透水/不透水格局特征对汇水单元径流污染的影响

作者：姜智绘; 廖云杰; 谢文霞; 李佳; 房志达; 赵洪涛^*; 李叙勇

来源：环境科学, 2020, 41(10): 4599-4606.

DOI：10.13227/j.hjkx.202003221

• 城市面源污染
• 景观格局
• 地表径流
• 透水/不透水面
• 地块汇水区

深入揭示透水/不透水下垫面格局特征(组成、位置和比例等)对城市地块汇水单元地表径流及污染产生能力的影响,对减轻城市内涝及控制面源污染具有重要意义.利用景观格局指数分析透水/不透水下垫面格局特征与地表径流总量(Q)、溶解态污染物累积负荷(Ld)和颗粒态污染物累积负荷(Lp)之间的关系.结果表明:(1)表征破碎度的斑块密度(PD)与最大斑块指数(LPI)分别与Q和Ld呈正、负相关,PD与Ld呈显著正相关(r=0.59,P<0.05,以COD计),LPI与Ld呈显著负相关(r=-0.60,P<0.05,以COD计);(2)表征复杂度的景观形状指数(LSI)和平均斑块形状(MSI)分别与Q和Lp呈正、负相关性,LSI与Lp呈显著正相关(r=0.61,P<0.05,以TP计),MSI与Lp呈极显著负相关(r=-0.62,P<0.01,以TP计);(3)表征聚散度的内聚力指数(COHESION)和分散指数(SPLIT)分别与Q和Ld呈负、正相关性,COHESION与Ld呈显著负相关(r=-0.59,P<0.05,以COD计),SPLIT与Ld呈显著正相关(r=0.6,P<0.05,以COD计);(4)在城市小尺度透水面格局规划上,适量减少细小规则斑块的散乱分布,增加较大的不规则斑块或斑块群,对有效调控地表径流及污染有积极影响.通过透水/不透水面的破碎度、复杂度和聚散度与汇水区单元径流产生和污染输出的相关性分析,以期从格局特征(面积、距离和形状等)考虑合理配置LID设施调控径流污染提供新思路.

• 单位
  中国科学院生态环境研究中心; 青岛大学; 环境科学与工程学院; 城市与区域生态国家重点实验室