时间节点,定量评估1995-2010年官厅水库流域生态系统的产水量和TN、TP输出量,分析其产水服务和水质净化服务的时空变化.结果表明:1995-2010年,官厅水库流域产水服务表现为先减弱后增强,但整体呈减弱趋势,流域产水量由1995年的18.85×108 m3降至2010年的14.33×108 m3,产水服务减弱24.0%.水质净化服务表现为先减弱后增强,但整体呈增强趋势,流域的TN、TP输出量分别由1995年的4028.7、379.7 t降至2010年的3611.4和354.0 t,TN、TP净化服务分别增强10.4%和6.8%.研究显示,气候变化和土地利用变化是导致官厅水库流域产水服务发生改变的主要原因,不同时期的水资源保护政策导向也与水质净化服务变化趋势相吻合.

     

  • 图  1  研究区地理位置

    Figure  1.  Location map of the study area

    图  2  1995年、2000年和2010年官厅水库流域单位面积产水量

    Figure  2.  Water yield per unit area of Guanting Reservoir Basin in 1995, 2000 and 2010 respectively

    图  3  1995—2010年官厅水库流域产水服务的变化

    Figure  3.  Changes of water yield service in Guanting Reservoir Basin during 1995-2010

    图  4  不同情景下产水量变化

    Figure  4.  The changes of water resource supply under different scenarios

    图  5  1995—2000年降水量和气温变化

    Figure  5.  The changes of precipitation and temperature during 1995-2010

    图  6  1995年、2000年、2010年官厅水库流域单位面积TN、TP输出量

    Figure  6.  TN and TP outputs of Guanting Reservoir Basin in 1995, 2000 and 2010 respectively

    表  1  氮磷输出相关参数

    Table  1.   Output parameters of nitrogen and phosphorus

    土地利用/
    覆被类型
    TN负荷/
    [kg/(hm2·a)]
    TP负荷/
    [kg/(hm2·a)]
    TN、TP共同
    截留效率
    阔叶林 2.38 0.15 0.84
    针叶林 4.38 0.35 0.78
    针阔混交林 3.38 0.25 0.81
    灌木林 4.85 0.43 0.65
    灌草丛 5.56 0.51 0.53
    草地 6.26 0.68 0.48
    水域 0 0 0
    农田 22.80 1.25 0.40
    旱地 20.20 2.06 0.27
    园地 9.01 1.31 0.35
    城镇 5.51 0.25 0.01
    农村 17.35 0.97 0.01
    交通用地 1.80 0.13 0.01
    裸地 0.001 0.001 0.05
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    表  2  流域内主要辖区产水量及单位面积产水量

    Table  2.   Water yield capacity and water yield per unit area of the main districts in the basin

    区域 产水量/108 m3 单位面积产水量/[m3/(hm2·a)]
    1995年 2000年 2010年 1995年 2000年 2010年
    北京地区 11.68 4.92 8.77 660.32 281.53 497.55
    张家口地区 7.17 2.67 5.56 404.53 158.21 322.56
    官厅水库流域 18.85 7.59 14.33 550.17 203.54 408.37
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    表  3  TN、TP输出量变化面积占比

    Table  3.   The changes in the area percentage of TN and TP outputs

    变化趋势 TN输出量变化面积占比/% TP输出量变化面积占比/%
    1995—2000年 2000—2010年 1995—2000年 2000—2010年
    减少 9.0 7.1 4.6 3.0
    不变 81.5 86.9 90.3 95.2
    增加 9.5 6.0 5.1 1.8
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    表  4  流域内主要辖区TN、TP输出量

    Table  4.   The outputs amounts for TN and TP in the main district of the basin

    区域 TN输出量/t TP输出量/t
    1995年 2000年 2010年 1995年 2000年 2010年
    北京地区 1 945.6 1 960.4 1 591.1 187.3 198.2 154.2
    张家口地区 2 083.1 2 177.5 2 020.3 192.4 203.6 199.8
    官厅水库流域 4 028.7 4 137.9 3 611.4 379.7 401.8 354.0
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-06-27
  • 修回日期:  2016-12-26
  • 刊出日期:  2017-03-25

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