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定量解析污染源对水质影响的贡献是水环境精细化管理的重要基础。目前多通过水质和土地利用类型的关系以解析水体污染源的研究,忽略了空间尺度的差异性,引发景观配置不合理的后果。为此,本研究依据考虑空间尺度效应的污染源解析方法,基于异龙湖流域3条主要入湖河流的入湖口监测断面对雨季和旱季的水质数据进行研究。同时利用绝对主成分—多元线性回归模型(APCS-MLR)和bioenv分析揭示河道不同尺度缓冲区的土地利用变化对水质的影响并解析河流主要污染源。研究结果表明:(1)异龙湖主要入湖河流水质表现出季节性差异,旱季期间3条主要入湖河流的浊度、化学需氧量(CODCr)、氨氮(NH3-N)、总磷(TP)和总氮(TN)浓度平均值相比于雨季减幅分别为39.53%、39.93%、94.48%、38.29%和1.72%。其中,入湖河流水体中的TN在旱季和雨季的超标率分别为58%和74%,成为首要污染物;(2)在旱季,20 m缓冲区尺度内河流水质受耕地和裸地占比影响较大,随着空间尺度的扩大,至50～300 m缓冲区尺度时建设用地、林地及水体占比对水质的影响增加;在雨季,C... 相似文献
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三峡库区拥有目前世界上规模最大的水利枢纽工程,自投入使用以来,为长江流域提供了丰富的水源及电力,促进了经济的发展,但同时也对该区域的生态环境造成了严重的冲击。澎溪河流域作为三峡库区长江流域干流的典型回水区和消落带,是众多学者研究三峡库区生态环境变化的重点区域。为探究不同时空尺度下土地利用对河流溶解性有机质（DOM）的影响,以澎溪河流域为研究对象,基于紫外-可见光谱分析和三维荧光光谱矩阵-平行因子分析,结合河段缓冲区、河岸带缓冲区及子流域3种空间尺度的二级土地利用类型,解析了旱雨季水体DOM的组成及来源特征,并采用相关分析和冗余分析方法探讨了3种空间尺度下土地利用方式对旱雨季水体DOM的多时空尺度影响。结果表明：（1）旱季水体DOM荧光组分以陆源类腐殖质所占比例更大,雨季水体DOM荧光组分以富里酸贡献为主。（2）流域内陆源输入和内源产生对水体DOM丰度均有贡献,雨季较旱季水体DOM的陆源性更强,自生源特征较弱。（3）土地利用在雨季和子流域尺度下对水体DOM的影响更显著,其中,雨季子流域尺度下,土地利用指数对水体DOM参数的解释率为90.35%。（4）不同土地利用方式对水体DOM产生的影响... 相似文献
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地表水质受区域景观组成及其空间配置的影响较大,了解景观特征与水质之间的关系可以极大地提高潜在污染的可预测性和污染物输出的评估能力. 以典型网状河网区域(江苏省溧阳市)为例,研究了土地利用和景观格局特征对地表季节水质的影响. 本研究基于2017年每单月从12个监测断面收集的21个水质指标,首先分析了多尺度缓冲区(500、1000、1500、2000、2500和3000 m)内土地利用和景观格局特征,然后通过主成分分析选取12个指标作为主要水质因子,采用冗余分析确定景观因子对水质指标的最佳影响尺度,最后采用偏最小二乘回归(PLSR)探究了最佳影响尺度下景观因子对季节水质的影响. 结果表明,2500 m缓冲区是该区域景观因子对水质指标的最佳影响尺度,旱季大多数水质指标PLSR模型的显著性和预测能力比雨季强. 雨季大多数水质指标都受园地、林草地、散布与并列指数(IJI)和香农均匀度指数(SHEI)的重要影响,并且这些景观因子与除pH和溶解氧浓度之外的其他水质指标均呈负相关. 在旱季,溶解氧、石油类、化学需氧量、总氮和总磷浓度受土地利用的影响最大; 另外,IJI是电导率、硫酸盐和亚硝酸盐氮浓度的最重要影响因子,而SHEI对硫化物和总悬浮物浓度的影响最大. 此外,景观指数对雨季水质的影响更大. 本研究结果揭示了网状河网区域土地利用/景观格局与季节性水质的关系,为区域水环境管理和景观格局优化提供了科学依据. 相似文献
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城镇化下河流水质变化及其与景观格局关系分析——以太湖流域苏州市为例 总被引：3，自引：0，他引：3
以河流近域景观格局与水环境质量间的关系为研究对象,基于2001年及2010年两期土地利用类型以及7条典型河流的溶解氧、氨氮、高锰酸盐指数、总磷、总氮5项水质指标,分析城镇化下苏州市河流水质与景观格局之间的关系及其变化规律.结果表明:(1)苏州市河流水质状况总体较差,但呈现一定的好转趋势.(2)河流水质受到城镇用地、旱地及水田的综合影响,并表现出尺度效应.其中城镇用地与旱地对河流水质恶化具有明显的作用,水田则反之.2001-2010年城镇用地及水田对水质的影响程度有所减弱,旱地则增强.(3)蔓延度指数、最大面积斑块比例对河流水质呈现负相关,斑块数量、斑块密度、香农均匀度指数、香农多样性指数则与水质呈现正相关.景观格局对于水质的影响在大范围缓冲区更为显著.研究结果可为苏州水环境管理及太湖流域城市空间开发提供一定的参考依据. 相似文献
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土地利用结构与景观格局对鄱阳湖流域赣江水质的影响 总被引：4，自引：0，他引：4
于2015年1月和7月采集赣江干流及支流34个采样点水样,测定电导率、水化学离子、无机氮等水质指标.利用赣江流域2014年30 m分辨率的土地利用数据,以流域景观类型占比表征土地利用结构,景观指数表征景观格局;采用Pearson相关分析、Bioenv分析、Mantle检验与方差分解等方法分析流域土地利用结构与景观格局对赣江水质的影响.结果表明:上游Cl~-、Na~+浓度最高,中游电导率、Cl~-、Na~+、K~+、Ca~(2+)等水质指标最低,下游电导率、HCO_3~-、SO_4~(2-)、Mg~(2+)、Ca~(2+)、NO_3~--N等水质指标最高.居民建设用地是对水质影响最显著的单一土地利用类型.林地、水田与居民建设用地是对水质影响最显著的土地利用类型组合.平均最近邻体指数是对水质影响最显著的单一景观指数,斑块个数、斑块聚集度指数、平均最近邻体指数是对水质影响最显著的景观指数组合.枯水期土地利用结构和景观格局对水质的贡献率分别为41.1%和17.2%,景观格局对水质的贡献率(17.2%)均为和土地利用结构的交互作用,无独立贡献部分;丰水期二者对水质贡献率分别为51%、53%,交互作用部分为37%.以上结果表明,土地利用结构与景观格局都对赣江水质有较大影响,二者的交互作用在该影响中占有重要地位,且枯水期景观格局对水质的影响涵盖在与土地利用结构的交互作用中. 相似文献
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太湖上游水源区河流水质对景观格局变化的响应关系——以东苕溪上游为例 总被引：2，自引：0，他引：2
景观格局演变作为人类活动的综合表征,通过改变水文过程和径流路径,从而影响非点源污染物的发生位置、迁移路径和转化过程,进而对流域水环境产生深刻影响.苕溪作为太湖的主要入湖河流之一,对太湖水环境有着关键的影响作用.本文以发源于杭州市临安区太湖源镇的东苕溪上游区域作为研究对象,在对河流水质进行两个时期监测的基础上,运用相关性分析、冗余分析和逐步回归分析等方法,综合景观组分指数和景观空间配置指数,在子流域尺度上量化景观指数对河流不同水质指标的解释能力,探讨河流水质对流域景观格局的响应规律.结果表明:1)东苕溪上游大部分监测点总氮浓度远超地表水V类水质标准限值,但氨氮和总磷浓度整体较低,部分监测点可达Ⅰ类水质标准.2)在汛期,景观组成中流域的"源"景观比例是影响水质的重要因素,农业用地占比与硝态氮、总氮浓度呈显著正相关,建设用地占比对氨氮、总磷浓度影响显著;而在非汛期,景观配置因子,特别是表征斑块形状的周长—面积分形维数(PAFRAC)对河流水质的影响极显著.3)无论是汛期还是非汛期,林地和草地对河流中污染物均具有显著的削减作用,是流域河流污染防治的关键"汇"景观.4)从整体上来看,河流氮、磷污染与人类活动强度密切相关,增加景观连通性、降低自然景观的破碎化程度可有效改善河流水环境. 相似文献
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人类活动强度的空间异质性是理解区域人地关系和生态环境效应的基础。基于云南九大高原湖泊流域2020年土地利用数据,构建不同景观类型的人类影响强度系数,运用GIS空间分析量化流域人类活动强度与空间分异,探讨人类活动强度对水质的影响。结果表明:人类活动强度总体特征由高到低依次是杞麓湖(4.83)、星云湖(4.71)、滇池(4.19)、阳宗海(4.11)、抚仙湖(4.03)、异龙湖(4.01)、程海(3.93)、洱海(3.88)和泸沽湖(2.96)。人类活动强度指数(HAI)在流域尺度、坝区尺度、湖岸尺度的空间分异特征明显,每个流域都受到高强度人类活动影响,最大值出现在坝区,滇池、杞麓湖岸线存在完全开发的区域。人类活动强度随海拔和坡度增高而下降,高强度区集中在地势低平的湖泊周围。湖泊营养状态指数与流域尺度和坝区尺度高强度区呈显著正相关,这些区域应作为景观优化和管理的重点;与岸线尺度低强度区呈显著负相关,有必要减少湖滨带人类活动。综合考虑流域地形地貌-人类活动强度-水质的级联效应,应从不同空间尺度对各景观要素与过程管控。鉴于人类活动强度对水质的影响,可把湖泊管理分为预防型、保护型、治理型。 相似文献
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梯级筑坝对黑河水质时空分布特征的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
为探究梯级大坝建设对河流水质变化规律的影响,将黑河上中游划分为坝上河段、坝下河段及自然河段,于2017年12月-2018年8月选取了24个主要控制断面进行水质调查,并采用多元统计的方法对比分析了不同时空尺度上的水质分布特征.结果表明:黑河上中游水质时空变化的主要影响因子为水温(WT)、pH值、溶解氧(DO)、电导率(EC)、总氮(TN)、总磷(TP)和五日生化需氧量(BOD_5).空间尺度上,WT、EC、BOD_5、高锰酸盐指数(CODMn)、TN等指标具有显著性差异,其中坝上河段受BOD_5、CODMn影响较大,自然河段WT、EC和TN为关键指标,而各个因子对坝下河段水质影响较小.时间尺度上,WT、EC、BOD_5、氨氮与季节变化存在明显相关性,是不同河段水质时间变化的控制因子,且大多数水质因子在非汛期变化最明显.降水、温度、水文条件等季节性影响因素和梯级水库联合运用模式是该区域水质时间差异的主要原因;空间差异主要受祁连、张掖地区外源性污染物排放以及筑坝环境下水动力条件改变而产生的沉积滞留效应和沿程累积效应影响.研究表明,外源性污染源依然是导致水质变差的主要因素,梯级筑坝则是导致水质变差的间接因素.因此控制该区域人类活动所造成的外源性污染源,并针对不同种类污染物的季节变化特征实施合理的水库运行方式是改善水电梯级开发河段水质状况的关键. 相似文献
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北方半干旱区土地利用/覆被变化对湖泊水质的影响:以岱海流域为例(2000—2018年) 总被引：2，自引：0，他引：2
土地利用/覆被变化对明晰气候变化和人类活动对湖泊水环境的影响有重要作用.以北方典型农牧交错的岱海流域为研究对象,基于遥感解译技术、马尔可夫转移矩阵、综合污染指数法等方法,对2000-2018年岱海流域土地利用/覆被和湖泊水质的变化进行分析,并结合冗余分析法和计量分析模型探究长时间序列尺度下土地利用/覆被变化对湖泊水质的影响.结果表明:近20年来,岱海流域的土地利用/覆被类型以耕地和草地为主,其变化特征主要是草地和林地转化为耕地,水域转化为季节性河流,岱海转化为内陆滩涂、沼泽草地和灌丛沼泽;岱海湖泊水质因子高锰酸盐指数、五日生化需氧量、总磷和总氮浓度存在不同程度的超标现象;岱海、湿地、林地对水质具有积极的改善作用,耕地、草地、建设用地是加剧水质污染的主要原因.该研究为岱海湖泊流域土地资源合理利用、湖泊水质改善和生态保护提供了一定的科学理论依据. 相似文献
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近30年来南四湖流域城市化进程中的水系变化分析 总被引：1，自引：1，他引：0
城市化对水系演化影响的研究国内目前多集中在快速、高速城市化地区,而对大流域、城市化发展较缓地区的研究比较薄弱.以南四湖流域为研究区,基于1987、2000和2014年3期遥感影像,分析了流域城市化进程中的下垫面变化特征;选取流域1980s、2003和2014年的地形图进行水系提取,从数量参数、结构参数和连通性参数3个角度分析近30年城市化进程中水系结构的时空变化特征.结果表明:(1)近30年来流域建设用地增加了1568.06 km~2,2000年以后城市建设用地扩张显著,2012年流域人口城市化率为32%;(2)1980s—2010s流域总河流长度、面积和河网密度均呈现出持续减少趋势,分别减少了135.46 km、2.75 km~2和0.49 km/km~2,各级河流表现出不同的变化特点,较低等级河流受到的影响较大;而流域水面率持续增加,近30年共增加了59.79%;(3)流域水系总体上还保持着自然状态下的空间格局,但结构特征发生了较大改变,河网结构稳定度减少了4.30%,连接率和实际结合度分别减少了21.82%和21.62%;子流域内部距湖区越远的空间城市扩展强度指数值越大,城市化对水系的影响越显著.该研究将补充对不同空间尺度、不同城市化水平地区河网水系演化影响的案例,并为研究区河网水系的保护提供支持与参考. 相似文献
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Impact of environmental factors on water quality at multiple spatial scales and its spatial variation in Huai River Basin,China 总被引：1，自引：0，他引：1
XIA Jun WANG LongFeng YU JingJie ZHAN CheSheng ZHANG YongYong QIAO YunFeng WANG YueLing 《中国科学:地球科学(英文版)》2018,(1)
Quantitative assessment of water quality and its spatial variation identification, as well as the discernment of primary factors affecting water quality are in its urgent in water environment management. In this study, four key water quality indicators,namely, ammonia nitrogen(NH_4~+-N), permanganate index(COD_(Mn)), total phosphorus(TP) and total nitrogen(TN) at 71 sampling sites were selected to evaluate water quality and its spatial variation identification. More concerns were emphasized on the anthropogenic factors(land use pattern) and natural factors(river density, elevation and precipitation) to quantify the overall water quality variations at different spatial scales. Results showed that the Yi-Shu-Si River sub-basin had a better water quality status than the Huai River sub-basin. The moderate polluted area nearly distributed in the upper and middle reaches of the Shaying River and Guo River. The high cluster centers which were surrounded with COD_(Mn), NH_4~+-N, TN and TP mainly also distributed in the upper and middle reaches of the Shaying River and Guo River. Redundancy analysis showed that the 200 m buffer area acted as the most sensitive area, which was easily subjected to pollution. The precipitation was identified as the most important variables among all the studied hydrological units, followed by farmland, urban land or elevation. The point source pollution was still existed although the non-point source pollution was also identified. The urban surface runoff pollution was severer than farmland fertilizer loss at the sub-basin scale in flood season, while the farmland showed "small-scale" effects for explaining overall water quality variations. This research is helpful for identifying the overall water quality variations from the scale-process interactions and providing a scientific basis for pollution control and decision making for the Huai River Basin. 相似文献
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Michael H. Cosh Jery R. Stedinger Steve C. Ou Kuo-Nan Liou Wilfried Brutsaert 《Advances in water resources》2007
This study focuses on how the variability of land surface temperature and vegetation density at the SGP ARM-CART site changes over episodic (day to day) and seasonal time scales using AVHRR satellite data. Four drying periods throughout the year are analyzed. Land surface temperature had an erratic relationship with time exhibiting no deterministic pattern from day-to-day or season-to-season. Furthermore, it did not exhibit spatial pattern persistence. On the other hand, vegetation density had a consistent spatial pattern and temporal decay during average length drying periods (less than 7 days) as well as within a season. However, there were distinct differences in the seasonal pattern of variation between winter and growing seasons. In addition, the paper highlights a methodology to quantify the relationships that exist at the land surface between the primary parameter of interest and the controlling variables. 相似文献
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The influence of land use patterns on water quality at multiple spatial scales in a river system 
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下载免费PDF全文 The influence of land use patterns on water quality in a river system is scale‐dependent. In this study, a four‐order hierarchical arrangement method was used to select water sampling sites and to delineate sub‐basins in the Daliao River Basin, China. The 20 sub‐basins were classified into four spatial scales that represented four different stream orders. Pearson correlation analysis was used to quantify relationships between land use composition and the river's physical‐chemical variables for all samples collected. This analysis showed that the presence of forest cover was associated with higher water quality at the scale of the whole basin. The scale effects of land use patterns on water quality were then examined using stepwise multiple regression analysis that compared different land use types with water quality variables. The results from this analysis showed that urban areas, as opposed to forest areas, became the most significant contributors of water pollutants when scale effects were considered. The influence of urban land cover on water pollution was significantly higher at larger scales. The lack of a significant regression correlation for the forest land use type at smaller scales revealed that forest located upstream of the Daliao River Basin did not provide a buffer for improved water quality. Further analysis showed that this result could be because of disproportionate spatial distributions for forest and urban land use types. The topographic characteristics of sub‐basins, such as average slope (S) and size (A), were determined to be secondary explanatory variables that affected land use impacts on stream water quality. Areas with steep slopes were associated with increased water oxygenation, whereas areas with flatter slopes were associated with higher concentrations of pollutants. These results are significant because they can provide a better understanding of the appropriate spatial scale required for effective river basin management in the future. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd. 相似文献
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In situations where the water table fluctuates during the rainy season the characterization of the impact of system variables on the temporal dynamics of the groundwater (GW) is essential to improve the understanding at catchment or regional scale behaviour of GW. In this study the appropriateness of the statistical parameters; mean, median, the 80th percentile (PC80), coefficient of variation (CV), correlation coefficient (r), and multiple regression models were assessed to characterize the impact of system variables on the temporal dynamics of hydraulic head relative to ground surface (HH) during rainy seasons. The study was conducted from 1999 to 2003 in the wet tropical Johnstone River catchment (JRC) in north‐east Queensland, Australia. Piezometer wells were installed at 32 sites under cropping to 5–90 m depth on different soil types, landscape positions, and varying proximity to surface water bodies (i.e. four system variables). The HH was measured, at least at 10–15 day intervals during 1–5 consecutive rainy seasons. The HH in the 32 wells fluctuated throughout each of the five rainy seasons. The mean HH averaged over the seasons ranged from 1·1 to 17·2 m across the wells, the median from 0·9 to 17·3 m, and the PC80 from 0·3 to 16·1 m. The temporal behaviour of HH characterization by mean of means of HH, the mean of medians of HH, and the mean of PC80 of HH, indicated the HH can be classified to belong to three different groups for each one of these parameters. The impact of the system variables on temporal dynamics, explored using multiple regression procedure, indicated that the model for median was marginally better than mean. The CV was found to be most appropriate parameter to characterize the impact of GW system variable (aquifer type), a component of the system variables, on temporal dynamics. The interactions of GW (i) belonging to different GW system and (ii) at shoulder with footslope in a landscape were best characterized by simple linear correlations. Copyright © 2007 John Wiley & Sons, Ltd. 相似文献
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洞庭湖近30a水位时空演变特征及驱动因素分析 总被引：4，自引：4，他引：0
洞庭湖地处北亚热带季风湿润气候区,水情时空变化尤为明显.为了探明洞庭湖水位时空演变特征,以洞庭湖6个水位站(城陵矶、鹿角、营田、杨柳潭、南咀、小河咀)、出入湖流量("三口"总入湖流量、"四水"总入湖流量、城陵矶出湖流量)和长江干流流量(宜昌、螺山)等1985-2014年逐日数据为基础,通过构建泰森多边形计算湖泊水位,运用Morlet小波分析、层次聚类分析和地统计理论研究湖泊水位的周期性变化规律及空间分布格局和自相关性.研究结果表明:洞庭湖水位变化具有典型的季节性,且年际变化具有28和22 a的多时间尺度特征;水位空间分布格局呈现出小河咀、南咀、杨柳潭(Group 1)以及城陵矶、鹿角、营田(Group 2)两种聚类,且在不同水文季节的空间自相关性依次表现为丰水期退水期涨水期枯水期.通过建立两类水位在不同水文季节与径流量的多元逐步回归模型揭示了洞庭湖水位时空演变的驱动因素,其中Group 1水位演变主要受长江干流水文情势的影响,Group 2水位演变由出入湖径流量和长江干流径流量共同作用,并随着不同水文季节江湖关系的改变以及湖泊自身水力联系的变化而变化.研究结果对于科学认识洞庭湖水位的时空演变规律以及湖泊生态系统保护和水资源的规划、管理与调控具有重要意义. 相似文献