基于遥感和GIS的赤水河水质对流域土地利用的响应研究

利用2009年TM影像和11个断面的水质监测数据,同时在缓冲区和子流域尺度上,分析了赤水河流域内土地利用方式与水质指标(溶解氧、高锰酸盐指数、氨氮)之间的相关关系,并建立水质对土地利用结构的空间响应模型。由相关性分析得:从缓冲区尺度到子流域尺度,建设用地与氨氮的相关性由显著正相关变为高度正相关,相关系数达到0.836;与高锰酸盐指数的相关性则由普通正相关变为显著正相关,相关系数为0.776。耕地与高锰酸盐指数的相关性由显著正相关增加为高度正相关,相关系数达到0.913;与氨氮的相关系数也增加到0.782;而耕地与溶解氧则由缓冲区尺度的一般负相关变为子流域尺度的显著负相关,相关系数达0.609。在缓冲区尺度上,林地与氨氮、高锰酸盐指数呈负相关,相关程度总体上随着缓冲半径的增大而增大;而当研究尺度为依自然属性划分的子流域时,林地与氨氮呈现出显著负相关,相关系数达到0.673;与高锰酸盐指数呈现出高度负相关,相关系数达到0.822;且在子流域尺度上林地对溶解氧的"汇"的作用才充分表现出来,相关系数达0.718。研究结果表明:赤水河流域土地利用方式对水质有重要影响。赤水河流域内的城镇建设用地和耕地对流域水质有着严重的负面影响,承载在其上的城市生活、工业污水和农业面源污染(种养殖)是河流水质污染的重要污染源。林地对流域的水质污染有重要的缓解作用。总体上,各水质参数与土地利用类型间的相关性在子流域和缓冲区两种尺度下表现出一致的规律,但这种相关性在子流域尺度下表现的更为显著。研究成果可为赤水河流域的水污染防治、土地利用方式优化提供科学依据,并为同类研究提供借鉴。