第35卷第13期2015年7月
生态学报ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol．35，No．13
Jul．，
2015基金项目：国家自然科学基金项目（41201033，41261069）；鄱阳湖湿地与流域研究教育部重点实验室（江西师范大学）主任开放基金项目（ZK2013009）；江西省土壤侵蚀与防治重点实验室开放研究基金项目（JXSB201302）；江西省重大生态安全问题监控协同创新中心资助项目（JXS-EW-00）
收稿日期：2014-09-22；
网络出版日期：2015-01-27
*通讯作者Corresponding author．E-mail ：wangpengjlu@outlook．com
DOI ：10．5846/stxb201409221870
王鹏，齐述华，陈波．赣江流域土地利用方式对河流水质的影响．生态学报，
2015，35（13）：4326-4337．Wang P ，Qi S H ，Chen B．Influence of land use on river water quality in the Ganjiang basin．Acta Ecologica Sinica ，2015，35（13）：4326-4337．
赣江流域土地利用方式对河流水质的影响
王
鹏
1，2，*
，齐述华1，陈
波
1
1江西师范大学鄱阳湖湿地与流域研究教育部重点实验室，南昌3300222江西省水土保持科学研究院江西省土壤侵蚀与防治重点实验室，南昌330029
摘要：赣江是鄱阳湖的最大支流，
是鄱阳湖水污染物的主要来源，查明流域土地利用方式对赣江水质的影响和鄱阳湖的水环境保护具有重要意义。基于2012年对赣江7个主要支流NH +
4-N 、TP 、COD Mn 和DO 浓度的每月测定结果，通过不同空间尺度和土
地类型等级划分，利用相关分析和冗余分析研究土地利用方式对赣江流域河流水质的影响。研究结果表明，子流域的土地利用
方式对TP 的影响大于缓冲区；对COD Mn 的影响在丰水期大于缓冲区，在枯水期小于缓冲区；对NH +
4-
N 的影响在丰水期与缓冲区接近，在枯水期小于缓冲区；DO 受土地利用方式的影响较小。水田中的丘陵水田是赣江水体TP 和丰水期COD Mn 的主要来源；平原水田是枯水期COD Mn 的主要来源。居民建设用地中的城镇用地是赣江水体TP 、NH +4-N 和丰水期COD Mn 的主要来源，农
村用地是COD Mn 的主要来源。水域中的水库坑塘是赣江水体TP 和丰水期NH +
4-
N 、COD Mn 的主要来源。关键词：赣江；河流水质；土地利用；空间尺度；分类等级
Influence of land use on river water quality in the Ganjiang basin
WANG Peng 1，2，*
，QI Shuhua 1，CHEN Bo 1
1Key Laboratory of Poyang Lake Wetland and Watershed Ｒesearch ，Ministry of Education ，Jiangxi Normal University ，Nanchang 330022，China 2Jiangxi Provincial Key Laboratory of Soil Erosion and Prevention ，Jiangxi Institute of Soil and Water Conservation ，Nanchang 330029，China
Abstract ：The global transition from undisturbed to human-dominated landscapes has impacted river water quality worldwide and made the quantification of land use a valuable indicator of water pollutant．The Ganjiang Ｒiver ，as the largest tributary of the Poyang Lake Basin ，is the main pollution source of the Poyang Lake．Identifying the influence of land use on water quality in the Ganjiang Ｒiver has great significance for water environment protection in the Poyang Lake．In this study ，we investigated the monthly concentration of NH +4-N ，TP ，COD Mn and DO in seven major tributaries of the Ganjiang Ｒiver in 2012and analyzed the influence of land use on river water quality by the methods of correlation analysis and redundancy analysis．Two spatial scales ，the sub-basin and buffer zone ，and two levels of land use classification were considered．The first level of land use classification was paddy field ，dry farm ，forest land ，grass land ，water area ，resident construction land and unused land ，resulting from remote sensing image interpretation．The second level of land use classification was obtained from the first level based on different geomorphology ，canopy density ，grass coverage and other factors．The results showed that forest was the largest land use pattern in the study area ，followed by paddy field and dry farm．The concentration of TP had a significant positive correlation with NH +4-N in wet season ，while NH +4-N had a significant negative correlation with DO in dry season．The pollution sources of TP both in wet season and dry season were from hill paddy field ，urban land ，reservoir and pond．The pollution sources of COD Mn were from paddy field ，urban land ，
reservoir and pond ，and rural residential land in wet season ，while from plain paddy field and rural residential land in dry season．The pollution sources of NH +4-N were from urban land ，reservoir and pond in wet season ，while from urban land ，mountainous dry farm ，riparian forest land and low coverage grassland in dry season．Additionally ，different spatial scales of land use had different impacts on water quality indicators．The land use in sub-basin had more influence on TP and wet seasonal COD Mn than that in buffer zone ，while it had less influence on dry seasonal COD Mn than that in buffer zone．For NH +4-N ，the land use in sub-basin had similar influence as that in buffer zone in wet season ，while less influence than that in buffer zone in dry season．The impact of land use on DO was not significant．Moreover ，we found that it was more helpful to study the source of the river water pollutant based on the second level of land use classification than the first level of land use classification．Among the paddy field ，hill paddy field was the main source of TP and wet seasonal NH +4-N ；while plain paddy field was the main source of dry seasonal COD Mn ．Among the residential construction land ，urban land was the main source of TP ，NH +4-N ，and wet seasonal COD Mn ，while rural residential land was the main source of COD Mn ．Among the water area ，reservoir and pond were the main source of TP ，wet seasonal NH +4-N and wet seasonal COD Mn ．Key Words ：the Gangjiang Ｒiver ；river water quality ；land use ；spatial scale ；classification level
土地利用方式影响污染物的排放和传输过程，对河流水质具有重要影响［1-2］
。但土地利用方式的多尺度
性和分布格局差异
［3-5］
，给基于土地利用方式的河流水质研究带来不确定性。研究表明相对于河岸缓冲区尺
度，土地利用类型在子流域尺度上对水质的影响更为显著［6-8］
，也有研究得出相反的结论
［9-10］
。土地利用分类方式也影响流域土地利用和河流水质的关系，目前研究多是直接分析农田、居民用地等土地利用方式与河流
水质的相关性
［8，11-12］
，或是在坡地尺度内研究不同地形、植被对水质输出的影响［13-14］
，缺乏在流域尺度上分析
不同类型农田、
居民用地等土地利用方式对河流污染物的影响。鄱阳湖是我国第一大淡水湖，也是生态多样性丰富的淡水湿地系统。随着鄱阳湖流域的经济发展，鄱阳湖近年来水质呈逐年恶化趋势，
面临富营养化的威胁［15-16］
。赣江是鄱阳湖的第一大支流，径流量约占鄱阳湖水系总径流量的46．6%，是鄱阳湖污染物的主要来源
［17-19］
。研究赣江水质的分布特征及其与土地利用方式
的关系对赣江流域的水环境保护和鄱阳湖水质的监控具有重要意义。
本次研究通过不同空间尺度划分和土地利用类型划分，分析土地利用方式对赣江流域河流NH +
4-
N （氨氮）、TP （总磷）、COD Mn （高锰酸钾指数）和DO （溶解氧）的影响。1数据来源与分析1．1
数据来源
2012年在赣江主要支流（平江、贡水、桃江、章水、禾水、恩江和锦河）下游设置采样点（各采样点分别用S1，S2，…，S7表示），作为子流域的控制断面。水样在河中心50cm 深度每月采集1次。利用容积4L 有机玻璃采样器采集水样，取出后现场利用便携式水质分析仪（哈纳HI 91410）测定DO 含量，然后将水样装入取样
瓶，并加H 2SO 4酸化，密封，在0—4?温度下冷藏，其中用于NH +
4-N 测定的水样通过0．45μm 孔径的醋酸纤维滤膜过滤。NH +
4-
N 和TP 浓度利用全自动间断化学分析仪（SmartChem 200）测定；COD Mn 通过滴定实验测定。基于Aster 30m 精度的DEM 数据，利用Arcgis 的Hydrology 模块划分7个采样点对应的子流域和河流缓
冲区（图1），
采样点的流域控制面积为4．68?104km 2
，占赣江流域总面积的56．1%，具有较全面的代表性。赣江流域土地利用数据利用2010年秋季获取的无云Landsat 卫星遥感影像，经过几何纠正，参照《环境状况评价技术规范》（HJ /T 192—2006）中土地利用分类方法，基于ArcInfo Workstation ，并结合人工目视解译获得。该土地利用体系的一级分类划分为林地、草地、居民建设用地、水域、旱地、水田和未利用地等7种类型，根据地形地貌、林地郁闭度和草地覆盖度等条件建立二级分类体系（图2）。该数据库经过内业校核和外业核
7
23413期王鹏等：赣江流域土地利用方式对河流水质的影响
图1赣江流域采样点与子流域划分
Fig．1Sample sites and sub-basins in the Ganjiang basin （S
represents sample site ，and Z represents sub-basin ）S 表示采样点，Z 表示子流域
查，一级分类的总体精度达到90%以上，二级分类精度大于85%。1．2
数据分析
为研究不同尺度和土地利用类型划分对河流水质的影响，
对以下两种分类条件下的土地利用方式分别进行Pearson 相关分析和冗余分析计算。
（1）将采样点控制的区域分为子流域和缓冲区两种空间尺度。子流域指某采样点的流域汇水范围；参考相关文献
［6-7，20-21］
缓冲区半径的划分，并考虑流域的实
际面积，缓冲半径分别设为200、500、1000、2000、5000m （图1）。
（2）对比分析一级土地利用分类和二级土地利用分类两种方式下，土地利用类型对河流水质的影响。
利用ArcGIS 统计分析子流域和各缓冲区内土地利用类型面积，并计算百分比；利用SPSS 计算研究区子流
域土地利用类型和NH +
4-
N 、TP 、COD Mn 、DO 浓度的Pearson 相关系数；利用Canoco for Windows 进行冗余分
析，
将采样点NH +
4-N 、TP 、COD Mn 和DO 浓度视为物种变量（响应变量），
将相应子流域和缓冲区土地利用类型比例视为环境变量（解释变量），分析结果在Canodraw 中生成排序图。
表1
土地利用分类及代码
Table 1
Classifications and codes of Land use
一级分类（代码）
First level of land use classification （Code ）二级分类（代码）
Second level of land use classification （Code ）
水田Paddy 山区水田（111），丘陵水田（112），平原水田（113），大于25度坡地水田（114）旱地Dryfarm 山区旱地（121），丘陵旱地（122），平原旱地（123），大于25度坡地旱地（124）
林地Forest 有林地（21）：郁闭度＞50%的天然林和人工林，灌木林（22）：郁闭度＞40%、高度在2m 以下的矮林地和灌
丛林地，疏林地（23）：郁闭度为10%—30%，其它林地（24）：未成林造林地、迹地、苗圃及各类园地草地Grass 高覆盖度草地（31）：覆盖度＞50%，中覆盖度草地（32）：覆盖度在20%—50%，低覆盖度草地（33）：覆盖
度在5%—20%
水域Water
河渠（41），湖泊（42），水库坑塘（43），滩地（46）
居民建设用地Ｒesident 城镇用地（51），农村居民用地（52），其它工矿建设用地（53）未利用土地Unused
沼泽地（64），裸土地（65），裸岩石砾地（66）
2结果与讨论2．1
土地利用组成
7个子流域以及200、500、1000、2000、5000m 缓冲区的一级土地利用类型和二级土地利用类型所占比例
如图3所示。在子流域一级土地分类中，林地所占比例最高，平均为64．0%；二级分类中有林地面积最多，其次为疏林地、灌林地和其它林地。水田占流域总面积的18．5%，是仅次于林地的土地利用类型；二级分类中丘陵水田面积最大，其次为山区水田、平原水田和坡地水田。旱地面积为第三大土地利用类型，占流域总面积的9．1%；二级分类中丘陵旱地面积最大，其次为山区旱地、平原旱地和坡地旱地。居民建设用地占流域总面
8234生态学报35卷
图2
赣江流域土地利用类型
Fig．2
Land use patterns in the Ganjiang Basin
图例代码见表1
积3．7%，二级分类中独立于城镇以外的厂矿、大型工业区、采石场、交通道路、机场等其它工矿建设用地面积最大，
其次为农村居民用地和城镇用地。水域占总流域的2．5%，
二级分类中湖泊面积最大，其次为河渠、水库坑塘和滩地。草地占总流域的2．0%，二级分类中以高覆盖度草地为主，其次为中覆盖度草地和低覆盖度草地。
缓冲区土地利用类型与子流域有明显区别，主要体现在水田和水域面积较大，
林地和旱地面积较小。随着缓冲区半径的扩大，各类土地利用类型比例逐渐与子流域接近。在二级土地利用类型中，
缓冲区的水田以丘陵水田和平原水田为主，
水域以湖泊和河渠为主。随着缓冲区半径的扩大，二级土地利用类型比例也逐渐与子流域接近。2．2
水质参数浓度分布特征
图4为S1—S7采样点2012年的水质浓度分布。在所测82个水样中，根据地表水环境质量标准（GB 3838—2002），COD Mn 和DO 浓度均符合Ⅰ类和Ⅱ类水标准，
TP 有2个水样为Ⅲ类水，其余为Ⅰ类和Ⅱ类，NH +
4
-N 有3个水样为Ⅲ类水，其余为Ⅰ类和Ⅱ类。赣江7个子流域水质较好，氮磷营养盐为潜在污染物。
表2为7个采样点丰水期（4—9月）和枯水期（10—3月）水质的相关矩阵和统计量。丰水期TP 和NH +
4-N 具有显著正相关关系，枯水期NH +
4-N 和DO 有显著负相关关系。NH +4-N 在丰水期的平均浓度为0．25mg /L ，显著小于枯水期的0．38mg /L （P =0．046）；水体中DO 受温度影响，丰水期DO 显著小于枯水期（P ＜0．000）；TP 和COD Mn 在丰水期的平均浓度分别为0．061mg /L 和2．19mg /L ，在枯水期分别为0．079mg /L 和2．34mg /L ，没有显著性差异。用变异系数（CV ）描述水质浓度的动态变化程度，NH +4-N 浓度的动态变化最大，丰水期和枯水期的Cv 值分别为0．80和0．90，其次为TP ，丰水期和枯水期分别为0．77和0．73；COD Mn 和DO 的动态变化较小，丰水期Cv 值分别为0．35和0．14，枯水期分别为0．33和0．19。
表2
丰水期和枯水期水质参数的相关矩阵和统计量
Table 2
Correlation matrix and statistics of water quality parameters in wet season and dry season
参数Parameters 丰水期Wet season
TP
COD Mn NH +4-N DO 枯水期Dry season TP COD Mn NH +4-N DO TP 1．00
0．730．84*－0．601．00
0．500．25－0．48COD Mn 1．00
0．57－0．051．00
－0．310．40NH +4-N 1．00
－0．511．00
－0．76*DO
1．001．00
平均值Mean 0．0612．190．256．70．0792．340．388．4变异系数CV
0．77
0．35
0．80
0．14
0．73
0．33
0．90
0．19
*在0．05水平（双侧）上显著相关
2．3土地利用方式与水质参数的相关分析
表3和表4分别为丰水期和枯水期，
赣江7个子流域一级土地利用类型和二级土地利用类型与水质浓度的相关性。一级土地利用类型中，TP 与草地负相关，与水域正相关。在二级土地利用类型中，丘陵水田与TP
9
23413期王鹏等：赣江流域土地利用方式对河流水质的影响
0334生态学报35卷
Fig．3Land use characteristics in sub-basins
Z i_200，Z i_500，…，Z i_5000分别表示子流域Z i中200，500，…，5000m缓冲区；i=1，2，…，7
显著正相关，是TP的重要污染来源。地形控制了径流速度和侵蚀能力，对流域污染物的输出具有重要影响［22］。坡度大的丘陵地区汇流速度快，形成的地表径流冲刷更强烈，将更多的污染物输入河流，使土地利用对河流水质的负效应更突出［23］。流域内坡地旱地面积较小（图3），对河流污染影响不明显；平原地形平坦，
图42012年采样点TP、COD Mn、NH+4-N和DO浓度
Fig．4TP、COD Mn、NH+4-N and DO concentrations of samples in2012
其中S5采样点在2月和8月数据缺测
地表径流冲刷较弱，TP在长时间的径流运移中容易被土壤吸附、植被吸收，对河流TP的影响也不明显；山区农田散布于面积广阔的林地间，流失的TP经林地吸收缓冲后，较少进入河流。居民建设用地中，TP与城镇用地显著正相关，与农村居民用地没有显著相关性。水库坑塘与TP显著正相关，可能是受到了水产养殖的影响。
表3丰水期土地利用类型与水质浓度的相关性
Table3Correlation coefficients between land use pattern and water quality concentration in flood season
水质参数Water quality parameters 区域
Area
一级土地利用类型
First level of land
use classification
二级水地利用类型
First level of land
use classification
TP子流域草地－0．79*，水域0．92＊＊丘陵水田0．70*，城镇用地0．91＊＊，水库坑塘0．90＊＊
200m缓冲区水库坑塘0．73*
500m缓冲区丘陵水田0．71*，水库坑塘0．86* 1000m缓冲区丘陵水田0．71*，水库坑塘0．86* 2000m缓冲区草地－0．79*，水域0．92*城镇用地0．91＊＊，水库坑塘0．90＊＊5000m缓冲区水域0．94＊＊丘陵水田0．77*，水库坑塘0．89＊＊
COD Mn子流域水田0．74*，草地－0．82*，水域0．92＊＊山区水田－0．78*，丘陵水田0．82*，城镇用
地0．86*，水库坑塘0．84* 200m缓冲区水田0．77*疏林地－0．77*
500m缓冲区水田0．82*农村居民用地0．73*
1000m缓冲区水田0．82*，林地－0．71*丘陵水田0．72*，水库坑塘0．81*，农村居民用地0．72*
2000m缓冲区水田0．74*，草地－0．82*，水域0．91*山区水田－0．78*，丘陵水田0．82*，城镇用地0．86*
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13期王鹏等：赣江流域土地利用方式对河流水质的影响
水质参数Water quality parameters 区域
Area
一级土地利用类型
First level of land
use classification
二级水地利用类型
First level of land
use classification
5000m缓冲区
水田0．87*，林地－0．84*草地－0．78*，
水域0．89＊＊
丘陵水田0．82*，水库坑塘0．85*
NH+4-N子流域城镇用地0．86*
200m缓冲区城镇用地0．72*
500m缓冲区水库坑塘0．70*
1000m缓冲区城镇用地0．71*
2000m缓冲区城镇用地0．86*，水库坑塘0．84*
5000m缓冲区水域0．82*城镇用地0．78*
DO子流域
200m缓冲区水库坑塘－0．88＊＊，城镇用地－0．74*
500m缓冲区
1000m缓冲区
2000m缓冲区
5000m缓冲区低覆盖度草地0．79*＊＊在0．01水平（双侧）上显著相关；*在0．05水平（双侧）上显著相关
COD
Mn
体现了水体中的有机污染，一级土地利用类型中，子流域范围内，丰水期与水田和水域显著正相关，与草地显著负相关；枯水期只与水田显著正相关。二级土地利用类型中，丰水期与山区水田显著负相关，与丘陵水田、城镇用地和水库坑塘显著正相关；枯水期只存在与平原水田的显著正相关和与山区旱地的显著
负相关。子流域土地利用类型在丰水期对COD
Mn
的影响大于枯水期。一些研究也表明丰水期土地利用方式对水质的影响大于枯水期［10，24］，这与丰水期植被生长旺盛，农业活动较多，以及降雨产流丰沛等原因有关。
NH+
4
-N与土地利用类型的相关性较弱，一级土地利用类型中，在丰水期只有5000m缓冲区存在与水域
的显著正相关，在枯水期只在200m缓冲区内存在与林地的显著正相关。相对于TP和COD
Mn
，带正电荷的
NH+
4更容易被土壤颗粒吸收和植被利用，或在微生物作用下发生反硝化等反应，使NH+
4
-N与土地利用类型
的相关性较差。李艳利等［6］分析了浑太河流域的土地利用与河流水质相关性，结果显示NH+
4
-N与土地利用
类型的相关性明显小于TP和COD
Mn
。Huang等［25］在九龙江流域建立了土地利用类型与水质的回归模型，认
为模型对COD
Mn 的预测效果好于NH+
4
-N。在二级土地利用类型中，丰水期NH+
4
-N在子流域和缓冲区内与城
镇用地、水库坑塘显著正相关；枯水期只在200m和500m缓冲区内存在NH+
4
-N与土地利用类型的显著相
关。枯水期NH+
4
-N在200m和500m缓冲区与有林地、低覆盖草地显著正相关，体现了林地、草地土壤氮素流失的影响。
洪超等［21］在江苏北部的灌河流域通过分析不同观测尺度上的土地利用和河流水质发现，TN、TP等营养盐浓度多与较大尺度上的土地利用构成相关，而化学需氧量（COD）与较小尺度上的土地利用构成相关。本
次研究中TP与较大尺度的子流域土地利用方式相关性好于较小尺度的缓冲区；COD
Mn
在枯水期与较小尺度
的缓冲区土地利用方式相关性更好，丰水期则相反；NH+
4
-N在枯水期也与较小尺度的缓冲区土地利用方式相关性更好，丰水期在子流域和缓冲区的差别不大，与洪超等［21］研究中的TN与土地利用的相关性有明显区别。
DO与土地利用类型的相关性很弱。一级土地利用类型中只在枯水期2000m缓冲区存在水域与DO的显著负相关；二级分类中土地利用类型与DO的相关性也较差。DO与土地利用类型的弱相关性可能是由于流域水质较好，水体DO消耗后可以很快从大气中得到补充，受土地利用类型的影响较小。在4个水质参数中，DO在丰水期和枯水期的动态变化（Cv值）最小（表2）也体现了这点。
2．4土地利用方式与水质参数的冗余分析
图5和图6分别为一级土地利用类型和二级土地利用类型与水质参数冗余分析的排序图，可以直观反映出两者的相关性。排序图中土地利用类型箭头的长度表示各土地利用方式对水质指标的影响程度，箭头越长2334生态学报35卷
影响越大；土地利用类型箭头方向与水质指标浓度方向夹角的余弦代表两者的相关程度。
表4枯水期土地利用类型与水质浓度的相关性
Table4Correlation coefficients between land use pattern and water quality concentration in flood season
水质参数Water quality parameters 区域
Area
一级土地利用类型
First level of land use
classification
二级水地利用类型
First level of land use
classification
TP子流域草地－0．80*，水域0．95＊＊丘陵水田0．73*，城镇用地0．95＊＊，水库坑塘0．93* 200m缓冲区丘陵水田0．71*
500m缓冲区丘陵水田0．75*，水库坑塘0．86*
1000m缓冲区丘陵水田0．77*，水库坑塘0．90＊＊
2000m缓冲区水域0．86*丘陵水田0．81*，水库坑塘0．91＊＊
5000m缓冲区水域0．96＊＊丘陵水田0．81*，水库坑塘0．93＊＊
COD Mn子流域水田0．71*山区旱地－0．76*
200m缓冲区水田0．96＊＊，林地－0．74*疏林地－0．81*
500m缓冲区水田0．96＊＊，林地－0．86*平原水田0．76*，有林地－0．73*，疏林地－0．77*
1000m缓冲区水田0．95＊＊，林地－0．87*平原水田0．82*，山区旱地－0．80*
2000m缓冲区水田0．88*，林地－0．78*平原水田0．81*山区旱地－0．87*
5000m缓冲区水田0．90＊＊，林地－0．78*平原水田0．75*，山区旱地－0．85*
NH+4-N子流域
200m缓冲区林地0．78*城镇用地0．73*，有林地0．82*，低覆盖度草地0．85*
500m缓冲区城镇用地0．71*，有林地0．73*
1000m缓冲区
2000m缓冲区
5000m缓冲区
DO子流域平原水田0．87*
200m缓冲区山区旱地－0．81*，城镇用地－0．89＊＊，农村居民用地0．79*
500m缓冲区山区旱地－0．79*，城镇用地－0．74* 1000m缓冲区
2000m缓冲区水域－0．75*
5000m缓冲区
林地在丰水期与TP、COD
Mn 和NH+
4
-N都为负相关关系，体现了林地对各污染物的“汇”作用。枯水期林
地与TP、COD
Mn 仍为负相关关系，但与NH+
4
-N有较弱的正相关性，并且随缓冲区半径的减小正相关增强。在
二级分类中，灌木林和包含园地的其它林地正相关性明显，体现了林地土壤氮的流失。草地也对各污染物主
要起“汇”的作用，但在缓冲区内，草地对水质参数的影响较小，在枯水期还存在高覆盖草地和低覆盖草地与NH+
4
-N的正相关性。多数研究结果显示林地、草地对污染物起“汇”的作用［4，26-28］，但于松延等［29］在北洛河
流域发现NH+
4
-N与草地呈显著正相关关系，并认为是由于流域草地管理不当引起土壤侵蚀所致。水域在丰
水期与TP、COD
Mn 和NH+
4
-N都为正相关关系，枯水期仍与TP、COD
Mn
正相关，与NH+
4
-N只在1000m缓冲区
正相关，表明水域是赣江流域TP、COD
Mn 和NH+
4
-N的重要污染来源。李艳利等［6］在浑太河流域的研究显示
水域在缓冲区内与COD
Mn 显著正相关，与NH+
4
-N、TP分别为较弱的正相关和负相关关系，在子流域范围内都
为较弱的负相关关系；黄金良等［9］在九龙江流域研究发现水体与COD
Mn
在部分缓冲区内有显著相关性，与
NH+
4
-N、TP没有显著相关性。与浑太河流域和九龙江流域相比，赣江流域水域对河流水质的污染更为严重，可能与大量存在的渔业养殖有关。
水田在丰水期与TP、COD
Mn 和NH+
4
-N都为正相关关系，并且水田与COD
Mn
的相关性明显高于与TP、
3334
13期王鹏等：赣江流域土地利用方式对河流水质的影响
图5一级土地利用类型与水质浓度冗余分析排序图
Fig．5ＲDA ordination plot of the first classification of land use and water quality concentration
NH+
4-N的相关性。二级分类中丘陵水田与TP、COD
Mn
和NH+
4
-N都为正相关关系；平原水田与COD
Mn
正相关，
与TP、NH+
4-N相关性很弱。枯水期水田仍与TP、COD
Mn
正相关，但与NH+
4
-N没有正相关性。二级分类中丘
陵水田TP、COD
Mn 正相关，与NH+
4
-N相关性很弱；平原水田与COD
Mn
正相关，与TP相关性很弱，与NH+
4
-N负
相关。水田，特别是丘陵水田是赣江流域TP、COD
Mn 和NH+
4
-N的重要污染来源。旱地在丰水期与TP、COD
Mn
和NH+
4-N相关性较弱，或呈负相关关系；枯水期与NH+
4
-N正相关，与COD
Mn
和TP负相关。二级分类中山区
旱地与NH+
4-N正相关关系比较明显。与水田相比，旱地对河流污染的贡献明显偏少。於梦秋等［30］分析太湖
4334生态学报35卷
图6二级土地利用类型与水质浓度冗余分析排序图
Fig．6ＲDA ordination plot of the second classification of land use and water quality concentration
流域土地利用类型对水质的影响时发现，水田与TP、TOC（总有机碳）和NH+
4
-N显著正相关，旱地则与TP、
TOC和NH+
4
-N显著负相关，与本次研究结果相近。黄金良等［9］在福建九龙江流域的研究结果显示耕地与
NO－
3-N、NH+
4
-N和COD
Mn
都为负相关关系，没有体现出农业对河流水质的污染；赵鹏等［31］在广州淡水河流域
也得到类似结论；这可能与研究中没有将耕地细分为水田和旱地有关。
居民建设用地与COD
Mn 正相关，与NH+
4
-N负相关或相关性很弱；丰水期居民建设用地与TP为负相关关
系，枯水期在子流域和200m缓冲区内与TP负相关，在500—5000m缓冲区内与TP正相关。二级土地利用
分类中，城镇用地与TP、NH+
4-N的相关性大于农村居民用地，这是由于城镇多不透水地面，污水通过排水管
5334
13期王鹏等：赣江流域土地利用方式对河流水质的影响
网直接进入河流，成为河流TP、NH+
4-N的重要来源；农村生活污水中的TP、NH+
4
-N在运移过程中容易被土壤
植被吸附利用，进入河流的量较少。与张殷俊等［23］、赵鹏等［31］、Huang等［25］的研究结果不同，本次研究中居民建设用地没有明显体现出对河流TP和NH+
4
-N的污染，这可能与研究区城镇用地面积相对较少有关。丰
水期城镇用地和农村居民用地都与COD
Mn
呈正相关关系，枯水期则是农村居民用地的影响大于城镇用地。Wang等［32］模拟了长江流域污染物的输入负荷，认为农村地区的牲畜养殖是流域COD负荷的主要来源。丰水期城市降雨径流由于对地表和排水系统的冲刷含有较多的COD负荷［33-34］，城镇用地也成为COD污染物的重要来源。
3结论
（1）空间尺度的土地利用方式划分对不同水质指标相关性的影响具有较大差异。子流域的土地利用对
TP的影响大于缓冲区；丰水期子流域土地利用对COD
Mn
的影响大于缓冲区，枯水期则是缓冲区大于子流域；
丰水期子流域和缓冲区内土地利用对NH+
4
-N的影响差别不大，枯水期则是缓冲区大于子流域。
（2）较细的土地利用类型分类可更好的体现土地利用类型对河流水质的影响。水田中的丘陵水田是赣
江水体中TP和丰水期COD
Mn 的主要污染源；平原水田是枯水期COD
Mn
的主要污染源。居民建设用地中的城
镇用地是赣江水体TP、NH+
4-N和丰水期COD
Mn
的主要来源，农村用地是COD
Mn
的主要来源。
（3）赣江TP的污染源主要为丘陵水田、城镇用地和水库坑塘；COD
Mn
的污染源在丰水期主要为丘陵水田、
城镇用地、水库坑塘、农村居民用地，枯水期主要为平原水田、农村居民用地；NH+
4
-N在丰水期的主要污染源为城镇用地和水库坑塘，枯水期主要为城镇用地、山区旱地、河岸两侧有林地和低覆盖度草地。
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33413期王鹏等：赣江流域土地利用方式对河流水质的影响
第26卷第3期自然资源学报 Vol.26No.32011年3月 JOURNAL OF NATURAL RESOURCES Mar．，2011 收稿日期：2009－10－01；修订日期：2010－12－20。 基金项目：国家水体污染控制与治理科技重大专项 “国家水环境遥感技术体系研究与示范”（2009ZX07527－006）。第一作者简介：夏叡（1984－），男，汉族，安徽宣城人，硕士研究生，主要从事城市遥感应用和水环境遥感监测的研究 。E-mail ：xiarui123@yahoo．com．cn *通信作者，E-mail ：liyunmei@njnu．edu．cn 京杭大运河无锡段水质和土地利用的响应关系 夏叡1，李云梅1*，王桥2，吕恒1，金鑫1，王彦飞 1 （1．南京师范大学虚拟地理环境教育部重点实验室，南京210046；2．环境保护部卫星环境应用中心，北京100094） 摘要：以京杭大运河无锡段2003年7月和12月两景SPOT －5正射影像为数据源，结合断面水质数据，利用基于最小二乘法的多元回归方法，建立了枯水期和丰水期水质参数与土地利用的响应模型。结果表明：以监测断面为中心的缓冲区距离的空间变化与水质监测指标之间有很明显的响应关系，建立的模型显示，丰水期DO 、CODMn 、BOD5、TN 和TP 的最大响应宽度分别为100、100、300、200和100m ，枯水期的最大响应宽度则为500、200、300、400和200m 。运河的水质污染主要受离河岸较近的土地利用结构的影响，耕地上产生的农业污水、商业和工业中的废水以及大面积裸地上居民生活垃圾和建筑垃圾产生的污水是导致京杭大运河无锡段水质恶化的重要原因。关 键 词：遥感；土地利用；空间统计；水质响应 中图分类号：X522 文献标志码：A 文章编号：1000－3037（2011）03－0364－09 非点源污染或面源污染是指在降雨径流（包括灌溉）的淋溶和冲刷作用下，大气、地面 和土壤中的污染物进入江河、湖泊、水库和海洋等水体而造成的水污染［1］ 。无论局地尺度、区域尺度还是全球尺度上，土地利用变化都是人类活动影响水文、水环境的重要因素，土地 利用类型的变化改变下垫面特征，对水循环及物质的输移产生极大的影响［2］ 。 国外学者早在上个世纪七八十年代，就开始进行土地利用与水质响应的研究。如D．S．Fisher 等［3］指出土地利用类型的变化是影响水质的重要原因。Steiner 等［4］探讨了低密度住 宅、商业、工业、休闲等土地利用类型与水源水质的内在联系。Sliva 等［5］ 利用GIS 和多元分 析手段对安大略湖南部水源地区的水质、 土地利用情况进行了相关分析。P．Maillard 等［6］ 在巴西东南部某大型流域半干旱环境下建立了不同缓冲区宽度下水质参数与土地利用类型之间的相关关系，并确定了不同水质参数的河滨土地响应宽度。国内学者从上世纪末开始 进行相应的研究［7-17］，如张然等［7］ 利用GIS 和RS 技术从动态角度揭示了滇池地区30a 来 土地利用变化对滇池水环境污染的影响，官宝红等［14］ 采用缓冲区的方法研究了杭州市城市土地利用对河流水质的影响。 利用高空间分辨率影像研究京杭大运河无锡段的水质与土地利用变化的响应关系，定 量分析土地利用变化对运河水质变化的影响， 可以揭示出不同土地利用类型对运河污染的影响程度，有利于采取针对性污染控制措施，提高污染治理效果，对运河水生态环境建设以及无锡市经济、环境和社会的可持续发展有着非常重要的意义。 1研究区概况和数据源 京杭大运河（图1）贯穿无锡市区，新运河段在城北黄埠墩与老运河分流，在城东南下甸
教科版小学五年级上册科学第三单元 第7课《河流对土地的作用》教学设计教学导航 【教学目标】 （一）科学概念 1.河流是流水侵蚀土地而形成的。 2.河流会侵蚀河床和两岸，这些被侵蚀的泥土在水流缓慢的地方又会沉积下来。 3.河流的侵蚀和沉积作用，形成了许多不同的地形地貌。 （二）过程与方法 1.做河流实验，探究河流对土地的作用。 2.观察河流实验中的现象，用文字和不同的符号记录和表示河流实验结果，并对实验结果做出自己的解释。 3.尝试解释冲积平原的形成原因。 （三）情感、态度、价值观 1.认识到地表的地形地貌是不断变化着的。 2.意识到风化、侵蚀、沉积等作用对人类有利有弊。 【教学重点】 学生自主探究河流对土地的作用，并进行实验。 【教学难点】 在观察、实验中记录和表示河流实验结果，并对实验结果做出自己的解释。【教学准备】 本课相应课件，恒速泄水器（自制教具）、湿润并混有沙的土壤、长方形塑料水槽（打孔及不打孔各1个）、塑料水桶、一次性手套、尺子、两杯500ml的水、实验记录表。 【课时安排】
1课时 教学过程 一、引入 1．播放《泥石流》视频，看完视频，你觉得哪些地方容易发生这样的灾害？我们应当采取什么措施？ 2．我们已经学习了雨水对土地会有侵蚀，那侵蚀会将平地变成沟壑，突起的地方变得怎么样呢？（变平） 3．雨水慢慢形成溪流，溪流汇集成为河流，那河流会不会侵蚀土地呢？ 这节课就让我们来学习《河流对土地的作用》 二、探索河流对土地的影响 我们曾经说人望高处走，那水往哪边流呢？（水往低处流） 绘制图，河流，那请同学们想象下，这是一条从崎岖不平的山地流到地势平缓的地方，流水的速度哪里最快？ 流水的速度哪里最慢？流水对土地的侵蚀哪里最严重？在哪里会有沉积？ 河水携带的泥沙会怎样呢？上游、中游、下游。 回忆沉积实验，观看关于“大石头—鹅卵石—细沙”的图片。 那这是同学们的猜想，谁能有办法来验证下这猜想是真是假呢？（做模拟实验、到大自然中去参观调查……） 那在课堂中，就让我们来做下模拟实验验证下吧！ 3．学生实验。 准备实验装置：注意空出盒的1/3不要装土。 观察无河水流过的“河道”，在记录纸上画出河道的形状，并把它的宽度、深度标记在图上。 推测：当河流形成时，什么地方流速大，什么地方流速小，什么地方会发生侵蚀，什么地方会发生沉积？ 在河道上记下自己的推测，用虚线标出。 学生动手实验。注意：在向“河流”注水时，一定要检查出水口是否正对“河道”，试一试，流出的水是不是正好流入“河道”中。确保无误后，才能正式向“河道”注水。注水一开始，要保持杯子中的水始终是满的。在实验盒的出水口，一定要用较大的容器接住流下来的水。为了让效果明显，观察得更清楚，可以让
探究我国土地利用规划环境影响评价 摘要：近年来，随着大规模的开垦荒地、围湖造田、滥垦滥伐等加上不当的开 发利用土地,加剧了水土流失、土地次生盐碱化、土地退化等一系列土地问题。对此，通过编制并实施土地利用规划在一定程度上遏制了此类事件的发生，但还远 远不能做到完全趋利避害。因此，借鉴项目环境影响评价，土地利用规划环境影 响评价应运而生。本文主要阐述了土地利用规划环境影响评价的相关关键环节及 主要内容，以期为今后的土地规划环评提供借鉴指导。 关键词：土地利用规划；环境影响评价；环境影响目标；环评预测评估；减缓措施； 1 制定土地利用规划评价方案 每个战略方案都具有一定的目标，这个目标或明确或模糊。土地利用规划也 不例外，首先，列出一系列的目标，然后通过与政府机关、公众协商以及借鉴国 内外相关的经验，结合规划区域的实际情况得出最终的目标。由于不是所有的战 略行为都是能够进行环境影响评价的，而且，就算需要，其需要评价的深度和等 级也是有区别的，因此，需要从环境影响的显著性以及环境影响受体的敏感性等 方面对战略方案进行筛选。筛选出战略方案以后，需要对方案进行描述，一般要 说明清楚两件事情，其一就是阐述清楚我们所要评价的是一个什么要的战略；其二，我们要如何贯彻实施这个战略。同时，我们还需要将战略实施的时间范围等 给予说明，战略规划实施时间越长，越能将可持续性以及可承载性等问题整合出来，而确定评价范围的目的是为了辨识对决策产生影响的一些关键的环境要素， 并可用来指导如何有效的评估这些要素。 战略评价范围的确定其过程要比具体的项目或者工程的评价范围要复杂，因 为战略包含多个行为，其影响范围更广，影响程度更深，而且受到更多的政策法 规的影响。当然，尽管战略行为可能产生很多方面以及很大程度的影响，但是起 决定性影响的也只可能是其中某一些。因此在确定评价范围后，要确定环境影响 指标，尤其是那些起关键影响的环境指标。环境指标是衡量并用来描述环境发展 趋势的工具。 在战略环境影响评价中，环境指标可用来衡量和描述环境现状、预测环境发 展趋势以及用来比较备选方案并检测战略目标的实施情况。一般的环境指标包括 如下三种：一种是环境状况指标，其被用来描述环境现状；另一种是影响以及压 力指标，被用来衡量人类活动对环境造成的影响；最后一种是行为指标，被用来 判断人类活动是否对环境造成影响以及产生何种影响。无论选择何种指标，这些 指标都必须具有如下特征：第一，这些指标既具有单项指标的意义，又具有综合 指标的意义，可以被用来分解也可以被用来综合。第二，既能反映出国家的方针 政策，也能体现区域的发展特征。第三，易被获取，便于统计，具有现实意义且 能体现出关键问题；第四，易被理解，能衡量出环境问题且能被用来预测环境问 题以及对规划实施情况进行检测；第五，所有被选定的环境指标得具备可重复性 和可再现性。 2土地利用规划环境影响识别与环境目标分析 环境影响识别是环评的初始环节，环境影响识别所选因子，直接关系到后续 评价工作的进行。首先要找出影响环境的各个方面，做到不遗漏、不重复，并分 析影响的性质、强度、范围、程度，找到相关因子，使评价更具针对性。根据建 设项目对环境影响的性质，影响分为多种：有直接、间接之分，全面、局部之分，
土地利用变化研究进展 侯鹏程 （上海农林职业技术学院，上海松江：201600） 摘要：土地利用是自然条件和人为活动的综合反映，它的变化可以引起许多自然和生态过程的变化。 关键词：土地利用；土地覆盖；进展 一、土地利用变化的概念及研究意义 （一）土地利用的概念 土地利用变化是人类与地球环境进行物质、能量交互作用的重要表现。发生于任何时空尺度，它不仅影响陆地生态系统的地理分布格局及其生产力。客观反映人类改变地球生物化学循环、生态系统的结构和功能及产品和服务的供应，而且还再现了陆地表面的时空变化过程[1]。土地利用是指人类有目的地开发利用土地资源的一切活动，如农业用地、工业用地、交通用地、居住用地等都是土地利用的概念；而土地覆盖则是指地表自然形成的或者人为引起的覆盖状况，例如：与前面所述各种用地相关的物质现状包括各类作物、森林、草地、房屋、水泥及沥青路面等则为土地覆盖的概念。土地利用与土地覆盖有着密切的关系，可以理解为事物的两个方面，其中一个是发生在地球表面的过程，另一个则是各种地表过程（包括土地利用）的产物[2]。无论是在全球的尺度还是国家或者区域的尺度上，土地利用的变化在不断地导致土地覆盖的加速变化。 总之，土地利用和土地覆盖是两个既有密切联系又有本质区别的重要概念。土地利用一般是指人类为获取所需要的产品或服务所进行的土地资源利用活动，是人类对土地自然属性的利用方式和利用状况，包含着人类利用土地的目的和意图。 （二）土地利用变化的定义 土地利用/土地覆盖的变化(Land-use and land-cover change 简称为：LUCC)是国际地圈生物圈计划(IGBP)与全球环境变化的人文因素计划(IHDP)的核心研究计划之一，是全球环境研究的热点和前沿问题[3]。土地利用/土地覆盖变化之所以受到人们的关注，是因为土地利用/土地覆盖变化是全球环境变化和陆地生态系统对全球气候变化和人类活动最重要的响应之一。 土地利用/土地覆盖变化由于影响到了人类生存与发展的自然基础，如气候、土壤、植被、水资源与生物多样性等，影响到地球生物化学圈层的结构、功能以及地球系统能量与物质循环等方面，与全球的气候变化、生物多样性的减少、生态环境演变以及人类与环境之间相互作用的可持续性等密切相关[4]。而且土地利用与土地覆盖作为一种人类的社会经济活动，也是人类对全球变化所做出的反应的一种方式。总而言之，土地利用与土地覆盖变化是所有与可持续发展相关问题的核心，可以说是“可持续发展理论”的开拓计划，土地利用与土地覆盖变化的作用是全球变化的关键，是自然与人文科学领域的“桥梁工程”。 [收稿日期]2007-08-21
5 IMPACT OF LAND USE ON GROUNDWATER QUALITY The land surface is exposed to different contaminant sources (air, household, dump sites, industry, traffic and agriculture). Contamination may reach subsurface waters enhanced by special surface receptors (e.g. interception evaporation) and become transported by overland flow, interflow and infiltration (Sect.1.4) to surface and groundwater. The emission of contaminants is partly produced by combustion processes, introducing H3O+, NO x, SO x, CO2, heavy metals and organics into the atmosphere. They subsequently reach the land cover either by interception (dry and wet) or directly by precipitation (wash out). Usually the contaminant concentration in interception deposition and in air are equal. The former may even be larger because of evaporation at the interceptor surfaces (tree leafs). In rainy deposition, on the contrary, the contaminant content is mostly diluted. A contaminants in the air have been accumulated over a long period of time and can not be regulated, that is, at this scale there is no possibility to clean the atmosphere by technical means on a short term. Their presence is most prominent close to the emitting source, and in forest areas, especially at the regional air moisture condensation level where moisture condensation may contribute as much to precipitation as rain itself. The pollution is usually higher in air moisture than in precipitation, so that the pollution deposition is much stronger than by rain alone. The deposition is lowest on bare soils. Another contamination source for land surfaces is the excessive distribution of agrochemicals (organic and inorganic), used to support and enhance soil fertility and to protect plants. Its impact on subsurface resources can to some extend be governed as far as the application is not too excessive and the time of application with respect to meteorological conditions is carefully selected. Groundwater is not completely exposed to all contaminants, as some of them become sorbed on soils or are being exported in dissolved condition or particle bound by interflow (Sect.1.3). In the unsaturated zone the contaminants may undergo chemical or microbial disintegration as far as the habitat and flow conditions favor microbial activities. Artificial tracer and natural isotope methods may be applied to trace the history of elements, to recognize the efficiency of chemical or microbial environments like biofilms, and time spans for disintegration processes. They can also contribute to developing long-term strategies of groundwater protection (Seiler et al. 1992). In this respect an interesting field of applications are the biporous media to which belong most of the Mesozoic hard rocks 65
整理小学五年级科学《河流对土地的作用》教 案 整理小学五年级科学《河流对土地的作用》教案教学目标： 1、知识与能力：掌握河流也是流水侵蚀土地而形成的，河流的侵蚀和沉积作用，形成了许多不同的地形地貌。 2、过程与方法：小组合作做河流实验，探究河流对土地的作用。 观察河流实验中的现象，用文字和不同的符号记录和表示河流实验结果，并对实验结果做出自己的解释。 3、情感、态度与价值观：认识到地表的地形地貌是不断变化着的；培养对土壤的感情，认识保护耕地不被破坏的重要性。 教学重点：做河流实验，探究河流对土地的作用。 教学难点：观察河流实验中的现象，用文字和不同的符号记录和表示河流实验结果，并对实验结果做出自己的解释。 教学准备：湿润、混有少量沙的土、长方形塑料水槽（可用一升牛奶盒剖开对接成河道装置）、报纸、塑料薄膜、小铲子、大饮料瓶、塑料杯（杯底侧边扎孔）、水、尺子、接水桶。 教学过程： 一、导入新课提问：
1、你知道有哪些大的河流？家乡有哪些河流？这些河流和我们的生活生产有什么关系？学生讨论交流、 2、教师小结后讲解：河流一般是由冰雪融化形成的小溪，或是山涧溪流汇集而成的。当流水漫过地表时，会形成细小的水流和沟壑，这些细小的水流会逐渐形成溪流并汇成河流，而沟壑在流水不断侵蚀的过程中会逐渐发展成大的切沟和冲沟并形成河床。 3、河流的形成也是流水对土地的侵蚀结果。那么河流对土地又会有什么影响呢？ 4、今天，我们就一起来探索河流对土地的作用。板书课题） 二、探索河流对土地的影响 1、河流会侵蚀两岸的土地吗？ 2、如果河流从崎岖不平的山地流到地势平缓的地方，河水携带的泥沙会怎样呢？回忆沉积实验，观看课本60页插图。 3、学生做实验。 准备实验装置：注意空出盒的1/3不要装土。 观察无河水流过的“河道”，在记录纸上画出河道的形状，把它的宽度、深度标记在图上，并用不同、的符号分别标记水流速度、水流速度慢有土沉积的地方。 推测：当河流形成时，什么地方流速大，什么地方流速小，什么地方会发生侵蚀，什么地方会发生沉积？在河道上记下自己的推测，用虚线标出。
教科版小学科学五年级上学期 3.7河流对土地的作用同步练习姓名:________ 班级:________ 成绩:________ 小朋友，带上你一段时间的学习成果，一起来做个自我检测吧，相信你一定是最棒的！ 一、判断题。 (共5题；共23分) 1. （5分）根据图片提示，制订实验计划。 （1）研究项目:下雨时,土地________的大小对土壤侵蚀的影响. （2）推测:________ （3）实验材料:________ （4）实验中要改变的条件:________ （5）实验中要保持不变的条件:________ 2. （12分）判断题。 （1）自然界里，只有流水才会对土地有侵蚀和沉积作用。 （2）土地被侵蚀的程度与雨量大小有关，与有无植物覆盖无关。 （3）研究“什么样的土地容易被侵蚀”时，必须要有两组实验进行对照。
（4）水流动时能携带其他物体一起运动，水静止时携带的物质也会沉积下来。 （5）雨水对土壤的侵蚀是从雨水在地面上流动时开始的。 （6）雨水的流动带走了土壤，改变了地形地貌。 3. （2分）上游河床一般会堆积许多鹅卵石和细沙。 4. （2分）泥石流是一种自然灾害，与生态环境无关。 5. （2分）河流侵蚀过土地后，土地的坡度越陡，土壤沉积越多。 二、选择题。 (共7题；共20分) 6. （8分）选择题。 （1）某小组研究土地的坡度对侵蚀的影响，要保持不变的条件是（）。 A . 有无覆盖物和雨量大小 B . 土地坡度和雨量大 C . 有无覆盖物和土地坡度 （2）某小组研究雨量大小对侵蚀的影响。下列实验操作中，不正确的是（）。 A . 在一块有覆盖物的土地上，先下“小雨”，再下“大雨”进行比较 B . 在两块都有覆盖物，且坡度相同的土地上，一块下“小雨”，另一块下“大雨”进行比较 C . 在两块都无覆盖物．且坡度相同的土地上，一块下“小雨”，另一块下“大雨”进行比较 （3）在雨水对土地的侵蚀过程中，（）很容易被径流带走。 A . 大石块
本科毕业论文（设计）题目南渡江土地利用变化对水体水质的影响 专业环境科学 作者姓名林尤帆 学号2010203486 单位聊城大学 指导教师姚昕 2014 年 5 月 教务处编
原创性声明 本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师指导下，独立进行研究取得的成果。除文中已经引用的内容外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得聊城大学或其他教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均在文中以明确的方式表明。本人承担本声明的相应责任。 学位论文作者签名：日期： 指导教师签名:日期：
目录 前言 (1) 1南渡江区域概况 (2) 1.1 河流概况 (2) 1.2 植被概况 (2) 1.3 流域污染源现状 (3) 1.4 流域水环境功能区划和控制单元 (3) 2研究内容 (3) 2.1南渡江流域土地利用分析 (4) 2.2南渡江水质调查状况 (7) 2.3调查结果对比分析 (9) 3总结与建议 (9) 参考文献 (11) 致谢 (12)
摘要 利用海南环保局近年来南渡江一带的水质数据及水质资料,运用GIS技术和水环境评价方法研究南渡江流域土地利用不同及其水环境效应。从而分析得出南渡江不同断面水质由于不同的土地利用，导致的结果是：上游水源水质由于土地利用因子受影响程度小，水体中物质变化不大，因此水质较为良好，而中、下游土地利用于各个方面的建筑建设，会有大量污染物质排入水体中，最终致使水质状况较差。 关键词：南渡江流域；土地利用结构；水环境评价；生态敏感性；水环境效应
Abstract The Hainan Environmental Protection Bureau in recent years, the water quality data and water quality data of Nandu River area, using GIS technology and water environment evaluation method research of Nandujiang River Basin under different land uses and water environment effect. By analyzing the Nandu River water quality in different sections of the different land use, the result is optimal: The upstream water quality because the land use factors affected small, little change in water bodies, so the quality is good, and the river, land use in every aspect of the construction, there will be a large number of pollutants discharged into the water, eventually resulting in water quality is poor. Key words：nandu river area；land use structure；Water environment evaluation；Ecological sensitivity；Effects of water environment
土地利用规划中的环境影响评价 摘要：土地利用规划环境影响评价是在对规划区环境现状进行调查的基础上，参考与环境保护相关的法律、法规以及地方标准，分析规划方案的实施可能对环境产生的影响，识别其主要的环境影响因子，提出问题，进一步完善土地利用规划，从而能够保证规划实施与环境保护的协调性，在促进经济发展的同时，提高环境质量，实现可持续发展。 关键词：土地利用规划；环境影响评价；理论；方法 一、土地利用规划环境影响评价理论基础 (一)可持续发展理论 可持续发展的目标体系涵盖人口、经济、资源与环境，包括管理、法制、科技、教育等各方面的能力建设构成了可持续发展战略的支撑体系，各项能力建设是实现可持续发展目标的重要保证。只有通过有效管理、严格立法、提高科技水平、增强可持续发展意识以及加大公众参与力度等，可持续发展才能真正从理论走向实践。因此规划环评作为联系政策与环境影响的重要纽带，需要时刻贯彻可持续发展的思想，重视可持续发展理论对于规划环评的基础性指导作用，促进区域的可持续协调发展。 (二)系统科学理论 对于人类经济行为的研究是土地利用规划与环境影响的中介，因此环境影响评价涉及社会、经济等诸多因素，这些因素相互联系，相互影响，相互制约，且又能按照一定的结构进行组合，统一表现出一定的功能，从而成为一个大的系统。土地利用系统涵盖耕地、园地、林地等多个子系统，这些子系统之间相互制约、相互作用。与此同时，土地利用系统又同环境系统、社会经济系统相联系。因此，进行土地利用规划环境影响评价时，要运用系统方法着眼于系统与要素、要素与要素、系统与环境的相互关系，揭示其间的系统性质和运动规律。 (三)生态经济协调理论 随着我国国民经济的快速发展，环境问题日益凸显，已成为影响发展质量的重要因素之一。在部分地区，土地生态环境的恶化已经严重影响到了社会经济的发展。因此在土地开发利用中，要充分考虑生态系统的承载力，科学合理地确定土地利用目标，将改善土地生态环境放到重要位置，确保经济活动不会对生态环境造成破坏性的影响，最终通过改善环境质量，实现可持续发展。生态经济协调理论为土地利用规划环评提供了可供参考的理论分析和方法支持，是规划环评的重要理论之一。 (四)景观生态学理论
土地利用和覆盖变化的起因、过程和效应 土地是地球陆地的表层部分，包括陆地表面的河流、湖泊等水体，它是由气候、水文、基础地质、地貌、生物、土壤和人类活动的种种结果所组成的自然历史综合体。土地是一个立体空间系统，由地表上层和地表下层构成，各层次之间存在着能量流动和物质循环，从而形成一个巨大的土地生态系统。 土地利用是指人类根据一定的社会经济目的，采用一定的生物、技术手段，对土地资源进行长期性或周期性的开发利用、改造、保护和经营等，也就是把土地的自然生态系统改造为人工生态系统的过程，包括自然、社会、经济诸因素综合作用的复杂过程。社会生产方式往往对土地利用起着决定性作用。土地利用方式必将与一定的土地覆盖相联系，土地利用的改变实质上改变了土地利用方式而带来土地覆盖的相应变化。 土地覆盖是指地球表层的自然营造物和人工物所覆盖的地表诸要素的综合体，包括地表植被、土壤、冰川、湖泊、沼泽湿地及道路等，例如与前面土地利用方式相关的物理现状包括各类作物、森林草地、房屋、水泥和沥青路面则不属于土地覆盖。土地覆盖具有特定
的时间和空间属性，其形态和状态可在多种时空尺度上发生变化。 中国土地利用/覆盖变化驱动因子辨析 土地利用/覆盖变化驱动力系统是一个复杂的系统，各驱动因子具有不同的性质和功能，他们之间相互作用、相互联系、相互制约和反馈形成一个有机整体，以非线性关系共同对土地利用/覆盖产生着一定影响。土地利用/覆盖变化是人类活动作用于自然资源和环境的一种最为显著的表现形式，它的产生有两个必要的前提：一是环境的容许；二是人类的活动。自然环境条件是土地利用/覆盖变化的客观物质基础，制约着土地利用开发的方式、结构、水平及地域差异，对土地利用/覆盖变化起到决定性限制作用；人文与社会经济因素被普遍认为在一个时期内对区域土地利用/覆盖变化起到主导作用，但这种主导作用是建立在区域自然地理环境基础之上的。 一、自然环境条件及驱动机制 我国地域辽阔，自然条件复杂，地形、土壤、气候、植被等呈现明显的地带性与非地带性的变化规律，从而在总体上控制我国土地利用/覆盖的类型、数量、质量以及分布特征。 （1）地形地貌
土地利用及其项目环境影响评价 土地是人类赖以生存的自然资源，是环境的重要组成部分，是地球陆地表面具有肥力、能生长植物的疏松表层，也是一切生产生活活动的载体，土地利用过程中对环境产生的影响越来越大，在构建和谐社会过程中对环境的保护管理和评价也越来越重要，人类逐渐认识到了环境对生产生活的作用，也更重视环境对人类活动的影响，由于人口的快速增长，生态环境恶化的趋势逐渐加快，在对环境管理过程中环境的土地利用规划作为配置和合理利用土地资源的重要手段，与生态环境保护与建设息息相关。 标签：土地利用环境评价 目前我国的土地利用情况十分令人担忧，不合理的开发利用导致了众多的环境问题，多年以来，国家和政府为改善生态环境做出了巨大努力，取得了很大成绩。但是，中国的生态环境保护的形势依然严峻，生态建设的任务依然繁重。主要表现在：①水土流失面积仍在不断扩大；②土地荒漠化面积继续呈扩展趋势； ③水资源紧缺且开发利用不合理；④湿地保护力度不够；⑤生物多样性受到严重威胁，区域生态能值下降；⑥不合理开发利用导致耕地质量退化，数量减少等等。这些问题与我国的土地利用有着十分密切的关系。 1 土地利用的环境影响评价指标体系设置的原则 评价过程中除遵循科学性、实用性、针对性原则外，针对土地规划的特点，还应遵循以下原则。①目的性原则区域环境有其特定的结构和功能，特定的功能要求其有特定环境目标，因此进行任何形式的环境影响评价都必须有明确的目的性，并根据其目的性确定环境影响评价的任务和内容。②跟踪评价原则由于城市规划是一个动态发展的过程，具有很大的不确定性，应跟踪评价，及时修正规划实施过程中产生的偏差。③可操作性原则土地规划涉及众多因素，其评价过程较为复杂，在能说明问题的前提下，充分考虑数据的取得和指标量化的难易程度，力求内容简单明了，具有较强的可操作性。④区域生态系统的演化始处于可持续性的原则，区域生态经济系统是可持续发展的，必须满足正递增、协调和稳定发展的判据。⑤区域环境总效益（社会、经济和环境）的最优性原则。 2 土地利用的环境评价方法 2.1 专家判断法专家判断法包括个别地、分散地征求专家意见的方法和结构化的或组织健全的专家咨询法，如“智暴法”和“特尔斐法”。在用这种方法进行土地利用规划环境影响评价时，以匿名方式当面反复征求专家们对拟定规划方案的意见，确定各方案中规划活动对综合环境影响大小、重要性排序或对不同性质影响按价值判断作归一化处理。对每一轮专家进行统计，经过多次反馈，使专家们分散的评价意见逐步收敛。最后集中在比较协调一致的评价方案上，从而得出可信度较高的土地利用规划方案。
§7.3 土地利用/土地覆被变化的环境效应研究 一、土地利用/土地覆被变化的生态环境影响 ㈠对区域气候及大气质量的影响 1.对区域气候的影响 土地表面性质发生变化时引起能量的重新分配，从而影响气候的变化。 土地利用/土地覆被变化改变了地表反射率，从而影响温度和湿度的变化。增加反射率，使更多的能量返回到大气中，使对流层温度增加，大气的稳定性增强并减少对流雨。如西非的沙化。 土地利用/土地覆被变化对气候的影响还在于土地表面是温室气体和痕量气体的重要来源。 人类大规模地破坏植被，还可能引起更严重的后果，即它有可能破坏全球大气中的氧循环。人们知道，在距今2０亿年以前的原始大气中是缺乏游离氧的，只是在绿色植物出现后才产生了游离氧。而绿色植物愈发展，则通过光合作用产生的游离氧也愈益增多，并逐步达到占大气圈总容积的21％。由于绿色植物特别是森林在氧循环中起着举足轻重的作用，因此如果没有森林大量造氧，则大气中氧的循环就可能遭到破坏。 2.对大气质量的影响 土地利用/土地覆被变化可以改变大气中气体的含量和组成，从而影响大气质量。 人类活动对化学元素迁移的影响，主要表现在以下两个方面：一是大大加速了地表化学元素迁移规模。人类从地壳开采出许多矿物元素（最多的是碳，其次是钙、铁、铝、氯、硫、氮、磷等），制造许多新的物质（化肥、农药以及“三废”等），并把它们散布到地球表面，又通过种植各种农作物和经济果木等从土壤中直接取走各种元素（碳、氮、钾、钙等等）。每年随生物物质一道从土壤取走的各种矿物质有几千万吨。每公顷收获物一年从土壤中取走的基本物质约为300一700kg，其中每公顷小麦平均从土壤中取走的氮为70kg；磷为30kg；钾为50kg；钙为30kg；每公顷玉米从土壤中取走氮为90kg；磷为30kg;钾为160kg；钙为76kg。一般中等肥力的土壤，大约经过15—20年，矿物养分就会丧失殆尽。矿物质平衡最不稳定的是湿润气候和强烈风化条件下形成的灰化土和砖红壤。这类土壤在开垦之后养分丧失更快。此外，由于人类通过各种途径增强了物质的重力迁移和机械搬迁，所以更扩大了化学元素的迁移量。二是增加了元素迁移中的有害物质，如硫化物、氟、一氧化碳、二氧化碳等。这些物质比自然状态下的循环速度加快。进入人为循坏系统中的元素的迁移是非常复杂的。其中有许多元素在循环系统的各个环节中逐渐消失，主要是逸散到大气中去了。气态环境的流动性大，人为的抛出物大多扩散到广大的空间因而逐渐改变着大气的组成。监测结果表明，大气中的二氧化碳、甲烷、氟氯烃、氮氧化合物和一氧化碳等气体正在逐年增加，有的地区每年增加竟高达7%。参与大气循环的某些化学元素，又随降水落到土壤里，渗入到地表水和地下水之中，进人食物链，特别是那
目录 摘要 (2) Abstract (3) 引言 (4) 1研究进展与研究内容 (5) 1.1国外研究现状及分析 (5) 1.2国内研究现状及分析 (5) 1.3 研究内容 (6) 2土地利用变化对生态系统的影响 (6) 2.1土地利用方式变化对生态系统服务的影响 (6) 2.2土地利用空间格局变化对生态系统服务的影响 (7) 3土地利用变化对生态系统影响的建议 (8) 3.1土地可持续利用措施 (8) 3.1.1强化土地利用规划 (8) 3.1.2坚持人口适度发展，缓减土地供应压力 (8) 3.1.3节约利用土地，合理推进城镇发展 (9) 3.2土地优化利用建议 (9) 3.2.1积极实施土地利用优化方案 (9) 3.2.2合理规划资源开发 (9) 3.2.3科学规划整理改造农田 (10) 3.2.4积极实施土地生态功能区划 (10) 4总结与展望 (11) 参考文献： (12) 声明 (13) 致谢 (13)
浅析土地利用变化对生态系统的影响及建议 摘要：土地利用／覆被变化是全球环境变化的重要组成部分和主要原因之一，不仅带来了地表结构的巨大变化，而且对生态系统服务也造成重要影响。土地利用变化和生态系统研究已成为国际上生态学和地理学等跨学科研究的热点之一。从土地利用变化和生态系统服务的概念及其影响因素分析入手，综述了土地利用面积变化、土地利用方式变化和土地利用空间格局变化等对生态系统服务的影响，归纳了土地利用变化对生态系统服务的影响研究的主要方法，分析了相关研究的不足，并提出了加强土地可持续利用、优化土地利用、合理开发资源等建议，以期对我国的土地利用变化与生态系统影响研究提供科学参考。 关键词：；生态系统；土地利用；优化方案；建议
第20卷第9期2011年9月 长江流域资源与环境 Resources and Env iro nm ent in the Yang tze Basin Vol.20No.9 Sept.2011 河流近域土地利用格局与水质相关性分析 )))以巢湖流域为例 张殷俊1,2,陈爽1*,相景昌1,3 (1.中国科学院南京地理与湖泊研究所,江苏南京210008;2.中国环境监测总站,北京100012; 3.中国科学院研究生院,北京100039) 摘要:以河流近域土地利用构成与水环境质量间定量关系为研究对象,基于巢湖流域40个水质监测断面和320个河流近域作用区,运用G IS空间分析功能计算不同尺度作用区内土地利用构成,借助相关分析、冗余分析(RDA)等数理统计手段,分析土地利用构成与水质指数间的相关关系;并分析和比较了流域内山区和平原地区土地利用构成与水质之间关系。结果表明,巢湖流域近河道地区土地利用构成对各水质指数有重要影响,且受地形因素影响。其中,建设用地对河流水质恶化具有明显作用;河流沿岸林地布局能显著改善水质,尤其是对氨氮和高锰酸盐指数敏感;耕地面积变化与水质相关性不显著。R DA冗余分析证实了不同尺度下的土地利用类型对水环境影响具有尺度效应。研究成果对巢湖流域水环境管理具有重要的实际指导意义,并为同类研究提供借鉴。 关键词:土地利用;水质;河流近域;相关分析;冗余分析;巢湖流域 中图分类号:X321文献标识码:A文章编号:1004-8227(2011)09-1054-08 土地利用/土地覆被变化(LU CC)是自然与人文过程交叉最为密切的产物。研究LU CC的环境效应已成为区域可持续发展研究的切入点与突破口。LU CC对水环境的影响主要表现在对水量、区域水循环以及水质的影响上[1]。在我国大力控制和治理各类点源污染的背景下,土地利用/覆被变化影响下的城市和农村非点源污染问题逐渐成为水环境管理研究的重点。 目前对土地利用水环境效应研究主要包括两方面:一是基于土地利用的河流水量水质模拟[2~5];二是对于土地利用格局与河流水质的空间耦合关系研究[6~8]。由于当前对营养盐在土壤及水土界面的输移过程和机理认识有限,模型研究主要用于河流中面源污染负荷估算或营养盐输送通量估算[9~12],对河流水质浓度模拟无论是数值精度还是空间精度都还达不到实际应用要求,因此从水环境管理出发,对土地利用构成与河流水质参数间定量关系的研究得到国内外研究者的青睐,研究问题集中于水质变化对土地利用/土地覆被类型的敏感性[13,14]、土地利用/土地覆被影响水质的尺度效应和距离效应[6,15~18]等。研究方法上一般采用GIS的空间分析模块结合统计方法构建土地利用格局与水质参数指标间回归模型[13,19],从而定量研究二者间相关性及尺度效应。本文以巢湖流域为例,采用水质监测数据与遥感解译的土地利用数据,运用数理统计的方法研究河流近域土地利用对水质的影响方式与程度,区分该影响在不同地形条件下的变化,并通过引入冗余分析方法,探究土地利用构成对水环境影响的尺度效应,具有一定理论意义。研究结果可为河流近域土地利用与水质关系研究提供借鉴,为巢湖流域空间开发与水环境保护协调政策制定提供科学依据。 1方法和数据 1.1研究地点及作用区 巢湖流域位于安徽省中部,长江流域下游左岸,行政区划涉及11个县及合肥市辖区、六安市辖区和巢湖市辖区。流域总面积约14000km2,其中75%处于50m高程以下。地形总体由北向南渐低,西南 收稿日期:2010-12-16;修回日期:2011-04-25 基金项目:国家水专项巢湖流域水生态功能分区子课题(2008ZX07526-002-08);中国科学院知识创新重要方向项目(KZCX2-YW-339) 作者简介:张殷俊(1985~),男,江苏省盐城人,硕士研究生,主要从事城市土地利用及环境效应方面研究.E-mail:niglaszyj@gm https://www.doczj.com/doc/de8999489.html, *通讯作者E-mail:schens@https://www.doczj.com/doc/de8999489.html,
河流对土地的作用 一、教学目标 科学概念： 1．河流也是流水侵蚀土地而形成的。 2．河流会侵蚀河床和两岸，并带走泥土，在水流比较缓慢的地方，这些泥土又会沉积下来。 3．河流的侵蚀和沉积作用，形成了许多不同的地形地貌。 过程与方法： 1．做河流实验，探究河流对土地的作用。 2．尝试解释冲积平原的形成原因。 3．观察河流实验中的现象，用文字和不同的符号记录和表示河流实验结果，并对实验结果做出自己的解释。 情感、态度、价值观： 1．认识到地表的地形地貌是不断变化着的。 2．培养对土壤的感情，认识保护耕地不被破坏的重要性。 3．风化、侵蚀、沉积等作用对人类有利有弊。 二、教学重难点 重点：做河流实验，探究河流对土地的作用。 难点：观察河流实验中的现象，用文字和不同的符号记录和表示河流实验结果，并对实验结果做出自己的解释。 三、教学准备 分组器材：湿润、混有少量沙的土、长方形塑料水槽（可用一升牛奶盒剖开对接成河道装置）、报纸、塑料薄膜、小铲子、大饮料瓶、塑料杯（杯底侧边扎孔）、水、尺子、接水桶。 教师演示：河流形成、河流侵蚀两岸和河床、江河下游泥沙沉积成平原的图片或课件。
四、教学过程 （一）引入 1．欣赏配乐图片“美丽的江河”。 2．欣赏了这一幅幅的美景，你有什么感受吗？你能否说说你所知道的河流呢？ 3．河流的形成也是流水对土地的侵蚀结果。那么河流对土地又会有什么影响呢？ 学生讨论交流。 4．今天，我们就一起来探索河流对土地的作用。 （二）探索河流对土地的影响 1．河流会侵蚀两岸的土地吗？ 学生说说河流会侵蚀土地的理由，师引导学生联系前面探究过的流水对地表的侵蚀作用。 2．如果河流从不平的山地流到地势平缓的地方，河水携带的泥沙会怎样呢？ 回忆沉积实验，观看关于“大石头—鹅卵石—细沙”的图片。 3．学生实验。 准备实验装置：注意空出盒的1/3不要装土。 观察无河水流过的“河道”，在记录纸上画出河道的形状，并把它的宽度、深度标记在图上。 推测：当河流形成时，什么地方流速大，什么地方流速小，什么地方会发生侵蚀，什么地方会发生沉积？ 学生动手实验。注意：在向“河流”注水时，一定要检查出水口是否正对“河道”，试一试，流出的水是不是正好流入“河道”中。确保无误后，才能正式向“河道”注水。注水一开始，要保持杯子中的水始终是满的。在实验盒的出水口，一定要用较大的容器接住流下来的水。为了让效果明显，观察得更清楚，可以让实验观察的时间长一些，也就是说在一瓶水流完后，再接着倒一瓶水。 观察河水流动速度的变化，注意河水的什么地方被侵蚀了？什么地方会有土沉积下来？