三峡库区岸周村庄非点源污染情景模拟及植被缓冲带优化配置 ——以重庆涪陵区渠溪村为例

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三峡库区支流水体富营养化逐年恶化,对库区及长江下游人民生产发展、饮用水安全以及生态环境的可持续都造成极大影响,现有研究表明,点源污染如企业排污点、城市排水口等受到较好的控制,而农业面源污染逐渐成为库区水环境富营养化严重的罪魁祸首,如何科学防治库区农业非点源成为学术研究的热点。2003年三峡大坝全线建成,蓄水后水体的流速变缓,自净能力降低,如若不采取措施,会加剧库区的水质污染,从而制约区域经济和社会的可持续发展。因而,探究和分析水体污染的成因、变化情况和如何对其进行有效的防治,是目前众多学者及专家密切关注的热点问题。此外三峡工程移民的实施,也会对库区土地利用变化带来影响,由此可能产生新的水土流失及生物多样性退化问题。有效控制三峡库区的水土流失现状,降低农业非点源污染保护河流水质,提高森林涵养水源能力降低洪溃灾害发生频率,遏制库区生物多样性的退化,并从整体上优化三峡库区的生态环境,促进区域经济的可持续发展,己成为整个国家、政府、社会及学者们所研究关注的焦点与目标。本文以重庆市涪陵区珍溪镇渠溪村为例,通过实地调查和情景模拟的,对研究区的土地利用/覆被变化及其土地利用程度进行综合性分析,把握其变化规律,通过构建不同情景发展模式,模拟未来土地利用格局,评价不同情景发展模式下土地利用格局的非点源污染负荷变化以及生态效益,找出符合经济社会发展,同时兼顾岸区生态环境保护的最佳植被缓冲带配置模式,为岸周村庄土地利用规划、生态系统保护与恢复、区域可持续发展提供科学参考和决策支持。通过对渠溪村土地利用动态变化、非点源污染负荷模拟、配置不同情景模式及其生态效益的分析得出如下结论:(1)渠溪村的2001-2018年间,2001年为自然村落状态,而2015-2018年间土地利用结构均表现为耕地>林地>草地>建设用地>水域。耕地、林地在各个年份中都占据了村域70%以上的土地,耕地呈现先增加后减少的特征,林地、水域呈现出先减少后增加的趋势;建设用地和草地都在不断增加。土地利用综合动态度及土地利用程度都呈现先增加后减少的趋势,主要原因可能是村域沿岸新成立的造船厂吸纳了青壮年劳动力,使得耕地利用呈减弱趋势;(2)通过改进的输出系数模型,利用地形指数以及植被覆盖度等修正了入河系数,模拟了渠溪村2018年的TN、TP负荷,TN负荷排放量为5416.62 kg,TP负荷排放量为635.66 kg,单位负荷强度分别为11.33 kg/hm~2、1.33 kg/hm~2,农村生活和耕地产污是TN、TP污染的主要来源。(3)通过情景分析,设定了六种不同的情景模式,分别在岸周布设宽度为100m-600m的缓冲带,并利用改进输出系数模型对不同模式下非点源污染负荷进行估算,6种情景对TN的削减率分别为11.19%、16.34%、20.33%、23.54%、26.51%、28.88%,其中前100米的设定对TN污染的削减率最大;TP的削减率分别为12.83%、18.89%、23.50%、27.14%、30.63%、33.40%,同样前100米的设定对TP污染的削减率最大。(4)选取调节水量、净化水质、固土、保肥、固碳、释氧、维持生物多样性7种生态效益,利用市场价值法、替代市场法、成果参照法等对不同情景模式下的生态效益价值进行估算。渠溪村生态系统服务功能总价值为1645.64万元,不同情景模式下的生态系统服务价值分别为2152.04、2438.84、2738.13、3063.55、3381.016、3681.96万元,其中净化水质价值最大,占比过半;其次是保肥、调节水量价值。通过对村域生态系统服务价值结合成本分析发现,成本效益最高的是情景6,生态补偿费用充足的情况下可以优先推广情景6,费用有限的情况下情景1更适合。
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