劉 放

(撫順縣水務(wù)局，遼寧 撫順 113006)

不同尺度作用區(qū)內(nèi)景觀格局指數(shù)對渾河水質(zhì)的影響

劉 放

(撫順縣水務(wù)局，遼寧 撫順 113006)

本文將渾河流域作為研究對象，基于數(shù)字高程數(shù)據(jù)和遙感影像，結(jié)合水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果，利用景觀格局指數(shù)對流域景觀分布特征進(jìn)行分析，建立5種尺度緩沖區(qū)對流域水質(zhì)與土地利用方式間的關(guān)系進(jìn)行研究，并對水質(zhì)指標(biāo)與景觀指數(shù)間的相關(guān)性進(jìn)行分析，該研究可為生態(tài)建設(shè)以及制定水環(huán)境污染防治方案提供科學(xué)依據(jù)。

不同尺度作用區(qū)；渾河水質(zhì)；景觀格局指數(shù)

水環(huán)境污染與水資源短缺問題制約著社會(huì)的健康發(fā)展，嚴(yán)重威脅人類的生存，流域水體的非點(diǎn)源污染具有潛伏周期長、影響因素復(fù)雜、污染范圍廣等特點(diǎn)[1]，是導(dǎo)致水環(huán)境污染的主要原因。在不同的流域尺度上，景觀格局與水的運(yùn)動(dòng)存在密切聯(lián)系，可以通過改變景觀格局來防治非點(diǎn)源污染[2]。本文以渾河流域?yàn)檠芯繉ο?，基于?shù)字高程數(shù)據(jù)和遙感影像，結(jié)合水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果，利用景觀格局指數(shù)對流域景觀分布特征進(jìn)行分析，分別建立40m、80m、280m、480m、780m尺度的緩沖區(qū)對流域水質(zhì)與土地利用方式間的關(guān)系進(jìn)行研究，并對水質(zhì)指標(biāo)與景觀指數(shù)間的相關(guān)性進(jìn)行分析，該研究可為生態(tài)建設(shè)以及制定水環(huán)境污染防治方案提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)域概況

渾河上游流域處于遼寧省東部山區(qū)，總面積為5421.35km2，屬于長白山低山地區(qū)，以低山丘陵為主，平均海拔為502m。區(qū)域內(nèi)森林茂密、土壤肥沃、嶺谷交錯(cuò)，自然地理?xiàng)l件優(yōu)越。土壤類型包括草甸土、水稻土、沼澤土、棕壤等。土地利用多為園地、耕地和林地，天然植被覆蓋率較高。流域內(nèi)全年日照充足，全年日照時(shí)間約2651h，年均氣溫8℃，年均降水量750～950mm，相對濕度約67%，屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候。區(qū)域地下水資源量為7.21億m3，地表水資源量約為34.23億m3，區(qū)域內(nèi)河流有渾河、蘇子河等。區(qū)域內(nèi)人口分布的重心為鄉(xiāng)鎮(zhèn)，人口密度約為4813人/km2，人口集中分布在渾河干流流域，區(qū)域經(jīng)濟(jì)以農(nóng)業(yè)、工業(yè)為主，高新產(chǎn)業(yè)、旅游都得到快速發(fā)展，逐步進(jìn)入合理布局，人民生活水平進(jìn)一步提高。

2 數(shù)據(jù)與方法

2.1 研究方法

本文利用ArcGIS 10.1對流域進(jìn)行裁剪處理，通過水文分析模塊進(jìn)行流域邊界的提取，結(jié)合數(shù)字高程圖提取河流網(wǎng)絡(luò)、匯流量積累、水流長度和方向，進(jìn)行研究區(qū)的流域分割。通過ArcGIS 10.1裁剪出5個(gè)梯度的土地利用圖，對40m、80m、280m、480m、780m尺度緩沖區(qū)的景觀指數(shù)進(jìn)行分析，選取7種景觀格局指數(shù)：香農(nóng)多樣性指數(shù)(SHDI)、最大斑塊指數(shù)(LPI)、班塊密度(PD)、最大形狀指數(shù)(LSI)、蔓延度指數(shù)(CONTAG)、斑塊個(gè)數(shù)(NP)、聚集度指數(shù)(AI)。對Fragstats 4.5計(jì)算結(jié)果進(jìn)行編輯處理，得到不同尺度的景觀格局指數(shù)，并對水質(zhì)指標(biāo)與景觀指數(shù)進(jìn)行相關(guān)性分析。

2.2 流域水質(zhì)指標(biāo)的選取及測定

3 不同尺度作用區(qū)內(nèi)景觀格局指數(shù)對水質(zhì)的影響

3.1 40m作用區(qū)內(nèi)景觀格局指數(shù)對水質(zhì)的影響

表1 40m作用區(qū)內(nèi)景觀格局指數(shù)對水質(zhì)的影響分析

3.2 80m作用區(qū)內(nèi)景觀格局指數(shù)對水質(zhì)的影響

表2 80m作用區(qū)內(nèi)景觀格局指數(shù)對水質(zhì)的影響分析

3.3 280m作用區(qū)內(nèi)景觀格局指數(shù)對水質(zhì)的影響

表3 280m作用區(qū)內(nèi)景觀格局指數(shù)對水質(zhì)的影響分析

3.4 480m作用區(qū)內(nèi)景觀格局指數(shù)對水質(zhì)的影響

表4 480m作用區(qū)內(nèi)景觀格局指數(shù)對水質(zhì)的影響分析

3.5 780m作用區(qū)內(nèi)景觀格局指數(shù)與水質(zhì)相關(guān)性分析

表5 780m作用區(qū)內(nèi)景觀格局指數(shù)對水質(zhì)的影響分析

3.6 結(jié)果分析

4 結(jié) 論

本文將渾河上游流域作為研究對象，基于數(shù)字高程數(shù)據(jù)和遙感影像，結(jié)合水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果，利用景觀格局指數(shù)對流域景觀分布特征進(jìn)行分析，建立5種尺度緩沖區(qū)對流域水質(zhì)與土地利用方式間的關(guān)系進(jìn)行研究，并對水質(zhì)指標(biāo)與景觀指數(shù)間的相關(guān)性進(jìn)行分析，得出以下結(jié)論：

c. 不同緩沖尺度下，景觀指數(shù)對水質(zhì)的影響差異較大。在80m尺度范圍內(nèi)，LPI和PD對水質(zhì)影響較大；在280m尺度范圍內(nèi)，AI、CONTAG、SHDI、LSI、NP對水質(zhì)有顯著影響。人類的生產(chǎn)生活是渾河水質(zhì)惡化主要因素，AI、CONTAG、SHDI、LSI、NP是影響渾河水質(zhì)的關(guān)鍵因素。

[1] 張國棟, 李蘭濤. 黃河干流及主要支流水質(zhì)現(xiàn)狀評價(jià)及趨勢分析[J]. 水利建設(shè)與管理, 2014, (12):37-39.

[2] 王瑛,張建鋒,陳光才,等. 太湖流域典型入湖港口景觀格局對河流水質(zhì)的影響[J]. 生態(tài)學(xué)報(bào),2012(20):6422-6430.

[3] 趙鵬,夏北成,秦建橋,等. 流域景觀格局與河流水質(zhì)的多變量相關(guān)分析[J]. 生態(tài)學(xué)報(bào),2012(8):2331-2341.

[4] 張大偉,李楊帆,孫翔,等. 入太湖河流武進(jìn)港的區(qū)域景觀格局與河流水質(zhì)相關(guān)性分析[J]. 環(huán)境科學(xué),2010(8):1775-1783.

[5] 姚杰. 寧波市水功能區(qū)納污能力及限制排污總量研究[J]. 中國水能及電氣化, 2016(10):22-25.

Influence of Landscape Pattern Index of Different Scales Active Region on Water Quality of Hun River

LIU Fang

(FushunCountyWaterAuthority,Liaoning,Fushun, 113006)

Based on the digital elevation data and remote sensing images, combined with the results of water quality monitoring, this paper analyzes the landscape distribution characteristics of the river basin by using the landscape pattern index, and establishes the five scale buffers to analyze the relationship between water quality and land use. The relationship between water quality index and landscape index is analyzed, which provides scientific basis for ecological construction and water pollution prevention and control program.

different scales active region; water quality of Hun River; b

10.16617/j.cnki.11-5543/TK.2017.07.018

TV211.1+1

A

1673-8241(2017)07- 0067- 04