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流域“源—汇”景观格局对水质的影响——以千岛湖上梧溪流域为例
1
作者
张西兑
王裕成
+3 位作者
刘明亮
蒋男凯
李恒鹏
张汪寿
《湖泊科学》
北大核心
2025年第5期1560-1572,共13页
流域土地利用及“源—汇”景观格局通过影响污染物的产生、输移和消纳过程,从而对水质产生复杂影响。认识河流水质对流域土地利用及“源—汇”格局的响应关系是优化流域景观配置的前提和关键。本文以千岛湖上梧溪流域为研究对象,分析了...
流域土地利用及“源—汇”景观格局通过影响污染物的产生、输移和消纳过程,从而对水质产生复杂影响。认识河流水质对流域土地利用及“源—汇”格局的响应关系是优化流域景观配置的前提和关键。本文以千岛湖上梧溪流域为研究对象,分析了总氮(TN)、总磷(TP)、硝酸盐氮(NO_(3)^(-)N)、磷酸盐(PO_(4)^(3-)P)和高锰酸盐指数(COD_(Mn))等水质指标的时空变化特征,解析了子流域尺度土地利用和“源—汇”景观格局及其对河流水质的影响。结果表明,上梧溪流域主要河流水质指标浓度呈现出由上游到下游、由支流到主河道逐渐上升的空间特征。非汛期31个点位的月度水质监测数据中,有46%的数据TN浓度处于V~劣V类标准,且其平均浓度显著高于汛期,而TP和COD_(Mn)浓度多低于Ⅱ类标准,且总体略低于汛期。为进一步探究水质时空差异的原因,本研究引入景观格局指数和源汇景观空间负荷比指数(LWLI),发现LWLI与汛期和非汛期TN、NO_(3)^(-)-N和TP等水质指标呈显著正相关关系,说明当子流域中“源”景观面积比例越高、距离流域集水口越近、所处坡度越陡时,LWLI值也越大,其造成的氮、磷流失也更严重。对于汛期,茶园、水田、旱地等土地利用面积占比以及景观格局指数(如散布与并列指数(IJI)以及LWLI)分别解释了河流TN、TP和COD_(Mn)浓度的空间变异的46%、27%和58%。而在非汛期,这些因素分别解释了25%、46%和62%的空间变异。从“源—汇”景观格局的角度来看,上梧溪流域存在“源—汇”景观空间失调现象,“源”景观集中于中下游的河道附近,“汇”景观则多分布于距离河道较远的坡地上,这导致“汇”景观难以发挥截流净化的作用,建议通过调整土地利用结构和优化景观配置,具体如改善“源”景观的管理方式(如精准施肥与污水处理)并在关键源区设置植被缓冲带或湿地等“汇”景观来促进污染物的拦截。本研究通过引入LWLI,深化了对“源—汇”景观格局与水质响应关系的理解,为千岛湖流域水环境质量改善提供了科学依据。
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关键词
非点源污染
土地利用
源汇景观空间负荷比指数
氮、磷浓度
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职称材料
信江多流域土地利用空间负荷的河流氮磷输出响应
2
作者
李梦冰
周丙娟
+3 位作者
孙聪康
陈勇
罗凯
王金亮
《江西农业大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第3期785-798,共14页
【目的】近年来流域水体污染问题日益突出,总氮和总磷已成为水体污染衡量指标之一,河流氮磷浓度变化在一定程度上受到流域土地利用的影响,为保障信江流域水环境安全,开展土地利用空间负荷的氮磷输出响应研究对判定流域养分流失风险级别...
【目的】近年来流域水体污染问题日益突出,总氮和总磷已成为水体污染衡量指标之一,河流氮磷浓度变化在一定程度上受到流域土地利用的影响,为保障信江流域水环境安全,开展土地利用空间负荷的氮磷输出响应研究对判定流域养分流失风险级别、划定流域优先治理区、促进土地利用结构调整具有重大意义。【方法】选取信江流域的16个子流域作为研究区,利用2000年和2020年地表覆盖数据、高程数据、河网数据和2020年河流断面总氮与总磷监测数据,参考“源-汇”理论并利用洛伦兹曲线,构建土地利用空间负荷比指数,最后通过皮尔逊相关性分析,探讨流域氮磷输出与土地利用的时空关系。【结果】①相对高程、坡度、相对距离和综合的LWLI指数均值不超过0.3,表明流域当前土地利用的氮磷污染风险较低。②从三类空间要素对污染负荷贡献的角度来看,结果显示由大到小依次为LWLI_(s)、LWLI_(e)和LWLI_(d),表明相对高程和坡度对流域空间污染负荷的影响更为显著,因此,流域内位于中高海拔、坡度陡峭地区的土地利用类型应成为重点关注对象。③从“源-汇”地类结构和土地利用空间负荷的角度分析土地利用与氮磷输出的Pearson关系,发现土地利用空间负荷比指数同氮磷浓度的相关系数要比源汇地类面积结构的更高,存在更显著的相关性,能更有效表征流域的总氮、总磷流失量。【结论】从“源-汇”视角出发,将“源-汇”理论应用于流域土地利用空间负荷时空演变分析,定量分析多流域土地利用空间负荷与河流水质的关系,为水污染的治理和管理提供了有益的参考,可进一步为信江流域区划研究提供基础,为信江流域的水污染防治和土地利用结构调整优化提供借鉴经验,为信江流域改善生态环境和水质等方面提供决策支持。
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关键词
信江流域
土地利用格局
“源-汇”理论
土地利用空间负荷
洛伦兹曲线
氮磷
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职称材料
题名
流域“源—汇”景观格局对水质的影响——以千岛湖上梧溪流域为例
1
作者
张西兑
王裕成
刘明亮
蒋男凯
李恒鹏
张汪寿
机构
南京信息工程大学环境科学与工程学院
中国科学院南京地理与湖泊研究所
浙江省杭州市淳安生态环境监测站
浙江省杭州市生态环境科学研究院
浙江省淳安千岛湖建设集团有限公司
出处
《湖泊科学》
北大核心
2025年第5期1560-1572,共13页
基金
国家自然科学基金项目(42071143)
中国科学院青促会项目(2023330)和中国科学院“一四五”自主部署项目(NI-GLAS2022TJ16)联合资助。
文摘
流域土地利用及“源—汇”景观格局通过影响污染物的产生、输移和消纳过程,从而对水质产生复杂影响。认识河流水质对流域土地利用及“源—汇”格局的响应关系是优化流域景观配置的前提和关键。本文以千岛湖上梧溪流域为研究对象,分析了总氮(TN)、总磷(TP)、硝酸盐氮(NO_(3)^(-)N)、磷酸盐(PO_(4)^(3-)P)和高锰酸盐指数(COD_(Mn))等水质指标的时空变化特征,解析了子流域尺度土地利用和“源—汇”景观格局及其对河流水质的影响。结果表明,上梧溪流域主要河流水质指标浓度呈现出由上游到下游、由支流到主河道逐渐上升的空间特征。非汛期31个点位的月度水质监测数据中,有46%的数据TN浓度处于V~劣V类标准,且其平均浓度显著高于汛期,而TP和COD_(Mn)浓度多低于Ⅱ类标准,且总体略低于汛期。为进一步探究水质时空差异的原因,本研究引入景观格局指数和源汇景观空间负荷比指数(LWLI),发现LWLI与汛期和非汛期TN、NO_(3)^(-)-N和TP等水质指标呈显著正相关关系,说明当子流域中“源”景观面积比例越高、距离流域集水口越近、所处坡度越陡时,LWLI值也越大,其造成的氮、磷流失也更严重。对于汛期,茶园、水田、旱地等土地利用面积占比以及景观格局指数(如散布与并列指数(IJI)以及LWLI)分别解释了河流TN、TP和COD_(Mn)浓度的空间变异的46%、27%和58%。而在非汛期,这些因素分别解释了25%、46%和62%的空间变异。从“源—汇”景观格局的角度来看,上梧溪流域存在“源—汇”景观空间失调现象,“源”景观集中于中下游的河道附近,“汇”景观则多分布于距离河道较远的坡地上,这导致“汇”景观难以发挥截流净化的作用,建议通过调整土地利用结构和优化景观配置,具体如改善“源”景观的管理方式(如精准施肥与污水处理)并在关键源区设置植被缓冲带或湿地等“汇”景观来促进污染物的拦截。本研究通过引入LWLI,深化了对“源—汇”景观格局与水质响应关系的理解,为千岛湖流域水环境质量改善提供了科学依据。
关键词
非点源污染
土地利用
源汇景观空间负荷比指数
氮、磷浓度
Keywords
Non-point source pollution
land use
source-sink landscape spatial load ratio index
nitrogen and phosphorus concent
ratio
n
分类号
X524 [环境科学与工程—环境工程]
在线阅读
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职称材料
题名
信江多流域土地利用空间负荷的河流氮磷输出响应
2
作者
李梦冰
周丙娟
孙聪康
陈勇
罗凯
王金亮
机构
江西农业大学国土资源与环境学院
江西省国土空间调查规划研究院
出处
《江西农业大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第3期785-798,共14页
基金
国家自然科学基金项目(42207416)。
文摘
【目的】近年来流域水体污染问题日益突出,总氮和总磷已成为水体污染衡量指标之一,河流氮磷浓度变化在一定程度上受到流域土地利用的影响,为保障信江流域水环境安全,开展土地利用空间负荷的氮磷输出响应研究对判定流域养分流失风险级别、划定流域优先治理区、促进土地利用结构调整具有重大意义。【方法】选取信江流域的16个子流域作为研究区,利用2000年和2020年地表覆盖数据、高程数据、河网数据和2020年河流断面总氮与总磷监测数据,参考“源-汇”理论并利用洛伦兹曲线,构建土地利用空间负荷比指数,最后通过皮尔逊相关性分析,探讨流域氮磷输出与土地利用的时空关系。【结果】①相对高程、坡度、相对距离和综合的LWLI指数均值不超过0.3,表明流域当前土地利用的氮磷污染风险较低。②从三类空间要素对污染负荷贡献的角度来看,结果显示由大到小依次为LWLI_(s)、LWLI_(e)和LWLI_(d),表明相对高程和坡度对流域空间污染负荷的影响更为显著,因此,流域内位于中高海拔、坡度陡峭地区的土地利用类型应成为重点关注对象。③从“源-汇”地类结构和土地利用空间负荷的角度分析土地利用与氮磷输出的Pearson关系,发现土地利用空间负荷比指数同氮磷浓度的相关系数要比源汇地类面积结构的更高,存在更显著的相关性,能更有效表征流域的总氮、总磷流失量。【结论】从“源-汇”视角出发,将“源-汇”理论应用于流域土地利用空间负荷时空演变分析,定量分析多流域土地利用空间负荷与河流水质的关系,为水污染的治理和管理提供了有益的参考,可进一步为信江流域区划研究提供基础,为信江流域的水污染防治和土地利用结构调整优化提供借鉴经验,为信江流域改善生态环境和水质等方面提供决策支持。
关键词
信江流域
土地利用格局
“源-汇”理论
土地利用空间负荷
洛伦兹曲线
氮磷
Keywords
Xinjiang River Basin
land use pattern
“
source-sink
”theory
landscape
spatial
load
ratio
index
lorentz curve theory
nitrogen and phosphorus
分类号
X71 [环境科学与工程—环境工程]
X52 [环境科学与工程—环境工程]
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职称材料
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1
流域“源—汇”景观格局对水质的影响——以千岛湖上梧溪流域为例
张西兑
王裕成
刘明亮
蒋男凯
李恒鹏
张汪寿
《湖泊科学》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
信江多流域土地利用空间负荷的河流氮磷输出响应
李梦冰
周丙娟
孙聪康
陈勇
罗凯
王金亮
《江西农业大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
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