基于GIS的百花湖流域土地利用变化与水质响应
发布时间：2021-03-11 04:41
利用ArcGIS和ENVI软件并结合Spearman分析法,探究百花湖流域1997年、2007年和2017年土地利用类型变化对5种水质指标年均值的响应。结果表明:1997—2017年流域内林地和建筑用地面积递增,耕地面积递减,林地占整个流域面积的50%以上;在土地转移中林地、建筑用地和耕地之间的转移最大,林地和建筑用地的增加主要来自耕地;1997年水质最好,2007年水质最差,2017年对流域实施水污染治理工程后水质有所改善;相关分析得出建筑用地、耕地与TN、TP、NH3-N呈显著正相关,对TN、TP、NH3-N有"源"的作用,林地与TN、TP呈显著负相关,对TN、TP有"汇"的作用。
【文章来源】：环境监测管理与技术. 2020,32(03)
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
百花湖水系和采样点分布
由1997年、2007年和2017年百花湖流域土地利用类型分布[见图2(a)(b)(c)]统计得出其面积和占比(见表1)。流域内耕地、建筑用地和林地面积占主要部分;其中林地和建筑用地面积递增,耕地面积递减,这3年林地面积均占流域总面积的50%以上,且大部分林地主要分布在百花湖以西、以南及西北部。1997年耕地占比为22.53%, 2007年—2017年耕地占比从20.32%降到12.86%,这与当地的退耕还林政策有很大关系。1997年、2007年和2017年建筑用地占比分别为13.85%、15.22%和17.49%,逐年增加,且主要分布在流域的东南部,主要原因是百花湖流域东南部地势平缓,有利于城镇化建设。草地占地面积先增加后减少,总体呈下降趋势。水域在这3年面积变化不大。表1 1997年、2007年和2017年百花湖流域各土地利用类型面积及其占比Table 1 Area and proportion of each land use type in Baihua Lake basin in 1997, 2007 and 2017 土地利用类型 1997年 2007年 2017年 面积A/km2 占比/% 面积A/km2 占比/% 面积A/ km2 占比/% 草地 7.76 5.27 8.00 5.44 7.11 4.83 耕地 33.15 22.53 29.90 20.32 18.92 12.86 建筑用地 20.38 13.85 22.40 15.22 25.74 17.49 林地 74.58 50.68 76.91 52.27 84.44 57.38 水域 11.28 7.67 9.94 6.75 10.94 7.44
依据地貌特征,分别以5个采样点为圆心建立缓冲区,缓冲半径分别为500 m、1 000 m、1 500 m、2 000 m[13]。考虑到半径为1 500 m的缓冲区互不干扰或干扰较小,且每个采样点在此缓冲区相互接壤(见图3),故选其为研究对象。缓冲区内各土地利用类型面积见表5。由表5可知,这3年草地面积为1.65 km2～1.88 km2,面积变化不大,对水质污染无影响;水域面积2007年最小,原因是该年建筑用地和耕地增加,加大了生活及农业用水量。林地由1997年的13.07 km2减小到2007年的10.08 km2,林地面积减小水质变差,2017年林地又增加到18.06 km2,水质变好。原因可能是林地增加有利于土壤中TN、TP的吸收;反之,林地减少会增加水环境中TN、TP的含量,其对TN、TP有“汇”的作用。建筑用地和耕地面积之和呈先增加后减小趋势,2007年面积最大,达到13.98 km2,这也造成了该年水质指标中TN、TP和NH3-N严重超标,出现水质恶化现象,建筑用地和耕地对TN、TP、NH3-N有“源”的作用[14]。表5 1997年、2007年和2017年半径为1 500 m缓冲区内各土地利用类型面积 Table 5 Land use area in the buffer zone with a radius of 1 500 m in 1997, 2007 and 2017 km2km2 年份 草地 耕地 建筑用地 林地 水域 1997年 1.65 6.21 4.03 13.07 10.35 2007年 1.88 8.06 5.92 10.08 9.37 2017年 1.82 2.85 2.56 18.06 10.03
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于RS和GIS的济南市长清区土地利用时空变化分析[J]. 孙嘉欣,何杰,余国良,韩俊. 农业科学研究. 2018(03)
[2]江苏省太湖流域水生态健康评估的初步实践及展望[J]. 李继影,牛志春,陈桥,徐恒省,张咏,徐东炯. 环境监测管理与技术. 2018(05)
[3]贵州红枫湖水质时空变化特征研究[J]. 张耀,杨永琼,李晓燕,王敬富,余萍萍,陈权,金祖雪. 贵州师范大学学报(自然科学版). 2018(05)
[4]烟台港港池水质状况调查及评价[J]. 戚玮真,李金庆,朱董楠,王颖,孙超,段效辉,鲁闽,王海涛,刘鹏. 环境监测管理与技术. 2018(04)
[5]贵州高原水库富营养化特征及评价[J]. 李秋华. 贵州师范大学学报(自然科学版). 2018(02)
[6]百花湖水库后生浮游动物群落结构时空分布特征及水质评价[J]. 夏品华,林陶. 贵州师范大学学报(自然科学版). 2018(01)
[7]基于秩相关系数法的环境空气质量情况及变化趋势研究[J]. 方强. 青海环境. 2017(01)
[8]基于最小累积阻力模型的三峡库区耕地面源污染源-汇风险识别[J]. 王金亮,谢德体,邵景安,倪九派,雷平. 农业工程学报. 2016(16)
[9]基于SWAT模型的昌江流域土地利用变化对水环境的影响研究[J]. 刘瑶,江辉,方玉杰,王静岚,闫喜凤. 长江流域资源与环境. 2015(06)
[10]1976年以来北洛河流域土地利用变化对人类活动程度的响应[J]. 吴琳娜,杨胜天,刘晓燕,罗娅,周旭,赵海根. 地理学报. 2014(01)
本文编号：3075875
【文章来源】：环境监测管理与技术. 2020,32(03)
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
百花湖水系和采样点分布
由1997年、2007年和2017年百花湖流域土地利用类型分布[见图2(a)(b)(c)]统计得出其面积和占比(见表1)。流域内耕地、建筑用地和林地面积占主要部分;其中林地和建筑用地面积递增,耕地面积递减,这3年林地面积均占流域总面积的50%以上,且大部分林地主要分布在百花湖以西、以南及西北部。1997年耕地占比为22.53%, 2007年—2017年耕地占比从20.32%降到12.86%,这与当地的退耕还林政策有很大关系。1997年、2007年和2017年建筑用地占比分别为13.85%、15.22%和17.49%,逐年增加,且主要分布在流域的东南部,主要原因是百花湖流域东南部地势平缓,有利于城镇化建设。草地占地面积先增加后减少,总体呈下降趋势。水域在这3年面积变化不大。表1 1997年、2007年和2017年百花湖流域各土地利用类型面积及其占比Table 1 Area and proportion of each land use type in Baihua Lake basin in 1997, 2007 and 2017 土地利用类型 1997年 2007年 2017年 面积A/km2 占比/% 面积A/km2 占比/% 面积A/ km2 占比/% 草地 7.76 5.27 8.00 5.44 7.11 4.83 耕地 33.15 22.53 29.90 20.32 18.92 12.86 建筑用地 20.38 13.85 22.40 15.22 25.74 17.49 林地 74.58 50.68 76.91 52.27 84.44 57.38 水域 11.28 7.67 9.94 6.75 10.94 7.44
依据地貌特征,分别以5个采样点为圆心建立缓冲区,缓冲半径分别为500 m、1 000 m、1 500 m、2 000 m[13]。考虑到半径为1 500 m的缓冲区互不干扰或干扰较小,且每个采样点在此缓冲区相互接壤(见图3),故选其为研究对象。缓冲区内各土地利用类型面积见表5。由表5可知,这3年草地面积为1.65 km2～1.88 km2,面积变化不大,对水质污染无影响;水域面积2007年最小,原因是该年建筑用地和耕地增加,加大了生活及农业用水量。林地由1997年的13.07 km2减小到2007年的10.08 km2,林地面积减小水质变差,2017年林地又增加到18.06 km2,水质变好。原因可能是林地增加有利于土壤中TN、TP的吸收;反之,林地减少会增加水环境中TN、TP的含量,其对TN、TP有“汇”的作用。建筑用地和耕地面积之和呈先增加后减小趋势,2007年面积最大,达到13.98 km2,这也造成了该年水质指标中TN、TP和NH3-N严重超标,出现水质恶化现象,建筑用地和耕地对TN、TP、NH3-N有“源”的作用[14]。表5 1997年、2007年和2017年半径为1 500 m缓冲区内各土地利用类型面积 Table 5 Land use area in the buffer zone with a radius of 1 500 m in 1997, 2007 and 2017 km2km2 年份 草地 耕地 建筑用地 林地 水域 1997年 1.65 6.21 4.03 13.07 10.35 2007年 1.88 8.06 5.92 10.08 9.37 2017年 1.82 2.85 2.56 18.06 10.03
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于RS和GIS的济南市长清区土地利用时空变化分析[J]. 孙嘉欣,何杰,余国良,韩俊. 农业科学研究. 2018(03)
[2]江苏省太湖流域水生态健康评估的初步实践及展望[J]. 李继影,牛志春,陈桥,徐恒省,张咏,徐东炯. 环境监测管理与技术. 2018(05)
[3]贵州红枫湖水质时空变化特征研究[J]. 张耀,杨永琼,李晓燕,王敬富,余萍萍,陈权,金祖雪. 贵州师范大学学报(自然科学版). 2018(05)
[4]烟台港港池水质状况调查及评价[J]. 戚玮真,李金庆,朱董楠,王颖,孙超,段效辉,鲁闽,王海涛,刘鹏. 环境监测管理与技术. 2018(04)
[5]贵州高原水库富营养化特征及评价[J]. 李秋华. 贵州师范大学学报(自然科学版). 2018(02)
[6]百花湖水库后生浮游动物群落结构时空分布特征及水质评价[J]. 夏品华,林陶. 贵州师范大学学报(自然科学版). 2018(01)
[7]基于秩相关系数法的环境空气质量情况及变化趋势研究[J]. 方强. 青海环境. 2017(01)
[8]基于最小累积阻力模型的三峡库区耕地面源污染源-汇风险识别[J]. 王金亮,谢德体,邵景安,倪九派,雷平. 农业工程学报. 2016(16)
[9]基于SWAT模型的昌江流域土地利用变化对水环境的影响研究[J]. 刘瑶,江辉,方玉杰,王静岚,闫喜凤. 长江流域资源与环境. 2015(06)
[10]1976年以来北洛河流域土地利用变化对人类活动程度的响应[J]. 吴琳娜,杨胜天,刘晓燕,罗娅,周旭,赵海根. 地理学报. 2014(01)
本文编号：3075875
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