嫩江下游洪水演进及对洪泛区植被影响分析

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洪水作为洪泛平原植被生长的重要干扰因素,对植被的组成与结构起着至关重要的作用。研究洪水演进并分析洪水对洪泛区植被的影响,有利于流域防洪决策的制定及河流生态治理。本文以嫩江下游江桥-大赉河段为研究区域,利用MIKE FLOOD构建了一、二维水动力耦合模型,分析了4种典型频率(P=1%、2%、5%、20%)洪水的演进过程;同时利用地理信息空间技术方法与地累积指数法,探讨了洪水扰动和河流表层沉积物重金属含量对洪泛区植被生长的影响。主要结论如下:(1)经MIKE FLOOD一、二维水动力耦合模型参数率定与验证,模型模拟精度较高,符合甲级预报精度要求,即模型模拟结果能较好的反映嫩江下游洪水演进规律,并为典型频率洪水演进数值模拟奠定了模型基础。(2)随着洪水重现期的增加,嫩江江桥-大赉河段4种典型频率(P=1%、2%、5%、20%)的洪水最大淹没水深与最大淹没范围不断增加,该研究结果为本文分析不同频率洪水对洪泛区植被的影响划定了相应的范围。(3)不同频率洪水扰动对植被(植被覆盖、土地利用类型与景观格局)产生了不同程度的影响。(1)不同重现期植被指数变化具有显著的时空差异性:a)嫩江下游不同重现期内的植被指数具有显著的季节变化规律。b)典型洪水年前后不同重现期洪泛区内的植被指数(NDVI、EVI)存在显著差异,说明洪水对洪泛区内的植被具有明显的破坏作用。c)不同频率洪水对植被具有不同程度的破坏作用,符合中度干扰假说。(2)不同频率洪水的扰动造就了不同的土地利用空间格局:较高频率洪水扰动区以草地与湿地为主,较低频率洪水扰动区以耕地、草地与水体为主,中等频率洪水扰动区以耕地、湿地与草地为主,研究结果符合我国三区划分法原则。(3)不同重现期景观格局指数呈现出显著的空间异质性:中等频繁淹没区内的斑块分布相对复杂、景观破碎度与空间异质性程度高,景观类型均衡化、景观形状较为简单;频繁淹没区与较低频繁淹没区的斑块分布相对简单、景观破碎度与空间异质性程度低,景观类型非均衡化、景观形状较为复杂。(4)通过采样与分析,发现松花江流域河流表层沉积物中重金属含量普遍接近或低于背景值,洪泛区呈无污染或中轻度污染。其中嫩江下游江桥-大赉河段地累积指数均小于0,说明嫩江下游土壤环境(重金属)并非影响洪泛区植被生长的主要因素。
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