摘要:黎河是引灤入津工程的唯一連接通道,探究土地利用結構與景觀格局對黎河水質的影響,可為合理優(yōu)化流域土地資源、保護流域水質安全提供參考。2022 年3 月至6 月選取了12 個水質監(jiān)測點采集水樣,并檢測了化學需氧量(COD)、氨氮(NH4+-N)、總磷(TP)、溶解氧(DO)和高錳酸鹽指數(shù)(CODMn)等5 個水質指標?;谶b感數(shù)據(jù)和土地利用數(shù)據(jù),利用GIS 軟件生成4 種空間尺度的圓形緩沖區(qū)域,提取了不同空間尺度的景觀格局指數(shù),采用相關分析和冗余分析(RDA),探討了土地利用結構與景觀格局對水質的影響。結果表明:(1)黎河水質整體較好,總體達到Ⅱ類標準,但仍存在超標水質,其中輸水期水質明顯好于非輸水期;多數(shù)點位COD、TP 值超過Ⅱ類水質標準限值,其余水質指標年均濃度均達到Ⅱ類以內水質標準;(2)不同尺度緩沖半徑內占地類型均以林地、耕地、建設用地為主,建設用地、水域面積比例的增加可導致水質的惡化,林地、草地增加可對水質起到提升作用;(3)不同空間尺度緩沖區(qū)景觀格局指數(shù)對水質具有較好的解釋度,500 m半徑緩沖區(qū)景觀格局對水質的解釋能力最強,解釋度達59.8%,其次為1 000 m尺度(56.0%)。因此,要加強500 m半徑緩沖區(qū)尺度土地利用的優(yōu)化,嚴格控制流域建設用地、水域面積的增加。
關鍵詞:水質;土地利用;景觀格局;引灤入津工程;黎河
中圖分類號:X52 文獻標志碼:A 文章編號:1674-3075(2024)03-0078-08
水質是河湖生態(tài)系統(tǒng)健康的重要指標,水質的好壞在保障生態(tài)安全和維持經濟社會可持續(xù)發(fā)展中發(fā)揮著重要作用(楊勝天等,2017;Peng amp; Li,2020;Zhang et al,2022)。水質對土地利用、景觀格局變化尤為敏感(劉超等,2021)。土地利用結構在很大程度上反映著流域內“源”“匯”景觀類型的組成,空間格局特征決定著物質循環(huán)和能量流動過程,兩者深刻影響著流域內的環(huán)境變化(Marina et al,2007)。隨著經濟社會的高速發(fā)展,人類生產生活改變了土地利用方式與自然景觀格局,流域水質也隨之變化(Gaoet al,2018;Ullah et al,2018;徐啟渝等,2020a)。因此,探究土地利用結構、景觀格局與水質的關系,對維持河流生態(tài)系統(tǒng)健康及水資源的可持續(xù)利用具有重要意義,同時也利于優(yōu)化流域土地利用結構和水文環(huán)境治理。
近年來,土地利用結構、景觀格局與水質之間的關系已成為眾多學者研究的焦點。裴宇等(2022)的研究表明,貴陽市“兩湖一庫”流域林地面積比例和景觀指數(shù)與流域水質指標整體呈負相關關系,而建設用地面積比例和景觀指數(shù)與水質指標整體呈正相關關系;林地、水田與居民建設用地是影響鄱陽湖流域贛江水質最顯著的土地利用類型組合(徐啟渝等,2020b);在100 m流溪河河岸帶緩沖區(qū)內,水域是影響水質的主要土地利用類型(朱愛萍等,2023);胡琳和李思悅(2020)探究了龍川江流域不同尺度土地利用結構和景觀格局對水質的影響,結果表明林地對流域水質有正面影響,耕地、建設用地對水質有負面影響。針對不同流域相關研究已經頗多,綜合更多學者(段少瓊等,2017;王杰等,2018;Janardan amp; Chang,2018;馮娜娜等,2020)研究結果,土地利用類型和景觀格局對水質具有顯著影響,但由于流域地域差異性、自然屬性差異以及選取的景觀指標和水質指標不同,導致土地利用和景觀格局對水質的影響也有差異。
黎河是引灤入津工程唯一輸水大動脈,其水質的好壞直接影響于橋水庫水質,關系到天津人民生產生活安全。黎河流域總面積562 km2,河道總長度74 km,其中遵化市境內流域面積546 km2,長64 km,其中57.6 km 天然河道作為引灤入津輸水線敞開式輸水段,沿線涉及8 個行政鄉(xiāng)鎮(zhèn)、79 個自然村,靠近輸水工程河道的村莊35 個,沿線居民生產生活活動劇烈,土地利用方式和景觀格局發(fā)生改變,對引灤入津工程的水質產生較大影響。同時,黎河承擔著遵化市防洪任務,是遵化市源匯、灌溉、通道和棲息地生態(tài)功能的重要生態(tài)廊道,具有重要的資源與生態(tài)戰(zhàn)略價值。目前關于黎河水質與土地利用和景觀格局之間的關系還未見報道,鑒于此本研究選取黎河遵化段12個具有代表性的水質監(jiān)測點,對重要水質指標進行檢測,采用相關分析和冗余分析(RDA)探討土地利用結構、景觀格局與黎河水質的關系,為引灤工程水質保護、沿線景觀格局優(yōu)化提供科學參考。