基于非点源污染控制的土地利用优化途径研究 ——以江苏省宜兴市为例

论文摘要

当前,非点源污染所引起的水环境问题日益突出,严重威胁人类生存与社会发展,已成为国内外广泛关注的热点问题,为解决非点源污染问题,学者进行了诸多研究,研究内容主要侧重于土地利用对非点源污染的影响。研究结果表明,非点源污染起于人类不合理的土地利用活动,它与土地利用结构、以及景观格局等因素关系密切,但是,关于如何通过土地利用优化来控制非点源污染的研究甚少,更没有一种系统的理论分析框架,因此,基于非点源污染控制的土地利用优化成为当前亟待解决的课题。基于上述考虑,论文在基于非点源污染控制的土地利用优化基础理论之上,结合学者关于土地利用对非点源污染影响研究成果,系统的分析了土地利用对非点源污染影响的基本原理,对针对当前研究的不足,构建了一个基于非点源污染控制的土地利用优化途径的理论分析框架,并对土地利用优化途径进行了全面系统的分析,首先定量分析不同土地利用类型的非点源污染输出响应结果,为土地利用结构优化提供基础数据；然后依据土地利用结构优化理论,在设定的土地利用结构优化目标下,遵循土地利用结构优化原则,采用线性规划模型对土地利用结构进行优化；最后依据土地利用景观格局优化理论,在景观格局优化方法指导下,遵循景观格局优化原则,采用最小耗费距离模型对土地利用景观格局进行优化；最后以宜兴市为例,进行实证研究,研究结果如下：(1)采用定性与定量相结合的方法系统的分析了土地利用对非点源污染的影响。结果表明：不同土地利用类型的非点源污染总氮输出系数关系为：农村居民点用地(77.19 kg/hm2)>城镇用地(42.38 kg/hm2)>耕地(26.50kg/hm2)>园地(21.29 kg/hm2)>未利用地(1.72 kg/hm2)>林地(1.71kg/m2)；不同土地利用类型的非点源污染总磷输出系数关系为：农村居民点用地(23.50 kg/hm2)>城镇用地(7.47kg/hm2)>耕地(2.07kg/m2)>园地(1.67 kg/hm2)>未利用地(0.42 kg/hm2)>林地(0.41 kg/hm2)。(2)采用线性规划模型对土地利用结构进行优化,结果表明：宜兴市园地、其他农用地、农村居民点用地、独立工矿用地、特殊用地以及未利用地处于减少状态,其中农村居民点用地减少幅度最大。林地、城镇用地、交通运输用地以及水利设施用地处于增加状态,其中林地和城镇用地增加最多。对调整前后的土地利用经济效益和生态环境效益比较分析可知,调整后的经济效益可增加11176.04万元,同时总氮和总磷也比调整前大幅度减少,其中总氮减少654.96吨,总磷减少248.37吨；以水质保护为目标,利用最小耗费距离表面模型,结合景观格局特征以及生态系统服务功能价值等分析方法,确定了植被缓冲区的最佳生态位置,根据景观格局优化原则,确定植被缓冲区宽度范围,从而为西太湖构建了生态安全屏障。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 选题依据
• 1.2 研究综述
• 1.2.1 非点源污染研究进展
• 1.2.2 土地利用优化研究进展
• 1.2.3 综述评价
• 1.3 研究内容和研究材料
• 1.3.1 研究内容
• 1.3.2 数据来源
• 1.4 技术路线和研究方法
• 1.4.1 研究方法
• 1.4.2 技术路线
• 第二章 土地利用优化基础理论和分析框架构建
• 2.1 土地利用结构优化的理论依据
• 2.1.1 可持续发展理论
• 2.1.2 城市用地发展控制论
• 2.1.3 耕地保护优先论
• 2.1.4 多目标协调理论
• 2.2 景观格局优化的理论依据
• 2.2.1 景观生态学理论
• 2.2.2 "源"、"汇"景观理论
• 2.2.3 生态经济学理论
• 2.3 基于非点源污染控制的土地利用优化途径理论分析框架
• 2.3.1 土地利用对非点源污染影响研究
• 2.3.2 分析框架构建
• 2.4 本章小结
• 第三章 土地利用优化途径研究内容
• 3.1 土地利用对非点源污染输出响应研究
• 3.1.1 模型基本原理
• 3.1.2 CN值的确定
• 3.1.3 土地利用对非点源污染输出响应流程
• 3.2 土地利用结构优化研究
• 3.2.1 土地利用结构优化的目标
• 3.2.2 土地利用结构优化原则
• 3.2.3 土地利用结构优化模型构建
• 3.3 景观格局优化研究
• 3.3.1 景观格局优化的方法
• 3.3.2 景观格局优化原则
• 3.3.3 景观格局优化模型构建
• 第四章 土地利用优化途径实证研究
• 4.1 研究区概况
• 4.1.1 宜兴市自然地理状况
• 4.1.2 社会经济条件
• 4.1.3 宜兴市土地利用现状
• 4.2 不同土地利用类型的非点源污染输出响应
• 4.2.1 太湖流域水环境问题
• 4.2.2 径流量计算
• 4.2.3 不同土地利用类型非点污染污染物输出系数计算
• 4.3 宜兴市土地利用优化研究
• 4.3.1 土地利用结构优化研究
• 4.3.2 土地利用景观格局优化研究
• 4.4 政策建议
• 4.4.1 新一轮土地利用规划中,注重土地利用对非点源污染影响研究
• 4.4.2 加大土地开发整理力度,增加林地面积
• 4.4.3 河道两岸严禁从事农业生产,应合理规划植被缓冲带
• 4.4.4 加强水环境保护宣传与教育工作,提高土地经营者水环境保护意识
• 4.5 本章小结
• 第五章 结论及展望
• 5.1 结论
• 5.2 创新点
• 5.3 研究展望
• 附录
• 参考文献
• 致谢