重庆市岩溶山区气候演化与土地利用格局耦合作用的研究.docx

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1、重庆市应用基础研究项目立项申请书项目名称：重庆市岩溶山区气候演化与土地利用格局耦合作用的研究申请者：李阳兵年龄：34职称：讲师工作单位：西南农业大学（公章）起止年限：2002年6月2003年12月填报时间：2002年3月5日重庆市科委编制二00二年一月填写说明1、凡申报重庆市科委应用基础研究计划的项目须填写此立项申请书。2、立项申请书由项目的主承担者填写，经项目主承担者工作单位或区、县（自治县、市）科委审查同意后一式三份报送重庆市科委。3、立项申请书所列内容都要据实填写，表达应明确、完整、严谨、扼要（外文名词要同时用中文表达）。4、立项申请书一律要求用A4纸张打印，否则不予受理。重庆市科技计划

2、项目基本信息简表专项名称项目名称SO区气脩妣喇局船作用1究酬单位W组笏嘟门单位地址（县、市）1OK山I编400716单位项11.i献2.种幅所3.企业4.其它2w登iE耀11.帼有2集体3.股份合作4联营企业5.存艮责任公司6股份都敢同7.私营企业8港奥台展股资企业9.外资企业10.其它企业单位提储姓名词中怀联系电话68251404W1单ff专真68251230项目人姓名郛联蟀电话68256889手机E-mai1项目主要协作单位J11g应用卦出2攻关3.火炬4推广5.星火6.产业化7.科技合作8.瓣4学9.院士专项10.仓惭能力建设11科研院丽蝴项目主要服务行81农、材1牧、娜2曲碘3.俞、f

3、iSPSf4.m保险业5.社刽艮务业6.卫生、体育和社会篇帅7.教育、文化艺术及8.讲斗学研究穆治技树赌业9.国家关政党联和社会团体10.其它行业项目技相獭41电子信息2生物蹴3.农业4.幽境保护5.新材科6.光机电7.交通、黜8.社会事业9其它起f1间2002.62003.12总投资5方元申W助5月元内容（K1OO争1、重庆市岩溶山地气便控源厕无2、重庆市岩溶I地麻用胳局演变研究；3、岩溶山地i珊佣格局区域气像频蛤关系研究；4、研究ft型岩溶山地日的佣多年的土利ff1方式小气候特征关系。目的在f趣描错溶I1区气（四密律实w形5至I的目标（限100字）研渊溶山区W利用覆盖动健化区域飞较险喇胎作

4、用踪，建渚之!硼啦与反献I啜恸力挈避，探1寸土野佣蜘对区域知挣礴辘响，提告1的土地f娜通注此简表的选择项均为单选叽一、科学依据和立项意义：（包括立项背景和科学意义，国内外研究概况、水平和发展趋势，学术思想、立论根据，应用前景分析）土地利用与土地覆被变化研究是全球环境变化研究的一个重要方面，同时也是从自然和社会经济两方面综合研究全球和区域环境变化的突破口之一，但国内外对这种变化的驱动因子、土地利用和土地覆被动态及其对区域性生态环境的影响研究不够。人类活动对荒漠化地区的景观特征及其大气组分产生根本性的影响的机制，就是通过干扰地一空能量交换平衡而产生效力；具体表现在对地表反射率、地表粗糙度、土壤水分

5、、大气粒子含量、水分交换及地一空能量平衡的扰乱，从而对中、小尺度的区域性气候产生影响，且已被众多数量化模型所模拟，并被大量野外试验所证实。而气候与荒漠化二者的关系和相互作用无论从何种尺度来看，都仍是一个尚未全知的复杂灰色系统。与人类生活和生产活动紧密联系的区域气候变化成为当今人们最关心的问题之一。岩溶山地作为典型地脆弱生态系统，其特殊的水热效应、碳循环及大气Co2源、汇效应决定其是全球变化的影响和响应区。重庆市岩溶山区地处云贵高原向四川盆地、湘鄂西岩溶山区过渡的斜坡地带，由于特殊地质和自然地理背景，环境的敏感性和脆弱性强，其脆弱性具有基底性、界面性和波动性三大特征。本区降雨丰沛，但地下岩溶发育

6、、入渗系数大,峰丛区多数在0.30.5以上，使水源漏失，地表水奇缺，形成湿润气候条件下的干旱一岩溶性干旱。而盆地、洼地在大雨时，因洞穴通道堵塞等原因易形成涝灾，因而旱涝灾害受降水多寡和岩溶条件的综合制约，是一种叠加式的复合性灾害。北方农牧交错带的波动性脆弱主要受气候变化尤其是降水的控制口叫而本区虽平均降水在I1Oomm以上，但本区降水变率大，季节分配不均，土层浅薄、土壤总量少、贮水能力低、入渗系数大，地下水高低水位变幅可达数十米，即使在多雨的生长季节，也常出现蒸发量大于降雨量的干燥期，形成湿润气候条件下的干旱-岩溶性干旱，这实质是岩溶环境承灾的阈值弹性小、生态环境脆弱的一种反映。如渝东南典型岩

7、溶区黔江近41年的统计资料表明：年均降雨量1228.5mm,变化幅度为868.6mm1721.5mm,日雨量在90mm以上的暴雨年均3次/年、日雨量10Omm以上的暴雨年均0.3次/年、洪灾34次、低温寒潮年均3.5次/年、高温干旱40天以上的有9次、高温干旱60天以上的有7次；贵州石山区20世纪60年代平均3年一次中大旱、70年代平均五年两次中大旱、80年代平均两年一次中大旱。由于人口压力增加，陡坡垦殖比例过大、生活能源需求增加，再加上管理不当，使岩溶地区灌木植被及森林植被大量被砍伐，原始植被系统受到毁灭性破坏，造成了岩溶系统极为敏感、脆弱、环境承载容量变低和灾变承受的阈值很小，极大地加速了

8、水土流失，一方面导致了大面积的石漠化，另一方面也导致了旱涝灾害的频繁发生。最终结果是岩溶地区生态环境恶化速度成倍增长和大面积的区域性贫困化。市域岩溶分布区以山地为主，如开县是“六山三丘一分坝”地貌特征；黔江是“七山一水两分田”格局；巫山县坡度10。以下的约占5%,1025。约占55%,25。的土地占40%以上；巫溪县旱地中25。的陡坡地占28.9%。因此宜农地占土地总面积的比例小，可垦宜农地基本上已垦完，部分地段已过垦至丘陵中上部，陡坡耕地比例过大。农地、石漠荒山已取代原始植被成为现在岩溶荒山地主要景观类型；近十几年来，为改变岩溶山区区域性贫困面貌，城镇扩展、交通建设、开发区建设和乡镇企业发展

9、驱动着土地利用结构地变化，使岩溶山区下垫面性质发生了巨大变化。可以认为，重庆市岩溶山区是人类大规模改变土地利用方式的典型地区，研究该区域人类活动严重扰动阶段的气候变化具有重要意义。本项研究采用宏观和微观相结合的方法，应用遥感技术、地理信息系统、野外定位观测相结合的手段，研究重庆岩溶地区的气候变化和发展趋势及人类活动对气候的反馈作用，从土地利用与气候变化的关系角度来探讨石漠化地区的生态重建措施。包括两方面：1.采用岩溶山区各气象台站的气温、降水、日照时数和气压四个要素的资料，分析近50年来这些气候要素的变化和发展趋势，用不同方法确证各气候要素的突变性，定量描述岩溶山区气候变化的事实。在此基础上，

10、阐明岩溶山区土地利用结构动态变化与气候变化的关系、气候变化与土地石漠化的相互作用。2.定位观测岩溶地区不同土地利用方式下的小气候特征，旨在研究土地利用/覆盖变化对局地气候造成地影响，从而为岩溶地区的脆弱生态重建提供科学的依据。参考文献1.闫敏华，邓伟，马学慧.大面积开荒扰动下的三江平原近45年气候变化J.地理学报，2001,56(2)：159-1692 .李月洪，张正秋。百年来上海、北京气候突变地初步分异J.气象，1991,(10)：15193 .王秀兰，包玉海.土地利用动态变化研究方法探讨J.地理科学进展，1999,(1)：818717184.许学工，陈晓玲，郭洪海等.黄河三角洲土地利用与土

11、地覆被地质量变化J.地理学报，2001,56(6)：640-6485.傅伯杰，陈利顶，马克明.黄土丘陵区小流域土地利用变化对生态环境的影响J地理学报，1999,54(3)：241-246二、主要研究内容及预期目标：（说明研究项目的具体内容并明确重点解决的问题、创新点以及预期要达到的目标等）主要研究内容：一、重庆市岩溶山地气候时空演变的研究1 .气候变化研究，定量描述岩溶山区气候变化的事实：1）气温的时空变化趋势；2）降水的变化阶段与变化空间分异；3）日照时速的变化阶段；4）年平均气压和季平均气压的波动。2 .气候突变：检测和确认4个气候要素各季节和年的气候突变特征。二、重庆市岩溶山地土地利用格

12、局演变的研究：1.岩溶山地土地利用结构特征指标的研究；2.岩溶山地土地利用程度指数和土地利用变化模型的研究；3.岩溶山地土地利用空间变化模型的研究；4.岩溶山地土地利用变化区域差异模型的研究。三、土地利用方式与小气候特征的关系研究：分析典型岩溶山地已持续利用多年的土地利用方式与高温、干旱、洪涝等灾害性气候的关系。四、岩溶山地土地利用格局与区域气候演变的耦合关系研究：据土地利用程度变化、空间变化及变化的区域差异特征与岩溶山地气候要素的变化趋势和突变特征，建立土地利用变化对气候影响变化评价模型，探讨其响应与反馈的非线性动力学过程，如自促过程、自调节过程、滞后性与稳定性等。1）土地利用变化与气温变化

13、；2）土地利用变化与降水变化；3）土地利用变化与日照时数变化；4）土地利用变化与气压变化；5）土地利用变化与气候变化相互作用的敏感性因子分析：分析研究区对气候要素变化影响大的土地利用类型，以及对研究区土地利用变化影响大的气候要素，探讨旱、涝等气候灾害的频率变化。预期目标：研究岩溶山区土地利用/覆盖动态变化与区域气候变化发展的耦合作用关系，建立二者之间响应与反馈的非线性动力学模型，探讨土地利用变化对区域生态环境的影响，提出合理的土地利用配置。三、拟采取的研究方法、技术路线及工作进度安排：（包括可行性论证，可能遇到的问题及其解决办法等）研究方法：1 .资料收集：遥感数据（NOAA/AVHRR数据）

14、、专题图件（重庆市不同时段土地利用现状图、重庆市地形图、重庆市地貌图、重庆市植被分布图）、气象资料（1950年2（X）0年重庆市岩溶地区各气象台站气温、降雨量、日照时数、气压4个要素的资料）。2 .遥感图像处理和地理信息系统方法：遥感技术和地理信息系统相结合获取、处理遥感信息，利用数据接口与地理信息系统相连接，实现与各种专题要素的复合、匹配，进行气候因子与土地利用结构变化等项目的耦合分析。采用多时相的遥感图像和相匹配的气象数据应用地理信息系统技术对土地利用/土地覆盖动态变化与气候因子进行敏感性分析。3 .野外定位观测方法：1）观测地点：在北硝鸡公山选择一个完整的岩溶地貌单元，对不同的土地利用方

15、式（1.次生林地2.灌草丛3.草坡4.弃荒农地5.坡耕地6,旱地7.菜地8.裸地）进行小气候观测。2）观测项目：总辐射、净辐射、空气辐射、气温、空气湿度、地面温度、土壤温度、土壤湿度。3）观测时间：于2002年1月2002年12月在春、夏、秋、冬四季选择体现当地气候特点的时段,在各观测时段内选择晴天、阴天等典型天气连续观测若干天，特殊天气临时加测；采用定时观测，每隔两小时观测一次，每次观测持续时间不得超过20分钟;辐射观测采用真太阳时.，其余要素观测可采用地方平均太阳时，均以20时为日界。4 .数学分析方法：岩溶山区气候变化总趋势分析采用倾向率法；气候变化的阶段性分析采用距平曲线法；气候突变分析用YamamotO法和Mann-Kenda11法。工作进度安排：2002年6月2003年6月：完成岩溶山区各气象台站的资料、相关遥感数据收集；野外观测选点。2002年6月2003年6月：完成不同土地利用方式下的小气候野外定位观测。2003年6月2003年12月：完成室内数据的统计、分析和遥感数据的计算机处理。对分析结果进行提炼、总结研究岩溶