梁子湖流域土地利用变化对流域水环境的影响

论文摘要

土地利用是人类活动最直接的一种表现形式,不合理的土地利用活动和管理模式会导致土壤侵蚀和营养物随地表径流流失,从而造成流域的大面积非点源污染。从非点源污染的形成机制来看,它主要取决于土地利用/土地覆盖变化的模式。所以,随着LUCC研究的不断深入,土地利用变化对水环境的影响受到普遍关注。国内外大量的资料表明土地利用类型对流域水环境有着强烈的影响。因此,科学地预测流域土地利用与非点源污染负荷量之间的内在联系、分析土地利用变化对非点源污染的影响,提出保护水环境功能的最佳土地利用和管理模式,对提高流域水环境质量和实现流域生态环境持续发展具有重要的研究意义。目前国内外研究的热点是从土地利用格局和最优控制措施的角度研究非点源污染。随着工业点源污染控制水平的提高,非点源污染已成为当今水环境污染的主要污染源,而人类的土地利用是非点源污染的主要影响动因。梁子湖流域在综合农业区划上属于武鄂黄城郊型农业区江南岗丘地亚型,土地利用现状以农业水产为主。农业上除了传统的水稻生产外,棉花、茶叶、苎麻等经济作物发展较快,尤其是在咸安区苎麻加工业较为集中,所带来的环境问题很突出。另外,水产养殖业规模大,其产值在农业比重增加较快。本研究以梁子湖流域为例,通过野外实地调查,历史资料以及GIS手段的应用,解译了梁子湖流域1987、1995、2005年三期TM影像,分析了梁子湖流域土地利用的变化情况,获取了流域的水环境变化趋势和景观特征。本文借鉴和利用景观生态学的有关理论和研究方法,探讨了流域景观特征对流域水环境的影响。从水环境保护的需求出发,构建了梁子湖流域以调控非点源污染、保护水体质量为目标的水环境生态区划。并针对近20年来流域土地利用变化趋势,提出了相应的管理模式及措施,从而为解决流域尺度上非点源污染问题提供了一个全新的研究视角,而且为降低景观类型及其格局对水体质量的威胁程度提供了一个行之有效的处理方案,有利于流域经济发展和水质保护目标的更好实现。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 论文研究的背景和意义
• 1.2 国内外研究进展
• 1.2.1 国外研究进展
• 1.2.2 国内研究进展
• 1.3 研究方法
• 1.4 技术路线
• 2 研究区地理概况
• 2.1 自然环境概况
• 2.1.1 地理位置和面积
• 2.1.2 气候
• 2.1.3 地质地貌
• 2.1.4 土壤
• 2.1.5 水文
• 2.1.6 生物多样性
• 2.2 自然资源与土地利用现状
• 2.3 社会经济条件
• 2.3.1 农业
• 2.3.2 工业
• 2.3.3 旅游业
• 2.4 梁子湖的水环境压力
• 2.4.1 工业废水和生活污水污染水体
• 2.4.2 无序围养毁坏水生植被
• 2.4.3 外来生物威胁湖区生态
• 3 流域土地利用变化遥感动态监测
• 3.1 遥感影像解译与信息提取
• 3.2 梁子湖流域土地利用类型划分
• 3.3 土地利用图的生成
• 3.4 结果与分析
• 3.4.1 土地利用的变化过程
• 3.4.2 景观结构变化的特征
• 3.4.3 三个时期中各种土地利用类型的变化分析
• 3.5 结论
• 4 流域土地利用与水环境时空变化
• 4.1 梁子湖水环境概况
• 4.1.1 水面逐步缩小
• 4.1.2 水质日趋恶化
• 4.1.3 水环境压力
• 4.2 梁子湖水环境现状评价
• 4.2.1 水环境监测点布设
• 4.2.2 水环境质量标准
• 4.2.3 水质单因子分析
• 4.3 梁子湖流域水环境时空变化研究
• 4.3.1 资料与评价方法
• 4.3.2 流域地表水环境的时空变化
• 4.3.3 结果分析
• 4.4 梁子湖流域土地利用的景观特征
• 4.4.1 景观破碎化程度分析
• 4.4.2 景观多样性分析
• 4.4.3 景观形状分析
• 4.5 流域土地利用对水环境的影响
• 4.5.1 流域水质的总体评价
• 4.5.2 超标因子分析
• 4.5.3 土地利用变化类型与对水质状况的对应关系
• 4.5.4 流域景观特征对流域水环境的影响
• 4.5.5 结果与讨论
• 4.6 基于水环境保护的梁子湖流域生态格局规划
• 4.6.1 基于格局优化的水环境生态区划
• 4.6.2 生态格局优化措施
• 5 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢