哈尼梯田湿地水体氮磷时空盈亏及其关键汇景观识别研究

论文摘要

源汇景观格局对流域内水体氮磷元素迁移过程有重要影响,其中汇景观的截留功能对调控流域水体富营养化问题十分重要。本文以哈尼梯田湿地景观及其水体为研究对象,在2017年12月和2018年6月分别采集不同景观类型下地表水水样114个,分别从流域、小流域和景观类型三个尺度入手,剖析水体总氮（TN）、总磷（TP）的时空分异特征,运用富营养化指数与截留率对梯田湿地水体富营养化水平及景观截留功能进行评价,分析其盈亏状态;基于2017年Google earth高分辨率遥感影像数据与地理信息系统（GIS）及“源-汇”理论方法,获得源汇景观类型数据,运用洛伦兹曲线与汇景观空间负荷比指数（SLWLI）分析流域内的景观发挥的主要功能（扩散/截留功能）,计算不同汇景观对氮磷截留功能的贡献率并识别出流域内的关键汇景观,基于湿地水体氮磷盈亏状态及关键汇景观识别结果,提出景观格局优化调控的措施。主要结论如下:（1）水体常规参数与TN、TP的时空分异特征（1）时间分异,哈尼梯田湿地水体pH值、温度、电导率、TN和TP在时间上均呈现出雨季>旱季的特征。（2）空间分异,各尺度水体均偏弱碱性,水温差异不大,但电导率差异较大。流域尺度上,水体TN和TP浓度由高到低依次为:碧播河>者那河>麻栗寨河>戈它河>窑毖罗河>碧勐河。小流域尺度上,水体TN和TP浓度由高到低依次为:阿勐控>金竹寨>大鱼塘>龙树坝>垭口>黄草岭,与流域尺度的结果次序大致相同。景观类型上,TN、TP浓度平均值高低依次为:村寨区>梯田区>森林区>河流。（2）水体氮磷盈亏分析（1）流域尺度上,富营养化指数（PI）与截留率分析表明,季节上水体TN、TP呈现雨季>旱季特征。空间上PI值与截留率的结果表明碧播河水体的氮磷元素处于严重盈余状态,者那河、麻栗寨河水体的氮磷元素为轻度盈余状态,戈它河、窑毖罗河水体的氮磷元素为平衡状态。（2）小流域尺度上,PI值与截留率在季节上均表现不规则。空间上PI值与截留率的结果表明阿勐控出水口水体的氮磷元素为严重盈余状态;黄草岭水体的氮磷元素为平衡状态。（3）景观类型水平上,PI值与截留率在季节上均表现不规则。空间上PI值与截留率的结果表明村寨区水体的氮磷元素处于严重盈余状态。（3）源汇景观功能评价及关键汇景观识别（1）源汇景观面积特征:流域、小流域尺度上,源汇景观面积百分比均表现出汇景观面积比重大,源景观面积比重小的特征。（2）源汇景观空间分布特征:流域尺度上,源汇景观在相对距离因子分布不合理;在相对高程、坡度因子上分布相对均匀;小流域尺度上,源汇景观在相对距离、相对高程、坡度因子上的分布均比较合理。（3）源汇景观功能评价:流域、小流域尺度上,SLWLI distance、SLWLIelevation、SLWLIslope及SLWLI值均高于0.50,表明这几个流域的景观以汇景观为主,景观功能以汇功能（截留功能）为主;其次,TN的SLWLIdistance、SLWLIelevation、SLWLIslope及SLWLI值均高于TP,说明哈尼梯田湿地对TN的截留功能好于TP。（4）关键汇景观识别:流域、小流域尺度上,林地、水田对TN、TP的截留贡献率均高于28%,是关键汇景观,而草地、水域对TN、TP的截留贡献率则不到8%,为次要汇景观,起辅助作用。（4）景观格局优化调控措施应从控制源—调节过程—提升汇三个环节入手。流域尺度,针对哈尼梯田流域尺度上源汇景观在距离因子上分布不合理的情况,第一,禁止水田旱化,保护与维持流域内的关键汇景观—林地与水田;第二,应采用关键汇景观林地进行替代。小流域尺度,应减源增汇;其次,应提高汇景观自身的功能。总之,应以保护、维持关键汇景观为主,调控优化次要汇景观为辅。控制高负荷源景观的源,提高汇景观的截留功能,通过以上措施来治理研究区水体氮磷盈余问题。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
•   1.1 选题背景和研究意义
•     1.1.1 选题背景
•     1.1.2 研究意义
•   1.2 国内外研究进展
•     1.2.1 水体富营养化研究进展
•     1.2.2 湿地对水体氮磷的截留功能
•     1.2.3 景观格局对水质的影响
•     1.2.4 “源-汇”理论与景观空间负荷比指数
•   1.3 研究内容及技术路线
•     1.3.1 研究内容
•     1.3.2 技术路线
• 第2章 研究区与研究方法
•   2.1 研究区概况
•     2.1.1 地理位置
•     2.1.2 地质地貌
•     2.1.3 气候水文
•     2.1.4 植被土壤
•     2.1.5 社会人文
•   2.2 研究方法
•     2.2.1 水样数据采集与分析
•     2.2.2 水体富营养化评价方法
•     2.2.3 景观截留率的计算方法
•     2.2.4 源汇景观的分类及汇景观空间负荷比指数计算方法
• 第3章 哈尼梯田湿地水体常规参数与氮磷的时空变化分析
•   3.1 哈尼梯田湿地水体常规参数与氮磷的季节分异特征
•     3.1.1 水体常规参数的季节分异特征
•     3.1.2 水体氮磷的季节分异特征
•   3.2 哈尼梯田湿地水体常规参数与氮磷的空间分异特征
•     3.2.1 流域尺度水体常规参数与氮磷的分异特征
•     3.2.2 小流域尺度上水体常规参数与氮磷的分异特征
•     3.2.3 不同景观类型下湿地水体常规参数与氮磷的分异特征
•   3.3 本章小结
• 第4章 哈尼梯田湿地水体氮磷盈亏平衡分析
•   4.1 流域尺度上湿地水体氮磷的盈亏平衡分析
•     4.1.1 流域尺度上水体氮磷的富营养化评价
•     4.1.2 流域景观格局对水体氮磷的截留分析
•   4.2 小流域尺度上湿地水体氮磷的盈亏平衡分析
•     4.2.1 小流域尺度上水体氮磷的富营养化评价
•     4.2.2 小流域景观格局对水体氮磷的截留分析
•   4.3 不同景观类型上湿地水体氮磷的盈亏平衡分析
•     4.3.1 不同景观类型上水体氮磷的富营养化评价
•     4.3.2 不同景观类型对水体氮磷的截留分析
•   4.4 本章小结
• 第5章 哈尼梯田湿地源汇景观功能评价及关键汇景观识别
•   5.1 源汇景观的面积特征
•     5.1.1 流域尺度上源-汇景观面积特征
•     5.1.2 小流域尺度上源-汇景观面积特征
•   5.2 源汇景观的空间分布格局特征
•     5.2.1 流域尺度上源汇景观格局分布特征
•     5.2.2 小流域尺度上源汇景观格局分布特征
•   5.3 源汇景观功能评价
•     5.3.1 流域尺度上源汇景观功能评价
•     5.3.2 小流域尺度上源汇景观功能评价
•   5.4 汇景观的截留功能贡献率及关键汇景观识别
•     5.4.1 流域尺度上汇景观截留功能贡献率及关键汇景观识别
•     5.4.2 小流域尺度上汇景观截留功能贡献率及关键汇景观识别
•   5.5 本章小结
• 第6章 基于“源-汇”理论的哈尼梯田湿地景观格局优化
•   6.1 流域尺度的景观源汇格局优化
•   6.2 小流域尺度的景观源汇格局优化
•   6.3 本章小结
• 第7章 结论与展望
•   7.1 结论
•   7.2 展望
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文和研究成果
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 查智琴

导师: 角媛梅

关键词: 氮磷盈亏,截留功能,源汇理论,汇景观,哈尼梯田湿地

来源: 云南师范大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 自然地理学和测绘学,环境科学与资源利用

单位: 云南师范大学

分类号: X52;P901

总页数: 79

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