中尺度流域土地利用覆被变化及其水环境效应研究——以太湖上游西苕溪流域为例研究.pdfVIP

摘 要 土地利用/覆被变化 (LUCC)研究是定量区分人类活动对全球环境变化影 响程度的有效途径。太湖流域土地利用变化剧烈，水环境问题突出。在总结国 内外相关研究的基础上，本文选择地处太湖上游、对太湖水环境有重要影响的 西曹溪流域为研究区，利用RS和GIs手段，通过野外调查和实验，运用地理 学、景观生态学和环境科学等理论，采用定性与定量相结合的方法，系统分析 近 15年来西苔溪流域LUCC过程、格局、驱动力及其变化趋势;探讨土地利 用变化对流域水环境的影响;模拟分析土地利用变化引起的氮、磷等营养元素 输出时空分布差异。主要研究进展和结论如下: 1.近15年来西苔溪流域LUCC过程与格局表现为:(1)耕地持续减少， 但减幅趋小;建设用地表现为持续增加，且增幅加快;林地经历了先增加后减 少的过程。(2)耕地、园地和林地的主要转移方向是建设用地。建设用地的增 加部分75.6%来自于耕地、12.9%来自于园地、9.5%来自于林地。(3)LUCC格 局主要表现为人类活动增强引起的土地利用景观集中化、斑块碎化、斑块形状 规则化等。 2.借助土地利用程度和土地利用集约度指标分析表明，近 巧年来西苔溪 流域土地利用强度呈增大趋势。尤其是单位耕地面积劳动力、农业机械总动力 及单位土地面积总投入和总产出等土地利用集约度指标呈现出大幅度增加的趋 势。 3.人类活动的区域性导致流域内部LUCC过程、格局区域差异显著。对建 设用地和耕地变化过程的分析表明，部分子流域的变化决定了流域整体变化过 程;用土地利用综合程度指标表征的子流域土地利用强度的空间差异明显，但 时间变化较小。对比全流域与子流域发现，空间尺度对LUCC研究有重要影响。 4.水质指数法分析表明非点源污染是影响流域水环境的主要因素。土地利 用对水质影响的主要途径是非点源污染，回归分析显示河流总氮和总磷浓度均 与耕地、园地和居民工矿用地的面积比例呈正相关，而与林地和草地的面积比 例呈负相关。 5.土地利用/覆被变化对非点源污染物的时空分布有重要影响。以子流域 为单元，借助GIs手段，模拟LUCC对流域氮、磷等营养元素输出时空分布的 影响，不但可以为子流域的氮、磷等营养元素分类管理提供依据，而且可以有 效地识别氮、磷等营养元素产出的重点子流域，从而可以快速诊断需重点监测 治理的子流域或河段。 关键词:西若溪流域 土地利用/覆被变化 土地利用强度 水环境 非点源污染 Landus/ecoverchangeofa而ddlesizedcatchment anditsimPactonwaterenvironment — ACaes ofXitiaoxiCatch毗ntnitheuPPrereachesofTa伍ubasin YUXiuxgiuP(hysicalGeogra冰y) Di瑰ctedbyyANGGuisbua ABSTRACT Landuseandlandcovrecknage (LUCC)sUtdyisuaeffectvieaPProa由ot quantiyfhteinflu幼ceofhumanactivtiiesonglobalcba.罗.P均blemsofwater environmeotbvaebeenveryseriuosbeacuesofhtenPdi比angeoflnadusein Ta讯ub韶恤.Basedontheofrnlerreesarchresults，usPPortedbyremotesensiug 仅5)andgoegraPhicinofmraotinsystem (Gl)snteasu代5，helPedbyfieldstuyd andsiteexPerimenatl，underhte，idanceofsuchtbeoriesasGeograPh熟 Eco10留lenvironmentscicncesandsat廿stiCS，inocmbinatoinwlhthtequalitative andquantiattiveanaylsis，tbishtesisatkes儿tiao对 catchmenta(thteuPPer reachesofTaihubasni，ha城ngg比ateffecSt0nTaihuwaterenviOI’nmen)