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点源污染和非点源污染一直是水环境质量的两大问题。在发达国家,随着工业和生活污染源等点源污染的有效控制,非点源污染已经成为水体污染的主要因素,在我国,非点源污染问题也日益严重,非点源污染已经成为水质恶化的主要原因之一,非点源污染的危害关系到水资源的开发、保护和利用,关系到江河、湖泊的利用和整治,涉及整个区域生态环境、经济的可持续发展和社会稳定。因此,非点源污染的研究,对于深刻认识非点源污染对人类社会和资源环境的危害,加强流域综合管理,实现区域社会及生态环境的可持续发展具有重要理论意义。 随着东江流域经济的持续高速发展,排入河流的污染物在持续增加。目前水质良好的上、中游区域水环境面临巨大的污染压力,而经济已经发达的流域下游深圳、东莞、广州及香港城市群水质污染严重。因此,研究东江下游流域非点源污染情况,并分析各类因素对其非点源污染的影响,不仅对于改善东江下游流域的非点源污染状况有着重要意义,而且对于制定防治东江上、中游流域非点源污染的对策提供了重要的前提和依据,是实现整个东江流域综合管理、社会及生态环境可持续发展的有效手段。 AnnAGNPS模型与GIS结合,可以分析流域内径流、泥沙以及污染物的时空分布,能针对非点源污染在流域内随地形因子和土地状况以及时间和空间的变化而变化,能准确、及时地解决传统非点源污染模型所不能解决的时空分布和时空变化的问题,所以,AnnAGNPS模型具有复杂性、随即性和动态性等特点。国内外当前基于AnnAGNPS模型的非点源污染研究主要是针对AnnAGNPS模型对流域内径流、泥沙、污染物负荷的模拟演算,以及检验AnnAGNPS模型在该流域内的适用性,而对于土地利用变化对流域内非点源污染的影响研究十分有限,国内只有邬伦(1996)和李佩武(1998)研究了土地利用对氮、磷流失的影响,而且集中在西湖流域。 本研究选择东江下游流域为研究区域,在地理信息系统ArcGIS9.2,ArcViewGIS3.3和遥感应用软件ENVI4.3的支持下,利用农业非点源污染模型AnnAGNPS对东江下游流域进行非点源污染模拟演算及评价,综合分析2001-2008年间土地利用变化对东江下游流域非点源污染的影响,为东江下游流域的水土保持环境建设、泥沙调控及生态系统管理提供科学依据,对实现东江下游流域区域社会及生态环境的可持续发展具有重要的理论和现实意义。 本研究的主要结论有以下几点: (1)径流量的大小主要受当年降雨侵蚀力大小的影响,与当年的气象条件密切相关,而与土地利用类型的变化关系不大。 (2)城市用地对土壤侵蚀、沉积负荷以及有机碳的污染的影响远远大于未利用土地。城市用地对氮、磷的污染的影响同样远远大于未利用土地,但是城市用地对磷的污染的影响,小于对土壤侵蚀、沉积负荷以及有机碳的污染的影响,但大于对氮污染的影响。在城市化进程中,大量的未利用土地转化为城市用地,大大加重了非点源污染。究其原因,城市用地相对未利用土地来说,土层变薄,浅土层透水性大大降低,且城市用地大多被水泥覆盖,楼房、公路较多,易形成径流,极易侵蚀。因此,加大城市绿化覆盖率,合理利用分配城市用地资源,对于减轻非点源污染极其重要。 (3)农田对土壤侵蚀、沉积负荷以及有机碳的污染的影响远远大于未利用土地,但是小于城市用地对这三类污染的影响。农田对氮、磷的影响,与未利用土地对氮、磷的影响相当,都小于城市用地对氮、磷的影响。在城市化进程中,大量的未利用土地转化为农田,加重了非点源污染,但是未利用土地转化为农田对非点源污染的影响小于未利用土地转化为城市用地对非点源污染的影响。究其原因,农田因为受人类的农务活动影响,如耕作、施肥、收获等等,表层土壤属性变化较大,并且有时耕地地表裸露甚至不如某些低覆盖度的未利用土地,易侵蚀,加之肥料的使用,都会加重非点源污染。因此,适时适度地合理安排农务活动、施用肥料,对减轻非点源污染有重要意义。 (4)果园对非点源污染的影响远远大于未利用土地,甚至大于城市用地和农田。在城市化进程中,大量的未利用土地转化为果园,极大地加重了非点源污染,未利用土地转化为果园对非点源污染的影响大于未利用土地转化为城市用地以及农田对非点源污染的影响。 果园对非点源污染的影响远远大于农田。农田转化为果园,极大地加重了非点源污染,农田转化为果园对非点源污染的影响大于未利用土地转化为城市用地以及农田对非点源污染的影响,与未利用土地转化为果园对非点源污染的影响相当。在2001年-2004年间,研究区域内曾有大部果园转化为农田,而在2004年-2008年又有相当部分农田转化为果园,应该是当地经济政策导向,使得农民种植经济作物和农作物之间发生了较大转化。 果园多分布在坡度较大的陡坡耕地,这种耕地坡陡土薄,极易侵蚀,且珠三角地区的粜园多为农民主要收入来源,农务活动频繁,这些都是加重非点源污染的重要原因。政府的政策导向,对于农民的耕地资源配置使用,起着重要的指引作用,同样深刻地影响着当地的非点源污染状况。因此,政府在进行决策、制定政策时,因地制宜,正确合理地导向指引,不仅可以保持经济的可持续发展,也可保持环境的可持续发展,二者可以很好的兼顾。