亚热带中尺度流域水质对土地利用/覆被变化的响应

本研究选取土地利用/覆被变化剧烈、涉及区域饮用水安全、研究基础较好的亚热带中尺度流域—九龙江流域为代表性流域，以水质对土地利用/覆盖变化的响应关系为主线，采用地理信息技术、多元统计分析、监测分析、景观分析、地理加权回归分析（GWR)等方法，在对近三十年（1986-2010）流域土地利用/覆被变化分析、水质时空变化分析、主导土地利用方式不同的典型小流域水质监测分析的基础上，分别建立全流域、河流缓冲区、小流域三种尺度的土地利用/覆被（景观格局）与水质的响应关系，旨在为预测评估土地利用/覆被驱动的流域水质变化提供理论基础，为流域水质监测、管理与控制提供科学依据。土地利用/覆被变化的定量分析结果表明：1986-2007年流域土地利用总体变化呈加速趋势，这与GDP和非农业人口的增长趋势一致；建设用地与农业用地在三个时段都是活跃的土地利用类型；农业用地与建设用地呈现系统转化的过程。流域水质时空分析结果表明：1986-2009年期间大部分省控断面NH4+-N和CODMn浓度呈上升趋势；小流域不同季节水质差异明显，枯水期和平水期水质较差，丰水期水质较好。土地利用（景观格局）与水质的关联分析发现：在全流域、缓冲区和小流域三个尺度中，建设用地面积百分比（%BL）、斑块密度（PD）和香农多样性指数（SHDI）都是影响水质的重要环境变量，但在不同时间和空间尺度上土地利用/景观与水质的关联存在动态变化，即：丰水年土地利用（景观格局）与水质的关联强于枯水年，在土地利用（景观格局）与水质关联的尺度效应上，全流域>缓冲区>小流域；土地利用面积比例比景观格局指数能更好的预测水质；小流域土地利用模式-水质关联具有很强的空间变异性。本研究初步揭示了亚热带中尺度流域—九龙江流域水质对土地利用/覆被变化的响应机制。研究成果可丰富全球变化背景下对亚热带中尺度流域土地利用/覆被变化的生态环境效应的认识。