土地利用类型对于流域研究及治理的重要性不言而喻，那么土地利用类型是如何影响水质以及对水质有着什么程度的影响，这就涉及一个尺度的问题。Xiao等(2016)指出土地利用对于水质的影响随着尺度的变化而变化，如：河岸缓冲带。关于这个尺度的大小不同学者也有不同的意见。Sweeney等(2014)认为流域不少于30m的森林缓冲区对于保护水质、水生生物是必要的，而Houlahan等(2004)则指出流域要留有近4000m的缓冲区才能起到保护水质和保证水生生态系统完整性的作用。

本研究以106个监测站点为研究对象，除p H值外其余四项监测指标为NH4+--N，TP，COD和DO。结果发现：高浓度的NH4+-N、TP和COD集中分布在浙江东南部的运河流域。浙江省八大流域中，运河流域的居住面积和农田面积占比是最大的，其水质也是最差的。相反，高浓度的DO监测站点则主要分布在浙江西南部的流域，这些流域森林和湿地面积占比大，受人类活动干扰少。

本研究以106个监测站点为圆心分别做了200m、500m和1000m的缓冲区，对三个不同半径缓冲区内的土地利用类型情况进行统计，主要包括农田、城市用地、森林、草地、湿地五大类。通过皮尔森分析法探究缓冲区半径大小在土地利用与水质关系中的作用，结果如表3所示。总体上来说，无论是正相关还是负相关，土地利用类型与污染物指标的相关系数随着缓冲区半径的增大而增大。城市用地和农田都是受人类活动影响较大的用地，它们与NH4+_N在三个缓冲区内都是正相关的，但相对于农田与NH4+__N的相关性，城市用地与NH4+N的相关系数更大、更显著。森林、湿地与污染物NH4+-N、TP和COD呈显著负相关，与DO呈正相关。草地则比较特殊，White等(2006)指出草地有改善水质的作用，而Cui等(2016)却表示草地面积比例的增加会加快水质的恶化。本研究中：在200m缓冲区内，草地与污染物TP和COD是呈正相关的，与NH4+-N呈负相关；缓冲半径为500m时，与TP和COD的关系转变为负相关，NH4+-N的相关系数增大；在1000m缓冲区内，相对于500m的缓冲区，所有相关系数除了COD保持不变其他都降低了。在500m缓冲区内，草地对于NH4+--N和TP的控制效果是最佳的。因此，在水污染治理过程中，我们要将土地利用类型对污染物的缓冲区效应考虑在内，在不同区域范围内对症下药，有效提高治理效果。

表3　200～1000m缓冲半径内土地利用与水质污染指标的皮尔森相关系数

续表

注：*P＜0.05(双尾)；**P＜0.01(双尾)。

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图3　1000m缓冲区内污染物NH+4、TP浓度与不同土地利用类型的关系

注：(a)NH+4与城市、农田的关系；(b)NH+4与森林、湿地、草地之间的关系；(c)TP与城市、农田的关系；(d)TP与森林、湿地、草地之间的关系

为了量化不同土地利用类型对水质的影响，本研究以106个监测站点半径为1000m缓冲区的土地利用类型统计为基础，选取了NH+4和TP两个水质污染指标来探讨土地利用组成对它们的影响。结果如图3所示。随着缓冲区内城市用地和农田组成比例的增加，NH+4和TP的浓度也逐渐增大，它们呈较显著的正相关(R 2=0.45和R 2=0.44)。相反，随着森林、草地和湿地组成比例的增加，NH+4和TP的浓度急剧下降。就森林来讲，它对于河流氮输出的贡献不容忽视(Ouyang et al.，2010)，但同时，森林能通过过滤、吸收和转化的方式在氮通向河流之前减少其流失量(Tong et al.，2002)。Lee等(2009)指出水质与流域内城市、农田和森林的比例组成和空间布局有着密切的关系。

农田、城市与TP、NH+4的相关性分析与本研究基于CHANS模型的源解析结果相一致，源解析结果表明来自城市的生活污水和处理排放是主要的点源污染，而城市用地与NH+4的正相关正好验证了这一点。相对于TP，NH+4浓度与城市用地的相关性要大于与农田的相关性，即浙江省内城市用地对于河流氮输出的贡献要大于农田，而农田对于TP的贡献大于城市用地，如图4所示。原因主要有三点：第一，在研究期间，浙江省氮肥施用量逐渐减少，而磷肥施用量自2000年到2015年基本保持稳定(ZPBS，2016)。第二，近些年来发布了一些环保措施，如：使用无磷洗衣粉来减少城市方面的磷流失，而对于城市氮流失并没有采取相应的方案。第三，城市的不透水表层会将NH+4迅速地排到水体中，而农田中的NH+4通常都滞留在土壤中(Chen et al.，2016)。

图4　1000m缓冲区内污染物NH+4、TP浓度与城市、农田的关系

注：(a)NH+4与城市的关系；(b)NH+4与农田的关系；(c)TP与城市的关系；(d)TP与农田的关系

人类活动和土地利用变化都会影响水质(Ahearn et al.，2005；Wilson，2015)，但是，本研究并没有发现土地利用变化与河流氮输出变化之间存在明显的相关性。在所有用地类型中，城市用地是变化最为剧烈的。但是，基于八大流域探究其城市用地变化与河流氮输出变化，并没有发现明显的关系(R 2=0.07，P=0.359)。如：苕溪流域，其2010年的城市用地比2000年增加了一倍多，但是来源于城市污水排放的氮量并没有随着城市用地的增加而增加。其他用地类型变化如农田(R 2=0.06，P=0.475)、森林(R 2=0.15，P=0.087)与河流氮输出变化也没有明显的相关性。这就表明土地利用作为人类活动的载体，它对于河流氮输出只是起一种介导作用，而真正起作用的是其承载的人类活动。森林、湿地等受人类活动影响小的用地类型在一定程度上能消纳流经它们的氮，从而减少了流失到河流中的氮量，在水体氮污染治理中起到积极的作用(Sliva et al.，2001；Su et al.，2013)。但同时我们也忽视了城市用地、农耕用地在河流氮输出中并非仅仅只是一个源，它们都有一定的氮消纳吸收能力。但是，随着社会经济的发展，人们环保意识的匮乏，大量城市生活污水的直接排放或不完全处理排放量超过了城市的消纳能力。此外，目前化肥价格已不再是农民农业生产的限制因素，受到眼前利益的驱使，人们过多地向农田索取，农田只用不养，发生退化的土地直接影响了土地的生产力。大量施用氮肥成为提高生产力的主要手段，但当施用量超过了作物吸收的限值时，便直接增加了河流的氮输出。因此，河流氮输出的直接驱动因子是土地承载的人类活动而并非土地利用。