基于水土保持和面源污染调控的小流域植被结构优化研究
发布时间：2021-03-19 07:27
小流域土地利用系统景观植被的构成、类型、配置等的不合理是水土流失的主要起因,经植被结构优化来提升生态功能,是从根本上遏制区域土壤侵蚀、面源污染,实现区域可持续发展的关键。本研究选取江西新余市红壤丘陵区狮子口库区小流域为研究对象,在小流域果业产业发展的前提下,应用GIS的空间信息处理功能,并基于“源—汇”理论,综合考虑小流域土壤侵蚀与全氮/全磷面源污染负荷,运用修正通用土壤流失方程和网格空间负荷对比指数定量计算,探讨景观数量结构特征的影响,在小流域、汇水区和景观类型三个尺度水平上进行生态风险分析,提出基于狮子口水库水源地保护的植被结构优化策略。结果表明:（1）整体上,狮子口库区小流域土地利用覆盖类型以林地为主,柑橘园其次;小流域整体“汇”景观占比高于“源”景观。小流域从上至下汇水区景观破碎度和异质性呈增大趋势,且上部区域景观聚集度最好。小流域“汇”景观乔木林地、水域景观优势度、破碎度高,其次是“源”景观中的柑橘园和旱地,林地聚集度最高,其次是水田和柑橘园。（2）小流域19个汇水区中8、12、16、17号汇水区“源”景观占比高于“汇”景观,柑橘园为优势景观;11、15、19号汇水区“源”“...
【文章来源】：华中农业大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
小流域水文分析流程图
基于水土保持和面源污染调控的小流域植被结构优化研究19（4）河网提取使用栅格计算器工具，首先尝试不同阈值的设定，生成不同精度的河网。结合Google卫星地图和当地气候状况，将各个阈值提取的河网进行对比，最终确定阈值为500时，生成的河网和现实情况最接近，提取出小流域河网图（图2-2a）。（5）小流域提取借助Hydrology工具下的Watershed提取小流域范围，结合实际情况对边界进行校正，确定狮子口库区小流域边界，掩膜提取小流域影像图（图2-2b）。a小流域边界及河网b小流域影像图图2-2狮子口库区小流域边界Fig.2-2TheboundaryofShizikouwatershed（6）汇水区的划分利用Hydrology工具下的watershed，基于提取的河网数据，划分各汇水区的栅格数据图，再结合出水口和流向数据，搜索出水口上游所有流过该出水口的栅格，直至小流域边界，生成独立汇水区。结合研究区影响数据中分水岭的分布
华中农业大学2020届硕士研究生学位论文302.7.2网格景观空间负荷对比指数模型2.7.2.1景观空间负荷对比指数景观空间负荷对比指数（Location-weightedLandscapeContrastIndex，LCI）由陈利顶（2003）提出，运用了洛伦兹曲线的理论确定“源”“汇”景观在空间的分布格局及其与非点源污染的关系，以深化景观格局与生态过程定量关系的研究。将“源”“汇”景观的空间分布同流域的出口相比计算流域中不同景观单元随着距离、坡度和相对高度的累积百分比。如图2-3所示，O（0）表示流域出水口，横坐标（OA）表示某种景观类型和流域出水口相比的相对距离、相对高度和坡度；纵坐标（OC）表示该景观类型的面积累计百分比；ODB和OFB则分别表示不同景观类型的面积累计曲线；OEB表示的是绝对平衡的分布曲线。景观类型的面积累计曲线的形状能反映该景观类型在空间上的分布格局。以景观空间距离对比指数为例，如果曲线呈凸型且趋近于C点，表示该景观类型主要分布在离流域出水口更近的地方，反之，其在空间分布上远离流域出水口。因此，“源—汇”景观对流域出水口的贡献可以用景观类型面积累计曲线和直线OA、AB形成的不规则三边形面积大小判断。图2-3“源”“汇”景观空间分布示意图Fig.2-3Schematicdiagramofthespatialdistributionof“source”and“sink”landscape
【参考文献】：
期刊论文
[1]江西新余蜜桔园土壤和叶片养分现状分析[J]. 魏清江,杨莉,刘德春,胡威,万渊,邹志强,简火仔,刘勇. 中国南方果树. 2020(01)
[2]坡面径流调控措施对山地果园水土流失及面源污染物阻控效果研究[J]. 任丽华,贾天会,李凤鸣,计保全,王昕. 中国水土保持. 2019(11)
[3]新余蜜桔产业振兴升级调研与思考[J]. 万渊,周京华,简火仔,赖欢,王丽娟. 农业科技通讯. 2019(10)
[4]海河流域氮磷面源污染空间特征遥感解析[J]. 冯爱萍,吴传庆,王雪蕾,王洪亮,周亚明,赵乾. 中国环境科学. 2019(07)
[5]松华坝水库流域非点源污染景观空间负荷[J]. 袁睿佳. 资源科学. 2019(02)
[6]柑橘属江西品牌农产品的标准化现状及建议[J]. 陈亚茹. 质量探索. 2018(06)
[7]基于“源”“汇”景观理论的山区农村居民点整治适宜性评价研究——以湖北省十堰市房县为例[J]. 张红伟,王占岐,柴季,魏超,陈一璐. 中国土地科学. 2018(11)
[8]基于输出系数模型的琼江流域(安居段)农村非点源污染负荷评估[J]. 杨雯,敖天其,王文章,黎小东,史小春. 环境工程. 2018(10)
[9]安徽农业面源污染负荷及空间分布特征研究[J]. 赵瑾,郭利京. 蚌埠学院学报. 2018(04)
[10]汉江中下游干流水质状况时空分布特征及变化规律[J]. 景朝霞,夏军,张翔,王强,石卫,马协一. 环境科学研究. 2019(01)
博士论文
[1]冻融作用下坡面水沙与氮磷迁移过程及其响应机制研究[D]. 成玉婷.西安理工大学 2019
[2]高集约化农业土地利用的环境风险管理体系研究[D]. 卓东.中国农业大学 2017
[3]农业流域面源污染特征对氮磷盈亏平衡的响应研究[D]. 徐建锋.华中农业大学 2016
[4]基于物质流分析的集约化农业土地利用的环境风险预警研究[D]. 殷冠羿.中国农业大学 2016
[5]基于景观尺度的高集约化农业土地利用环境风险控制研究[D]. 李洪庆.中国农业大学 2015
[6]中国农业面源污染管控研究[D]. 魏欣.西北农林科技大学 2014
[7]哈尔滨市景观格局变化及典型小流域水土保持分析[D]. 刘鸿雁.东北林业大学 2011
[8]三峡库区兰陵溪小流域养分的分布、迁移与控制研究[D]. 曾立雄.中国林业科学研究院 2010
[9]基于GIS和RS的小流域景观格局变化及其土壤侵蚀响应[D]. 史志华.华中农业大学 2004
硕士论文
[1]基于InVEST模型的海河流域农业面源污染负荷估算[D]. 王道芸.东华理工大学 2019
[2]丹江口库区小流域汇水区景观特征对径流水质的影响[D]. 丁飞霞.华中农业大学 2019
[3]岩溶槽谷区坡地水土流失过程及控制因素分析[D]. 王正雄.西南大学 2019
[4]SWAT建模过程的改进及对韩江流域面源污染的模拟研究[D]. 郑宇.华南理工大学 2019
[5]东江湖流域农田氮磷污染负荷特征研究[D]. 郭翔.湖南科技大学 2013
[6]基于遥感技术的九龙江河口区非点源污染“源—汇”结构分析[D]. 蒋孟珍.国家海洋局第三海洋研究所 2012
[7]基于水源保护目标下的流域景观格局配置模式研究[D]. 张桐艳.西北农林科技大学 2012
[8]紫色丘陵区坡耕地土壤侵蚀特征及植被覆盖与管理因子研究[D]. 唐寅.西南大学 2012
[9]南方水库型饮用水源地水环境污染系统控制方案初步研究[D]. 周杨.湖南农业大学 2011
[10]辽河源头区农业非点源污染研究[D]. 孙丽娜.吉林农业大学 2011
本文编号：3089208
【文章来源】：华中农业大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
小流域水文分析流程图
基于水土保持和面源污染调控的小流域植被结构优化研究19（4）河网提取使用栅格计算器工具，首先尝试不同阈值的设定，生成不同精度的河网。结合Google卫星地图和当地气候状况，将各个阈值提取的河网进行对比，最终确定阈值为500时，生成的河网和现实情况最接近，提取出小流域河网图（图2-2a）。（5）小流域提取借助Hydrology工具下的Watershed提取小流域范围，结合实际情况对边界进行校正，确定狮子口库区小流域边界，掩膜提取小流域影像图（图2-2b）。a小流域边界及河网b小流域影像图图2-2狮子口库区小流域边界Fig.2-2TheboundaryofShizikouwatershed（6）汇水区的划分利用Hydrology工具下的watershed，基于提取的河网数据，划分各汇水区的栅格数据图，再结合出水口和流向数据，搜索出水口上游所有流过该出水口的栅格，直至小流域边界，生成独立汇水区。结合研究区影响数据中分水岭的分布
华中农业大学2020届硕士研究生学位论文302.7.2网格景观空间负荷对比指数模型2.7.2.1景观空间负荷对比指数景观空间负荷对比指数（Location-weightedLandscapeContrastIndex，LCI）由陈利顶（2003）提出，运用了洛伦兹曲线的理论确定“源”“汇”景观在空间的分布格局及其与非点源污染的关系，以深化景观格局与生态过程定量关系的研究。将“源”“汇”景观的空间分布同流域的出口相比计算流域中不同景观单元随着距离、坡度和相对高度的累积百分比。如图2-3所示，O（0）表示流域出水口，横坐标（OA）表示某种景观类型和流域出水口相比的相对距离、相对高度和坡度；纵坐标（OC）表示该景观类型的面积累计百分比；ODB和OFB则分别表示不同景观类型的面积累计曲线；OEB表示的是绝对平衡的分布曲线。景观类型的面积累计曲线的形状能反映该景观类型在空间上的分布格局。以景观空间距离对比指数为例，如果曲线呈凸型且趋近于C点，表示该景观类型主要分布在离流域出水口更近的地方，反之，其在空间分布上远离流域出水口。因此，“源—汇”景观对流域出水口的贡献可以用景观类型面积累计曲线和直线OA、AB形成的不规则三边形面积大小判断。图2-3“源”“汇”景观空间分布示意图Fig.2-3Schematicdiagramofthespatialdistributionof“source”and“sink”landscape
【参考文献】：
期刊论文
[1]江西新余蜜桔园土壤和叶片养分现状分析[J]. 魏清江,杨莉,刘德春,胡威,万渊,邹志强,简火仔,刘勇. 中国南方果树. 2020(01)
[2]坡面径流调控措施对山地果园水土流失及面源污染物阻控效果研究[J]. 任丽华,贾天会,李凤鸣,计保全,王昕. 中国水土保持. 2019(11)
[3]新余蜜桔产业振兴升级调研与思考[J]. 万渊,周京华,简火仔,赖欢,王丽娟. 农业科技通讯. 2019(10)
[4]海河流域氮磷面源污染空间特征遥感解析[J]. 冯爱萍,吴传庆,王雪蕾,王洪亮,周亚明,赵乾. 中国环境科学. 2019(07)
[5]松华坝水库流域非点源污染景观空间负荷[J]. 袁睿佳. 资源科学. 2019(02)
[6]柑橘属江西品牌农产品的标准化现状及建议[J]. 陈亚茹. 质量探索. 2018(06)
[7]基于“源”“汇”景观理论的山区农村居民点整治适宜性评价研究——以湖北省十堰市房县为例[J]. 张红伟,王占岐,柴季,魏超,陈一璐. 中国土地科学. 2018(11)
[8]基于输出系数模型的琼江流域(安居段)农村非点源污染负荷评估[J]. 杨雯,敖天其,王文章,黎小东,史小春. 环境工程. 2018(10)
[9]安徽农业面源污染负荷及空间分布特征研究[J]. 赵瑾,郭利京. 蚌埠学院学报. 2018(04)
[10]汉江中下游干流水质状况时空分布特征及变化规律[J]. 景朝霞,夏军,张翔,王强,石卫,马协一. 环境科学研究. 2019(01)
博士论文
[1]冻融作用下坡面水沙与氮磷迁移过程及其响应机制研究[D]. 成玉婷.西安理工大学 2019
[2]高集约化农业土地利用的环境风险管理体系研究[D]. 卓东.中国农业大学 2017
[3]农业流域面源污染特征对氮磷盈亏平衡的响应研究[D]. 徐建锋.华中农业大学 2016
[4]基于物质流分析的集约化农业土地利用的环境风险预警研究[D]. 殷冠羿.中国农业大学 2016
[5]基于景观尺度的高集约化农业土地利用环境风险控制研究[D]. 李洪庆.中国农业大学 2015
[6]中国农业面源污染管控研究[D]. 魏欣.西北农林科技大学 2014
[7]哈尔滨市景观格局变化及典型小流域水土保持分析[D]. 刘鸿雁.东北林业大学 2011
[8]三峡库区兰陵溪小流域养分的分布、迁移与控制研究[D]. 曾立雄.中国林业科学研究院 2010
[9]基于GIS和RS的小流域景观格局变化及其土壤侵蚀响应[D]. 史志华.华中农业大学 2004
硕士论文
[1]基于InVEST模型的海河流域农业面源污染负荷估算[D]. 王道芸.东华理工大学 2019
[2]丹江口库区小流域汇水区景观特征对径流水质的影响[D]. 丁飞霞.华中农业大学 2019
[3]岩溶槽谷区坡地水土流失过程及控制因素分析[D]. 王正雄.西南大学 2019
[4]SWAT建模过程的改进及对韩江流域面源污染的模拟研究[D]. 郑宇.华南理工大学 2019
[5]东江湖流域农田氮磷污染负荷特征研究[D]. 郭翔.湖南科技大学 2013
[6]基于遥感技术的九龙江河口区非点源污染“源—汇”结构分析[D]. 蒋孟珍.国家海洋局第三海洋研究所 2012
[7]基于水源保护目标下的流域景观格局配置模式研究[D]. 张桐艳.西北农林科技大学 2012
[8]紫色丘陵区坡耕地土壤侵蚀特征及植被覆盖与管理因子研究[D]. 唐寅.西南大学 2012
[9]南方水库型饮用水源地水环境污染系统控制方案初步研究[D]. 周杨.湖南农业大学 2011
[10]辽河源头区农业非点源污染研究[D]. 孙丽娜.吉林农业大学 2011
本文编号：3089208
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