东江源流域景观格局对水质影响及生态风险评价

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东江源流域是粤港澳大湾区生产生活安全供水的保障,其生态环境健康状况关系着粤港澳大湾区战略格局的建设和水质的发展,因而关注东江源流域景观格局的建设和提升流域的生态环境质量至关重要。研究选取东江源流域18个监测点水质数据,运用水质综合污染指数法研究了2017-2019年东江源流域水质基本情况;基于土地利用类型数据(1980、1990、2000、2005、2010、2015和2018年)以Arc GIS和FRAGSTATS软件为处理平台,获取不同年份的景观指数,分析东江源流域长时间序列景观格局变化特征;基于SPSS和CANOCO软件,通过相关性分析和冗余分析法研究东江源流域景观格局对水质的影响;最后建立东江源流域不同年份的景观生态风险评估模型,运用Geo Da软件和地理探测器,探究东江源流域景观生态风险时空变化格局和空间聚集性程度;从地形和社会经济两个方面分析了影响东江源流域景观生态风险变化的驱动因素。结果如下:(1)东江源流域水质整体好转,但总氮污染仍旧严重;截至2019年,全部监测点总氮年均浓度均超过Ⅲ类水质标准限制,其余水质指标年均浓度都在Ⅱ类水质标准之内。水质评价空间分布结果显示,东江源流域水质整体表现为定南上游最佳,寻乌上游次之,寻乌下游再次之,定南下游最差。水质评价时间变化结果显示,对比2017年和2018年,2019年有更多监测点水质达到基本合格及以上。冬天水质最优,定南水监测点表现为春天和夏天水质略差,秋天水质较好;寻乌水监测点呈现夏天和秋天水质较差,春天水质较好。(2)1980-2018年,耕地、草地和水域均与林地是相互转入面积最多的类型,建设用地主要转入的是耕地。1980-2000年,寻乌流域水域的重心偏移量最大,定南流域建设用地的重心偏移量最大;2000-2018年,寻乌流域和定南流域均是建设用地重心偏移量最大。从景观水平上看,东江源流域香农多样性指数和香农均匀度指数均变大,聚合度指数变化不大,最大斑块指数和斑块个数有所减小。从类型水平看,林草地斑块个数均是有所下降;建设用地斑块类型面积和最大斑块指数整体上升;水域斑块个数和聚合度指数分别减小和增加;水田和旱地斑块个数远高于其它景观类型斑块个数。(3)景观水平上,水质与香农均匀度指数、斑块个数和香农多样性指数呈正相关,与最大斑块指数和聚合度指数呈负相关。类型水平上,东江源流域总氮和总磷主要来源于建设用地;林草地对水质净化起到积极的作用;耕地斑块破碎度和复杂度越大,水质污染概率就越高。合理配置城镇污水集中处理设施,强化废弃矿区治理,增强林草地连通性,加强耕地集约化处理,在耕地集中分布的区域增强其岸边防护林建设,有助于提高东江源流域水生态功能。(4)东江源流域主要以低级景观生态风险区和中级景观生态风险区为主,除了低级景观生态风险区面积增加外,其余等级景观生态风险区面积均下降;较高级和高级景观生态风险区主要集中在以孔田镇、镇岗乡,天九镇、黄香镇,长宁镇、横山镇、吉潭镇为中心的三大城镇中心,寻乌流域和定南流域交界处的低山丘陵区和边缘山区是低级和中级景观生态风险区的主要分布区域。东江源流域景观生态风险值呈现显著的聚集效应,以高高聚集和低低聚集为主。地理探测结果显示人口密度、高程、人为干扰度、植被指数和城市化水平对东江源流域景观生态风险空间分布均具有显著的影响,任意驱动因素交互后比单一驱动因素对东江源流域景观生态风险影响程度大。
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