基于GIS的鄱阳湖流域非点源吸附态污染物时空变化研究

作者:刘海;林苗;殷杰;武靖;陈晓玲; 刊名:长江流域资源与环境 上传者:王东

【摘要】鄱阳湖作为中国最大的淡水湖,国际重要湿地,其生态环境保护与可持续发展意义重大。基于GIS技术,以鄱阳湖流域为研究区域,利用3个时期多源数据,首先运用土壤流失方程估算鄱阳湖流域土壤侵蚀量,计算土壤侵蚀模数,然后根据泥沙输移比估算水体的泥沙负荷,最后采用颗粒态氮磷营养盐迁移经验模型定量研究鄱阳湖流域非点源吸附态污染物N、P负荷的时空变化规律。结果显示:吸附态氮磷污染负荷在空间分布上呈现出四周高、中间低的特点,相对较高的区域位于流域中、上游,这主要由于该区域多为山地陡坡;相对略低的区域位于流域的下游地区,这主要因为该区域平原和丘陵交错分布,土壤侵蚀强度较低。时间变化上,全流域单位面积N、P吸附态污染物负荷大都呈现先增加后减少的趋势,同时减少的幅度较增加的幅度大。

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第26卷第1 l期 2017年1 1月 长江 流域 资源 与环境 Resources and Environment in the Yangtze Basin V01.26 No.1 1 NOV.2017 基于 GIS的鄱 阳湖流域非点源 吸附态污染物时空变化研 究 刘 海 ,林 苗 ,殷 杰 ,武 靖 ,陈晓玲 (1.湖北大学资源环境学院,湖北 武汉 430062;2.区域开发与环境响应湖北省重点实验室 , 湖北 武汉 430062;3.武汉大学 测绘遥感信息工程国家重点实验室,湖北 武汉 430079; 4.江西师范大学鄱阳湖湿地与流域研究教育部重点实验室 ,江西 南昌330022) 摘 要:鄱阳湖作为中国最大的淡水湖,国际重要湿地,其生态环境保护与可持续发展意义重大。基于 GIS技 术,以鄱阳湖流域为研究区域,利用 3个时期多源数据 ,首先运用土壤流失方程估算鄱阳湖流域土壤侵蚀量 , 计算土壤侵蚀模数。然后根据泥沙输移比估算水体的泥沙负荷,最后采用颗粒态氮磷营养盐迁移经验模型定 量研究鄱阳湖流域非点源吸附态污染物 N、P负荷的时空变化规律。结果显示:吸附态氮磷污染负荷在空间分 布上呈现出四周高、中间低的特点,相对较高的区域位于流域中、上游,这主要 由于该区域多为山地陡坡 ; 相对略低的区域位于流域的下游地区,这主要因为该区域平原和丘陵交错分布 .土壤侵蚀强度较低。时间变 化上,全流域单位面积 N、P吸附态污染物负荷大都呈现先增加后减少的趋势,同时减少的幅度较增加的幅度 大 。 关键 词 :GIS:鄱阳湖流域 :吸 附态 污染 物 ;时空变化 中图分类号 :X131.2 文献标 识码 :A 文章编 号 :1004.8227(2017)11—1884.11 DOI:10.11870/cjlyzyyhj201711017 水体污染包括点源与非点源污染两大类 ,非 点源污染指由于土地利用活动产生 的溶解 的或 固 体 的污染物 ,从非特定的地点随着 降水 (或融雪 ) 产生的径流进入到受纳水体并 引起水体富营养化 或其他 形 式 的污 染 .是相 对 于点 源污 染 而 提 出 的lI,21。非点 源污染 由于其来 源 的复杂性 ,机理 的模糊性和形成的潜伏性 .具 有在不确定时 间内 通过不确定途径 排放不 确定数量 污染物 的特 性 。 特别是污染 负荷 的时空差 异性 ,使得对 其监 测 、 模拟与控制面临 巨大 的困难 ]。应用数学模型对 非点源污染进行模拟和估算是 非点源研究主要手 段 ,20世纪 60年代 起发达 国家开始关注非 点源 污染 ,2O世 纪 70年 代 起 进 行 系 统 研 究 ,运 用 USLE、CREAMS、AGNPS、SWAT等模 型对非 点 源污染迁移转化 机理进行研究 l4 ]。而 中 国起步 较晚 .对非点源污染物时空分布的研究多是对 国 外模型的修正和应用。如余进祥等_7]利用 RUSLE 模 型结合 GIS.对 鄱 阳湖流域 的土壤侵蚀 量和 吸 附态氮磷的输 出负荷进行估算 ;乔 卫芳 等[8]运用 SWAT模 型研究丹江 口水 库流域农业非 点源污染 的时空分布特征 :张文婷 等_9 通过构建基于元胞 自动机 (CA)的降雨.径 流模 拟模 型研究 非点源污 染时空动态分布 。 非点源 污染 已成 为威 胁 生 态环 境 的 主要 因 素 ,据 统 计 ,滇 池 、巢 湖 、太 湖 以 及 黄 河 、淮 河 、汉江等水域 ,非点源污染 比例 已超 过点源污 染r8,加]。而水体富营养化是非点源污染的重

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