本文關(guān)鍵詞：未來土地利用情景下的南京市生態(tài)系統(tǒng)水質(zhì)凈化功能模擬

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【摘要】：隨著社會經(jīng)濟以及城鎮(zhèn)化的逐步發(fā)展,水質(zhì)惡化現(xiàn)象越來越嚴重,成為目前亟待解決的問題之一。由于不同土地利用具有不同的污染物輸出系數(shù)和蒸散系數(shù),土地利用的變化會改變污染物隨地表徑流的流失量,從而造成大面積的非點源污染,不但對周邊生態(tài)環(huán)境造成破壞,同時也會威脅到人類的生命健康。因此,運用已有的土地利用模型以及生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能模型來理解、探索未來生態(tài)系統(tǒng)水質(zhì)凈化功能的改善方法是十分必要的。本研究通過InVest模型模擬得到2010年的水質(zhì)凈化功能,并對模型精度進行驗證。根據(jù)2000年的土地利用矢量圖,通過CLUE-S模型預(yù)測了2010年的土地利用數(shù)據(jù),根據(jù)2010年的實際土地利用數(shù)據(jù)對模擬結(jié)果進行驗證,并利用通過驗證后的驅(qū)動因子模擬2020年的土地利用數(shù)據(jù),通過結(jié)合南京市生態(tài)紅線和河岸防護帶得到南京市2020年自然增長情景、生態(tài)紅線保護情景和生態(tài)紅線+河岸防護帶情景這三種未來土地利用情景。本研究進一步運用InVest模型模擬三種情景下未來的水質(zhì)凈化功能。研究結(jié)果表明：(1) InVest模型對產(chǎn)水量和水質(zhì)凈化功能的模擬精度較高,符合本研究的要求。(2)在南京市內(nèi),森林的水質(zhì)凈化功能最高,其次為灌叢、濕地、草地、城鎮(zhèn),水質(zhì)凈化功能最低的為農(nóng)田。2010年南京市N、P輸出和保持總量分別為829.09t、189.53t、3533.14t和850.23t。(3) CLUE-S模型模擬精度達到0.75,該模型具有較高的可信度。在2020年土地利用自然增長情景下,城鎮(zhèn)面積比2010年增加了46.39%,農(nóng)田面積減少了28.15%,該情景下會引發(fā)一系列的糧食安全和環(huán)境問題；在生態(tài)紅線保護情景下,與自然增長情景相比,農(nóng)田面積增長了8.3%,城鎮(zhèn)面積減少了6.54%,該情景下生態(tài)環(huán)境以及生態(tài)、糧食安全將明顯優(yōu)于自然增長情景；在生態(tài)紅線+河岸防護帶情景下,與生態(tài)紅線保護情景相比,森林面積增加了16.08%,濕地、農(nóng)田、灌叢和城鎮(zhèn)面積分別減少了3.27%、2.04%、0.44%和0.17%,該情景生態(tài)環(huán)境總體優(yōu)于生態(tài)紅線保護情景。(4)自然增長情景下南京市的N、P輸出和保持量分別為818.94t、173.35t、2887.72t和640.46t。生態(tài)紅線保護情景下南京市的N、P輸出量比自然增長情景下減少了5.48t和1.27t,N、P保持量增加了134.92t和44.65t,其中,城鎮(zhèn)的N、P輸出和保持量分別減少了24.51t、3.69t、16.66t和0.5t,農(nóng)田的N、P輸出和保持量分別增加了19.81t、2.4t、132.33t和37.11t,水質(zhì)凈化功能明顯高于自然增長情景。生態(tài)紅線+河岸防護帶情景下南京市N、P輸出量比生態(tài)紅線保護情景減少了46.93t和4.81t,N、P保持量增加了34.6t和3.49t,其中,城鎮(zhèn)的N、P輸出和保持量分別減少了22.84t、1.1t、8.966t和1.35t,農(nóng)田的N、P輸出和保持量分別減少了24.62t、3.72t、43.69t和10.58t,森林的N、P輸出和保持量分別增加了4.76t、0.03t、111.72t和20.06t,水質(zhì)得到進一步提高。生態(tài)紅線+河岸防護帶情景的水質(zhì)凈化功能高于生態(tài)紅線保護情景,生態(tài)紅線保護情景的水質(zhì)凈化功能又高于自然增長情景,因此,為了更好地保護南京市的河流,控制南京市的水質(zhì)污染,提高南京市的用水安全,應(yīng)該在貫徹執(zhí)行生態(tài)紅線嚴格管控措施的同時在河岸周圍設(shè)置一定寬度的森林河岸防護帶。
【關(guān)鍵詞】：土地利用 水質(zhì) 自然增長 河岸防護帶
【學(xué)位授予單位】：南京信息工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：X52
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-9
• 第一章 前言9-24
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 研究目的與研究意義10-11
• 1.3 國內(nèi)外研究進展11-22
• 1.3.1 土地利用變化預(yù)測研究進展11-14
• 1.3.2 基于數(shù)理統(tǒng)計的土地利用變化對水質(zhì)凈化功能影響研究現(xiàn)狀14-17
• 1.3.2.1 國外研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀16-17
• 1.3.3 基于非點源污染模型的土地利用變化對水質(zhì)凈化功能影響研究現(xiàn)狀17-21
• 1.3.4 InVest模型水質(zhì)凈化功能研究現(xiàn)狀21-22
• 1.4 研究內(nèi)容與技術(shù)路線22-24
• 1.4.1 研究內(nèi)容22-23
• 1.4.2 技術(shù)路線23-24
• 第二章 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來源24-29
• 2.1 研究區(qū)概況24-27
• 2.1.1 自然條件概況24-26
• 2.1.1.1 地理位置24-25
• 2.1.1.2 地質(zhì)地貌特征25
• 2.1.1.3 氣候特征25-26
• 2.1.1.4 水文特征26
• 2.1.2 社會經(jīng)濟概況26-27
• 2.2 數(shù)據(jù)來源27-29
• 第三章 研究方法29-42
• 3.1 CLUE-S土地利用預(yù)測方法29-33
• 3.1.1 CLUE-S模型原理29-30
• 3.1.2 CLUE-S模型參數(shù)30-33
• 3.2 InVest水質(zhì)凈化功能評估方法33-40
• 3.2.1 InVest模型原理33-34
• 3.2.2 模型參數(shù)34-40
• 3.3 情景模擬40-42
• 第四章 水質(zhì)凈化功能模擬精度評價42-48
• 4.1 產(chǎn)水量42-43
• 4.1.1 InVest模型產(chǎn)水量模擬42-43
• 4.1.2 模型驗證43
• 4.2 水質(zhì)凈化功能模擬43-48
• 4.2.1 InVest模型模擬43-47
• 4.2.2 模型驗證47-48
• 第五章 未來不同情景下的土地利用模擬48-62
• 5.1 CLUE-S模型參數(shù)設(shè)置48-54
• 5.2 CLUE-S模型驗證54-55
• 5.3 未來土地利用情景模擬55-62
• 5.3.1 自然增長情景56-57
• 5.3.2 生態(tài)紅線保護情景57-58
• 5.3.3 生態(tài)紅線+河岸防護帶情景58-62
• 第六章 未來不同情景下的水質(zhì)凈化功能模擬62-71
• 6.1 未來不同情景下的產(chǎn)水量模擬62-65
• 6.2 未來不同情景下的水質(zhì)凈化功能模擬65-68
• 6.3 未來不同情景下的水質(zhì)凈化功能變化分析68-71
• 第七章 結(jié)論與展望71-73
• 7.1 結(jié)論71-72
• 7.2 創(chuàng)新點72
• 7.3 不足之處與展望72-73
• 參考文獻73-78
• 致謝78-79
• 作者簡介79

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