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

1、富營(yíng)養(yǎng)化是目前我國(guó)水體污染的主要特征之一，藍(lán)藻水華連連爆發(fā)。引起水體富營(yíng)養(yǎng)化從而導(dǎo)致水華爆發(fā)的根本因素之一就是氮元素的過(guò)量輸入。大量的科學(xué)研究結(jié)果表明，水體氮污染與其周邊的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和土地利用變化密切相關(guān)，且社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與土地利用變化也密切相關(guān)。
　　 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(shù)據(jù)分析結(jié)果顯示，青浦區(qū)水體中氮含量變化與社會(huì)經(jīng)濟(jì)及土地利用指標(biāo)具有類似的時(shí)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(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)過(guò)程中水體氮含量變化規(guī)律及其驅(qū)動(dòng)機(jī)制的典型案例。第二，青浦區(qū)位于黃浦江上游水源地，對(duì)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(gè)獨(dú)立的行政單元，對(duì)研究太湖流域城市化進(jìn)程中水體污染具有一定的參考價(jià)值。第四，青浦區(qū)屬于我國(guó)東部平原河網(wǎng)地區(qū)，對(duì)于研究水質(zhì)型缺水地區(qū)的水體污染也具有一定的參考價(jià)值。青浦區(qū)河流湖泊眾多，相互貫通，目前關(guān)于湖泊尤其是淀山湖的研究已經(jīng)開展了很多，但對(duì)于河道的研究相對(duì)較少。青浦區(qū)的河道分

3、為市區(qū)鎮(zhèn)村四級(jí)，市區(qū)級(jí)河道與外界相通，鎮(zhèn)村級(jí)河道相對(duì)封閉在青浦區(qū)域內(nèi)。另外，與水體富營(yíng)養(yǎng)化相關(guān)的氮指標(biāo)主要包括氨氮、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮、有機(jī)氮、總氮等。因此，本文以青浦區(qū)河道為研究對(duì)象，分別分析了青浦區(qū)市區(qū)級(jí)河道和鎮(zhèn)村級(jí)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(shì)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)因子及土地利用變化驅(qū)動(dòng)因子。
　　 本文利用1997～2007年青浦區(qū)河道水質(zhì)常規(guī)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析了氮元素含量的時(shí)間變化趨勢(shì)，發(fā)現(xiàn)

4、青浦區(qū)市區(qū)級(jí)河道氨氮、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮含量均呈逐年遞增趨勢(shì)。鎮(zhèn)村級(jí)河道該三種形式氮元素含量呈現(xiàn)較明顯的波動(dòng)，在2000年呈現(xiàn)峰值。另外，青浦區(qū)各級(jí)河道的總氮總磷比值均呈現(xiàn)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(yīng)用ArcGIS軟件做出了各級(jí)河道氮的空間分布圖，通過(guò)各級(jí)河道、水利片、行政區(qū)域、支流間氮元素含量比較，發(fā)現(xiàn)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(yuǎn)遠(yuǎn)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(jìn)行青浦區(qū)河道表層水氮元素含量變化驅(qū)動(dòng)因子分析中，本文從社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、土地利用兩大類因子分別分析了市區(qū)級(jí)河道與鎮(zhèn)村級(jí)河道的主要驅(qū)動(dòng)因子。其中，社會(huì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)選用了19個(gè)，數(shù)據(jù)來(lái)源于青浦區(qū)統(tǒng)計(jì)年鑒。采用監(jiān)督與非監(jiān)督分類方法，對(duì)Landsat5 TM遙感影像進(jìn)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(gè)土地利用類型的面積比例變化。相關(guān)性分析采用了灰

6、色關(guān)聯(lián)度分析和緩沖區(qū)分析兩種分析方法。分析結(jié)果表明：青浦區(qū)市區(qū)級(jí)河道氨氮含量變化的首要驅(qū)動(dòng)因子為總戶數(shù)，鎮(zhèn)村級(jí)河道氨氮含量變化的首要驅(qū)動(dòng)因子為企業(yè)單位個(gè)數(shù)，各級(jí)河道氨氮含量變化的土地利用主要驅(qū)動(dòng)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(jí)河道硝酸鹽氮含量變化的首要社會(huì)經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)因子為漁業(yè)產(chǎn)量，受土地利用變化影響較小。青浦區(qū)市區(qū)級(jí)河道亞硝酸鹽氮含量變化的首要社會(huì)經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)因子為企業(yè)單位個(gè)數(shù)，各級(jí)河道亞硝酸鹽氮含量變化的主