基于遙感的橫山水庫流域非點源總氮負(fù)荷估算模型研究.pdf

1、目前，全球約2/3的水體受到不同程度的非點源污染威脅，氮元素是非點源污染的重要成分，開展不同土地利用類型輸出氮元素負(fù)荷的研究，為制定水污染治理、飲用水源地保護、土地利用結(jié)構(gòu)的調(diào)整提供科學(xué)的依據(jù)。本論文以江蘇省宜興市重要飲用水源地橫山水庫流域為研究區(qū)，在流域分割的基礎(chǔ)上，選擇典型的子區(qū)作為研究單元，并在其徑流出口處設(shè)置采樣斷面，分多次采集徑流樣品；結(jié)合遙感信息提取技術(shù)對研究區(qū)土地利用類型進行劃分；在此基礎(chǔ)上分析了土地利用及其空間布局與非點

2、源總氮的相關(guān)性，并利用冗余分析確定其定量關(guān)系，進而選擇出對輸出總氮且具有最大解釋能力的最小變量組，借助偏最小二乘法構(gòu)建流域非點源總氮負(fù)荷估算模型。本文的研究結(jié)論如下：
　　(1)確立了適合研究區(qū)非點源污染總氮研究的土地利用分類體系
　　根據(jù)相同土地利用類型內(nèi)非點源總氮輸出要具有均質(zhì)性及不同土地利用類型間非點源總氮輸出要具有差異性的原則，確定了該研究區(qū)的土地利用分類體系，具體包括林地、耕地、園地、建設(shè)用地、水體及其他用地。其中

3、，林地主要是以毛竹為主的經(jīng)濟林；耕地包括旱地和菜園；園地主要以茶園為主。
　　(2)揭示了不同土地利用類型與總氮輸出的相關(guān)性
　　在研究區(qū)范圍內(nèi)，不同的子區(qū)間土壤含氮量、氣候條件基本一致，但不同土地利用類型的面積百分比與輸出總氮的相關(guān)性差異很大。從土地利用類型和輸出總氮的空間變化上發(fā)現(xiàn)，不同土地利用類型的面積百分比與輸出總氮間存在相同或相反的變化趨勢。借助于Spearman秩相關(guān)系數(shù)分析發(fā)現(xiàn)，子區(qū)內(nèi)林地面積百分比與輸出總氮存

4、在較顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系；而子區(qū)內(nèi)建設(shè)用地、耕地和園地面積百分比與輸出總氮存在正相關(guān)，特別是耕地和園地，相關(guān)系數(shù)分別為0.71和0.66。研究結(jié)果表明，土地利用程度、植被覆蓋度、斑塊密度指數(shù)、斑塊結(jié)合度指數(shù)、最大斑塊指數(shù)、蔓延度指數(shù)和香農(nóng)多樣性指數(shù)與輸出總氮也存在較為顯著的相關(guān)性。
　　(3)構(gòu)建了基于遙感的輸出總氮負(fù)荷估算模型
　　通過冗余分析得到各因子及因子組合對輸出總氮的解釋程度，對比分析發(fā)現(xiàn)，單獨各個因子對輸出總氮的解釋