基于土地利用結(jié)構與景觀格局的小流域氮、磷、碳輸出特征分析.pdf_第1頁
已閱讀1頁,還剩85頁未讀, 繼續(xù)免費閱讀

下載本文檔

版權說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權,請進行舉報或認領

文檔簡介

1、伴隨著我國城市化的不斷發(fā)展,城市郊區(qū)范圍不斷擴大,并以從單一為城市供應農(nóng)副產(chǎn)品發(fā)展成為具有為城市居民生產(chǎn)農(nóng)副產(chǎn)品和提供生態(tài)環(huán)境保障雙重基本功能的特殊區(qū)域。城郊農(nóng)業(yè)區(qū)地理條件優(yōu)越、農(nóng)業(yè)基礎設施發(fā)達,產(chǎn)業(yè)結(jié)構以蔬菜糧食種植和集約化畜禽養(yǎng)殖為主體,而在此過程中,化肥的過量使用和低利用率、畜禽養(yǎng)殖廢水的排放、生產(chǎn)生活廢棄物和污水處理收集處理設施的缺乏,使得城郊區(qū)農(nóng)業(yè)面源污染極為嚴重,成為我國生態(tài)環(huán)境風險最大的區(qū)域。
   本研究選取湖南

2、省長沙市城郊區(qū)金井河小流域為研究對象,以GIS和RS技術為平臺,合理布設監(jiān)測點,從2009年12月至2011年11月對流域水體中氮、磷、碳濃度進行連續(xù)定點監(jiān)測,利用多元統(tǒng)計學手段分析流域氮、磷、碳的輸出特征;結(jié)合流域的土地利用結(jié)構和景觀格局,分析其對氮、磷、碳輸出的影響,為城郊農(nóng)業(yè)區(qū)面源污染的監(jiān)測和控制提供理論依據(jù),為城郊農(nóng)業(yè)區(qū)的可持續(xù)發(fā)展提供科學依據(jù)。主要的研究結(jié)果如下:
   (1)城郊區(qū)金井河小流域徑流水體氮素污染極為嚴重

3、,總氮(TN)年均濃度為3.67 mg·L-1。在年際尺度上,流域氮素輸出以硝態(tài)氮(NO3--N)和銨態(tài)氮(NH4+-N)為主,且以NH4+-N占優(yōu),TN與NH4+-N濃度達到極顯著正相關,與NO3--、NO2--N達到顯著正相關;在季節(jié)尺度上,除冬季外,其它三季水體中氮素以NO3--N占優(yōu)。流域各監(jiān)測點水體NO3--N濃度季節(jié)變化較小,表現(xiàn)為春季略高于秋季和冬季,夏季最低;NH4+-N濃度的季節(jié)變化明顯,表現(xiàn)為冬季>春季>秋季>夏季;

4、TN濃度的季節(jié)變化趨勢為:冬季>春季>秋季>夏季。流域各監(jiān)測點間的氮素濃度、輸出形態(tài)、季節(jié)變化趨勢存在顯著的差異。城郊區(qū)小流域水體總磷(TP)含量較低,除去1號點(養(yǎng)殖廢水影響),TP濃度的變化范圍為0.03~0.26 mg·L-1。流域水體TP的濃度季節(jié)差異較小,且維持在較低的水平。
   基于為期半年的定點監(jiān)測,金井河小流域徑流水體可溶性有機碳(DOC)的平均濃度為4.70 mg·L-1,可溶性無機碳(DIC)為6.47 m

5、g·L-1。在監(jiān)測期間內(nèi),DOC濃度先下降后升高,七月份最高達到7.55 mg·L-1,九月份最低僅為1.26 mg·L-1;DIC濃度逐漸升高,其變化范圍為1.5 mg·L-1~11.5 mg·L-1。采用對數(shù)型冪函數(shù)普適公式計算金井河流域各監(jiān)測點水體富營養(yǎng)化評價綜合指數(shù)(EI值),監(jiān)測期間內(nèi)流域各監(jiān)測點平均EI值為52.2,水體處于“富”營養(yǎng)狀態(tài),且各監(jiān)測點的EI值存在較大差異。在監(jiān)測期間內(nèi),在流域水體EI值先下降后升高,9月份的E

6、I值最低,平均值為45.6;11月份的EI值最高,平均為58.3,流域水體均處于“富”營養(yǎng)等級狀態(tài)。
   (2)利用系統(tǒng)聚類分析可將流域中的20個監(jiān)測點根據(jù)其水質(zhì)污染特征劃分為三類,分別為高污染(HP)、中污染(MP)、低污染(LP),其中流域水體NO3--N濃度表現(xiàn)為:MP>HP>LP,NH4+-N、TN、TP、DOC、DIC均為:HP>MP>LP。在三類監(jiān)測點中分別進行因子分析,分別提取了3、3、4個主成分解釋了90.75

7、%、90.78%、89.02%的總變異。第一類為HP監(jiān)測點,包括1、3、5、8、16、20號監(jiān)測點,因子分析結(jié)果表明該類監(jiān)測點水質(zhì)主要受居民生活污水、養(yǎng)殖廢水影響控制,其污染等級排序為:8>1>3>5>20>16;第二類為MP監(jiān)測點,包括4、6、7、15與19號監(jiān)測點,水質(zhì)主要受與施肥、水土流失農(nóng)業(yè)面源污染影響控制,其污染等級排序為:19>4>7>6>15:第三類為LP監(jiān)測點,包括2、9、10、11、12、13、14、17與18號監(jiān)測點

8、,水質(zhì)主要受水土流失影響控制,其污染等級排序為:17>18>14>10>13>12>9>2>11。
   (3)在流域尺度上,土地利用以林地為主,且各子流域土地利用結(jié)構差異顯著。其中,MP監(jiān)測點所在子流域以耕地為主,LP監(jiān)測點中以林地為主,HP監(jiān)測點中林地與耕地比例相當。從高程、坡度、緩沖區(qū)角度分析,林地主要分布在海拔100m~200m、坡度大于15°的陡坡與緩陡坡中,且分布在距河道較遠300m~700m的區(qū)域中;耕地、城鎮(zhèn)居民

9、地主要分布在坡度小于5°而且海拔小于100m的低地中,且各子流域不同距離的緩沖區(qū)差異較大;水域主要分布在海拔大于200m、坡度小于5°的低地中,且距河道較遠。
   除去HP監(jiān)測點,不同時間尺度的源匯特征分析均表明林地、水域?qū)Φ⒘?、碳輸出起匯作用,耕地、城鎮(zhèn)居民地為源作用。多元逐步回歸分析表明,在年際尺度上,水田對TN、NO3--N濃度的空間變化影響最大,林地對NH4+-N影響最大,DIC受城鎮(zhèn)居民地影響最大。季節(jié)尺度上,除冬

10、季外,林地對TN空間變化的影響最大外,其它三季均為水田;夏季水田對NO3--N濃度空間變化影響最大,秋季為水域;冬夏季林地對NH4+-N變化影響最大,春季為水田,DIC在夏秋季分別受城鎮(zhèn)居民地和林地影響最大。DOC、TP在年際、季節(jié)尺度上均未建立最優(yōu)回歸方程,濃度的空間變化與土地利用結(jié)構無關。
   (4)在景觀尺度上選取12種景觀指標構建了流域的景觀格局,不同的景觀指標的空間異質(zhì)性存在差異,其中NP、MPS、LPI、DI、CO

11、N均表現(xiàn)為LP>HP>MP,F(xiàn)N、ED、SHDI、SHEI均表現(xiàn)為MP>HP>LP;除去HP監(jiān)測點,水質(zhì)指標NO3--N、TP、DOC與所有的景觀格局指數(shù)均未表現(xiàn)出顯著的相關性;NH4+-N、TN與LPI、DI、CON均表現(xiàn)極顯著的負相關,與ED、SHDI、SHEI表現(xiàn)為極顯著的正相關,并且ED對NH4+-N、TN的空間變化影響最大;DIC與MPS、DI表現(xiàn)為顯著負相關,與SHDI、SHEI為顯著正相關,DI對DIC的空間變化影響最大。

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預覽,若沒有圖紙預覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 眾賞文庫僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負責。
  • 6. 下載文件中如有侵權或不適當內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

評論

0/150

提交評論