题目：基于水文效应分析的土地利用优化模式研究——以汉江上游为例

本文以汉江上游为研究对象，结合向有关部门收集和开展野外调查等方式获取的研究流域DEM、水文数据、土壤数据、气象数据、土地利用/覆被等基础数据建立SWAT数据库，并建立SWAT模型，对模型进行敏感性分析和校准模型，并验证模型在汉江上游的适用性。最后设置土地利用情景，分析不同情境下土地利用状况对水文过程的影响，并设立基于情景分析的汉江上游土地利用优化模式：生态保护型土地利用优化模式和耕地保护型土地利用优化模式，且对土地利用优化模式水文效应进行分析，并运用市场价值法对二者进行成本-效益评估。主要研究结论如下：
（1）SWAT模型敏感性分析知：对汉江上游水文过程比较敏感的主要参数是SCS径流曲线系数、土壤蒸发补偿因子、最大冠层蓄水量、土壤可利用水量、地下水蒸发发生的深度阈值、饱和导水率、基流а系数和主河道曼宁系数等。
（2）校正汉江上游SWAT模型过程中，率定期：石泉站，R2（相关系数）=0.894,Ens（效率系数）=0.844;长枪铺站，R2=0.851,Ens=0.819；高滩站，R2=0.837,Ens=0.843。验证期：石泉站，R2=0.843，Ens=0.824;长枪铺站，R2=0.792,Ens=0.79；高滩站，R2=0.837,Ens=0.8。在率定期和验证期,R2和Ens均大于75%，说明模型的模拟效果较好，适合汉江上游LUCC水文效应的分析。
（3）设置LUCC情景，情景模拟结果可得：林地、草地均具有涵养水源、保持土壤作用，且林地涵养水源、保持土壤作用强于草地,而且林地、草地涵养水源、保持土壤的功能不是简单的相加关系，而是及其复杂的过程；林地蒸腾作用强，利于水循环过程，草地的蒸腾作用低于农田作物蒸腾作用；土地利用/土地覆被对径流的影响程度存在一定的季节性，在汛期，流域全是林地或退耕还林后，月径流量减小，且汛期一过，径流量骤然下降，说明林地具有消减洪峰作用，但枯水期，月径流量有小小的增长，说明林地在枯水期增加径流量，对下游水库有良好的保护作用；草地转换为耕地后，蒸发量的变化趋势不同于其他土地利用情景，在7月和10月蒸发量有个突然的增加，这是由于汉江上游地区一年两熟耕作方式决定的；不同土地利用类型的涵养水源、保持土壤功能受地形因子的影响。
（4）基于汉江上游LUCC情景下水文效应分析，设立汉江上游生态保护型土地利用优化模式和耕地保护型土地利用优化模式。坡度15°-25°，海拔800米以下的缓坡耕地退耕还草，800米以上的缓坡耕地退耕还林，25°以上陡坡耕地退耕还林，作为汉江上游生态保护型土地利用优化模式（优化模式1）；坡度15°-25°，海拔800米-1200米缓坡耕地退耕还草，1200米以上缓坡耕地退耕还林，25°以上陡坡耕地退耕还林，作为耕地保护型土地利用优化模式（优化模式2）。
①优化模式1、优化模式2径流和年内分配不均匀系数均在减小，优化模式年内径流分配均逐渐变得均匀。优化模式1径流年内分配不均匀系数变化幅度大于优化模式2，年内径流的分配主要是通过LUCC涵养水源作用调节的。优化模式1涵养能力已经达到合格，而且在良好状态过度。优化模式2涵养能力已经达到中等水平。
②汉江上游潜在蒸发量远远大于实际蒸发量。优化模式潜在蒸发量均在降低，而且优化模式1的变化幅度为-0.94%，优化模式2的变化幅度为-0.48%。优化模式实际蒸发量均在增加，优化模式1变化幅度为1.92%，优化模式2的变化幅度为1.22%。土地利用变化对实际蒸发量的影响程度大于对潜在蒸发量的影响程度。
③优化模式年泥沙量均减小，达到保持土壤的目的。优化模式1保持土壤作用由于优化模式2，但优化模式2可实现性更高。优化模式1年内分配达到良好状态，优化模式2泥沙年内分配由中等水平向良好水平过度。
（5）运用市场价值法评估生态保护型土地利用优化模式和耕地保护型土地利用优化模式，得到生态保护型土地利用优化模式的市场价值为7.30亿元， 45.03亿元，耕地保护型土地利用优化模式市场价值为45.03亿元，最终选耕地保护型土地利用优化模式为汉江上游最佳土地利用优化模式。
论文的创新点主要是土地利用情景设置全面，基于不同土地利用情景水文效应的的分析设立了耕地保护型和生态保护型土地优化模式；且将市场价值法应用与汉江上游优化模式的成本-效益评估。