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太湖流域水质动态及其与土地利用格局的相关性研究

胡建  
【摘要】:近若干年来,太湖的富营养化状况不断加剧,流域非点源污染问题突出。研究流域土地利用/覆盖变化对水质的影响,以及水质本身的动态变化,对流域水环境治理具有重要的意义。 当前研究主要集中于某种土地利用类型的变化所导致水质的变化,而对区域土地利用类型的组合变化对水质的影响研究较少;同时,研究的尺度主要集中于单个水点或地块的空间尺度,从点到面(如流域或更大区域)的尺度转换没有得到普遍的关注。本文选取太湖流域作为研究区域,通过划分具有不同土地利用特征和汇水特征的水文生态单元,从全流域尺度上研究水质与土地利用方式的相关性及动态变化,对平原水网区的相关研究具有重要的参考价值。 为探索异质景观内不同土地利用格局与水质之间的相关关系,以及水质在不同景观背景下的动态变化规律,本文根据地形条件及太湖流域各主要水系的河流流向,将太湖流域分成具有一定土地利用特征和汇水特征的若干水文生态单元,并对各水文生态单元内主要土地利用/覆盖类型的相对面积占比与水质等级之间的相关性进行了研究。结果表明: (1)各水文生态单元水质等级2006年的变异系数与其林地面积占比正相关,与农田和聚落用地的面积占比负相关,其中与聚落用地占比在非汛期时具有显著性,体现了不同土地利用方式对水质改善能力不同,林地对水质改善能力较强,而农田和聚落用地相对较弱; (2)各水文生态单元水质等级与农田、聚落用地的相对面积占比呈正相关,并分别在汛期和非汛期表现出显著性;与林地面积占比呈负相关,与各单元湿地面积占比在非汛期时呈弱负相关,汛期和全年为弱正相关; (3)4类主要土地利用方式对水质等级改善的效应在汛期为:林地湿地聚落用地农田,非汛期为:林地农田湿地聚落用地。林地对水质的正贡献最大;汛期和非汛期对水质负贡献最大的分别为农田和聚落用地。 (4)太湖西北部的入湖区是目前太湖流域总体水质污染最严重的地区,对太湖水质的影响也最大。不同水文生态单元在全年的污染分布时段存在较大差异,污染分布月份差异与汛期和非汛期之间无显著的归属关系。整个流域的水质稳定性下游好于上游,且总体来看十一五期间流域水质趋于改善,但是上游林区水库组为整个流域内唯一一个水质恶化的区域,鉴于水库组重要的水源地作用,应该对此区域进行更为深入的研究。 本文通过在全流域尺度上研究流域水质动态变化,找出了水质污染最为严重,与太湖湖体水质关系最紧密的区域;同时通过研究土地利用方式与水质之间的相关性,揭示了不同土地利用方式对水质改善效应的强弱。研究结果在一定程度上揭示了太湖流域水环境质量的变化规律,可为流域水环境及湿地保护提供参考。


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