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流域景观格局与水质关系研究

李娜  
【摘要】:松花江流域作为黑龙江省重要的水域,流域的水质问题日趋严重,流域内自然资源丰富,随着城市化进程的加快、受到外界人的大力干扰和流域景观的异质性比较强等原因,导致流域附近景观格局在发生变化,流域景观格局与水质的问题成为近些年来关注的热点。本文主要将探讨景观格局、水质指标以及两者之间的关系。本文主要选取了2009年、2014年、2017年遥感影像数据,进行了影像的几何校正、辐射校正等处理方法。选取了2009年到2017年的水质指标数据,进行筛选并对水质指标进行处理。在ENVI5.3与Arcgis10.2软件的应用下,对3幅遥感影像进行了处理,通过遥感手段进行景观类型分类,并通过利用Fragstats4.2软件对松花江流域哈尔滨段100m、500m、800m、1000m和2000m五个缓冲区的景观格局进行景观指数的初步提取与分析。将不同景观的景观指数与水质指标进行了相关性分析和冗余分析,能够进一步分析各景观格局指数与水质指标之间的关系,并分析出景观格局指数与水质指标之间的具体联系。主要的结论如下:(1)水质特征:松花江流域哈尔滨段水质整体较好,从时间上看2017年各水质指标要比其他年水质质量好,在空间上看,高锰酸盐指数浓度在阿什河口内断面最高,达到了Ⅳ类水质含量;朱顺屯断面高锰酸盐指数浓度最低。总体来说阿什河口内断面和呼兰河口内断面水质指标要比其他断面水质指标差,朱顺屯断面水质指标最好。(2)在2009年到2017年间,在景观类型上,建设用地的CA(斑块类型总面积)在2017年达到最大值;草地的CA在2009年值最大;林地的CA呈先增加后降低状态;水域的CA这几年较为稳定,变化不大。水域的COHESION(斑块结合度)在各个缓冲区尺度上比其他景观类型的COHESION值都要大。建设用地的AI(聚集度)逐年在增加,在2017年AI值最大。草地的AI逐年降低,说明草地的聚合程度在降低。在景观水平上,2017年整体的LPI(最大斑块指数)要大于2009年和2014年。各年100m缓冲区的CONTAG(蔓延度指数)值大于500m、800m、1000m和2000m缓冲区的值、并且呈现递减趋势。SHDI(香农多样性指数)和SHEI(香农均匀度指数)在缓冲区尺度为2000m时值最大,在缓冲区尺度为100m时值最小。2014年各尺度的IJI(散布与并列指标)值顺次大于2009年、2017年各缓冲区尺度的散布与并列指标值。(3)景观格局与水质的影响:在类型水平上,在100m缓冲区时水域、林地、耕地、草地的COHESION和AI指数与各个水质指标浓度呈负相关关系。建设用地的COHESION和AI指数与各个水质指标浓度呈正相关关系。在500m缓冲区以后草地与建设用地的COHESION与各水质指标呈正相关关系,且随着缓冲区尺度的增加到1000m,相关关系越明显,在2000米缓冲区时,相关性有所减弱。在景观水平上,100m缓冲区时,SHDI、SHEI、IJI与各水质指标呈正相关关系,LPI、CONTAG指数与各水质指标呈负相关关系。在500m缓冲区时,SHDI、SHEI与各水质指标仍然呈正相关关系,而且相关性比100 m缓冲区时要好,在800m缓冲区尺度时,SHDI、SHEI、IJI与各水质指标呈正相关关系,LPI指数与各水质指标呈负相关关系。在1000m缓冲区时,SHEI指数与CODmn的正相关性最强,其他各指数与水质指标浓度的相关性也在增加。2000m缓冲区时,各指数与水质指标浓度的相关性在降低。


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