《河網地區不透水面的多尺度水環境回響與調控閾值研究》是依託上海大學，由趙軍擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：河網地區不透水面的多尺度水環境回響與調控閾值研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：趙軍
- 依託單位：上海大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
河網地區的資源環境系統受人類活動干預十分深刻，以不透水面為新的視角，探討河網地區城市化的水環境回響規律，對於提出區域資源環境管理新思路具有重要意義。本申請課題擬以長三角河網地區典型區域-上海地區為研究區域，在探討建立具有區域特色的河岸帶－排水片－水利片多尺度匯水單元體系基礎上，擬通過大量實地調查並基於ISAT模型，判別提取匯水單元的有效不透水面及其格局特徵，分析不透水面與當前重點關注的水環境指標之間的非線性關係，判斷影響水環境的不透水面的數量閾值及尺度效應。進一步採用直接梯度分析等技術方法，定量解析不透水面的景觀格局與水環境之間的壓力回響規律。嘗試構建基於生態排水理念的不透水面全過程調控機制，從巨觀層面上為平原河網地區的生態城市規劃及河流管理提供新指標和新依據。
結題摘要
河網城市不透水面快速擴展，已成為影響河流生態系統健康的主要因素，理解掌握區域不透水面與河流生態系統之間的壓力回響關係十分必要。以國外研究為重點，從不透水面的識別技術方法、流域不透水面與河流生態系統狀況之間的壓力回響關係、不透水面在流域土地利用規劃調控和河流管理套用等三個方面，回顧了不透水面研究的主要進展，特別對不透水面影響河流生態系統的閾值效應進行了較細緻梳理。從研究區域、研究視角、研究方法、決策套用等四個方面，討論了當前研究可能存在的問題。 以上海地區為例構建河網城市的研究方案，以水環境斷面緩衝區為多尺度水文單元，對區域水環境質量與總不透水面（TIA）之間的回響關係進行研究。結果表明：區域總不透水面比率（PTIA）與主要水質指標之間呈現出非線性相關關係，存在閾值效應（PTIA=60%）。當PTIA<60%，水環境質量與PTIA未有明顯關聯關係；當PTIA>60%，水環境質量隨PTIA增加呈顯著指數上升趨勢；區域總不透水面比率與水中的溶解氧（DO）之間表現為簡單的線性回響關係，隨PTIA 增加而單調遞減；TIA與區域水環境質量間閾值效應沒有呈現明顯的尺度效應，從河岸帶尺度到最大緩衝區尺度內，不同匯水單元尺度下的閾值效應十分接近。 採用GIS劃分水質斷面的不同半徑緩衝區作為平原河網地區水質回響單元（集水區），探討了區域景觀格局對地表水水質空間分異規律的控制作用，初步研究顯示，①景觀格局變數與水質參數的RDA分析結果表明，景觀格局是控制平原河網地區水質空間分異規律的主導因素，各個半徑緩衝區空間單元景觀格局變數對水質空間分異現象的解釋比例均大於50％。土地利用強度差異、水文聯繫、點源污染等非景觀格局因素對研究區域水質空間分異亦有貢獻。②影響水質空間分異的景觀格局變數隨研究空間尺度增加而趨向多元化，在較小尺度上唯有少數景觀格局數量指標對水質分異具有顯著解釋能力，而較大尺度上景觀格局的數量指標、結構指標以及區域水文特徵都有顯著影響。③景觀格局的環境回響規律具有明顯的尺度依賴性，景觀格局變數對水質分異規律的解釋能力隨研究尺度增大而增加，但這種解釋能力的增加率隨尺度增加趨於平緩，景觀格局對水環境控制作用在空間尺度上表現為非線性關係。
