未來(lái)土地利用情景下的南京市生態(tài)系統(tǒng)水質(zhì)凈化功能模擬.pdf

1、隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)以及城鎮(zhèn)化的逐步發(fā)展，水質(zhì)惡化現(xiàn)象越來(lái)越嚴(yán)重，成為目前亟待解決的問(wèn)題之一。由于不同土地利用具有不同的污染物輸出系數(shù)和蒸散系數(shù)，土地利用的變化會(huì)改變污染物隨地表徑流的流失量，從而造成大面積的非點(diǎn)源污染，不但對(duì)周邊生態(tài)環(huán)境造成破壞，同時(shí)也會(huì)威脅到人類的生命健康。因此，運(yùn)用已有的土地利用模型以及生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能模型來(lái)理解、探索未來(lái)生態(tài)系統(tǒng)水質(zhì)凈化功能的改善方法是十分必要的。
　　本研究通過(guò)InVest模型模擬得到2010年的

2、水質(zhì)凈化功能，并對(duì)模型精度進(jìn)行驗(yàn)證。根據(jù)2000年的土地利用矢量圖，通過(guò)CLUE-S模型預(yù)測(cè)了2010年的土地利用數(shù)據(jù)，根據(jù)2010年的實(shí)際土地利用數(shù)據(jù)對(duì)模擬結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，并利用通過(guò)驗(yàn)證后的驅(qū)動(dòng)因子模擬2020年的土地利用數(shù)據(jù)，通過(guò)結(jié)合南京市生態(tài)紅線和河岸防護(hù)帶得到南京市2020年自然增長(zhǎng)情景、生態(tài)紅線保護(hù)情景和生態(tài)紅線+河岸防護(hù)帶情景這三種未來(lái)土地利用情景。本研究進(jìn)一步運(yùn)用InVest模型模擬三種情景下未來(lái)的水質(zhì)凈化功能。研究結(jié)果表明

3、:
　　(1)InVest模型對(duì)產(chǎn)水量和水質(zhì)凈化功能的模擬精度較高，符合本研究的要求。
　　(2)在南京市內(nèi)，森林的水質(zhì)凈化功能最高，其次為灌叢、濕地、草地、城鎮(zhèn)，水質(zhì)凈化功能最低的為農(nóng)田。2010年南京市N、P輸出和保持總量分別為829.09t、189.53t、3533.14t和850.23t。
　　(3)CLUE-S模型模擬精度達(dá)到0.75，該模型具有較高的可信度。在2020年土地利用自然增長(zhǎng)情景下，城鎮(zhèn)面積比20

4、10年增加了46.39％，農(nóng)田面積減少了28.15％，該情景下會(huì)引發(fā)一系列的糧食安全和環(huán)境問(wèn)題;在生態(tài)紅線保護(hù)情景下，與自然增長(zhǎng)情景相比，農(nóng)田面積增長(zhǎng)了8.3％，城鎮(zhèn)面積減少了6.54％，該情景下生態(tài)環(huán)境以及生態(tài)、糧食安全將明顯優(yōu)于自然增長(zhǎng)情景;在生態(tài)紅線+河岸防護(hù)帶情景下，與生態(tài)紅線保護(hù)情景相比，森林面積增加了16.08％，濕地、農(nóng)田、灌叢和城鎮(zhèn)面積分別減少了3.27％、2.04％、0.44％和0.17％，該情景生態(tài)環(huán)境總體優(yōu)于生態(tài)紅

5、線保護(hù)情景。
　　(4)自然增長(zhǎng)情景下南京市的N、P輸出和保持量分別為818.94t、173.35t、2887.72t和640.46t。生態(tài)紅線保護(hù)情景下南京市的N、P輸出量比自然增長(zhǎng)情景下減少了5.48t和1.27t，N、P保持量增加了134.92t和44.65t，其中，城鎮(zhèn)的N、P輸出和保持量分別減少了24.51t、3.69t、16.66t和0.5t，農(nóng)田的N、P輸出和保持量分別增加了19.81t、2.4t、132.33t和3

6、7.11t，水質(zhì)凈化功能明顯高于自然增長(zhǎng)情景。生態(tài)紅線+河岸防護(hù)帶情景下南京市N、P輸出量比生態(tài)紅線保護(hù)情景減少了46.93t和4.81t，N、P保持量增加了34.6t和3.49t，其中，城鎮(zhèn)的N、P輸出和保持量分別減少了22.84t、1.1t、8.966t和1.35t，農(nóng)田的N、P輸出和保持量分別減少了24.62t、3.72t、43.69t和10.58t，森林的N、P輸出和保持量分別增加了4.76t、0.03t、111.72t和20.