曹 燦, 孫 瑞, 吳志祥, 李 茜

(1.寧夏大學(xué) 地理科學(xué)與規(guī)劃學(xué)院, 銀川 750021; 2.中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院 橡膠研究所, ?？?571101; 3.海南儋州熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)國家野外科學(xué)觀測研究站, 海南 儋州 571737)

土地利用/覆被變化(Land Use/Cover Change，LUCC)對流域水循環(huán)具有重要影響，基于水文模型開展流域土地利用變化的水文效應(yīng)是全球環(huán)境變化研究的熱點和前沿問題。其中，SWAT(Soil and Water Assessment Tool)模型是應(yīng)用最為廣泛的流域水文模型之一[1]。它是美國農(nóng)業(yè)部(USDA)和農(nóng)業(yè)研究中心(ARS)于20世紀(jì)90年代開發(fā)的用于流域管理的分布式水文模型[2]，可以較好地模擬天然的徑流過程，反映流域徑流變化特征，并且綜合考慮了流域下墊面對水文過程調(diào)節(jié)的差異性，可以追蹤土地利用變化下的降水、冠層截留、蒸散發(fā)、地表徑流、土壤水、地下水等主要水文過程的分配[3]。SWAT模型具有較強(qiáng)的模擬預(yù)測能力，被很多學(xué)者用于模擬氣候變化及LUCC的流域水文響應(yīng)。目前基于SWAT模型已開展的研究表明，林地能增加滲漏，減少地表徑流，具有蓄水保水的作用，林草地還可以防止洪峰發(fā)生；耕地的產(chǎn)流能力較強(qiáng)，而建設(shè)用地的不透水面有助于徑流增加[4-13]。

橡膠林是熱帶地區(qū)典型的經(jīng)濟(jì)作物和重要的人工林。因全球經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展和天然橡膠需求量的持續(xù)增加，近幾十年來橡膠林面積在熱帶地區(qū)迅速擴(kuò)張。目前，圍繞橡膠林大面積種植引起的干旱、水土流失等生態(tài)學(xué)問題的爭議很大[14]。國內(nèi)外很多學(xué)者針對橡膠林生態(tài)系統(tǒng)的水文過程進(jìn)行了研究[15-26]。研究表明橡膠林蒸騰量與橡膠林分密度、葉面積指數(shù)和土壤水分有效性有關(guān)，主要吸水性較接近土壤表層[15-17]。橡膠林僅表層土壤水源涵養(yǎng)功能降低顯著，但整體仍可較好保持土壤水分[18]，這是因為橡膠林的凋落物在數(shù)量及持水能力上都優(yōu)于熱帶季節(jié)雨林[19]。不同林齡橡膠林間水源涵養(yǎng)功能整體差異不大[20]，但對不同深度土壤水利用比例的季節(jié)性波動大[21]。橡膠林的大面積種植加劇了橡膠林的蒸散量[22]，加快了土壤水分的流失，造成河流流量降低和土壤侵蝕增加等問題[23-24]。因而橡膠種植的擴(kuò)張引發(fā)了人們對水文循環(huán)完整性的擔(dān)憂。在海南，張曉娟[25]和耿思文等[26]針對橡膠林生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行了定位觀測研究，分析了影響橡膠林水汽通量的主要環(huán)境因子以及橡膠林的水分循環(huán)和水量平衡特征。然而在熱帶地區(qū)，前人對橡膠林的研究主要集中在水文過程的定位觀測等，缺乏對橡膠樹大面積種植對整個流域環(huán)境水循環(huán)的影響以及流域徑流對LUCC特別是橡膠林面積變化的定量研究[27]。

南渡江是海南島最長的河流，橡膠林是該流域的重要植被類型。近幾十年來，因劇烈的人類活動影響，流域植被覆蓋變化顯著[28-29]。其中，橡膠林面積迅速擴(kuò)張對流域水資源的影響是社會各界廣泛關(guān)注的問題。為此，本文以南渡江流域為研究區(qū)，通過構(gòu)建流域生態(tài)水文研究數(shù)據(jù)庫及SWAT模型研究平臺，模擬流域水文過程及其對LUCC的響應(yīng)，對比不同土地利用類型的水文過程及調(diào)蓄能力，探討典型熱帶島嶼性流域橡膠林面積擴(kuò)張對徑流的影響，為后續(xù)保障水安全、改善水環(huán)境、修復(fù)水生態(tài)等工作提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

南渡江干流發(fā)源于白沙縣，斜貫海南島中北部，最終流入瓊州海峽，涉及人口225.6萬人。流域地處熱帶北部地區(qū)邊緣，有明顯的干濕兩季，臺風(fēng)頻繁，降雨充沛，汛期(5—10月)徑流量集中，占全年總徑流量的70%以上[30]。

南渡江流域(109°36′—110°34′E，19°9′—19°55′N)以龍?zhí)了恼緸榱饔虺隹?。流域總面積為5 333 km2，海拔范圍為3～1 405 m，平均海拔高度116 m，地勢呈西南高東北低，流域內(nèi)1990—2015年的年均降水量為1 975 mm，雨季(5—10月)、旱季(11—4月)的降水量分別占81%，19%，降雨量南部多于北部。土地利用類型(2015年)以林地(包括橡膠林)為主，占流域總面積的68.1%；耕地次之，占流域面積的26.2%；建筑與未利用地、水域面積較少，分別占流域面積的3.8%，1.9%(圖1A)。土壤類型共13種，以麻黃砂土為主，占流域面積52.0%；其次為淡麻磚土、肉泥田和湖光巖焦灰土，分別占流域面積的27.0%，9.9%，4.4%；扁骨土、潮州淡砂土、河砂泥田、紅黏泥土、麻黃磚土、泥肉基、砂磚土田、雜砂黃紅土和紫棕泥土均不超過流域面積的2.0%(圖1B)。

2 數(shù)據(jù)與方法

2.1 數(shù)據(jù)來源與處理

SWAT模型的輸入數(shù)據(jù)內(nèi)容及來源見表1?；贏rcGIS平臺的ArcSWAT按照輸入的數(shù)字高程模型(Digital Elevation Model，DEM)數(shù)據(jù)自動提取河網(wǎng)，再設(shè)定集水面積閾值，生成子流域，接著按照獨特的土地利用、土壤分類、坡地將子流域進(jìn)一步細(xì)分為水文響應(yīng)單元(Hydrological Response Unit，HRU)。在構(gòu)建南渡江流域SWAT模型過程中，設(shè)定土地利用類型、土壤類型、坡度分級的閾值分別為20%，20%，20%，將研究區(qū)劃分為83個子流域和242個HRU(圖1C)。在此基礎(chǔ)上輸入氣象數(shù)據(jù)，通過輸入降水量、溫度、太陽輻射、相對濕度、風(fēng)速等信息，創(chuàng)建模型數(shù)據(jù)庫，計算每個HRU的產(chǎn)匯流情況。

圖1 南渡江流域土地利用類型、土壤類型與子流域劃分

表1 SWAT模型基礎(chǔ)數(shù)據(jù)內(nèi)容及來源

2.2 研究方法

2.2.1 SWAT模型 SWAT是一個流域尺度模型，用于評估連續(xù)長時段內(nèi)各種土地利用和管理實踐對水量和水質(zhì)的影響，模型的主要組成部分包括天氣、水文、土壤溫度和性質(zhì)、植物生長和土地管理，所有的水文過程都可以基于水量平衡方程(公式1)進(jìn)行模擬[13]。

(1)

式中：SWt為時間t時(天)的最終土壤含水量(mm)；SWo為第i天的初始土壤含水量(mm)；Rday為第i天的降水量(mm)；Qsurf為第i天的地表徑流(mm)；ETa為第i天的蒸散量(mm)；Wseep為第i天土壤底部的滲透水量(mm)；Qgw為第i天返回到地下水的水量(mm)。

2.2.2 參數(shù)敏感性分析 敏感性分析是對給定流域最敏感參數(shù)的計算，了解該模型模擬流域內(nèi)水文過程的密切程度[32]。本研究選擇SWAT-CUP(Calibration and Uncertainty Programs)軟件內(nèi)置的SUFI-2算法對SWAT模型進(jìn)行敏感性分析、校準(zhǔn)和驗證。SUFI-2被廣泛使用主要是因為達(dá)到可接受的校準(zhǔn)結(jié)果所需的運行次數(shù)相對較少，比SWAT-CUP的其他程序少2～30倍；其中對結(jié)果不確定性的解釋程度被定義為p-factor和r-factor，這兩種測量方法結(jié)合在一起，使大多數(shù)測量數(shù)據(jù)具有最小的不確定度[33]。最后根據(jù)每個參數(shù)的t-state值與p-state值，確定研究區(qū)徑流的參數(shù)敏感性排序。觀測數(shù)據(jù)與最終的最佳模擬輸出之間根據(jù)決定系數(shù)(R2)，Nash-Sutcliffe效率系數(shù)(NSE)和百分比偏差(PBIAS)[34]對擬合優(yōu)度進(jìn)一步量化，用于評估模型的性能。根據(jù)R2，NSE和PBIAS值，可將SWAT模型模擬結(jié)果可靠性劃分為非常好、好、滿意、不滿意4個等級[35]。

2.2.3 土地利用情景設(shè)置 通過研究不同土地利用類型相互轉(zhuǎn)變對流域徑流的影響，可揭示土地利用方式對徑流的影響機(jī)理。本研究采用極端情景模擬方法，即假設(shè)將某一土地利用類型全部轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪煌恋乩妙愋?，然后模擬出流域的徑流量，再根據(jù)模擬徑流量相對基準(zhǔn)期徑流量的變化情況，判斷不同土地利用類型對流域產(chǎn)流的貢獻(xiàn)順序。鑒于南渡江流域內(nèi)主要土地利用類型為耕地、其他林地和橡膠林地，本研究以2015年土地利用數(shù)據(jù)和1990—2015年的氣象數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)，設(shè)置如下3種極端情模擬情景(表2)，以此研究耕地、其他林地、橡膠林地相互轉(zhuǎn)化時對流域徑流的影響，進(jìn)而得出三者對流域產(chǎn)流的貢獻(xiàn)順序。

表2 南渡江流域不同土地利用情景設(shè)置

3 結(jié)果與分析

3.1 南渡江流域土地利用變化特征

1990年和2015年南渡江流域土地利用類型均以耕地、其他林地和橡膠林地為主，三者之和分別占總面積的96.34%，94.27%(表3)。1990—2015年，南渡江流域耕地、其他林地和水域面積持續(xù)減少，變化率分別為-4.06%，-1.21%，-0.09%；橡膠林地和建筑與未利用地面積分別增長3.20%，2.17%。土地利用方式的轉(zhuǎn)變直觀反映了研究區(qū)20世紀(jì)90年代以來城鎮(zhèn)化擴(kuò)張和熱帶農(nóng)業(yè)發(fā)展下大面積種植橡膠林地，占據(jù)了一部分耕地、其他林地以及水域的空間。

表3 1990年和2015年南渡江流域土地利用類型面積分布及占比

由表4可知，其他林地主要由耕地和橡膠林地轉(zhuǎn)入，建筑與未利用地和水域轉(zhuǎn)入較少，轉(zhuǎn)入面積達(dá)967.87 km2，占總轉(zhuǎn)入面積的38.49%。耕地主要由其他林地和橡膠林地轉(zhuǎn)入，而建筑與未利用地和水域轉(zhuǎn)入較少，轉(zhuǎn)入面積為863.05 km2，占總轉(zhuǎn)入面積的61.83%。建筑與未利用地由其他土地利用類型轉(zhuǎn)入的占比最高，達(dá)91.85%，主要由耕地和其他林地轉(zhuǎn)入，轉(zhuǎn)入面積分別為103.24，46.02 km2。橡膠林地主要由其他林地和耕地轉(zhuǎn)入，轉(zhuǎn)入面積分別為408.74，396.35 km2。水域主要由耕地和其他林地轉(zhuǎn)入。綜上所述，幾種土地利用類型互相轉(zhuǎn)換的現(xiàn)象突出，其他林地由其他土地利用類型轉(zhuǎn)入的面積最大，耕地、橡膠林地次之；建筑與未利用地的其他土地利用類型轉(zhuǎn)移占比變化最劇烈，橡膠林地次之。

表4 1990-2015年南渡江流域土地利用類型轉(zhuǎn)移矩陣 km2

3.2 基于SWAT模型的流域徑流模擬

3.2.1 SWAT模型校準(zhǔn)與驗證 根據(jù)龍?zhí)了恼镜膹搅饔^測數(shù)據(jù)，選擇1961—1976年作為SWAT模型徑流模擬的預(yù)熱期，1977—1987年和2006—2013年分別設(shè)置為率定期和驗證期，此處SWAT模型的校準(zhǔn)和驗證均是基于2015年土地利用數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬的。通過參數(shù)的敏感性排序(表5)，將參數(shù)率定最佳值代入SWAT模型得到徑流模擬最優(yōu)結(jié)果。SWAT模型的參數(shù)率定結(jié)果顯示，對南渡江徑流產(chǎn)生最為密切的18個參數(shù)中，敏感性排序前5依次為EPCO，SLSUBBSN，CH_K2，SOL_BD和GW_DELAY，這說明南渡江徑流對植被蒸散發(fā)、產(chǎn)生徑流的坡面狀況、土壤狀況和地下水過程較為敏感。

研究區(qū)徑流模擬結(jié)果的R2，PBIAS和NSE在率定期分別為0.88，-5.81%，0.85，在驗證期分別為0.96，-21.63%，0.89(表6)，表明率定期和驗證期研究區(qū)流域的月尺度徑流模擬值與觀測值之間有較好的一致性。由圖2可知，率定期和驗證期徑流的模擬值與觀測值均擬合較好，模擬值能較好地反映實際徑流。綜上，SWAT模型在南渡江流域具有良好的適應(yīng)性，表明SWAT模型可用于該流域的徑流過程模擬及其對土地利用變化的響應(yīng)研究。

表5 參數(shù)敏感性排序

表6 SWAT模型在南渡江流域的模擬評價結(jié)果

3.2.2 南渡江流域徑流變化特征 考慮到目前獲得的1990年和2015年兩期研究區(qū)土地利用數(shù)據(jù)，此處基于基準(zhǔn)期2015年的土地利用數(shù)據(jù)模擬并補(bǔ)充了1990—2005年、2014—2015年的年徑流，再與研究區(qū)2006—2013年的年徑流觀測值，共同構(gòu)成1990—2015年南渡江流域年徑流量變化趨勢(圖3)。1990—2015年南渡江流域出口龍?zhí)琳镜哪昃鶑搅髂觌H波動較大，平均值為191.14 m3/s，整體變化趨勢不顯著(圖3A)，無明顯突變(圖3B)。研究時段內(nèi)南渡江流域徑流量最低值出現(xiàn)在2004年(93.5 m3/s)，1991年和2006年的年均徑流量亦較低，分別為103.9，100.0 m3/s；最高值出現(xiàn)在2000年(292.6 m3/s)，1997年和2009年亦較高，分別為285.3，281.7 m3/s。根據(jù)估算結(jié)果，1990年和2015年南渡江徑流量分別為180.43，130.16 m3/s，均屬于年均徑流量偏低的年份。

圖2 SWAT模型在南渡江流域的模擬評價結(jié)果

3.3 南渡江流域徑流對LUCC的響應(yīng)

運用SWAT模型分別模擬了1990年和2015年兩期土地利用數(shù)據(jù)下的南渡江流域1990—2015年徑流量。結(jié)果表明，不同土地利用方式下模擬的1990—2015年的多年年均徑流量，C1情景比C0情景的多年平均徑流量減少0.33%，暗示土地利用變化對南渡江流域河流徑流量的影響相對較小。而2015年土地利用下模擬的2015年徑流比1990年土地利用下模擬的1990年徑流下降了27.86%，表明除土地利用外，其他因素對流域徑流影響更大。

1990—2015年南渡江流域各水文要素增長量由大到小為：潛在蒸散發(fā)>實際蒸散發(fā)>淺層滲透水>回歸流>淺層含水量>地下深層水；側(cè)向流(即壤中流)和地表徑流減少(表7)。這說明土地利用變化導(dǎo)致流域蒸散發(fā)加劇，實際蒸散發(fā)和潛在蒸散發(fā)分別增加28.90，36.40 mm。同時，流域地表徑流與側(cè)向流減少，淺層滲透水增加，回歸流與地下深層水隨之增加，最終導(dǎo)致淺層含水量也有所增加。據(jù)此，1990—2015年南渡江流域LUCC引起蒸散發(fā)加劇，同時地表徑流與壤中流出現(xiàn)減少，從而導(dǎo)致流域河流徑流量的減少。

圖3 1990-2015年南渡江流域年徑流量變化趨勢及M-K突變檢驗

1990—2015年南渡江流域總徑流的主要來源是基流，基流平均占總徑流的65.5%(表8)。與1990年相比，2015年流域基流與總徑流占比增加，地表徑流與總徑流占比下降，但是基流與降水的占比和地表徑流與降水的占比分別降低了0.71%，1.29%；同時流域?qū)嶋H蒸散發(fā)增加，入滲量和深層補(bǔ)給量變化不明顯。綜上所述，1990—2015年南渡江流域LUCC導(dǎo)致的地表徑流減少，是流域河流徑流量減少的直接原因，而實際蒸散發(fā)的增加是導(dǎo)致地表徑流減少的主要原因。

表7 南渡江流域不同土地利用類型下各水文要素變化 mm

表8 南渡江流域不同土地利用類型下各水文要素占比

3.4 南渡江流域不同土地利用類型的徑流響應(yīng)

3.4.1 不同土地利用類型對徑流的貢獻(xiàn) 基于SWAT模型模擬C1，C2，C3，C4等不同土地利用情景下南渡江流域1990—2015年的徑流量。結(jié)果表明，C2，C3和C4情景下的年均徑流均低于2015年基準(zhǔn)期的C1情景(圖4)，即流域因極端土地利用方式均呈現(xiàn)出年均徑流減少的趨勢。引起徑流減少的模擬情景由大到小為：C3>C4>C2。C3情景(所有其他林地轉(zhuǎn)變?yōu)橄鹉z林地)的年均徑流減少最多，達(dá)3.00%，即橡膠林地與其他林地相比有產(chǎn)流減少的作用；C4情景(所有耕地轉(zhuǎn)變?yōu)橄鹉z林地)的年均徑流減少次之為1.65%，反映出橡膠林地較耕地也有減少產(chǎn)流的能力。C2情景(所有耕地轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌值?的年均徑流減少1.20%，說明其他林地截流能力高于耕地。因此可知，研究區(qū)土地利用類型對流域產(chǎn)流的貢獻(xiàn)排序為：耕地>其他林地>橡膠林地，且3種極端土地利用情景均會導(dǎo)致流域徑流的明顯下降。

圖4 南渡江流域不同土地利用變化情景下的徑流響應(yīng)

3.4.2 不同土地利用類型對流域水文要素的影響 基于1990年和2015年土地利用數(shù)據(jù)分別模擬了南渡江流域不同土地利用類型的水文響應(yīng)。在不同土地利用變化下，土壤有效含水量表現(xiàn)為其他林地>耕地>橡膠林地>建筑與未利用地(圖5A)，其中橡膠林地面積增加引起土壤有效含水量下降。流域?qū)嶋H蒸散發(fā)排序為水域>橡膠林地>其他林地>建筑與未利用地>耕地(圖5B)，水域的實際蒸散發(fā)遠(yuǎn)高于其他土地利用類型，除水域外，橡膠林地的實際蒸散發(fā)較高，橡膠林地面積增加致使蒸散發(fā)增強(qiáng)。地表徑流表現(xiàn)為建筑與未利用地>耕地>橡膠林地>其他林地(圖5C)，橡膠林地地表產(chǎn)流能力遠(yuǎn)低于建筑與未利用地和耕地，橡膠林地面積擴(kuò)張引起地表徑流下降；而其他林地面積減少會導(dǎo)致其地表徑流減少。不同土地利用類型的地表徑流高則其相應(yīng)的地下徑流低，反之亦然。故而地下徑流表現(xiàn)為其他林地>橡膠林地>耕地>建筑與未利用地(圖5D)，且不同土地利用類型的地下徑流均差值較大，橡膠林地的地下徑流隨面積增加而降低。綜上所述，耕地具有較高的地表徑流量，其他林地具有較高的地下徑流量，但其他林地和橡膠林地的產(chǎn)流能力均低于耕地。橡膠林地面積擴(kuò)張會引起橡膠林的蒸散發(fā)增強(qiáng)，同時土壤有效含水量、地表徑流和地下徑流均出現(xiàn)不同程度的下降。總體而言，1990—2015年的LUCC對南渡江流域水文過程的影響主要體現(xiàn)在蒸散發(fā)增加，地表徑流和地下徑流降低，與同時段年均徑流減少的結(jié)論一致。

注：FRST表示其他林地，AGRL表示耕地，RUBR表示橡膠林地，URBN表示建筑與未利用地，WATR表示水域。

4 討 論

在不同土地利用方式下模擬流域徑流，從1990—2015年的多年平均徑流量看，2015年土地利用下的模擬值比1990年模擬值減少0.33%；但從單年徑流量看，2015年土地利用下對應(yīng)的該年徑流比1990年下降了27.86%。這從側(cè)面反映出南渡江河流徑流量降低主要受氣候變化的影響。基于統(tǒng)計分析，2015年流域年降水量較1990年降低25.05%，氣溫升高1.21℃。據(jù)此推測，降水量降低以及氣溫升高致使蒸發(fā)量增加是南渡江流域2015年河流徑流量較1990年下降的主要原因。為此，基于SWAT模型模擬南渡江流域徑流對氣候變化的響應(yīng)將是未來研究重點。

水文過程中，蒸散發(fā)是植被及地面整體向大氣輸送的水汽總通量，是水循環(huán)的重要組成部分。耿思文[26]和劉珉[36]等在海南儋州橡膠林生態(tài)系統(tǒng)的水量平衡中研究發(fā)現(xiàn)，單一的橡膠林蒸散發(fā)與同緯度熱帶雨林相當(dāng)，蒸散發(fā)達(dá)到降水量的55%。因本研究中除橡膠林地外還有其他土地利用類型，且其他林地的劃分也并非典型的熱帶雨林，故流域蒸散發(fā)僅為降水的38%。另外，我們計算得到南渡江流域蒸散發(fā)平均值754 mm，這與林友興等[37]對熱帶雨林、橡膠林、亞熱帶常綠闊葉林等不同森林生態(tài)系統(tǒng)蒸散量的研究結(jié)果相近。研究區(qū)橡膠林地的面積增長有94%是由耕地凈轉(zhuǎn)入的，由于耕地土壤含水量比橡膠林地高，實際蒸散發(fā)比橡膠林地低，故耕地轉(zhuǎn)變?yōu)橄鹉z林地引起土壤含水量下降，實際蒸散發(fā)增強(qiáng)；除耕地外還有10%是其他林地轉(zhuǎn)變?yōu)橄鹉z林地，同時橡膠林地的6%轉(zhuǎn)出為建筑與未利用地，而地下徑流表現(xiàn)為其他林地>橡膠林地>耕地>建筑與未利用地，且不同土地利用類型的差值較大，故橡膠林地整體表現(xiàn)為面積擴(kuò)張引起地下徑流下降。研究表明流域橡膠林的種植面積擴(kuò)張在一定程度會對徑流的產(chǎn)生起調(diào)節(jié)作用，但流域本身是處于水資源相對緊張的狀況，故建議當(dāng)?shù)卣块T應(yīng)當(dāng)合理規(guī)劃土地利用格局，保護(hù)景觀多樣性，避免單一的土地利用方式。

南渡江流域不同土地利用類型的產(chǎn)流貢獻(xiàn)排序為耕地>其他林地>橡膠林地。這與李旦等[38]在海南島萬泉河上游流域的研究結(jié)果一致。另外，流域水文效應(yīng)不僅與土地利用類型相關(guān)，也受到土地利用類型的面積大小制約，并且未來土地利用狀況將會更加復(fù)雜和破碎，徑流對土地利用變化的響應(yīng)過程有待進(jìn)一步細(xì)化。且由于氣候變化比土地利用變化對流域水循環(huán)的影響更顯著[39]，降水是主導(dǎo)流域徑流變化的主要氣候因子[40-42]。南渡江流域內(nèi)徑流與降水的分布均具有典型的旱雨季特征，雨季占全年的80%左右，需要持續(xù)關(guān)注全球變暖背景下的流域水資源狀況，并采取有效措施應(yīng)對。合理規(guī)劃土地利用結(jié)構(gòu)，優(yōu)化土地利用布局是應(yīng)對氣候變化下水文負(fù)效應(yīng)的有效措施，是實現(xiàn)南渡江流域水資源合理分配的有效手段。

5 結(jié) 論

(1) 1990年和2015年南渡江流域的2期土地利用類型均以其他林地、耕地和橡膠林地為主，均占總面積94%以上，其他林地分布最廣。土地利用類型轉(zhuǎn)變中，耕地、其他林地和水域面積均減少，分別為-4.06%，-1.21%，-0.09%，橡膠林地和建筑與未利用地面積分別增長3.20%，2.17%。

(2) SWAT模型在南渡江流域的適宜性良好，徑流模擬對植被蒸散發(fā)、產(chǎn)生徑流的坡面狀況、土壤狀況和地下水過程較敏感。1990—2015年流域徑流年際波動性較大，1990年和2015年均屬于年均徑流量偏低的年份；基于這兩年分別對應(yīng)的土地利用來模擬單年徑流，2015年徑流量比1990年下降27.86%。

(3) 1990—2015年LUCC對南渡江流域河流徑流量減少的影響相對較小。其中，流域LUCC導(dǎo)致的地表徑流減少是河流徑流量減少的直接原因；而蒸散發(fā)加劇是地表徑流減少的主要原因。

(4) 南渡江流域不同土地利用類型的產(chǎn)流貢獻(xiàn)排序為耕地>其他林地>橡膠林地；耕地對流域具有增流作用，與此相比其他林地和橡膠林地有一定截流持水作用。因流域內(nèi)橡膠林地面積擴(kuò)張主要由耕地和其他林地轉(zhuǎn)入，致使蒸散發(fā)增加，地表徑流和地下徑流均出現(xiàn)不同程度的下降，進(jìn)而引起河流徑流量微弱減少。