基于土壤水分分布式动态模型的沙质荒漠化地区生产力估算
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摘要
本文以内蒙古鄂尔多斯高原考考赖沟流域为例，利用GIS技术，针对研究区自然环境特点和土地利用的主要限制因素，以估算研究区水土资源承载力为目标，对研究区土壤水分补给量、植被生产力和土地资源承载力进行了模拟，得到如下结论：
1．对研究区建立了和修正了以土壤水分为中心的分布式水分平衡模型，包括蒸散、径流和入渗等子模型。模拟结果表明：不同坡度、不同坡向条件下的水分分布状况和区域潜在蒸散存在着较大的空间差异性。当坡度从0°增加到20°，土壤水分补给量从433mm减小到333mm。当坡度大于20°时，土壤水分补给量又有增加的趋势。
2．利用土壤水分补给量模拟结果和植被净第一性生产力模型，对研究区植被生产力进行了模拟，并对结果进行了验证，结果表明：模型能较好的模拟该地区的植被生产力分布，模拟值与实测值达到0.05显著性相关水平，70％以上的样点拟合系数在0.8以上。
3．初步计算了研究区土地资源生产潜力，并估算该流域的耕地人口承载力和草地牲畜承载量，结果表明：中消费水平时，该地区的极限人口承载力为135人／平方公里，2003年的耕地现实人口承载力为6人／平方公里，估算的该地区单位面积最大牲畜承载量为118只羊／平方公里，2003年的草地现实牲畜承载量为84只羊／平方公里。
本研究为荒漠化的防治提供了科学依据和重要参考，具有较强的理论和现实意义。
In the selected Kaokaolaigou watershed at Erdos plateau in the Inner Mongolia , Considering main limits to the natural environment characteristics and land use in the research area, it aimed to compute carrying capacity for the water and soil resources with GIS technology. Different models were used to simulate soil water replenishment , plant productivity and the capacity of land. The main results were as follows.
The distributed water balanced model which included evapotranspiration model, rainoff model and infiltration model had been set up to simulate soil water replenishment. The results of simulation showed that: The soil water replenishment and the potential evapotranspiration were different in different slope and aspect conditions. The soil water replenishment decreased from 433 millimeter to 333 millimeter when the slope increased from 0?to 20?, but when the slope exceeded
20°,the soil water replenishment showed the tendency of increase.
The results of soil water replenishment and Net Primary Productivity model were used to simulate plant productivity. At the same time the results were tested which shows that: The model can simulate the spatial distribution of plant productivity. The simulated value and the measured value achieve 0.05 evident correlation. The simulated coefficient of seventy percent of samples exceeded 0.8
The results of simulated potential land resource productivity, the population capacity of land and the livestock capacity of the meadow in research region showed that: under middle consumed conditions, the maximum population was 135 persons per square kilometers ,and the realistic population capacity in 2003 was 6 persons per square kilometers in research area. The maximum livestock capacity was 118 goats per square kilometers, and the realistic livestock capacity was 84 goats per square kilometers in research area.
This study will offer scientific basis and important consults to combat desertification ,and it is import in theory and reality.
1．对研究区建立了和修正了以土壤水分为中心的分布式水分平衡模型，包括蒸散、径流和入渗等子模型。模拟结果表明：不同坡度、不同坡向条件下的水分分布状况和区域潜在蒸散存在着较大的空间差异性。当坡度从0°增加到20°，土壤水分补给量从433mm减小到333mm。当坡度大于20°时，土壤水分补给量又有增加的趋势。
2．利用土壤水分补给量模拟结果和植被净第一性生产力模型，对研究区植被生产力进行了模拟，并对结果进行了验证，结果表明：模型能较好的模拟该地区的植被生产力分布，模拟值与实测值达到0.05显著性相关水平，70％以上的样点拟合系数在0.8以上。
3．初步计算了研究区土地资源生产潜力，并估算该流域的耕地人口承载力和草地牲畜承载量，结果表明：中消费水平时，该地区的极限人口承载力为135人／平方公里，2003年的耕地现实人口承载力为6人／平方公里，估算的该地区单位面积最大牲畜承载量为118只羊／平方公里，2003年的草地现实牲畜承载量为84只羊／平方公里。
本研究为荒漠化的防治提供了科学依据和重要参考，具有较强的理论和现实意义。
In the selected Kaokaolaigou watershed at Erdos plateau in the Inner Mongolia , Considering main limits to the natural environment characteristics and land use in the research area, it aimed to compute carrying capacity for the water and soil resources with GIS technology. Different models were used to simulate soil water replenishment , plant productivity and the capacity of land. The main results were as follows.
The distributed water balanced model which included evapotranspiration model, rainoff model and infiltration model had been set up to simulate soil water replenishment. The results of simulation showed that: The soil water replenishment and the potential evapotranspiration were different in different slope and aspect conditions. The soil water replenishment decreased from 433 millimeter to 333 millimeter when the slope increased from 0?to 20?, but when the slope exceeded
20°,the soil water replenishment showed the tendency of increase.
The results of soil water replenishment and Net Primary Productivity model were used to simulate plant productivity. At the same time the results were tested which shows that: The model can simulate the spatial distribution of plant productivity. The simulated value and the measured value achieve 0.05 evident correlation. The simulated coefficient of seventy percent of samples exceeded 0.8
The results of simulated potential land resource productivity, the population capacity of land and the livestock capacity of the meadow in research region showed that: under middle consumed conditions, the maximum population was 135 persons per square kilometers ,and the realistic population capacity in 2003 was 6 persons per square kilometers in research area. The maximum livestock capacity was 118 goats per square kilometers, and the realistic livestock capacity was 84 goats per square kilometers in research area.
This study will offer scientific basis and important consults to combat desertification ,and it is import in theory and reality.
引文
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