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土地利用对兴凯湖入湖河流水质影响及生态修复策略

徐宜雪 谢自建 王昊 李春华 李季 魏伟伟 郑烨 叶春

徐宜雪,谢自建,王昊,等.土地利用对兴凯湖入湖河流水质影响及生态修复策略[J].环境工程技术学报,2023,13(6):1997-2005 doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20230218
引用本文: 徐宜雪,谢自建,王昊,等.土地利用对兴凯湖入湖河流水质影响及生态修复策略[J].环境工程技术学报,2023,13(6):1997-2005 doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20230218
XU Y X,XIE Z J,WANG H,et al.Effect of land use on the water quality of rivers flowing into Xingkai Lake and ecological restoration strategies[J].Journal of Environmental Engineering Technology,2023,13(6):1997-2005 doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20230218
Citation: XU Y X,XIE Z J,WANG H,et al.Effect of land use on the water quality of rivers flowing into Xingkai Lake and ecological restoration strategies[J].Journal of Environmental Engineering Technology,2023,13(6):1997-2005 doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20230218

土地利用对兴凯湖入湖河流水质影响及生态修复策略

doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20230218
基金项目: 水污染防治中央储备库项目“兴凯湖流域生态环境调查项目”
详细信息
    作者简介:

    徐宜雪(1993—),女,工程师,硕士,主要从事湖泊生态保护修复技术研究,cqxuyixue@163.com

    通讯作者:

    李春华(1977—),女,研究员,博士,主要从事湖泊生态修复理论与技术研究,297535203@qq.com

    李季(1985—),男,工程师,硕士,主要从事水环境治理研究,358446916@qq.com

  • 中图分类号: X524

Effect of land use on the water quality of rivers flowing into Xingkai Lake and ecological restoration strategies

  • 摘要:

    兴凯湖是中俄跨境湖泊,其水质变化受到国际社会的高度关注,入湖河流水质状况对兴凯湖水质有着重要影响。以兴凯湖中国境内流域为研究区域,基于内梅罗污染指数法、方差分析、冗余分析、聚类分析等方法,分析兴凯湖入湖河流水质污染特征,探究流域土地利用结构对河流水质的影响,并据此提出入湖河流分类修复策略。结果表明:兴凯湖入湖河流水质为GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅲ类~劣Ⅴ类,化学需氧量、总磷、高锰酸盐指数是主要超标因子;兴凯湖入湖河流丰水期水质整体优于平水期,大兴凯湖入湖河流水质整体优于小兴凯湖;兴凯湖流域土地利用对入湖河流水质的解释度在丰水期和平水期分别为52.31%和45.38%,耕地对河流水质产生负面影响,林地、水体对入湖河流水质起改善作用,而人造地表、草地在不同水期对入湖河流水质的影响不同。基于入湖河流水质、流域土地利用结构的聚类分析,将兴凯湖入湖河流分为生态保育型、生态修复型和综合治理型3种类型,并提出了具有针对性的治理与修复策略。

     

  • 图  1  研究区水系与采样点位置示意

    Figure  1.  Skematic diagram of watersystem and distribution of sampling points in the study area

    图  2  兴凯湖入湖河流不同水期水质

    Figure  2.  Water quality of the rivers flowing into Xingkai Lake during different water periods

    图  3  入湖河流水质与土地利用类型面积占比的冗余分析结果

    Figure  3.  Redundancy analysis results of water quality and land use type area proportion of inflow rivers

    图  4  入湖河流(穆棱河除外)水质与土地利用类型面积占比的冗余分析结果

    Figure  4.  Redundancy analysis results of water quality and land use type area proportion of inflow rivers (except Muling River)

    图  5  兴凯湖入湖河流聚类分析结果

    Figure  5.  Cluster analysis results of inflow rivers of Xingkai Lake

    图  6  兴凯湖入湖河流分类修复策略

    Figure  6.  Classified restoration strategy of inflow rivers of Xingkai Lake

    表  1  兴凯湖入湖河流水质方差分析结果

    Table  1.   Variance analysis results of water quality of rivers flowing into Xingkai Lake

    水质指标固定因子方差齐性检验方差分析
    PFP
    高锰酸盐指数时间 0.636 0.118 0.736
    空间4.804*0.026
    化学需氧量时间0.8780.1480.706
    空间1.2590.314
    氨氮浓度时间0.7310.3920.542
    空间0.0340.967
    总磷浓度时间0.000
    空间
    总氮浓度时间0.7485.111*0.040
    空间4.220*0.037
      注:*表示 P<0.05,存在显著差异。
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    表  2  兴凯湖入湖河流水质综合评价结果

    Table  2.   Comprehensive evaluation results of water quality of rivers flowing into Xingkai Lake

    湖区入湖河流丰水期平水期
    内梅罗污
    染指数
    污染
    程度
    内梅罗污
    染指数
    污染
    程度
    大兴凯湖洛格河0.47清洁0.91清洁
    北沟1.31轻度污染1.52轻度污染
    白泡子0.90清洁1.08轻度污染
    白泡子东侧沟渠1.13轻度污染1.42轻度污染
    金银库河1.18轻度污染1.45轻度污染
    小兴凯湖承紫河0.94清洁1.30轻度污染
    小黑河1.31轻度污染1.52轻度污染
    大西地河1.65轻度污染1.17轻度污染
    穆棱河1.75轻度污染1.83轻度污染
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    表  3  兴凯湖入湖河流流域土地利用类型占比

    Table  3.   Proportion of land use types in the river basin of Xingkai Lake

    湖区子流域编号入湖
    河流
    面积占比/%
    耕地林地草地水体人造地表湿地裸地
    大兴
    凯湖
    1 洛格河 38.6 51.3 6.7 1.5 1.9 0.0 0.0
    2 北沟 74.4 19.4 3.2 0.6 2.3 0.0 0.0
    3 白泡子 61.0 32.9 0.9 1.5 3.7 0.0 0.0
    4 白泡子东侧沟渠 82.1 12.2 0.7 0.2 4.8 0.0 0.0
    5 金银库河 68.4 15.8 11.0 0.7 4.1 0.0 0.0
    小兴
    凯湖
    6 承紫河 83.6 7.0 6.3 0.0 3.1 0.0 0.0
    7 小黑河 92.1 1.0 4.9 0.2 1.8 0.0 0.0
    8 大西地河 91.5 0.0 1.6 1.0 5.9 0.0 0.0
    9 穆棱河 43.3 43.0 8.6 0.8 2.7 1.6 0.02
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    表  4  不同类型入湖河流特征

    Table  4.   Characteristics of different types of inflow rivers

    河流类型入湖河流名称特征
    生态保育型 洛格河、白泡子 水质类别为Ⅲ类~Ⅳ类,总体为清洁等级,流域内林地面积占比较高(分别为51.3%、32.9%),且主要分布在流域中上游
    生态修复型 北沟、白泡子东侧沟渠、金银库河、承紫河、小黑河、大西地河 水质类别为Ⅳ类~Ⅴ类,总体为轻度污染等级,流域内土地利用以耕地为主,河流受农业面源污染影响显著
    综合治理型 穆棱河 水质类别为劣Ⅴ类,属轻度污染等级,为面积最大的子流域,涵盖穆棱市、鸡西市、密山市等城市,流域内污染来源复杂,包括工业、农业种植、
    城镇生活等
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  • 收稿日期:  2023-03-21
  • 网络出版日期:  2023-11-24

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