基于景观格局演变的鄱阳湖典型流域水环境响应及其优化模型研究

Taking Le'an river basin polluted seriously of Poyang Lake as research object, from the point of view of the interaction between landscape changes and water pollution process, with RS and GIS technology, applying the multidisciplinary theory of landscape ecology, watershed ecology, hydrology, geology, and environmental science, by means of redundancy analysis(RDA), detrended canonical correspondence analysis (DCCA) , ecological factor superposition method, watershed analysis, and CA-Markov model, to explore the driving mechanism of landscape changes and the multi-scale effect of landscape changes and water environment response in the Le'an river basin of Poyang Lake, to discriminate the key landscape types, pattern and metrics influenced water environment quality and temporal and spatial scales relevant to those indicator, to reveal the effect mechanism of landscape changes on water environment, to build the optimization model of sources-sink landscape pattern based on water environmental constraints for the typical basin of Poyang Lake and formulate landscape pattern optimization strategy. The research results will be helpful to provide important scientific basis for the landscape pattern planning, management and their sustainable development for the other basins of Poyang Lake, to provide the new ideas for solving the non-point source pollution problems of watershed scale.

本项目以污染严重的鄱阳湖典型流域-乐安江流域为研究对象，从流域景观格局演变与水污染过程相互作用的角度出发，利用RS、GIS 技术，运用景观生态学、流域生态学、水文学、地理学、环境科学等多学科理论，采用梯度分析(RDA)、去趋势典范对应分析(DCCA)、生态因子叠置法、流域分析方法和CA-Markov模型等方法，探索鄱阳湖典型流域景观格局演变的驱动机制及其与水环境响应的多尺度问题，辨析影响流域水环境变化的关键景观格局类型、景观指数及其相关的时空尺度，揭示景观格局演变对流域水环境变化的影响机制，意图构建基于水环境约束的鄱阳湖典型流域源汇景观格局优化模型，制定研究区景观格局优化策略，本项目研究成果将对鄱阳湖其它流域的景观格局规划与管理及可持续发展具有重要的意义，为解决流域尺度上非点源污染问题提供新的思路。

土地利用/覆被变化是人类活动与自然生态过程相互作用的最直观的表现形式，影响地球表层系统中各种景观格局，而景观格局变化亦是表征土地利用/覆被变化最突出的标志。作为一个完整的地理单元，流域土地利用景观格局的演变将直接影响流域的发展与水环境安全，是流域综合管制的关键。因此，本项目以鄱阳湖乐安江流域的典型区域为研究对象，从土地利用结构、景观格局变化与生态风险等角度开展了研究，同时也探索了社会经济影响对流域的影响和流域内硒的生态修复等研究，得出主要的重要成果有：（1）典型流域内耕地、林地、草地、水域、其他用地类型面积下降，建设用地面积上升，土地利用还处于发展时期，且土地利用结构朝无序方向发展，土地利用类型的均衡性虽增强，但单一类型的优势度降低，土地利用程度不高；（2）林地是典型流域城市景观类型的基础，对景观生态的主体格局发挥着控制和主导作用；典型流域城市土地利用景观类型之间存在较大差异，各组分的复杂性降低，大斑块增多，各景观之间的不均匀性增大，不稳定性增强；且典型流域城市的土地生态安全状况仍不乐观且逐步向恶化趋势转变。（3）典型流域城市内影响氨氮排放的主要因素为经济发展和产业结构的影响大于城市化；同时探索了流域内植物对富硒耕地中Se的响应及调控机制。项目成果的科学意义有：（1）为典型流域城市内土地资源的可持续利用、管理及其土地利用结构优化调整、产业结构转型升级和景观生态建设提供理论基础与技术支持；（2）对正在经历快速城市化的流域可持续发展和资源开发与流域生态保护之间的协调发展等各方面的研究具有重要的实际应用价值和现实意义。