劉 然，徐國(guó)策*，李占斌，王 斌，徐懷宇

(1. 西安理工大學(xué) 西北旱區(qū)生態(tài)水利國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 西安 710048; 2. 西安理工大學(xué) 水利水電學(xué)院，陜西 西安 710048; 3. 中國(guó)電建集團(tuán)西北勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，陜西 西安 710065)

0 引 言

土地利用類型和結(jié)構(gòu)變化是人類活動(dòng)對(duì)生態(tài)環(huán)境影響的直觀反映，其對(duì)流域非點(diǎn)源污染的影響是導(dǎo)致水環(huán)境惡化的重要因素之一。土地利用方式主要通過(guò)影響污染物的排放和傳輸過(guò)程，進(jìn)而影響河流水質(zhì)。研究表明：農(nóng)藥化肥的大量使用、水土流失、城鎮(zhèn)建設(shè)等都在無(wú)形之中造成了非點(diǎn)源污染，非點(diǎn)源污染與水土流失相互交錯(cuò)疊加，對(duì)流域水體質(zhì)量和水環(huán)境會(huì)造成不同程度的破壞。土地利用方式的不合理性成為了河流、湖泊水質(zhì)惡化的關(guān)鍵因素，同時(shí)，土地利用方式的多尺度性和分布格局差異也導(dǎo)致了土地利用方式對(duì)河流水質(zhì)影響研究的不同結(jié)果。馮娜娜等研究發(fā)現(xiàn)遼河保護(hù)區(qū)河流水體氨氮(NH-N)濃度、總磷(TP)、總氮(TN)和化學(xué)需氧量(COD)與林地和草地面積占比成負(fù)相關(guān)關(guān)系，與農(nóng)業(yè)用地和建設(shè)用地面積占比成正相關(guān)關(guān)系；溶解氧(DO)濃度與林地和草地面積占比成正相關(guān)關(guān)系，與農(nóng)業(yè)用地和建設(shè)用地面積占比成負(fù)相關(guān)關(guān)系。唐廉等探討得出了林地、草地能夠緩解水質(zhì)惡化，相當(dāng)于“匯”，耕地、建設(shè)用地、水體會(huì)導(dǎo)致水質(zhì)惡化，相當(dāng)于“源”；其中建設(shè)用地是對(duì)水質(zhì)惡化影響最大的因素，其次是耕地。郭羽羽等以黃河流域?yàn)檠芯繉?duì)象，探討多時(shí)空尺度土地利用與水質(zhì)的關(guān)系，結(jié)果表明土地利用在1 000 m河段緩沖區(qū)尺度下對(duì)水質(zhì)影響最顯著，且耕地和林地、未利用地對(duì)水質(zhì)影響最為顯著。因此，可以通過(guò)改變土地利用結(jié)構(gòu)來(lái)控制流域的非點(diǎn)源污染，進(jìn)而改善流域水質(zhì)狀況。

目前研究較多的是直接分析耕地、居民用地等土地利用方式與河流水質(zhì)的相關(guān)性，不同范圍、不同尺度下的土地利用方式對(duì)河流水質(zhì)的影響研究相對(duì)較少，黃河中游水土流失嚴(yán)重地區(qū)土地利用與水質(zhì)關(guān)系的研究鮮見(jiàn)報(bào)道?！?019年陜西省生態(tài)環(huán)境狀況公報(bào)》報(bào)道黃河流域中下游(陜西段)水質(zhì)總體輕度污染。大理河作為黃河的重要二級(jí)支流，水土流失嚴(yán)重。該流域處在黃土丘陵溝壑的地理格局下，山高坡陡，土層極薄，耕作粗放；近年來(lái)，由于水土流失導(dǎo)致土壤肥力不斷降低，迫使農(nóng)民不斷增加農(nóng)藥、化肥使用量，造成惡性循環(huán)，致使大量坡耕地成為水土流失和非點(diǎn)源污染的主要源地；廣大農(nóng)村人口聚居區(qū)生活污水及垃圾防治欠缺，將未經(jīng)妥善處理的污水隨意排放進(jìn)入河流，導(dǎo)致水體質(zhì)量下降；耕地資源和水資源有限的生態(tài)條件不可忽視。因此，明確大理河流域土地利用結(jié)構(gòu)對(duì)水質(zhì)的影響具有重要意義。

基于此，本文以黃土丘陵溝壑區(qū)大理河流域?yàn)檠芯繉?duì)象，分析大理河流域水質(zhì)的空間特征以及土地利用結(jié)構(gòu)對(duì)水質(zhì)的影響，以期為有效保護(hù)流域水質(zhì)與生態(tài)管理提供科學(xué)的參考依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

大理河是黃河支流無(wú)定河最大的一級(jí)支流，發(fā)源于陜西省靖邊縣南部的白于山東側(cè)，經(jīng)度范圍為109°14′E～110°13′E，緯度范圍為37°30′N～37°56′N。其流域面積為3 906 km，干流全長(zhǎng)為170 km，主要支流有小理河、岔巴溝等，地形支離破碎，水土流失嚴(yán)重。流域主要土壤類型為黃綿土和新積土，特殊的土壤類型使得降雨更容易將耕地中的農(nóng)藥、化肥等污染殘留沖刷進(jìn)河道。流域主要有黃土梁鹼河源丘陵溝壑區(qū)和黃土梁峁丘陵溝壑區(qū)兩種不同的地貌類型區(qū)。梁峁坡地墾殖指數(shù)不高，荒地較多，林草稀少，覆蓋度低，大約在20%以下，主要為耐寒抗旱和耐鹽堿的零星雜草、灌叢、乳酸刺、沙柳、檸條、狼牙刺等灌木，和羽茅、馬牙草及蒿類等。丘陵區(qū)為干旱草原和落葉闊葉林的過(guò)渡帶，人為破壞嚴(yán)重，林草稀少，植被種類為檸條、狼牙刺、山楊、刺槐，和羽茅、馬牙草、蒿類等。大理河流域?qū)儆诘湫痛箨懶约撅L(fēng)氣候，年平均氣溫為7.8 ℃～9.6 ℃，最高為38.0 ℃，最低為-32 ℃；多年平均降水量為400～500 mm，主要降水集中在6月至9月，其他月份降水量較少。由于政府的支持政策和低廉的勞動(dòng)力，大理河沿河分布的工廠、企業(yè)(例如煤礦、粉條廠等)近年來(lái)有所增加，所以耕地、建設(shè)用地等成為了重點(diǎn)污染來(lái)源。

2 樣品采集與分析方法

依據(jù)《水質(zhì)采樣技術(shù)指導(dǎo)》(HJ 494—2009)，綜合考慮陜西大理河河長(zhǎng)和地形地貌實(shí)際情況，于2020年10月在大理河干、支流布設(shè)21個(gè)采樣斷面，采樣點(diǎn)分布如圖1所示。1～14號(hào)點(diǎn)為干流采樣點(diǎn)，15～21號(hào)點(diǎn)為支流采樣點(diǎn)。每個(gè)采樣點(diǎn)采集3個(gè)表層水體樣本(0.5 m深度處)。溶解氧濃度使用HACH便攜式水質(zhì)多參數(shù)分析儀(儀器型號(hào)為HQ30d，美國(guó))現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定。采集水樣之前，將500 mL聚乙烯塑料瓶用采樣點(diǎn)的水樣潤(rùn)洗2、3次后，再放入水樣，另用封口膜封口，低溫保存并盡快帶回實(shí)驗(yàn)室。水樣經(jīng)過(guò)濾，使用全自動(dòng)間斷化學(xué)分析儀(ADA，儀器型號(hào)為CleverChem200，德國(guó))測(cè)定氨氮濃度，溶解態(tài)的總氮和總磷使用過(guò)硫酸鉀前期處理后測(cè)得。

圖1 大理河流域采樣點(diǎn)分布Fig.1 Distribution of Sample Sites in Dali River Basin

大理河流域土地利用數(shù)據(jù)來(lái)源于清華大學(xué)2017年全球10 m分辨率地表覆蓋數(shù)據(jù)(http:∥data.ess.tsinghua.edu.cn/)。元數(shù)據(jù)中共有耕地、林地、草地、灌木、濕地、水域、苔原、不透水路面、裸地以及冰原等10種分類。參照《生態(tài)環(huán)境狀況評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范》(HJ 192—2015)，結(jié)合研究區(qū)的實(shí)際情況，將土地利用類別重新整合，共劃分為耕地、林地、草地、建設(shè)用地、水域和未利用地6種類型(圖2)。

圖2 大理河流域土地利用類型Fig.2 Land Use Types in Dali River Basin

土地利用類型對(duì)水質(zhì)的影響有一定范圍約束，需要選擇一個(gè)最敏感、最有效的范圍來(lái)進(jìn)行研究。超過(guò)一定范圍后，土地利用與水質(zhì)之間的關(guān)系會(huì)出現(xiàn)假相關(guān)關(guān)系。根據(jù)地形等因素，并考慮流域?qū)嶋H面積，將采樣點(diǎn)控制的區(qū)域劃分為點(diǎn)緩沖區(qū)和河網(wǎng)緩沖區(qū)。以采樣點(diǎn)為出水口提取子流域，以采樣點(diǎn)為圓心，分別設(shè)置半徑為100 m與200 m的點(diǎn)緩沖區(qū)；沿監(jiān)測(cè)點(diǎn)上溯，以子流域?yàn)檫吔缃厝『恿飨蜃?、右兩岸延?00 m與200 m生成對(duì)應(yīng)河網(wǎng)緩沖區(qū)。

3 研究方法

1974年，美國(guó)敘拉古大學(xué)教授Nemerow在其著作《Scientific Stream Pollution Analysis》中提出：內(nèi)梅羅污染指數(shù)法不僅能將污染最為嚴(yán)重的污染因子突出，也可以將其他水質(zhì)較好的參評(píng)因子一定程度上兼顧，還能避免在計(jì)算過(guò)程中人為地賦予各因子權(quán)重的主觀影響。其計(jì)算公式為

(1)

(2)

(3)

表1 內(nèi)梅羅污染指數(shù)等級(jí)Table 1 Degree of Nemerow Pollution Index

因?yàn)槿芙庋鯘舛扰c其他指標(biāo)不同，溶解氧濃度越高，水質(zhì)情況越好，所以其污染指數(shù)計(jì)算公式為

(4)

土地利用類型與流域水質(zhì)通常成顯著相關(guān)關(guān)系。本研究將土地利用面積占比與水質(zhì)參數(shù)進(jìn)行Spearman相關(guān)分析來(lái)研究不同空間尺度土地利用與水質(zhì)的定量關(guān)系，這樣不僅有利于優(yōu)化土地利用結(jié)構(gòu)，還可以有效進(jìn)行水質(zhì)管理。逐步多元回歸分析能夠?qū)⒒貧w方程中不重要的自變量剔除，保留對(duì)因變量影響顯著的關(guān)鍵變量，從而建立最優(yōu)模型。采用逐步多元回歸分析對(duì)大理河流域土地利用類型和水質(zhì)參數(shù)進(jìn)行探討，并用指數(shù)模型來(lái)表征它們之間的關(guān)系。其表達(dá)式為

NPS=·exp(++++)

式中：NPS為流域中測(cè)定的水質(zhì)指標(biāo)；為常數(shù)；～分別為5種土地利用類型(耕地、林地、草地、建設(shè)用地、未利用地)面積占比與水質(zhì)指標(biāo)之間的相關(guān)系數(shù)；～分別代表5種土地利用類型(耕地、林地、草地、建設(shè)用地、未利用地)。

當(dāng)為正值時(shí)，表明第種土地利用類型對(duì)這種污染物起“源”的作用；當(dāng)為負(fù)值時(shí)，表明第種土地利用類型對(duì)該污染物起“匯”的作用。將水質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行l(wèi)n轉(zhuǎn)化，運(yùn)用SPSS軟件進(jìn)行逐步多元回歸分析，計(jì)算土地利用結(jié)構(gòu)對(duì)水質(zhì)指標(biāo)的影響。

4 結(jié)果分析與討論

4.1 不同尺度下緩沖區(qū)土地利用結(jié)構(gòu)

大理河流域點(diǎn)緩沖區(qū)和河網(wǎng)緩沖區(qū)土地利用結(jié)構(gòu)如圖3所示。在點(diǎn)緩沖區(qū)和河網(wǎng)緩沖區(qū)，100 m及200 m范圍均以未利用地和耕地為主，占各范圍土地利用總面積的60.0%以上。林地占比最少，在100 m及200 m范圍均不足3.0%。

圖3 不同尺度緩沖區(qū)土地利用類型占比Fig.3 Proportions of Land Use Types in the Buffer Zone at Different Scales

在點(diǎn)緩沖區(qū)，100 m范圍內(nèi)耕地平均占比為44.2%，林地平均占比為1.8%；200 m范圍內(nèi)耕地平均占比為44.4%，林地平均占比為2.0%。在河網(wǎng)緩沖區(qū)，100 m范圍內(nèi)耕地平均占比為36.2%，林地平均占比為2.3%；200 m范圍內(nèi)耕地平均占比為34.2%，林地平均占比為2.6%。耕地面積占比大，一方面會(huì)增加水土流失的壓力，另一方面會(huì)增加污染來(lái)源，應(yīng)適當(dāng)加強(qiáng)監(jiān)測(cè)與分析，特別是對(duì)周圍環(huán)境可能產(chǎn)生的影響。兩個(gè)緩沖區(qū)內(nèi)6種土地利用類型占比從大到小都依次為耕地、未利用地、建設(shè)用地、草地、水域、林地。這與流域山地較多，不宜遠(yuǎn)距離開墾的情況相符。有較強(qiáng)人類活動(dòng)的土地利用類型(如耕地與建設(shè)用地等)都分布在河道附近。

林地占比在點(diǎn)緩沖區(qū)和河網(wǎng)緩沖區(qū)200 m范圍較100 m范圍有所增長(zhǎng)。隨著林地占比增加，未利用地在點(diǎn)緩沖區(qū)200 m范圍占比較100 m范圍有所減少，耕地在河網(wǎng)緩沖區(qū)200 m范圍占比較100 m范圍有所減少。支流的未利用地占比相對(duì)干流較多，因此，其受人類活動(dòng)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響也相對(duì)較小。

4.2 流域干、支流水質(zhì)空間變化

大理河流域干、支流總氮、總磷、氨氮濃度、溶解氧濃度的空間變化如圖4所示。

圖4 總氮、總磷、氨氮濃度、溶解氧濃度分布Fig.4 Distributions of TN, TP, NH3-N Concentration and DO Concentration

在流域干流，總氮平均值為3.110 mg·L。根據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838—2002)，除5號(hào)采樣點(diǎn)(總氮為1.094 mg·L)外，其余采樣點(diǎn)總氮均超出Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn)(≥2.000 mg·L)。其中，7號(hào)采樣點(diǎn)總氮最高，為3.910 mg·L；結(jié)合實(shí)地調(diào)查，7號(hào)采樣點(diǎn)處于一座工廠下游，工廠排放的污水匯入河道；此外，7號(hào)采樣點(diǎn)周圍是大面積玉米地，農(nóng)耕施肥時(shí)期殘留的氮肥在雨水的侵蝕沖刷下向河流遷移富集。總磷平均值為0.051 mg·L，干流采樣點(diǎn)均未超出Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)(≤0.100 mg·L)，其中，3號(hào)采樣點(diǎn)總磷最高，為0.085 mg·L。氨氮濃度平均值為0.148 mg·L，均未超過(guò)Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)(≤1.000 mg·L)；其中，3號(hào)采樣點(diǎn)氨氮濃度最高，為0.551 mg·L，超過(guò)Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)(≥0.500 mg·L)?？偭着c氨氮濃度在3號(hào)采樣點(diǎn)較高，這是因?yàn)椴蓸狱c(diǎn)附近分布著較為密集的居民區(qū)，居民生產(chǎn)生活污水排放頻繁。5號(hào)采樣點(diǎn)建設(shè)用地占比較多，但實(shí)際卻是開闊公路等不透水路面，樣點(diǎn)周邊沒(méi)有城鎮(zhèn)村落，人為活動(dòng)稀少，且此處水面更加寬闊，水環(huán)境容量變大，因此，污染物濃度相對(duì)較低。溶解氧濃度平均值為10.335 mg·L，均符合Ⅰ類標(biāo)準(zhǔn)(≥7.500 mg·L)。

在流域支流，總氮平均值為1.595 mg·L。除20號(hào)采樣點(diǎn)(總氮為0.896 mg·L)外，總氮全都超出Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)(≥1.000 mg·L)，15號(hào)采樣點(diǎn)(總氮為3.752 mg·L)超出Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn)?？偭灼骄禐?.046 mg·L，7個(gè)采樣點(diǎn)均滿足Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)。氨氮濃度平均值為0.176 mg·L，均符合Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)。溶解氧濃度平均值為11.514 mg·L，均符合Ⅰ類標(biāo)準(zhǔn)。

支流總氮平均值(1.595 mg·L)低于干流總氮平均值(3.110 mg·L)。支流總磷、氨氮濃度與溶解氧濃度的平均值與干流無(wú)明顯差異。因此，大理河流域在枯水期有必要加強(qiáng)對(duì)氮污染的控制，尤其是對(duì)工廠污水排放的管控，需實(shí)施入河排污口排查整治等措施，開展專項(xiàng)檢查，提升污水處理能力。

4.3 流域污染指數(shù)特征

大理河流域內(nèi)梅羅污染指數(shù)分布如圖5所示。流域內(nèi)梅羅污染指數(shù)整體呈現(xiàn)出干流高、支流低的特點(diǎn)。流域內(nèi)梅羅污染指數(shù)平均值為1.9，變化范圍為0.7～2.9。其中，干流內(nèi)梅羅污染指數(shù)平均值為2.3，支流平均值為1.2。根據(jù)表1可知，干流為中度污染，支流為輕度污染。流域水體清潔的采樣點(diǎn)占采樣點(diǎn)總數(shù)的23.8%。干流采樣點(diǎn)中，5號(hào)采樣點(diǎn)內(nèi)梅羅污染指數(shù)為0.8，水體清潔，其他采樣點(diǎn)均為中度污染。支流采樣點(diǎn)中，16、17號(hào)采樣點(diǎn)內(nèi)梅羅污染指數(shù)分別為1.4和1.0，屬于輕度污染，其他采樣點(diǎn)水體清潔。16、17號(hào)采樣點(diǎn)位于大理河下游支流，地勢(shì)較其他支流平坦，人類活動(dòng)較多，水質(zhì)在所有支流里相對(duì)較差。結(jié)合流域總氮與溶解氧濃度分布[圖4(a)、(d)]，5號(hào)采樣點(diǎn)及支流采樣點(diǎn)總氮均較低，溶解氧濃度較高。內(nèi)梅羅污染指數(shù)的分布與總氮分布趨勢(shì)極為相似，與溶解氧濃度分布趨勢(shì)基本相反。這說(shuō)明總氮是大理河流域水質(zhì)的重要影響因素；而溶解氧濃度越高，水質(zhì)越好。

圖5 內(nèi)梅羅污染指數(shù)分布Fig.5 Distribution of Nemerow Pollution Index

枯水季節(jié)，降雨補(bǔ)給少，水流流速慢，對(duì)水中污染物的稀釋凈化能力差，故大理河流域部分采樣點(diǎn)污染物濃度積累較高。由于地形等因素，大理河流域企業(yè)工廠大多分布在干流上，干流的人類活動(dòng)強(qiáng)度較支流更為劇烈。大多居民沿河道而居，生活污水和人類排泄物等隨意流淌入河，城市化水平低，污水收集和處理能力十分有限，污染物排放多，部分采樣點(diǎn)污染防治較為急迫，水質(zhì)問(wèn)題亟待解決。

4.4 流域土地利用類型與水質(zhì)的相關(guān)關(guān)系

流域土地利用類型與水質(zhì)顯著相關(guān)，二者之間的關(guān)系越來(lái)越受到重視。點(diǎn)緩沖區(qū)土地利用類型與水質(zhì)參數(shù)的Spearman相關(guān)分析如表2所示。由表2可知：在100 m范圍和200 m范圍，總氮與建設(shè)用地成顯著正相關(guān)關(guān)系，且在200 m范圍比100 m范圍相關(guān)性更高；氨氮濃度在100 m范圍與建設(shè)用地成顯著正相關(guān)關(guān)系，在200 m范圍與林地成顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系；在200 m范圍，總磷與耕地成顯著正相關(guān)關(guān)系，與林地成顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。

表2 點(diǎn)緩沖區(qū)土地利用類型與水質(zhì)參數(shù)的Spearman相關(guān)分析結(jié)果Table 2 Spearman Correlation Analysis Results of Land Use Types and Water Quality Parameters in the Point Buffer Zone

表3為河網(wǎng)緩沖區(qū)土地利用類型與水質(zhì)參數(shù)的Spearman相關(guān)分析。由表3可知：在100 m范圍，總氮與耕地成顯著正相關(guān)關(guān)系，與草地成顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系；在100 m范圍和200 m范圍，總磷與草地成顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，且相關(guān)性在100 m范圍高于200 m范圍；在100 m范圍和200 m范圍，氨氮濃度與建設(shè)用地成顯著正相關(guān)關(guān)系，且在100 m范圍比200 m范圍相關(guān)性更高。

表3 河網(wǎng)緩沖區(qū)土地利用類型與水質(zhì)參數(shù)的Spearman相關(guān)分析結(jié)果Table 3 Spearman Correlation Analysis Results of Land Use Types and Water Quality Parameters in the River Network Buffer Zone

在點(diǎn)緩沖區(qū)與河網(wǎng)緩沖區(qū)，除溶解氧濃度外，總氮、總磷和氨氮濃度均與林地、草地成負(fù)相關(guān)關(guān)系，與耕地、建設(shè)用地、水域成正相關(guān)關(guān)系。出現(xiàn)此現(xiàn)象的原因主要在于耕地中殘留的農(nóng)藥以及城鎮(zhèn)排放的污水會(huì)隨著地表徑流進(jìn)入水體。一方面，林地和草地相較于其他土地利用類型來(lái)說(shuō)，植被覆蓋率較高，即使在枯水期也有著較為豐富的植物根系，可以通過(guò)植物根系吸收、土壤滯留等生物化學(xué)作用減少地表徑流的污染物，對(duì)進(jìn)入河流的污染物有截留作用，從而改善水質(zhì)；另一方面，林地、草地以及平(雙側(cè))上顯著相關(guān)。

未利用地的增加會(huì)引起耕地以及建設(shè)用地的減少，污染物經(jīng)陸域傳輸?shù)耐緩揭搽S之減少。

4.5 流域徑流水質(zhì)變化的主控因素

在點(diǎn)緩沖區(qū)和河網(wǎng)緩沖區(qū)100 m范圍與200 m范圍內(nèi)，水質(zhì)參數(shù)與土地利用類型逐步多元回歸分析結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 土地利用類型與水質(zhì)參數(shù)的逐步多元回歸分析結(jié)果Table 4 Stepwise Multiple Regression Analysis Results of Land Use Types and Water Quality Parameters

在所有回歸模型中，出現(xiàn)的變量有耕地、建設(shè)用地、林地和草地，這表明大理河流域水質(zhì)主要受這4種土地利用類型的影響。其中，耕地與建設(shè)用地都符合“源”作用，林地與草地都符合“匯”作用。秋冬季節(jié)流域植被覆蓋度較低，對(duì)污染物的截留作用較弱，因此，林地和草地進(jìn)入回歸模型較少。

在點(diǎn)緩沖區(qū)200 m范圍，林地對(duì)總氮有“匯”的作用。100 m范圍，總氮與建設(shè)用地成顯著相關(guān)關(guān)系，但耕地對(duì)總氮“源”作用更為顯著。這說(shuō)明100 m范圍的耕地對(duì)流域總氮污染貢獻(xiàn)更大，曹芳芳等也得出了類似的結(jié)論。這與流域土地利用在點(diǎn)緩沖區(qū)的分布有關(guān)。相較于建設(shè)用地與林地，100 m范圍內(nèi)分布更多的是耕地和草地；而耕地的分布較建設(shè)用地的污染排放更為連續(xù)廣泛，污染物輸出較為穩(wěn)定。因此，耕地“源”作用更顯著，200 m范圍林地“匯”作用更顯著?？偭自诤泳W(wǎng)緩沖區(qū)同時(shí)受草地的“匯”作用與建設(shè)用地的“源”作用。

在點(diǎn)緩沖區(qū)和河網(wǎng)緩沖區(qū)，對(duì)總磷和氨氮濃度起主導(dǎo)作用的土地利用類型為建設(shè)用地，對(duì)總氮起主導(dǎo)作用的土地利用類型為耕地。這表明耕地和建設(shè)用地是水體氮、磷的主要來(lái)源。其原因在于：農(nóng)業(yè)活動(dòng)中化肥和農(nóng)藥的使用，農(nóng)藥不會(huì)完全被植物根系吸收，經(jīng)雨水沖刷或其他不同形式進(jìn)入了河道；建設(shè)用地會(huì)增加不透水面，其內(nèi)部存在高強(qiáng)度的人類活動(dòng)，如城市生活污水、工廠企業(yè)廢水等有相當(dāng)部分未經(jīng)處理直接匯入河流，或經(jīng)人為作用致使含氮、磷物質(zhì)富集到流域水體。在回歸模型中，林地是一個(gè)重要的影響水質(zhì)的負(fù)相關(guān)參數(shù)。林地在水土保持、截留固體污染、降低污染物濃度等方面有顯著作用，是不可忽視的“匯”，這對(duì)于當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境保護(hù)是一個(gè)值得關(guān)注的信號(hào)，有必要加強(qiáng)對(duì)林地和草地的管理。

5 結(jié) 語(yǔ)

(1)陜西大理河流域水質(zhì)主要是總氮污染，總氮超出《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838—2002)Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)，且超出此標(biāo)準(zhǔn)的采樣點(diǎn)占所有采樣點(diǎn)總數(shù)95%以上，有61%的采樣點(diǎn)總氮超出Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn)。

(2)大理河流域干流內(nèi)梅羅污染指數(shù)為2.3，屬于中度污染，整體水環(huán)境不容樂(lè)觀，水體水質(zhì)有待改善。支流內(nèi)梅羅污染指數(shù)為1.2，水質(zhì)相對(duì)較好。

(3)在點(diǎn)緩沖區(qū)，耕地是產(chǎn)生磷污染的主要土地利用類型，建設(shè)用地是產(chǎn)生氮污染的主要土地利用類型。200 m范圍，林地是截留污染物的主要土地利用類型；在河網(wǎng)緩沖區(qū)，耕地與建設(shè)用地都是產(chǎn)生氮污染的主要土地利用類型。100 m范圍，草地是截留污染物的主要土地利用類型。

(4)總氮、總磷和氨氮濃度均與耕地、建設(shè)用地成正相關(guān)關(guān)系，相當(dāng)于“源”，均與林地、草地成負(fù)相關(guān)關(guān)系，相當(dāng)于“匯”。建設(shè)用地對(duì)大理河流域水質(zhì)影響最大，是氨氮濃度與總磷的主要來(lái)源；耕地是總氮的主要來(lái)源。

西安地質(zhì)調(diào)查中心在基礎(chǔ)地質(zhì)、水文與環(huán)境地質(zhì)、災(zāi)害與工程地質(zhì)等領(lǐng)域?qū)嵙π酆?。我曾和西安地質(zhì)調(diào)查中心的師兄愉快地合作完成了很多項(xiàng)目，從野外調(diào)研到數(shù)據(jù)分析及報(bào)告撰寫，讓我受益匪淺。我的導(dǎo)師李占斌教授領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)與西安地質(zhì)調(diào)查中心的合作也很有淵源，在人才培養(yǎng)、項(xiàng)目申報(bào)、論文撰寫等方面都有深入交流，與各位專家學(xué)者結(jié)下了深厚的友誼。西安地質(zhì)調(diào)查中心已成為我國(guó)西部地區(qū)高水平地質(zhì)調(diào)查、高層次人才培養(yǎng)、高質(zhì)量社會(huì)服務(wù)的重要基地，成立有國(guó)際研究中心和多個(gè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，在地質(zhì)、水文、災(zāi)害防治等方面擁有大量?jī)?yōu)秀人才。在西安地質(zhì)調(diào)查中心組建六十周年之際，祝愿西安地質(zhì)調(diào)查中心各項(xiàng)事業(yè)不斷取得新的進(jìn)展，肩負(fù)起新的歷史使命，服務(wù)于國(guó)家戰(zhàn)略，昂揚(yáng)自信，開拓創(chuàng)新，譜寫更加絢爛的新篇章！