太湖流域江苏片区水质时空特征及其与景观格局的关联机制

摘要

[目的]为探究太湖流域汛期和非汛期水质对不同空间尺度土地利用和景观格局的响应关系。[方法]基于太湖流域江苏片区2020—2023年31个断面的水质数据和2020年土地利用数据，选取高锰酸钾、溶解氧、氨氮、总磷、总氮及浊度6个水质指标和水质污染指标并提取多尺度圆形缓冲区（100、300、500、1 000、1 500、2 000 m）内土地利用和景观格局特征。结合冗余分析方法，确定汛期和非汛期下解释水质的最佳空间尺度和关键影响因子。[结果]研究区汛期水质整体上优于非汛期，但溶解氧在非汛期显著高于汛期（p<0.05）。研究区水质空间分布呈现太湖湖区内及其周边水质相对较好，而东部和南部地区水质较差的整体格局。可能与区域经济活跃度呈现的“南高北低、东强西弱”的发展特征密切相关。300 m缓冲区为汛期和非汛期景观指数对水质解释能力最强的空间尺度，并且汛期解释率强于非汛期，达到55.9%。类型水平中建设用地的聚合度、耕地的面积占比和破碎度及景观水平中蔓延度、香农多样性指数和边缘密度是影响太湖流域江苏片区水质的主要影响因子。在最佳缓冲区300 m范围内，平均斑块面积、建设用地的聚合度及耕地的面积占比与高锰酸钾、总氮、总磷浓度和浊度呈负相关，表明景观越破碎，建设用地斑块越分散，耕地不存在优势斑块时，更容易导致水质的恶化。[结论]研究结果为科学制定土地利用规划和景观格局优化策略提供理论支撑，有助于提升水质管理的科学性与针对性。特别是在不同季节条件下，动态调控措施的实施可有效改善水体水质。

关键词

太湖流域 / 水质 / 景观格局 / 空间尺度 / 冗余分析