Effects of land use on water quality of two high-altitude lakes and catchments in Yunnan Province,China

SUMMARY

Reclaiming farmland from lakes in China in the 1950s damaged the water quality of many lakes. Tremendous efforts have been made since the late 1990s to restore vegetation around the damaged lakes. This paper examines water quality of Fuxian and Qilu Lakes and land-use characteristics within the two catchments in the high-altitude area of Yunnan Province, China. Landsat TM data acquired in 1989, 1994, 1999 and 2005 were used to extract land use and land cover (LULC) information. Measurements of five water quality indices (WQIs), BOD, COD, pH, TN and TP, for the same period of time were examined. The results showed that the area of residential and forest/shrub increased, whereas that of cropland and barren land decreased from 1989 to 2005 in both catchments. Qilu Lake was much more polluted than Fuxian Lake, and pollution worsened over time for both lakes. The differences in water quality between the two lakes were caused by differences in LULC composition and continued degradation in water quality was caused by intensive farming and urban sprawl. Unless the landscape is converted back to its pre-1950 composition and structure, water quality in both lakes cannot be significantly improved and will continue to threaten sustainable development in the region.     

Evaluation of the sustainable land use status of the North China Plain

The North China Plain is one of the most important production areas for wheat and maize in China, and also has the densest agricultural population in China. How to use and develop the limited land resources reasonably, and improve and protect them, have become issues of major concern. This paper is based on sustainability theory, reviewing the fundamental principles of sustainability, and developing an index system with which to evaluate the sustainability status of land use. We also use this method to evaluate the land-use status of the North China Plain and to analyze current factors affecting sustainable land use in this area. In addition, we propose a specific method for evaluating sustainable land use.     

城市湖泊流域面源污染的源-汇效应研究--以武汉市东湖为例

随着城市点源污染控制不断完善,城市面源污染已成为危害中国城市水体的重要污染源.由城市土地利用变化引起的地表径流污染是导致湖泊水质恶化和富营养化的主要因素,加强面源污染的源-汇效应研究是控制、管理流域污染的重要途径之一.研究选取中国最大的城市湖泊武汉市东湖为研究对象,运用遥感和GIS技术,进行流域划分和地类解译,建立土地利用基础数据库,后对水质统计数据进行定量化处理,通过建立了地类——湖泊水质关系模型,科学地分析了用地与水质的关系,并对城市湖泊水质的季节动态、影响因素进行了初步探索.研究结果表明土地利用和气候变化对流域内湖泊水质的影响显著.其中,农田和建设用地是城市湖泊面源污染的主要来源,绿地和坑塘水面能够有效的截流、吸收污染物,起到保护湖泊水质的作用;受降水、温度等气候因子的影响,湖泊水质状态呈现季节性波动.研究选取东湖为研究对象,研究面源污染的源-汇效应,具有代表性,对于更好保护城市湖泊,合理利用湖泊资源提供了理论依据.     

典型岩溶区不同土地利用方式下雨季、旱季岩溶作用研究

2006年4月-2007年4月,通过野外溶蚀标准试片法,测试得出重庆金佛山岩溶区山腰碧潭泉和山顶水房泉两泉域5种典型土地利用方式下的6个测试点雨季和旱季溶蚀量.测试结果表明:雨季溶蚀量明显高于旱季,位于生态保护良好的山顶原始生态区测试点溶蚀率高于保护区、非保护区交界地带且受人类活动影响较大的山腰测试点;同一时段内不同土地利用方式下的测试点溶蚀速率也存在较大差异;6个测试点的年均溶蚀量由大到小依次为:水房泉竹林地>水房泉林地>水房泉草地>碧潭泉林地>碧潭泉灌草丛>碧潭泉耕地.从测试点的土壤基本理化性质分析得出,在研究区域内局地气候(降雨量、温度)影响的基础上,除了土壤CO_2浓度,土壤有机质也是控制两泉域岩溶速率的主要因素之一.     

基于土壤酶总体活性评价铅锌尾矿砂坍塌区土壤重金属污染

为探讨利用土壤酶总体活性表征铅锌尾矿砂造成的土壤重金属污染程度,本文对阳朔思的村水稻田、柑橘园和玉米地土壤中铅、锌、铜、镉的有效态质量分数以及参与土壤碳、氮、磷循环的纤维素酶、蔗糖酶、脲酶、蛋白酶和酸性磷酸酶活性进行了测定。结果表明：供试土壤中镉、铅、锌的有效态质量分数（分别为2.39-4.42、173.71-221.66、140.11-244.10 mg＆#183; kg-1）均高于其全量在GB15618-1995《土壤环境质量标准》中的Ⅱ级标准,分别是Ⅱ级标准值的9.56-14.73、2.18-2.77、0.77-1.22倍,并且土壤中有效态镉带来的潜在生态风险最高。为进一步评价铅锌尾矿砂给不同土地利用类型土壤带来的生态环境风险,在对土壤重金属有效态质量分数进行归一化处理后,发现土壤重金属污染程度从高到低依次为水稻田、柑橘园、玉米地。由于土壤中的重金属复合污染物铅、锌、铜、镉对土壤酶活性的影响既有抑制作用,又有激活作用,因此不同土地利用类型下的单一土壤酶活性状态与土壤所遭受的重金属污染程度呈现出不一致的变化规律。而以土壤总体酶活性指数对各样本进行分类,发现水稻田、柑橘园、玉米地的土壤总体酶活性指数分别为4.345、5.153、5.502,其结果与以重金属有效态归一化处理之后获得的综合污染指数划分结果呈反比,从而说明利用土壤总体酶活性指数来表征不同土地利用类型下的土壤重金属综合污染状况是切实有效的。     

京杭大运河无锡段水质和土地利用的响应关系

以京杭大运河无锡段2003年7月和12月两景SPOT-5正射影像为数据源,结合断面水质数据,利用基于最小二乘法的多元回归方法,建立了枯水期和丰水期水质参数与土地利用的响应模型。结果表明:以监测断面为中心的缓冲区距离的空间变化与水质监测指标之间有很明显的响应关系,建立的模型显示,丰水期DO、CODMn、BOD5、TN和TP的最大响应宽度分别为100、100、300、200和100 m,枯水期的最大响应宽度则为500、200、300、400和200 m。运河的水质污染主要受离河岸较近的土地利用结构的影响,耕地上产生的农业污水、商业和工业中的废水以及大面积裸地上居民生活垃圾和建筑垃圾产生的污水是导致京杭大运河无锡段水质恶化的重要原因。     

南京城市下垫面变化对夏季臭氧浓度的影响研究

利用南京基准地面气象站1951~2010年的气象数据分析南京气象要素的长期变化,利用2007年南京草场门大气污染物监测数据探讨O3同气象要素之间关系并分析气象要素改变对污染的可能影响,结合WRF-CALGRID模式基于2008年7月的情景模拟研究1990年代以后南京城市下垫面变化对气象要素变化的贡献,并分析其对O3浓度的影响.结果显示,南京气温呈现增长趋势,平均风速、大气湿度、日照时数呈现降低趋势.气温与O3浓度呈一定的正相关关系、较小的风速和相对湿度有利于O3的生成.城市下垫面的增加使得南京城区气温增高超过1℃、风速减小0.4m/s、湿度下降0.5g/kg、混合层高度增加100m.气象要素的改变使地面NOx浓度减小,最大减小量超过6×10-9.对O3浓度的影响有增有减,南京市北部、西部增加,增加量超过2×10-9,主要受温度增加、风速减小以及NO的垂直输送影响;主城区的南部、东部O3浓度减小,减少量1×10-9~3×10-9,主要受混合层高度增加的影响.     

利用TM图像逐级分类提取非点源信息

探讨了运用逐级分类从TM图像中提取与非点源污染有关的土地利用信息的方法.研究表明,逐级分类与一般的最大似然度分类相比效果更佳,具有简化复杂问题、突出研究重点和方法灵活等优点,能够快速有效地提取所需要的信息.     

A grey multi-objective programming approach for sustainable land-use in the Miyun Reservoir basin, China

Miyun Reservoir is the most important water source to Beijing City. Land-use of the basin plays a great role in the protection of water resources. Hence a sustainable land-use planning is required to optimize land-use structure and protect water resources in the basin. Based on the complete land-use system analysis in Miyun, a grey multi-objective programming to basin land-use(GMOPBLU)model was developed and applied to land-use planning. Two alternatives were produced and analyzed by means of interactive adjustment and scenano analysis. The results showed the GMOPBLU model is a valuable approach for basin land-use planning.