1997~2007年上海市青浦區(qū)水體氮素含量時空變化特征及驅動因子分析.pdf

1、富營養(yǎng)化是目前我國水體污染的主要特征之一，藍藻水華連連爆發(fā)。引起水體富營養(yǎng)化從而導致水華爆發(fā)的根本因素之一就是氮元素的過量輸入。大量的科學研究結果表明，水體氮污染與其周邊的社會經濟發(fā)展和土地利用變化密切相關，且社會經濟發(fā)展與土地利用變化也密切相關。
　　 研究上海市青浦區(qū)水體氮元素污染具有重要意義。第一，初步數據分析結果顯示，青浦區(qū)水體中氮含量變化與社會經濟及土地利用指標具有類似的時間與空間分布，因此，青浦區(qū)水體氮素研究可以作為

2、揭示社會經濟活動過程中水體氮含量變化規(guī)律及其驅動機制的典型案例。第二，青浦區(qū)位于黃浦江上游水源地，對保證上海市飲用水安全起著重要作用。第三，青浦區(qū)屬于太湖流域一個獨立的行政單元，對研究太湖流域城市化進程中水體污染具有一定的參考價值。第四，青浦區(qū)屬于我國東部平原河網地區(qū)，對于研究水質型缺水地區(qū)的水體污染也具有一定的參考價值。青浦區(qū)河流湖泊眾多，相互貫通，目前關于湖泊尤其是淀山湖的研究已經開展了很多，但對于河道的研究相對較少。青浦區(qū)的河道分

3、為市區(qū)鎮(zhèn)村四級，市區(qū)級河道與外界相通，鎮(zhèn)村級河道相對封閉在青浦區(qū)域內。另外，與水體富營養(yǎng)化相關的氮指標主要包括氨氮、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮、有機氮、總氮等。因此，本文以青浦區(qū)河道為研究對象，分別分析了青浦區(qū)市區(qū)級河道和鎮(zhèn)村級河道水體中氨氮、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮、總氮的空間分布特征、年際變化趨勢、社會經濟驅動因子及土地利用變化驅動因子。
　　 本文利用1997～2007年青浦區(qū)河道水質常規(guī)監(jiān)測數據分析了氮元素含量的時間變化趨勢，發(fā)現

4、青浦區(qū)市區(qū)級河道氨氮、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮含量均呈逐年遞增趨勢。鎮(zhèn)村級河道該三種形式氮元素含量呈現較明顯的波動，在2000年呈現峰值。另外，青浦區(qū)各級河道的總氮總磷比值均呈現明顯的季節(jié)變化規(guī)律：夏季最低，冬季最高，春秋季居中。
　　 本文應用ArcGIS軟件做出了各級河道氮的空間分布圖，通過各級河道、水利片、行政區(qū)域、支流間氮元素含量比較，發(fā)現青浦區(qū)河道氮元素含量具有明顯的空間分布規(guī)律：青東地區(qū)氨氮、亞硝酸鹽氮與總氮含量遠遠高于

5、青西地區(qū)，而青西地區(qū)硝酸鹽氮含量則略高于青東地區(qū)。
　　 在進行青浦區(qū)河道表層水氮元素含量變化驅動因子分析中，本文從社會經濟發(fā)展、土地利用兩大類因子分別分析了市區(qū)級河道與鎮(zhèn)村級河道的主要驅動因子。其中，社會經濟指標選用了19個，數據來源于青浦區(qū)統計年鑒。采用監(jiān)督與非監(jiān)督分類方法，對Landsat5 TM遙感影像進行解譯得出青浦區(qū)耕地、菜地、城鄉(xiāng)工礦居民用地、水域、林地、未利用土地六個土地利用類型的面積比例變化。相關性分析采用了灰

6、色關聯度分析和緩沖區(qū)分析兩種分析方法。分析結果表明：青浦區(qū)市區(qū)級河道氨氮含量變化的首要驅動因子為總戶數，鎮(zhèn)村級河道氨氮含量變化的首要驅動因子為企業(yè)單位個數，各級河道氨氮含量變化的土地利用主要驅動因子均為城鄉(xiāng)工礦居民用地面積比例和未利用土地面積比例。青浦區(qū)市區(qū)級河道硝酸鹽氮含量變化的首要社會經濟驅動因子為漁業(yè)產量，受土地利用變化影響較小。青浦區(qū)市區(qū)級河道亞硝酸鹽氮含量變化的首要社會經濟驅動因子為企業(yè)單位個數，各級河道亞硝酸鹽氮含量變化的主