基于SWAT模型和生态安全格局的北京水源涵养生态保护红线划分机理研究

20250123

农、林、牧、渔业

本项目通过多源遥感影像及长时间系列水文、气象、植被和土壤数据，结合数据同化技术，系统分析了特定区域的水源涵养生态水文因子的时空演变规律，成功开发了生态水文过程因子演变模型。该模型不仅为北京市北部山区的军都山和松山地区的水源涵养提供了精确的时空变化模拟，还为生态保护红线的动态模拟提供了实时数据支撑。通过基于SWAT模型与GIS空间分析的水源涵养功能定量评估，我们不仅探讨了上游植被变化对下游水源涵养量的辐射影响，还为精准划定生态保护红线提供了技术支撑。研究还进一步构建了水源涵养生态安全格局，为区域生态安全性评估提供了理论依据和技术框架。

模型推广与技术应用：基于现有的生态水文过程因子演变模型，未来可以在更广泛的区域推广应用，尤其是北京、河北等水资源保护需求较高的地区。通过与地方政府及相关生态环保部门的合作，将该模型与生态保护红线划定、生态修复、区域水资源管理等实际工作结合，推动科研成果的应用转化。 与企业的合作转化：在政府部门的支持下，我们可以与相关的水利、环保企业合作，将本研究中的生态水文因子演变模型与GIS分析技术、SWAT模型等工具结合，提供定制化的技术服务。通过技术咨询、软件开发、数据分析等方式，为企业提供系统的水资源管理解决方案，推动技术成果的商业化。 政策支持与普及推广：为进一步推动科技成果的转化，可以争取国家及地方政府的政策支持，例如通过生态环保项目的资金资助，开展技术推广和示范应用。通过组织学术交流、技术培训等方式，提升社会对水源涵养与生态保护工作的重视，促进技术成果在更广泛的领域中应用。 数据平台建设与共享：依托本研究的成果，可以构建水源涵养数据共享平台，将各类遥感影像数据、气象数据、土壤数据以及模拟分析结果开放给相关科研机构、政府部门和企业，以数据共享为基础，推动区域水资源与生态保护的智能化、精准化管理。

仅限国内转让

本研究的成果已经在北京市北部山区的军都山与松山地区成功应用，并为生态保护红线的划定提供了精准的技术支撑。未来，随着模型应用的拓展和技术的优化升级，将进一步推动生态保护和水资源管理的科学化与高效化。同时，通过与政府、科研机构和企业的深度合作，科研成果不仅能提升区域生态安全，还能为经济社会发展提供重要支持。 通过持续的科技创新和转化应用，预计该项目能够在多个生态保护区、流域治理及水资源管理领域实现大规模推广应用，助力生态文明建设和可持续发展战略的实施，创造更加广泛的社会效益和经济效益。

北京市自然科学基金面上项目

北京市科学技术委员会;中关村科技园区管理委员会

在水源涵养生态水文因子演变规律方面，利用多源遥感影像和长时间系列的水文、气象、植被及土壤数据，通过数据同化技术模拟分析，揭示了该区域水源涵养的时空变化规律，并成功开发了生态水文过程因子演变模型。该模型已在北京市北部山区的军都山区域和松山地区进行应用，为生态保护红线动态模拟提供了实时数据支撑。在水源涵养功能重要性及辐射特征研究中，基于SWAT模型与GIS空间分析，定量评估了不同土地单元的水源涵养功能，并探讨了上游植被变化对下游水源涵养量的辐射影响，明确了植被覆盖变化对水源涵养的长期影响。在生态安全格局的研究中，结合水分传输理论、MCR模型和GIS方法，构建了水源涵养生态安全格局，并进一步划定了不同水源涵养能力区域的保护重点。基于水源涵养服务功能的重要性评估与辐射影响，应用CA-Markov模型进行动态预测，为北部水源涵养区域生态保护红线的划定提供了科学依据。该研究为生态保护红线的精准划定和生态安全性评估提供了重要的理论支持和技术框架，具有广泛的应用前景。 本研究的每项成果均具有显著的价值和效益。生态水文因子演变模型为精确预测区域水源涵养提供了理论依据，促进了生态保护的动态管理。水源涵养功能评估和辐射影响研究为精准划定生态保护红线提供了技术支撑，推动了生态修复和水资源保护政策的制定。生态安全格局研究为区域可持续发展和生态安全提供了科学指导，具有较高的推广价值和应用前景。以上研究成果与项目目标密切相关，推动了生态保护与水资源管理的高效融合。