城市化对绿地土壤磷素赋存形态及分布特征影响研究

发布时间：2020-10-28 13:40

　　 近年来,随着世界人口的不断增加,城市化成为社会发展的必然趋势,随着城市的扩张,大量自然用地被占用,建筑和道路密度增加,城市绿地结构及其空间配置也发生了改变,引发了一系列环境问题,其中,磷素问题尤为突出。因此,分析城市化进程下城市绿地空间配置及土壤磷素特征,并最终探求城市化对城市土壤磷素含量及分布的影响,对城市生态环境保护具有重要意义。本研究以成都市西部城市-城郊-卫星城梯度带为研究区域,将城市绿地分为公园绿地、公共绿地、道路绿地、居住绿地、交通绿地、耕地和林地7种绿地类型,基于GIS和RS技术,结合因子分析法,对成都市西部绿地系统景观空间格局现状进行定量分析,并结合野外采样及室内样品分析研究土壤水溶态有机、无机磷(Water-Po,Water-Pi),活性有机、无机磷(NaHCO_3-Po,NaHCO_3-Pi),中等活性有机、无机磷(NaOH-Po,NaOH-Pi),稳定有机、无机磷(HCl-Po,HCl-Pi),闭蓄态磷(Residual-P)、土壤全磷(TP)的空间分布及含量特征,并探求距离城市中心的距离、建筑及道路密度、绿地类型、绿地空间格局指数等城市化因子对城市土壤磷素的影响,得出以下研究结论:(1)研究区城市、城郊和卫星城绿地覆盖率分别为22.55%、56.64%和49.36%。其中,城市区域绿地主要以居住、交通和公共绿地为主,其次为公园绿地,城市中居住、交通和公共绿地斑块数量远高于其余绿地,这三种绿地类型斑块形状指数(LSI)、边界密度(PDL)大,最大斑块指数(LPI)小;城郊区域主要绿地类型为林地和耕地;温江城区绿地面积和绿地数量上都是耕地、林地、居住和交通绿地占优势。(2)比较采样点缓冲区内景观格局指数发现,斑块密度(PD)和LPI随着缓冲距离的增加呈降低趋势,而LSI、分割度(DIVISION)、香农多样性指数(SHDI)和香农均匀度指数(SHEI)随着缓冲距离的增加呈增加趋势。在城市-城郊-卫星城梯度带上,斑块数量(NP)、PD、LSI、DIVISIONH和SHEI均为城市卫星城城郊,LPI和蔓延度(CONTAG)为卫星城城郊城市。(3)研究区土壤TP含量介于0.51-1.23 g/kg之间,平均值为0.83 g/kg,高于成都平原土壤P素背景值0.67 g/kg。土壤TP的变异系数为31%,变异强度中等,城市绿地土壤磷素的存在形态主要为无机磷,各形态P占总磷的百分比为:HCl-P(46.54%)Residual-P(41.07%)NaOH-P(10.12%)NaHCO_3-Pi(1.26%)Water-P(0.63%),HCl-P为土壤P素的主要形态。在城市-城郊-卫星城梯度带上,土壤TP的空间分布表现出先降低后升高的趋势,而土壤Water-P和NaHCO_3-P的高值区主要集中在城市中心北部区域,Water-Pi在绕城高速周围含量也较高。NaOH-P和HCl-P的高值区在成都市中心,NaOH-Pi和HCl-Pi在温江城区含量也显著高于城郊区域。(4)缓冲区内景观格局指数与土壤P素含量的相关性分析结果表明,除Water-Pi外,TP和其余组分P与PD、LSI、DIVISION和SHEI呈现出正相关关系,土壤P组分与LPI和CONTAG呈负相关关系,而SHDI与土壤P的相关性较低。本研究中土壤TP及各组分P素含量随着距城市中心距离的增加呈降低趋势,与建筑及道路密度呈现出显著正相关关系。(5)逐步多元线性模型的解释方差介于0.224-0.472之间,距离城市中心的距离、建筑密度、道路密度、绿地类型及CONTAG、SHDI和SHEI影响着土壤P含量的变化。其中,道路密度主要影响了Water-Pi、Water-Po、NaHCO_3-Pi和NaHCO_3-Po含量,而建筑密度对NaOH-Pi的含量影响较大,CONTAG参与了NaOH-Pi、NaOH-Po和HCi-Po方程的建立,SHDI解释了部分HCl-Pi含量的变化,SHEI参与了HCl-Po方程的建立。
【学位单位】：四川农业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：S153.6
【部分图文】：

本研究区北部以成名高速为边界，南部以成温邛快速路为界，选取成都市城区至温江城区之间的城市-城郊-卫星城梯度带，经纬度范围为 30o56'~30o73'N，103o82'~104o05'E。研究区域属亚热带湿润季风气候，年均气温 16.7 ℃，年均降雨量 945.6 mm，年均日照时数 1071 h；区域地貌类型单一，属于岷江冲积平原，主要系土壤类型包括潮稻。境内地形平缓，由西北向东南微倾，平均坡降在3‰~10‰之间；属都江堰自流灌区，河流纵横，河网密布（Yu et al.，2015；Jianget al.，2015）。其中，成都市中心-绕城高速为城市区域；绕城高速-温江城区为城郊区域；温江城区内为卫星城。

0 0 1 0 0 0 交通绿地0 0 0 1 0 0 工业绿地0 0 0 0 1 0 公园绿地0 0 0 0 0 1 耕地0 0 0 0 0 0 林地究区绿地现状分析市-城郊-卫星城梯度带绿地分布特征统计成都-温江梯度带绿地建设现状得出，研究区绿地总面积 11591类型绿地面积大小为林地（3250.28 hm2）>耕地（2659.66 hm2）>00.90 hm2）>交通绿地（1482.90 hm2）>公共绿地（977.46 hm2）>4.34 hm2）>工业绿地（425.58 hm2）；占绿地总面积比例分别为29.00%%、11.99%、7.90%、4.24%、3.45%。

图 3.2 城市-城郊-卫星城梯度带绿地分布特征Fig 3.2 Synoptic landscape characteristics of green space along the centralurban-suburban-exurban satellite city gradient在城市-城郊-卫星城梯度带上，城市中居住、交通和公共绿地斑块数量远高于其余绿地，这三种绿地类型 LSI、PDL 指数大，LPI 指数小，耕地和林地 LPI指数在城市区域高于城郊和卫星城，公园绿地 LPI 指数在城市区域高于居住和交通绿地，但远低于城郊区域；城郊区域公园绿地 LPI 指数高于城市和卫星城区域，温江城区耕地、林地LPI指数较大。居住、交通绿地同成都市中心具有相似性，分布较为分散，破碎度高，公园绿地面积相对较小。3.2.2 景观特征SHDI 表示某种绿地景观的绿地利用丰富程度以及各斑块类型在景观中呈现的均衡程度。SHDI 为 0 时，景观由一个斑块构成。结果显示，研究区的 SHDI指数为 1.86，其中，城市、城郊和卫星城 SHDI 指数分别为 1.38、1.15 和 1.62。
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本文编号：2860163