晋江西溪流域土地利用变化对非点源污染影响的SWAT模拟

运用SWAT模型,对晋江西溪流域土地利用变化的非点源污染响应进行了研究.结果表明,土地利用变化造成的非点源总氮、总磷污染总量分别从20世纪70年代的年均1 530 t、266 t,上升为2001年的2 641 t、542 t;单位面积非点源污染最严重的区域越来越集中于流域中部地区;就非点源污染总量而言,除坑仔口溪区的污染总鼍仍较小外,其余4个水系区中的分布趋于均衡;由于耕地减少、园地猛增等原因,非点源污染由20世纪70年代的以耕地产污为主变为2001年的以园地产污为主,园地成为非点源污染重点治理的用地类型.     

崇左市土地利用结构动态变化研究

以广西崇左市为例,对其土地利用变化特征、过程和区域差异进行了研究,并在此基础上对土地利用结构的变化趋势进行了预测。结果表明:2000年前后崇左土地利用变化存在差异,在国家政策的指导和控制下,近年来耕地数量在减少,林地数量增加,交通用地迅速增加;土地利用过程变化主要表现为未利用地向农用地转化和农业用地内部调整;预测建设用地比例2010和2015年将分别达到3.13%、3.69%。为促进区域土地可持续利用管理,协调土地利用与生态经济的关系,应科学规划、控制建设用地规模;合理调整农业内部土地利用结构;开发未利用地,发展生态用地;进行退耕还林还草工程,加强土地环境的整治和保护。     

宁夏黄河流域土地利用时空变化特征分析

在RS和GIS技术的支持下,基于多期Landsat-TM卫星遥感影像,对宁夏黄河流域1985-2010年间的土地利用时空变化特征进行分析.结果表明:1)在1985-2010年间流域主导土地利用类型是草地和耕地;面积呈增加变化的是林地、水域、建设用地和耕地,呈减少变化的是草地和未利用地,变化最剧烈的是建设用地.2)不同土地类型间的转移变化主要体现在草地向耕地、未利用地向草地和耕地以及耕地向建设用地和草地的转变.3)1985-2000年和2000-2010年两个时段综合土地利用动态度分别为0.26%和0.56%,空间分布差异明显,动态度较大的区域均分布在流域北部和中东部,后期强度和范围也均明显强于前期.4)流域土地利用变化的热点地区在1985-2000年有4个,2000-2010年增加到9个,主要是耕地和建设用地增加变化的热点,均分布于流域中部和北部.5)在流域土地利用变化中,自然因素制约着不同土地利用类型的分布和转变,而人为因素对其变化起到直接的推动作用,因此要充分考虑各种人为和自然因素,合理地对未来土地进行开发利用.     

基于遥感和GIS的长岭县土地利用/覆被时空变化研究

利用1995年、2000年的遥感图像数据和专题图,在空间图形库系统的支持下获得吉林省长岭县土地利用/覆被现状图,求得土地利用变化转移矩阵,对土地利用类型变化的幅度和土地利用类型之间转换的空间关系进行了研究。结果表明:1981—2000年,长岭县的土地利用变化总趋势是耕地、林地和盐碱地面积分别增加了4.76%、99.5%和9.86%,水域、居工用地变化不大,未利用地部分已被利用,草地面积减少了52.15%,并伴随着日益加剧的沙化和盐碱化。土地利用变化格局的主要驱动力是人口增长和农业用地结构调整。     

基于CA模型的香格里拉县土地利用变化模拟

以滇西北香格里拉县为例,利用1989、2000年TM（ETM）数据得出土地利用变化信息,利用元胞自动机理论对土地利用变化进行模拟和预测。预测结果经与2003年的调查结果对比,Kappa系数达0.79。与2000年相比,2015年土地利用模拟结果中自然/半自然植被面积减少幅度呈现增大趋势,减少面积占2000年自然/半自然植被总面积的9.32%;人工用地2000~2015年间282.45 hm2/年的速度增长,高于1989~2000年间208.3 hm2/年速度,主要来源是未利用土地、农业用地和自然/半自然植被的减少。农业用地2000~2015年间以1 563.613 hm2/年的速度增加,高于1989~2000年农业用地的1431.614 hm2/年速度,其增加面积主要来源于自然/半自然植被和未利用土地,主要集中在人工用地周围。     

沈阳城乡建设用地扩张时空特征分析

探讨城乡建设用地变化时空规律是优化城乡建设用地管理重要依据。基于1986、2000和2015年3期TM/OLI遥感影像,采用GIS方法分析沈阳市城乡建设用地变化时空特征。结果表明,(1)1986~2000年,城乡建设用地增加169.78 km~2,其中城市、乡村建设用地分别占28%、72%;2000~2015年,城乡建设用地增加151.63 km2,其中城市、乡村建设用地分别占71%、29%,阶段差异性显著;(2)于洪区、苏家屯区、浑南区和沈北新区分别在1986~2000年和2000~2015年城乡建设用地扩展中具有异速性和区域差异性;(3)自城市中心向外围,城乡用地扩张强度指数先增后降,在12 km呈峰值。     

基于GIS的伊犁河谷2000-2010年土地利用的动态变化

在遥感和GIS技术的支持下,运用图像分类、叠加和空间分析等方法,对伊犁河谷2000-2010年10年土地利用变化进行分析研究.结果表明,①2000-2010年10年间,伊犁河谷耕地面积和城乡、工矿、居民用地面积不断增加,草地和未利用地不断减少,各类用地变化区域主要沿伊犁河谷分布;②2000-2005年5年间伊犁河谷土地利用动态变化较大,变化区域占土地总面积的1.36%,其中变化最大的为耕地,其次是草地和未利用地的转化,变化区域位于伊犁河与特克斯河交汇的新源县卡拉布拉乡;③2005-2010年5年间土地利用变化较2000-2005年5年小,变化区域占总面积的0.41%,其中变化最大的是耕地,其次为草地和未利用地,主要变化区域位于特克斯河沿岸及伊犁河上游.2000-2010年10年土地利用由0.2436%下降到0.0374%,变化趋势趋于平缓.     

长沙市城区土地利用变化过程与生态格局研究

以2007年和2013年两期ETM+影像,并结合相关辅助信息,进行长沙市市区的土地利用空间格局变化研究。采用动态度、土地利用转移矩阵等方法,揭示了长沙市城镇区域生态环境格局特点与土地利用变化的过程,并对所研究的驱动力进行分析和探讨。结果表明:耕地的减少和建设用地的增加是长沙市区土地利用变化的总体特征;矿产资源的分布影响长沙城市用地格局,城市建设用地扩展空间异性逐步增强;长沙市区土地利用格局和环境生态变迁的演化是由其自身的自然条件、生态环境变化、矿产资源分布、城市道路规划、经济因素限制等多种因素综合作用的结果。     

基于遥感的衡邵干旱走廊土地利用空间格局演变

衡邵干旱走廊是南方典型的干旱区,不合理的土地利用格局加剧了灾害的发生风险,因此,理清衡邵干旱走廊土地利用空间格局演变特征对深入理解干旱发生机理具有重要意义。利用衡邵干旱走廊2000—2017年3期遥感影像数据,应用GIS空间分析和土地利用变化指数模型,从土地利用变化速度、转移方向2个方面定量分析了衡邵干旱走廊2000—2017年土地利用空间分布特征,并结合气象观测数据分析了不同干旱程度下的土地利用演变规律。结果表明,农业用地面积随着城镇化进程的加快在不断减少,占比从2000年的52.63%下降到2017年38.89%,主要分布在主城区及周边县区,水体的面积由于干旱的加重也在继续缩小;林地、建设用地和未利用地(裸地)等面积不断扩大,建设用地在2009—2017年的土地单一动态度达到22.84%/年,前者的增加主要归因于国家退耕还林政策,后两者的增加则归因于快速城市化。     

基于遥感与GIS的铜陵县土地利用变化特征分析

基于Landsat TM的2000、2005、2010年3期影像,在遥感和GIS技术支持下,对安徽省铜陵县2000~2010年土地利用变化特征进行了分析。结果表明:研究时段内铜陵县耕地面积减少了4 883.29 hm2,其中2000~2005年、2005~2010年耕地动态度分别为-2.31%和-1.64%,减速下降;居民地及工矿用地、交通用地面积分别增加了4 077.60和672.40 hm2,2000~2005、2005~2010年居民地及工矿用地、交通用地动态度分别为5.80%、2.83%和13.41%、2.32%,增速放缓;研究时段内铜陵县耕地主要向居民地及工矿用地、交通用地转换,耕地、林地以及水域相互转换较为频繁;铜陵县土地利用综合指数在2000、2005、2010年分别为254.46、258.31、260.34,整体呈逐步上升的趋势,表明铜陵县土地利用朝着集约化、高效化、合理化的方向发展。     

太湖流域土地利用变化对非点源污染负荷量的影响

以水环境问题严重的太湖流域为研究区,通过选取1985年和2000年的TM/ETM土地利用解译数据,分析其土地利用变化的模式,应用L-THIA（Long-Term Hydrologic Impact Assessment）水文模型,模拟不同时期土地利用条件下径流量与营养盐负荷的变化.结果显示,2000年与1985年比较,土地利用变化表现为城镇用地向耕地扩张,由此导致年平均径流量增加2.79%;城镇用地的TN和TP分别增加467.952 t和30.587 t,耕地的TN、TP的减少量分别为384.885 t和30.112 t;林地的TN、TP有少量增加,分别增加了3.437 t和0.093 t;整个太湖流域的TN、TP分别增加了86.503 t,0.568 t.受土地利用变化分布特征的影响,苏锡常区、湖西区和浦东浦西区TN、TP负荷量变化最为显著,其城镇用地TN、TP分别增加了37.10%、34.81%和24.3%.     

我国农田面源污染时空演变特征分析

为探究20世纪90年代以来我国农田面源污染风险区域差异及演变特征,运用ArcGIS空间分析技术,分析了我国九大农业区和各省域的地均化肥、农药和农用塑料膜污染空间分布及其长时间演变特征。结果表明1991—2018年我国化肥、农药、农用塑料膜使用量整体呈逐年上升趋势,其面源污染程度逐年加重,农田面源污染的问题更加突出。化肥地均使用量增长101.5%,污染等级从较低等级升高为较高等级。农药地均使用量增长97.6%,污染等级从较低等级升高为较高等级;农用塑料膜地均使用量增长238.2%,污染等级从低等级向较高等级转变。九大农业区化肥、农药和农用塑料膜污染程度整体呈现由早期的较低污染等级升高为目前的较高污染等级。华南区、黄淮海平原区和黄土高原区化肥面源污染加剧程度最突出,黄淮海平原区、长江中下游地区和华南区的农药面源污染加剧程度最突出,而北方干旱半干旱区、华南区和黄淮海平原区农用塑料膜面源污染加剧程度最突出。综上,各省域化肥、农药、农用塑料膜污染呈现不同程度的加重趋势,其中化肥面源污染河南、海南、湖北、广西、陕西和新疆等省加剧严重,农药面源污染湖南、江西、福建、广东和海南加剧最明显,农用塑料膜面源污染上海、新疆、福建、海南、甘肃、山东和浙江加剧比较明显。     

鄱阳湖区农业面源污染时空分布研究

根据农业面源污染主要构成,分析了2000～2010年鄱阳湖区25个县市农业面源污染TN、TP和COD负荷的时空分布。结果表明:2000～2010年鄱阳湖区农业面源污染TN负荷总量由37952 t增长到42108 t,单位耕地面积TN负荷几乎没有发生改变,但比全省平均水平高出26.4%;TP负荷总量由9905 t增长到12230 t,单位耕地面积TP负荷由11.2 kg/hm2提高到13.2 kg/hm2,比全省平均水平高出31.4%;COD负荷总量由142162 t增长到183206 t,单位耕地面积COD负荷由161 kg/hm2提高到197 kg/hm2,比全省平均水平高出28.7%。农业面源污染排放总量较大的县市主要分布在高安市、南昌县、丰城市、东乡县等;单位耕地面积排放强度较大的县市主要集中在东乡县、万年县、余江县、新干县等。并提出了相应的对策措施。     

我国农业面源污染的时空分异与动态演进

为了准确把握我国农业面源污染的空间分布规律,有效治理农业面源污染。选取1997—2013年中国30个省市面板数据,分析了我国农业面源污染的时间、空间分布特征,利用非参数核密度估计模型讨论了农业面源污染的动态演进情况,进一步利用探索性空间数据分析方法(ESDA)讨论了其空间相关性。结果表明:1)农业化肥投入、农业固体废弃物(秸秆)、水产养殖和畜禽养殖这四类污染源的产生量以及他们产生的氮、磷和化学需氧量三类污染物逐年增长,其中畜禽养殖的贡献最大。2)农业面源污染严重的区域集中在农业大省和经济发达地区,在空间上以中部地区、华北地区为核心区域,向外围辐射并呈现递减趋势。3)农业面源污染区域明显集聚,区域差异较大,极化现象比较严重。4)农业面源污染表现出明显的空间相关性,形成高高型集聚区域,主要位于农业大省。据此,应该加强政策激励和引导农业农户的环保意识,推进农业生产由农业粗放式增长向数量、质量型增长转变。考虑相邻区域政策等要素空间溢出的负效应,在高高型集聚区域内,应该采用区域联防政策,杜绝农业面源污染治理的此消彼长,通过齐抓共管,实现多赢。     

林芝市农业面源污染负荷时空变化与分布特征

为分析西藏林芝地区的农业面源污染形势与特征,基于林芝市2000—2015年的农业统计资料,应用输出系数模型估算了该地区农业面源污染总氮(TN)、总磷(TP)年输出负荷。并对农村生活污水、农田化肥、畜禽养殖三类污染源分别进行了分析。结果表明:TN、TP均呈现逐年平稳上升的趋势;农业面源污染高负荷区主要集中在工布江达县、波密县和林芝县,而农业面源污染负荷强度最高的行政区为米林县;农业面源污染负荷的三大营养源贡献中畜禽养殖输出负荷的贡献率随时间的推移有明显增加的趋势,90%的农业面源污染负荷来源于畜禽养殖和农田化肥;林芝市农牧业发达地区农业面源污染形势不容乐观,须大力开展防控工作,以改善该地区农业面源污染日趋严重的状况。     

无锡市不同土地利用类型非点源污染负荷变化分析

以非点源污染严重的无锡市为研究区,在RS和GIS技术的支持下,采用SCS曲线方程和USLE方程估算了不同土地利用类型的非点源污染负荷,进而分析不同土地利用类型变化带来的非点源污染负荷贡献率的变化.结果表明:①无锡市2000 ～2008年总氮(TN)负荷增幅为4.75％,总磷(TP)负荷增幅为3.28％.②不同土地利用类型对非点源污染负荷总量和单位面积的贡献率存在差异,农用地和建设用地对污染负荷贡献率均在90％以上;从单位面积污染贡献上看,对TN贡献率较大的土地利用类型依次为农村建设用地、农用地及城镇建设用地,对TP贡献率较大的土地利用类型依次为农村建设用地、农用地和林地.③不同土地利用类型对非点源污染负荷的贡献率也在发生变化,城镇建设用地对TN和TP的贡献率变化最为突出,分别上升了21％和17.4％;农村建设用地的TN和TP贡献率分别下降了22.3％和19.9％;农用地贡献略为减少;林地、荒地和水域贡献率略为上升.     

基于MUSLE模型的阿什河流域农业非点源污染风险评估

系统评价与分析流域农业非点源污染风险,对其防控治理具有重要的指导作用。本研究以遥感影像数据、数字高程模型(DEM)、土壤图件和相关文本资料为基本信息源,基于遥感和地理信息系统技术,采用修正通用土壤流失方程(MUSLE),结合各乡镇等标污染负荷大小,对阿什河流域农业非点源污染风险进行评估分析。结果表明:1)流域地表潜在侵蚀风险存在明显的空间地域分布规律,东南部地区风险整体偏高,而西北部和中部平原地带多为中等和低侵蚀风险区;乡镇尺度上,小岭乡、玉泉镇、交界镇、红星乡和大岭乡潜在侵蚀最为严重。2)流域山地丘陵区林地面积大,侵蚀风险最高,其平均值为0.037,风险贡献率为61.88%;农业用地风险贡献率仅次于林业用地,达到20.50%;坡度上,微坡36.26%的风险贡献率在所有坡型中最高。3)乡镇侵蚀风险分布与对应非点源污染风险不能完全重叠,位于平原地带的杨树乡和双丰镇侵蚀风险良好,其单位面积污染风险值远高于乡镇平均值,应重度防控,大岭乡、小岭乡和玉泉镇侵蚀风险严重,污染防控等级为适度。     

湘江流域长株潭段水污染负荷时空分布规律及成因

为厘清湘江流域长株潭段水污染现状,运用输出系数法及等标污染负荷法对2002—2015年长株潭三市下辖全部23个区县工业废水、城镇生活及农村农业水污染进行计算分析,全面解析水污染负荷的时空分布规律及成因。研究表明:水污染负荷尤其是工业废水污染负荷总体下降,工业废水污染物排放主要集中在株洲和湘潭段,城镇生活水污染负荷由大到小地区分布依次是长沙、株洲、湘潭,农业面源污染为三市主导水污染源,其污染负荷最大地区均是粮食种植和禽畜养殖规模大的区县;水体主要污染物为总氮、总磷、氨氮、化学需氧量、石油类及重金属,主要污染源为农业面源污染、城镇生活污水。产业结构不合理、污水处理能力不足及分散粗放的粮猪型经营模式,是湘江水污染的重要原因。本研究提出3条控制策略:优质高速发展株洲和湘潭的第三产业,优化产业结构及布局;继续加快推进三市污水处理设施建设与改造,提高县城污水处理能力;发展集约式粮猪业经营模式。     

农业非点源污染研究进展

随着点源污染排放得到较好的控制和治理,非点源污染成为水体污染的一个重要原因。非点源污染是相对点源污染而言的,它包括农业非点源污染和城市非点源污染,而我们通常所说的非点源污染指的是农业非点源污染。由于其分散性、隐蔽性、随机性、不确定性、广泛性、滞后性、模糊性和不易监测性造成了研究和控制的难度大。文中介绍了农业非点源污染的定义、来源、特征、危害,具体阐述了国内外农业非点源污染的研究进展和防治措施,并对农业非点源污染的研究进行了展望。     

分布式水土流失型面源污染模型初探

为研究丘陵山区水土流失与面源污染协同过程机理对丘陵山区环境改善的作用,本研究研发出一种分布式水土流失型面源污染模型,该模型通过耦合多个水土流失型面源污染关键过程模块,从源、流、汇等角度精准刻画水土流失型面源污染过程机理;进而开发了基于优化算法的汇流模块,解决了分布式模型运算效率低等技术问题。本研究利用新模型评价了三峡库区菁林溪流域水土流失型面源污染时空演变规律,并模拟了退耕还林、化肥减量、坡改梯和滨岸缓冲带对水土流失型面源污染的防治效果。结果表明：菁林溪流域年均泥沙、吸附态磷、溶解态磷的负荷量分别为17.23 t·hm^-2、1.22 kg·hm^-2和0.56 kg·hm^-2,入河量分别为9 032.2 t·a^-1、601.3 kg·a^-1和541.7 kg·a^-1,分别占负荷量的54.32%、50.87%和72.99%。不同土地利用类型的吸附态磷负荷强度为坡耕地>林地>水田,溶解态磷负荷强度为坡耕地>水田>林地,表明水土流失型面源污染优先控制区与传统农业面源有所差异。同时,滨岸缓冲带的防控效果最好,可减少25.01%的泥沙量和26.22%的吸附态磷。本模型较好地模拟了水土流失型面源污染及防控措施效果,可为水土流失型面源污染过程机理精准解析和优化防控提供依据。