基于GWR模型的汉江流域土地利用类型与水质关系评估

摘要

土地利用类型与水质指标之间存在着密切的联系.地理加权回归与传统回归分析的不同点在于它是一种局部回归分析方法,可应用于空间数据以探讨土地利用类型与水质指标之间的空间变化关系.利用普通最小二乘法(OLS)模型和地理加权回归(GWR)模型对汉江流域2015年94个采样点不同河岸带宽度(20 m及50 m)的5种土地利用类型(草地、林地、耕地、城市用地和未利用地)与7个水质指标之间的影响关系进行了对比分析与评估.结果表明:在分析土地利用类型与水质类型的空间关系时,GWR模型优于OLS模型.GWR模型评估结果表明:在汉江流域上段,耕地面积的增加使TN、pOi-、活体Chl-a、Ca2+、NH3-N、COD和Na+浓度显著增加;在汉江流域中段,城市用地的增加会使TN、PO43-、活体Chl-a、Ca2+和NH3-N浓度显著增加,耕地使COD和Na+浓度变大;在汉江流域下段,主要影响水质的是城市用地.此外,汉江流域中下游地区河岸带宽度控制在50 m范围内可以达到降低污染物浓度的作用,有利于削减面源污染.该研究结果可为汉江流域中下游地区合理规划河岸带土地利用以抑制面源污染传输提供科学依据.