縉云山山地鄉(xiāng)村景觀組成對(duì)地表徑流水質(zhì)的影響

白亞?wèn)|，黃 睿，黃安文，林 立，羅曉錚

(1. 西南大學(xué) 園藝園林學(xué)院，重慶 400715； 2. 河南中醫(yī)藥大學(xué) 藥學(xué)院，河南 鄭州 450046)

重慶地處我國(guó)西南內(nèi)陸地區(qū)，為典型的山地地形，山地鄉(xiāng)村景觀資源豐富。山地鄉(xiāng)村景觀作為山地景觀的重要組成部分，水熱條件優(yōu)越，森林覆蓋率較高，同時(shí)受其特殊的地形特征、氣候條件等因素影響，其景觀要素構(gòu)成、空間格局及景觀生態(tài)環(huán)境等均具有與平原鄉(xiāng)村景觀相異的特性[1]，表現(xiàn)為景觀斑塊交錯(cuò)鑲嵌分布、形狀復(fù)雜、邊緣破碎及地形垂直坡度大等特點(diǎn)[2-3]。

土地利用類(lèi)型的改變是影響和制約景觀生態(tài)過(guò)程最關(guān)鍵的因素之一[4]。近年來(lái)隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)山地鄉(xiāng)村景觀產(chǎn)生了一定程度的影響，主要表現(xiàn)為房屋道路修筑、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)等形式的土地開(kāi)發(fā)，直接導(dǎo)致了山地鄉(xiāng)村景觀結(jié)構(gòu)組成的改變。同時(shí)由于山地鄉(xiāng)村的特異性，在進(jìn)行上述土地利用開(kāi)發(fā)時(shí)較少將山地鄉(xiāng)村排水及污水處理納入考慮范圍，因此存在較多不合理之處，如農(nóng)村生活污水未經(jīng)處理直接或間接排入地表徑流，生活垃圾的丟棄、農(nóng)藥化肥的使用及家禽的排泄物等均對(duì)以地表徑流來(lái)水為主的源頭溪流造成一定污染，使源頭溪流內(nèi)養(yǎng)分顆粒物及沉積物增加，繼而也進(jìn)一步影響到山地鄉(xiāng)村水環(huán)境生態(tài)功能以及下游河流生態(tài)系統(tǒng)的健康與穩(wěn)定。

針對(duì)此現(xiàn)狀，目前較多研究從流域(大、中)尺度出發(fā)研究山地小流域景觀結(jié)構(gòu)組成及其與地表徑流水質(zhì)的關(guān)系，如劉靖等、呂志強(qiáng)等、唐源英從流域尺度出發(fā)研究了重慶山地小流域土地利用結(jié)構(gòu)對(duì)河流水質(zhì)的影響[3,5-6]，Shyamal Karmakar等從小流域尺度出發(fā)研究了孟加拉國(guó)吉大崗山區(qū)不同土地利用類(lèi)型與河流水質(zhì)的關(guān)系[7]，但從小尺度出發(fā)的研究卻相對(duì)較少。而在山地特殊地形地貌條件下，村落多以小面積形式散布，目前對(duì)于這種小尺度條件下山地鄉(xiāng)村景觀組成與地表徑流水質(zhì)關(guān)系的認(rèn)識(shí)仍存在一定欠缺。

研究中以重慶市北碚區(qū)縉云山縉云村山地小流域?yàn)檠芯繉?duì)象，運(yùn)用景觀生態(tài)學(xué)相關(guān)知識(shí)理論，結(jié)合多次實(shí)地調(diào)研勘探結(jié)果，將小流域劃分為若干匯水單元，利用GIS空間分析法和相關(guān)分析法，研究匯水單元尺度下山地鄉(xiāng)村景觀結(jié)構(gòu)組成與地表徑流水質(zhì)的關(guān)系，以期為山地鄉(xiāng)村水環(huán)境的生態(tài)修復(fù)提供一定依據(jù)。

1 研究區(qū)概況與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

目前重慶北碚區(qū)啟動(dòng)了縉云山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)生態(tài)環(huán)境綜合整治及恢復(fù)工作，以推進(jìn)縉云山的生態(tài)旅游建設(shè)?？N云村地處縉云山自然保護(hù)區(qū)南麓，為典型的山地鄉(xiāng)村，山地鄉(xiāng)村景觀特色突出，其社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展必然對(duì)生態(tài)環(huán)境造成一定影響，如房屋、道路修筑及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)等形式的土地開(kāi)發(fā)所引起的面源污染加劇、水土流失等生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，均與生態(tài)保護(hù)、修復(fù)工作存在一定矛盾。

以ArcGIS 10.5水文分析生成的縉云山小流域?yàn)檠芯繀^(qū)域，面積191.23 hm2。研究對(duì)象縉云村處于研究區(qū)域內(nèi)，面積74.97 hm2，山地鄉(xiāng)村景觀特色突出，地理位置為東經(jīng)106°38′21″～106°40′95″，北緯29°81′91″～29°83′92″，其地理位置如圖1所示。研究區(qū)植被屬亞熱帶常綠闊葉林區(qū)，氣候?qū)賮啛釒Ъ撅L(fēng)濕潤(rùn)氣候，雨水充沛，土壤肥沃，使得其植被類(lèi)型豐富，森林覆蓋率高。

圖1 研究區(qū)域及對(duì)象區(qū)位Fig.1 Location of study area and target area

1.2 研究方法

1.2.1土地利用類(lèi)型劃分

利用BigMap獲得2020年研究區(qū)域衛(wèi)星影像資料，其比例大小為1∶10 000，分辨率1.04 m，將其與現(xiàn)有研究區(qū)1 m等高線地形圖疊加，得到疊加影像圖。于2020年4—10月對(duì)研究區(qū)域進(jìn)行實(shí)地調(diào)研，通過(guò)對(duì)衛(wèi)星影像的初步判讀并結(jié)合實(shí)地調(diào)查結(jié)果，確定、調(diào)整各土地利用類(lèi)型及邊界，同時(shí)參考土地利用劃分的相關(guān)原則及《土地利用現(xiàn)狀分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 21010—2017)》，將研究區(qū)域的土地利用類(lèi)型劃分為耕地、園地、林地、草地、住宅用地、交通運(yùn)輸用地、水域及水利設(shè)施用地及其他用地八大類(lèi)。根據(jù)研究需要將園地劃分為果園和菜園，根據(jù)植被類(lèi)型將林地劃分為常綠闊葉林、針闊葉混交林、竹林。

1.2.2景觀指數(shù)的選取

以土地利用類(lèi)型劃分為基礎(chǔ)，利用ArcGIS 10.5的轉(zhuǎn)換工具將研究區(qū)域土地利用類(lèi)型矢量圖層轉(zhuǎn)化為1 m×1 m的柵格數(shù)據(jù)(TIFF格式)，之后導(dǎo)入Fragstats 4.2進(jìn)行景觀指數(shù)計(jì)算。參考前人對(duì)山地景觀的研究以及該小流域的實(shí)際情況[8-10]，從景觀和類(lèi)型兩個(gè)水平層面上選取斑塊數(shù)量(NP)、斑塊密度(PD)、邊緣密度(ED)、最大斑塊指數(shù)(LPI)、平均斑塊面積(MPA)、周長(zhǎng)-面積分維數(shù)(PAFRAC)、相似鄰接百分比(PLADJ)、散步和并置指數(shù)(IJI)、景觀分割指數(shù)(DIVISION)、斑塊內(nèi)聚指數(shù)(COHESION)、蔓延指數(shù)(CONTAG)、多樣性指數(shù)(SHDI)等12個(gè)指標(biāo)來(lái)反映研究區(qū)山地鄉(xiāng)村景觀結(jié)構(gòu)特征。

1.2.3匯水單元的劃分

創(chuàng)建tin生成數(shù)字高程模型(digital elevation model，DEM)后，進(jìn)行徑流分析。通過(guò)無(wú)洼地DEM生成、匯流累積量計(jì)算、水流長(zhǎng)度計(jì)算、河流網(wǎng)絡(luò)提取、河網(wǎng)分級(jí)、匯水單元?jiǎng)澐值炔襟E得到研究區(qū)域地表徑流匯水關(guān)系[11]。

由于研究區(qū)域流域尺度相對(duì)較小，進(jìn)行匯水單元?jiǎng)澐謺r(shí)存在一定誤差，為避免這種誤差，在水文分析基礎(chǔ)上結(jié)合研究區(qū)域地形圖及多次實(shí)地調(diào)查結(jié)果，根據(jù)實(shí)際地形地貌、匯水流向，從研究區(qū)上部至下部對(duì)水文分析生成的匯水單元?jiǎng)澐纸Y(jié)果進(jìn)行修正與調(diào)整，得到研究區(qū)匯水單元?jiǎng)澐謭D(圖2)。

圖2 研究區(qū)景觀匯水分區(qū)、匯水單元?jiǎng)澐諪ig.2 Landscape catchment divisions and catchment unit divisions of the study area

1.2.4地表徑流水質(zhì)分析

水質(zhì)數(shù)據(jù)來(lái)自于2020年7—11月對(duì)23個(gè)水質(zhì)樣點(diǎn)(S1～S23)的實(shí)地采集(圖2)，樣品采集時(shí)間為每月1次且在天晴3日后進(jìn)行，每個(gè)檢測(cè)點(diǎn)所取水樣裝入100 mL塑料瓶中并于當(dāng)日帶回實(shí)驗(yàn)室，酸化后低溫密封保存處理，以保證后續(xù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性[12]。根據(jù)前人研究[13-15]，選擇能綜合反映地表徑流污染狀態(tài)的水質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定，采用《重鉻酸鉀法(HJ 828—2017)》對(duì)化學(xué)需氧量(chemical oxygen demand，COD)進(jìn)行測(cè)定，采用《堿性過(guò)硫酸鉀紫外分光光度法(GB 11894—89)》對(duì)總氮(total nitrogen，TN)含量進(jìn)行測(cè)定，采用《鉬酸銨分光光度法(GB 11893—89)》對(duì)總磷(total phosphorus，TP)含量進(jìn)行測(cè)定，采用《納氏試劑分光光度法測(cè)定(GB 7479—87)》對(duì)氨氮NH4+-N含量進(jìn)行測(cè)定。

1.2.5景觀組成與地表徑流水質(zhì)關(guān)系的相關(guān)分析

采用皮爾遜相關(guān)分析(pearson correlation coefficient，Pearson)探索研究區(qū)山地鄉(xiāng)村景觀組成與地表徑流水質(zhì)的關(guān)系。在進(jìn)行Pearson相關(guān)分析前，對(duì)研究區(qū)域地表徑流的水質(zhì)樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行正態(tài)分布檢驗(yàn)，結(jié)果表明，樣本數(shù)據(jù)服從所假定的正態(tài)分布。利用SPSS 25.0計(jì)算研究區(qū)山地鄉(xiāng)村景觀組成對(duì)地表徑流水質(zhì)的影響。

采用冗余分析(redundancy analysis，RDA)進(jìn)一步探究研究區(qū)山地鄉(xiāng)村景觀組成對(duì)地表徑流水質(zhì)變化的解釋度和貢獻(xiàn)率。在進(jìn)行RDA分析前，先對(duì)樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行決策曲線分析(DCA)，結(jié)果在3.0～4.0范圍，表明RDA的分析結(jié)果較好。利用Canoco 5.0進(jìn)行RDA分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 景觀結(jié)構(gòu)組成及景觀格局特征

2.1.1景觀結(jié)構(gòu)組成

研究區(qū)山地鄉(xiāng)村景觀，林地(常綠闊葉林、針闊葉混交林、竹林)面積分布最廣，約占研究區(qū)山地鄉(xiāng)村景觀總面積的65.38%，果園次之，空閑地和其他草地最少，合計(jì)僅占0.13%(圖3)。

圖3 研究對(duì)象不同匯水單元土地利用類(lèi)型構(gòu)成Fig.3 Land use types in different catchment units of the research object

由圖3可知，研究區(qū)山地鄉(xiāng)村景觀各個(gè)匯水單元內(nèi)以林地、果園和農(nóng)村宅基地為主。從上至下隨著匯水單元?jiǎng)澐置娣e的增加，高程相對(duì)較高的是匯水單元C1、C9等，自然林地面積占比相對(duì)較高，均達(dá)到60%以上，果園、農(nóng)村宅基地次之；隨著高程的遞減，匯水單元B3、C5等果園、農(nóng)村宅基地面積占比提升，達(dá)到30%以上，而林地面積占比降低；高程較低時(shí)，匯水單元B9、C11等則又以林地為主，面積占比達(dá)到40%以上，灌草地、旱地次之，果園、農(nóng)村宅基地等面積占比下降。

2.1.2景觀格局特征

研究區(qū)山地鄉(xiāng)村整體景觀形態(tài)較為復(fù)雜，是由多種景觀要素鑲嵌而成的密集格局，聚集程度高，分散程度低。景觀類(lèi)型豐富，但平均斑塊面積小，且缺乏優(yōu)勢(shì)景觀類(lèi)型，部分區(qū)域受到一定程度的人為干擾，出現(xiàn)景觀破碎化程度增加、連接度降低等一系列景觀格局問(wèn)題(表1)。

由表1可知，不同用地類(lèi)型中，農(nóng)村宅基地、果園及菜園等用地類(lèi)型的NP、PD、ED值較高，表明其景觀破碎化程度高，且多為分散式小型斑塊；常綠闊

表1 研究對(duì)象景觀格局指數(shù)Tab.1 Landscape spatial pattern index of the research object

葉林、針闊葉混交林、竹林的MPA、COHESION值較高，而DIVISION值較低，表明上述用地類(lèi)型的平均斑塊面積大，分布相對(duì)緊湊，被分割的程度小，易受到人為干擾而出現(xiàn)破碎化，農(nóng)村宅基地、旱地等用地類(lèi)型剛好與之相反。

2.2 地表徑流水質(zhì)特征

研究區(qū)山地鄉(xiāng)村地表徑流平均輸出情況見(jiàn)表2。

表2 研究對(duì)象匯水單元地表徑流污染物平均輸出 情況統(tǒng)計(jì)(Mean±SE)Tab.2 Statistics on average output of surface runoff pollutants of catchment units (Mean±SE) mg·L-1

續(xù)表2

由表2可知，研究區(qū)山地鄉(xiāng)村各匯水單元內(nèi)COD的平均輸出濃度為34.99 mg/L，TN的平均輸出濃度為3.192 mg/L，TP的平均輸出濃度為0.117 mg/L，NH4+-N的平均輸出濃度為0.188 mg/L。根據(jù)上述分析結(jié)果，參考《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》標(biāo)準(zhǔn)限值，可初步判斷研究區(qū)山地鄉(xiāng)村地表徑流水質(zhì)為劣V類(lèi)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 景觀組成與地表徑流水質(zhì)的關(guān)系

2.3.1 土地利用類(lèi)型面積占比與地表徑流水質(zhì)的相關(guān)關(guān)系

匯水單元尺度下，研究區(qū)山地鄉(xiāng)村土地利用類(lèi)型面積占比與地表徑流水質(zhì)指標(biāo)之間存在顯著或極顯著的相關(guān)關(guān)系(表3)。

表3 景觀復(fù)合體的組成與地表徑流水質(zhì)的相關(guān)關(guān)系Tab.3 Correlation between composition of landscape complex and surface runoff water quality

旱地、果園、菜園、農(nóng)村宅基地、坑塘水面面積占比與地表徑流水質(zhì)之間存在顯著或極顯著的正相關(guān)關(guān)系，常綠闊葉林、針闊葉混交林、竹林面積占比與地表徑流水質(zhì)之間存在顯著或極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系；灌草地與地表徑流水質(zhì)指標(biāo)之間呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，但不具顯著性；其他草地與空閑地因其斑塊數(shù)量少，面積較小，對(duì)徑流污染物的輸出造成的影響相對(duì)較小，因此不進(jìn)行相關(guān)分析；道路下排水涵洞的利用，可避免或減輕路面徑流對(duì)沿線水體造成的污染，研究區(qū)域的農(nóng)村道路多利用排水涵洞，因此亦不進(jìn)行相關(guān)分析。

2.3.2景觀組成與地表徑流水質(zhì)的冗余分析

匯水單元尺度下，景觀組成與地表徑流水質(zhì)指標(biāo)的冗余分析結(jié)果見(jiàn)圖4。

從圖4可知，不同土地利用類(lèi)型能共同解釋4類(lèi)響應(yīng)地表徑流水質(zhì)指標(biāo)變化的85.4%。旱地、果園、菜園、農(nóng)村宅基地、坑塘水面與地表徑流水質(zhì)指標(biāo)之間呈正相關(guān)關(guān)系，常綠闊葉林、針闊葉混交林、竹林與地表徑流水質(zhì)指標(biāo)之間呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，其中坑塘水面、農(nóng)村宅基地、菜園、常綠闊葉林4個(gè)因子的解釋量較高，能更好地反映地表徑流水質(zhì)指標(biāo)變化。景觀組成與地表徑流水質(zhì)指標(biāo)的冗余分析結(jié)果與相關(guān)分析所得結(jié)果一致。

圖4 研究區(qū)山地鄉(xiāng)村景觀組成與地表徑 流水質(zhì)間的冗余分析Fig.4 Redundancy analysis between the mountain rural landscape composition and surface runoff water quality in the study area

2.4 景觀格局與地表徑流水質(zhì)的關(guān)系

2.4.1景觀格局與地表徑流水質(zhì)的相關(guān)關(guān)系

不同匯水單元景觀格局指數(shù)與地表徑流水質(zhì)指標(biāo)之間存在顯著或極顯著的相關(guān)關(guān)系(表4)。

表4 景觀復(fù)合體的景觀格局與地表徑流水質(zhì)的相關(guān)關(guān)系Tab.4 Correlation between spatial pattern of landscape complex and surface runoff water quality

PD、ED、DIVISION、SHDI與地表徑流水質(zhì)指標(biāo)之間呈顯著或極顯著的正相關(guān)關(guān)系，MPA、LPI、CONTAG、COHESION與地表徑流水質(zhì)指標(biāo)之間呈顯著或極顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系；NP與地表徑流水質(zhì)指標(biāo)之間呈正相關(guān)關(guān)系，PAFRAC、PLADJ、IJI與地表徑流水質(zhì)指標(biāo)之間呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，但均不具顯著性。

2.4.2景觀格局與地表徑流水質(zhì)的冗余分析

匯水單元尺度下，景觀格局與地表徑流水質(zhì)指標(biāo)的冗余分析結(jié)果見(jiàn)圖5。

圖5 研究區(qū)景觀格局與地表徑流水質(zhì)間的冗余分析Fig.5 Redundancy analysis between landscape pattern and surface runoff water quality in the study area

從圖5可知，不同景觀格局指數(shù)能共同解釋4類(lèi)響應(yīng)地表徑流水質(zhì)指標(biāo)變化的79.8%。PD、ED、DIVISION、SHDI與地表徑流水質(zhì)指標(biāo)之間呈正相關(guān)關(guān)系，MPA、LPI、CONTAG、COHESION與地表徑流水質(zhì)指標(biāo)之間呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，其中DIVISION、LPI、SHDI這3個(gè)因子的解釋量相對(duì)較高，對(duì)地表徑流水質(zhì)指標(biāo)的影響程度最大。景觀格局與地表徑流水質(zhì)指標(biāo)的冗余分析結(jié)果與相關(guān)分析所得結(jié)果一致。

3 討論

3.1 景觀組成對(duì)地表徑流水質(zhì)的影響

山地鄉(xiāng)村景觀要素構(gòu)成具有平原鄉(xiāng)村相異的特性，表現(xiàn)為林地面積占比較高，其他用地類(lèi)型面積占比相對(duì)較低。但從景觀組成與地表徑流水質(zhì)的相關(guān)分析來(lái)看，依舊與大、中尺度條件下平原鄉(xiāng)村有一定的共性。在匯水單元尺度下，不同土地利用類(lèi)型面積占比與山地鄉(xiāng)村地表徑流水質(zhì)指標(biāo)之間存在一定的相關(guān)性，這是由于各匯水單元內(nèi)土地利用類(lèi)型及人為活動(dòng)影響強(qiáng)弱的差異性所致。

林地(常綠闊葉林、針闊葉混交林、竹林)面積占比與地表徑流水質(zhì)質(zhì)變之間呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，對(duì)地表徑流污染物輸出起到一定的抑制作用；農(nóng)村宅基地、坑塘水面、菜園的面積占比與山地鄉(xiāng)村地表徑流水質(zhì)指標(biāo)之間呈顯著或極顯著正相關(guān)關(guān)系，是影響山地鄉(xiāng)村地表徑流水質(zhì)的主要貢獻(xiàn)源。

將林地進(jìn)一步劃分后研究其與地表徑流水質(zhì)指標(biāo)之間的關(guān)系發(fā)現(xiàn)，在匯水單元尺度下，常綠闊葉林、針闊葉混交林及竹林皆與地表徑流水質(zhì)之間呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，并未存在差異性。這與劉登峰等對(duì)不同植被類(lèi)型與地表徑流水質(zhì)關(guān)系的研究結(jié)論有所不同[16]，在大、中尺度條件下，不同植被類(lèi)型對(duì)地表徑流水質(zhì)的凈化效率存在差異性。常綠闊葉林、針闊葉混交林、竹林對(duì)地表徑流污染物的輸出起到“匯”效應(yīng)，研究區(qū)植被類(lèi)型豐富，分布面積廣，從減緩養(yǎng)分流失的角度來(lái)看，上述用地類(lèi)型中的喬灌草可有效地截獲從上游地區(qū)沖刷下來(lái)的養(yǎng)分顆粒物，吸收后促進(jìn)自身生長(zhǎng)，因此對(duì)地表徑流的污染物具有阻截作用。

農(nóng)村宅基地為主要影響地表徑流水質(zhì)的貢獻(xiàn)源之一，這與羅璇等、孫金華等的研究結(jié)論一致[17-18]。這是因?yàn)檠芯繀^(qū)特殊的地形地貌，在進(jìn)行山地鄉(xiāng)村景觀建設(shè)時(shí)較少將污水處理納入考慮范圍，居民生活所產(chǎn)生的生活污水直接排入地表徑流，加之生活垃圾的隨意丟棄、飼養(yǎng)家禽的排泄物等，均在一定程度上加劇了地表徑流水質(zhì)的惡化。

同時(shí)研究發(fā)現(xiàn)，在較小尺度條件下，僅菜園為影響地表徑流水質(zhì)的主要貢獻(xiàn)源，果園和旱地雖與地表徑流水質(zhì)之間呈顯著或極顯著正相關(guān)關(guān)系，然而對(duì)于地表徑流水質(zhì)影響的綜合變化貢獻(xiàn)不顯著。這是因?yàn)楹档亍⒐麍@、菜園在進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)時(shí)大多會(huì)使用一定量的肥料(化肥、農(nóng)家肥)及農(nóng)藥，導(dǎo)致較多養(yǎng)分的流失和污染物的輸出，對(duì)地表徑流水質(zhì)造成一定的污染。這與目前龐燕等、孫芹芹等在大、中尺度條件下對(duì)農(nóng)業(yè)用地與水質(zhì)關(guān)系的研究結(jié)論一致[19-20]。

坑塘水面與地表徑流水質(zhì)指標(biāo)之間呈顯著或極顯著正相關(guān)關(guān)系，亦為影響山地鄉(xiāng)村地表徑流水質(zhì)的主要貢獻(xiàn)源之一，這與任嘉衍、王一舒等對(duì)大、中尺度條件下的研究結(jié)論有所不同[21-22]。研究發(fā)現(xiàn)，在較小尺度條件下，坑塘水面在匯水單元中的作用較流域尺度更明顯，這可能是由于研究區(qū)內(nèi)存在多處魚(yú)類(lèi)養(yǎng)殖或農(nóng)業(yè)灌溉蓄水池，漁業(yè)養(yǎng)殖所產(chǎn)生的排泄物及灌溉蓄水池缺少人為管理，對(duì)地表徑流造成的影響更為深遠(yuǎn)。此研究也進(jìn)一步證明了小尺度土地利用類(lèi)型對(duì)地表徑流的影響更顯著，這與Hunsaker等、Johnson等、官寶紅等的研究結(jié)論一致，認(rèn)為小尺度條件下土地利用類(lèi)型對(duì)地表徑流的影響更顯著[23-25]。

3.2 景觀格局對(duì)地表徑流水質(zhì)的影響

山地鄉(xiāng)村景觀是由多種景觀要素組成的密集格局，景觀類(lèi)型豐富，但因受到一定程度人為干擾的影響，使得其破碎化程度高、連接度低。從景觀格局特征與地表徑流水質(zhì)的關(guān)系來(lái)看，與大、中尺度下的研究具有一定的共性。在匯水單元尺度下，研究區(qū)山地鄉(xiāng)村景觀格局與地表徑流水質(zhì)指標(biāo)之間存在一定的相關(guān)性。

DIVISION與地表徑流水質(zhì)指標(biāo)之間呈顯著或極顯著正相關(guān)關(guān)系，而COHESION、CONTAG則與之呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，這與伍恒赟等、宮殿林等的研究結(jié)論一致[26-27]。表明山地鄉(xiāng)村景觀的分裂程度高，聚集度低，受人類(lèi)活動(dòng)影響較大時(shí)，對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生的影響也愈加強(qiáng)烈，如房屋、道路修筑和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)等形式土地的開(kāi)發(fā)必然對(duì)地表徑流水質(zhì)造成影響。

PD、ED、SHDI與地表徑流水質(zhì)指標(biāo)之間呈顯著或極顯著正相關(guān)關(guān)系，說(shuō)明研究區(qū)山地鄉(xiāng)村景觀的破碎化程度越高、景觀類(lèi)型越豐富時(shí)，對(duì)地表徑流水質(zhì)造成的影響越深遠(yuǎn)。這與Lee等、劉婉銳等的研究結(jié)論一致[28-29]；MPA反映的是景觀斑塊的平均面積，LPI可反映人為干擾程度的強(qiáng)弱，MPA、LPI皆與地表徑流水質(zhì)指標(biāo)之間呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，這與林立等、吉冬青等的研究結(jié)論一致[13,30]。表明研究區(qū)山地鄉(xiāng)村在進(jìn)行景觀建設(shè)時(shí)，人為干擾的程度增加，原有的林地被分割為若干不同的景觀類(lèi)型，景觀的破碎度、多樣性隨之增加，繼而也對(duì)地表徑流水質(zhì)造成一定的影響。

同時(shí)研究發(fā)現(xiàn)，匯水單元尺度下的NP、PAFRAC、PLADJ、IJI與地表徑流水質(zhì)之間的相關(guān)性相較于大、中尺度明顯減弱。在大、中尺度條件下呈強(qiáng)相關(guān)性，呂樂(lè)婷等對(duì)東江流域的研究中發(fā)現(xiàn)，PLADJ、IJI與河流中氮、磷的輸出呈強(qiáng)相關(guān)性[31]。楊婭楠等對(duì)撫仙湖流域的研究中發(fā)現(xiàn)，NP、PAFRAC與河流水質(zhì)指標(biāo)之間呈強(qiáng)相關(guān)性[32]，而在小尺度條件下相關(guān)性明顯減弱。Lin L等通過(guò)對(duì)不同尺度條件下的迎龍湖流域水質(zhì)與景觀組成及景觀格局關(guān)系的研究中也發(fā)現(xiàn)，小尺度條件下部分景觀指數(shù)與水質(zhì)的相關(guān)性明顯減弱[13]。

4 結(jié)論

1)林地(常綠闊葉林、針闊葉混交林、竹林)是研究區(qū)分布面積較廣的用地類(lèi)型，果園次之，空閑地面積占比較少。

2)研究區(qū)山地鄉(xiāng)村景觀類(lèi)型豐富，但平均斑塊面積小，且缺乏優(yōu)勢(shì)景觀類(lèi)型，部分區(qū)域由于受到人為活動(dòng)干擾，導(dǎo)致景觀破碎化程度增加。

3)旱地、果園、菜園、農(nóng)村宅基地、坑塘水面對(duì)地表徑流污染物輸出有明顯的促進(jìn)作用，而常綠闊葉林、針闊葉混交林、竹林則對(duì)地表徑流污染物輸出起到一定的抑制作用。

4)PD、ED、DIVISION、SHDI對(duì)地表徑流污染物的輸出起到明顯的促進(jìn)作用，而MPA、LPI、CONTAG、COHESION則對(duì)地表徑流污染物的輸出起到明顯的抑制作用。