锡尔河流域哈萨克斯坦段土地利用对地表水水质影响研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 张伟燕 |
| 答辩日期 | 2019-06-30 |
| 文献子类 | 博士 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 吉力力·阿不都外力 |
| 关键词 | 哈萨克斯坦 锡尔河流域 土地利用 景观格局 地表水水质影响 Kazakhstan Syr Darya River basin Land use Landscape Influence of surface water quality |
| 学位专业 | 理学博士 |
| 其他题名 | The effects of land use on surface water quality in Kazakhstan section of Syr Darya river basin |
| 英文摘要 | 锡尔河流域哈萨克斯坦段是哈萨克斯坦南部区域主要的淡水水源和灌溉水源，也是维持北咸海生态平衡的主要供给水源，占据了重要的社会和生态区位。该区域位于锡尔河流域的中下游，其地表水体接收了来自上游国家的累积各类污染物质和哈国境内沿岸工、农业等生产生活产生的各类污染物， 水质状况日益恶化， 是整个锡尔河流域水环境状况最为复杂的区域。土地利用变化作为人类活动的重要表现形式，是反映非点源污染的主要形式之一， 探究区域土地利用对地表水水质变化的响应关系，对区域土地利用规划以及地表水水环境的保护具有重要的理论和实践意义。 因此，本论文基于锡尔河流域哈萨克斯坦段 2017 年实测水质数据， 1992-2010 年 6 个水文站点的水质历史监测数据和相应年份的土地利用数据， 在对地表水水质变化特征和区域土地利用变化特征进行分析的基础上， 从空间和时间尺度上揭示土地利用类型和景观格局变化对地表水水质的影响， 主要的研究结果如下：（1） 研究区地表水主要水化学类型为 Ca-Mg-SO4-Cl，重金属中以 Fe、 Mn和 Zn 的含量较高， 研究区范围内下游区域地表水中水质指标的含量较高。 与各水质指标相对应的渔业最大允许浓度值、哈萨克斯坦和世界卫生组织饮用水标准值相比较，结果显示： 除 K+和碳酸盐以外其它水质指标均会在不同程度上对渔业发展存在威胁，其中以 SO42-、 Mg2+、 Fe、 Cu 和 Mn 对渔业发展威胁较大，SO42-、 Mn、 Fe 和 Co 含量超过了相应的饮用水标准值。 现存地表水中矿化度含量对水的灌溉适宜性存在威胁， Cd 含量对人体健康存在致癌的风险。研究区内硅酸盐岩的风化为 HCO3-、 Ca2+、 Mg2+、 Na+和 K+，石膏和岩盐的溶解作用则为Na+、 Ca2+、 Cl-和 SO42-的来源之一， 工矿业、城镇化排污及农业等人为活动对地表水中水质的影响也较为显著。（2） 1992-2015 年研究区内土地利用类型中除水体面积占比呈现显著减小外，其它土地利用类型的面积占比均表现为增加，其中建设用地面积从 1992 年的 0.04%增加至 2015 年 0.18%，显著增加的区域在南哈萨克斯坦州境内， 水体面积从 1992 年的 6.43%减少至 2015 年的 1.95%，显著表现为南咸海的大面积萎缩，减少的水体面积大多转换为裸地，使得裸地面积从 1992 年的 37.51%增加到2015 年的 41.06%。 各地类间的空间动态转换过程 2015 年与 1992 年相比较，除建设用地面积的 55.51%由耕地转换以外，其它土地利用类型均以同地类间转换为主。 景观格局变化以景观破碎化程度降低，景观类型丰富度降低，不同类型间斑块的相互作用逐渐降低，斑块整体复杂性降低，而景观优势种优势度增加为主要特征， 表明区域景观的完整性和整体性越来越好，景观对人类活动干扰的抵抗能力增强。（3） 从空间尺度上变化特征分析， 农田、林地和裸地是对研究区地表水水质影响显著的土地利用类型，农田面积占比增加，除碳酸盐以外的盐分指标、 Cu、Cd 和 Ni 含量降低， Zn、 Pb 和 Fe 含量显著增加；林地面积占比增加， 除碳酸盐以外的盐分指标、 Pb 和 Fe 含量显著降低；裸地面积占比增加，除碳酸盐以外的盐分指标显著增加， Zn 含量显著降低。 景观破碎化程度的增加、景观斑块间连接性和聚集程度的减弱，均会显著降低除碳酸盐以外的盐分指标以及重金属中Co 含量；景观的多样性和丰富度增强显著降低 Pb 和 Fe 含量。土地利用变化对地表水水质影响具有尺度依赖性， 土地利用类型面积变化对地表水水质影响的综合解释度在 1km 缓冲距离区域内最高， 土地利用格局对地表水水质的综合影响以 80km 缓冲区域内最大。 从时间尺度变化分析， >20km 缓冲距离区域内农田面积的增加伴随着 Ca2+、 Cd 和 Pb 含量显著降低， 20km 缓冲距离区域内裸地面积增加伴随着 Kazaly 站点 SO42-含量显著增加， 景观斑块破碎化程度的增加伴随着Ca2+显著增加，斑块密度的增加 Cu、 Pb、 Cd 含量的显著降低。（4） 根据土地利用对地表水水质的影响结果， 分别从流域尺度和缓冲区尺度上提出土地利用的调整方式， 从流域尺度上，以增加农田的斑块破碎化程度、增加林地和草地的面积进而减少裸地面积为整体性的调控策略。从缓冲区尺度上来说， 在距河流 1-20km 距离区域内，减小裸地面积， 40-80km 距离区域内减小裸地面积和增加林地的面积，或是在不改变面积的条件下增加林地和裸地斑块的破碎化程度，也可以考虑将两者相结合一同实施来显著的控制地表水中 TDS、Cl-、 SO42-、 Ca2+、 Mg2+、 Na+、 K+含量。 |
| 学科主题 | 自然地理学 |
| 语种 | 中文 |
| 源URL | [http://ir.xjlas.org/handle/365004/15373]  |
| 专题 | 中国科学院新疆生态与地理研究所 新疆生态与地理研究所_研究系统 |
| 作者单位 | 中国科学院新疆生态与地理研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 张伟燕. 锡尔河流域哈萨克斯坦段土地利用对地表水水质影响研究[D]. 北京. 中国科学院大学. 2019. |
入库方式： OAI收割
来源：新疆生态与地理研究所
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