中田河流域多尺度景觀對(duì)水體氮素輸出影響研究.pdf

1、探索景觀組成及景觀格局特征對(duì)河流營養(yǎng)鹽輸移的調(diào)控機(jī)理是當(dāng)下流域生態(tài)學(xué)關(guān)注的熱點(diǎn)。土地利用變化使輸移至河流的營養(yǎng)鹽負(fù)荷發(fā)生變化從而導(dǎo)致地表水水質(zhì)變化。研究景觀特征對(duì)營養(yǎng)負(fù)荷的影響程度對(duì)改善水質(zhì)的最佳管理措施至關(guān)重要。太湖地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，近幾年水環(huán)境問題突出，研究太湖地區(qū)景觀對(duì)營養(yǎng)鹽輸出影響對(duì)治理水污染具有重要意義。本文以太湖地區(qū)典型低山丘陵小流域-中田河流域?yàn)檠芯繀^(qū)，考慮到流域的嵌套關(guān)系，運(yùn)用相關(guān)分析、主成分分析、逐步回歸分析及冗余分析等方

2、法在子流域尺度、河岸緩沖區(qū)尺度和近岸尺度上研究了景觀對(duì)水體氮素輸出的影響，結(jié)果表明:
　　(1)子流域尺度上景觀特征對(duì)總氮輸出具有重要的影響，流域的氮素輸出與景觀組成和景觀格局有密切的關(guān)系。中田河河水總氮濃度受周圍土地利用方式的影響，具有很強(qiáng)的空間變異性，表現(xiàn)為建設(shè)用地會(huì)增加氮素輸出，而草地可以減少氮素輸出。子流域尺度上景觀面積格局指數(shù)和景觀組成是影響氮素輸出的關(guān)鍵因素，增加土地利用斑塊面積對(duì)氮素輸出有明顯的改善作用。子流域尺度上

3、氮素輸出與土地利用類型的斑塊聚合程度以及復(fù)雜程度有很大的關(guān)聯(lián)性，表現(xiàn)為增加土地利用斑塊的形狀復(fù)雜性和不規(guī)則性可以減少氮素輸出，對(duì)其水質(zhì)狀況有改善效果。
　　(2)景觀格局在不同寬度河岸緩沖區(qū)內(nèi)對(duì)水體氮素輸出的影響不同。100m寬度河岸緩沖區(qū)內(nèi)景觀對(duì)氮素輸出的影響最為顯著，景觀格局變量能夠解釋河流氮素輸出變異的99.6％。草地、濕地和建設(shè)用地對(duì)河流氮素輸出空間分異的解釋能力最強(qiáng)。在各寬度河岸帶緩沖區(qū)內(nèi)草地、林地、耕地、建設(shè)用地和濕地

4、的破碎程度對(duì)河流氮素輸出的空間分異也有顯著的影響。通過對(duì)采樣點(diǎn)和景觀格局變量之間的相關(guān)關(guān)系分析發(fā)現(xiàn)中田河流域上游區(qū)域主要受到建設(shè)用地的影響，下游地區(qū)主要受到草地和濕地的影響。在100m、250m、500m和1000m寬度的河岸帶緩沖區(qū)內(nèi)景觀組成變量對(duì)河流氮素輸出空間分異的解釋能力都比景觀空間格局變量強(qiáng)。各緩沖區(qū)內(nèi)景觀組成變量對(duì)河流氮素輸出空間分異的解釋率分別為55.4％、29.5％、14.7％和6.1％。隨著緩沖區(qū)寬度的增加，景觀組成變

5、量對(duì)河流氮素輸出空間分異的解釋能力逐漸減小。
　　(3)在中田河流域近岸尺度上的研究發(fā)現(xiàn)，流域近岸草地、林地和濕地總體上有利于減少氮素輸出，而中田河近岸區(qū)耕地和建設(shè)用地的大面積分布則會(huì)增加氮素輸出。從景觀水平上來看，當(dāng)景觀多樣性越豐富以及各斑塊類型的空間鄰接分布越復(fù)雜時(shí)河流中的污染物濃度越低，水質(zhì)較好。在景觀類型水平上，增加草地和濕地的破碎度可以減少氮素輸出，而耕地和建設(shè)用地則相反;林地、耕地和建設(shè)用地的斑塊面積越大且連通性越強(qiáng)，