当前世界环境

介绍

土地利用和土地覆盖是两个不同的词，其中土地利用是指人类活动在土地上的发生(即农业、城市、城郊、牧场等)，而地表植被覆盖总量被认为是土地覆盖(如森林或沙漠)．众所周知，局部和全球尺度的土地利用和土地覆盖变化是全球气候变化的重要驱动因素之一。^1,2水和空气是两个最重要的组成部分，它们强烈地影响着地球上所有类型的生命，以及滥用化肥和杀虫剂农业部门为了提高作物产量，造成空气和水体污染，导致空气和水质恶化。土地利用和土地覆盖是关系到水和空气质量的重要因素。不同类型的土地利用和土地覆被影响着水和空气的质量．土地利用通过非点源影响水和空气质量，而非点源是水和空气污染的主要来源和贡献者。土地使用受影响的土地覆盖的变化，而陆地封面的变化同样影响土地利用。随着植物生命周期的发展，自然地和农业地的土地覆盖随季节而变化。城市地区的土地覆盖非常有限，因为混凝土、沥青和建筑物覆盖在土地表面。

有时，环境中发生的各种生物、水文、气象、沉降等自然过程可能会导致不良化合物的沉积，使水(地表和地面)和空气的化学不平衡。许多研究人员认为，土地利用和土地覆盖的变化主要是由于人类发展活动造成的，土地为地表水提供了不必要的营养物质和沉积物。^3,4,5,6.事实上，土地利用和土地覆被变化的研究是多学科交叉的，受到了GIS、地理学、经济学、人口学等多个领域的关注。目前，土地利用与土地覆盖变化(land - Land-Cover Change, LULCC)是全球环境变化的重要原因之一。在研究土地利用对水质的影响时，同时考虑土地利用和土地覆盖是非常重要的。⁷

活性氮释放到水和空气中以各种方式影响着地球上的各种生命形式⁸例如由于(硝酸盐)NO的浸出而造成的地下水污染_3.水体富营养化、陆地富营养化(减少物种多样性)、土壤酸化、平流层臭氧破坏等₂O和全球变暖。^9、10植被破坏和土地利用转型在城市地区确定为提升逃税，这还促进了从土地转移到水生体的不良物质。^11.一般来说，在季风季节，由于径流增加，携带杂质进入水体，大多数变量恶化。淤泥、粘土、有机和无机物等胶体物质会导致水体浑浊，加剧水质状况。因此，本文对土地利用对水和空气质量的影响进行了综述。

对水质的影响

2005年，Vörösmarty将淡水描述为一个有价值的自然资源，其数量和质量对可持续生活的发展非常重要。^12.近年来，水质恶化直接影响人类健康和生态健康，成为一个重要问题。需要准确描述地下水的利用及其对当前水化学的影响，以量化土地利用对水质的随时间变化的影响。在半干旱或干旱地区，地下水补给也受到LULCC的影响。在干旱和半干旱地区，地下水补给变化与LULCC有关，对地下水质量有负面影响，因为厚的非饱和带含有数千年积累的过剩盐库^13,14,15建筑区域的扩展为水体的真实构成了直接和间接威胁。^16.不同的水污染问题与不同的土地利用模式和变化有关。例如，在2002年俄亥俄州的欧奥州桐和陈某检测了与水质的土地利用相互作用，发现TP（总磷）与农业，商业和住宅区相当恰当地与森林有关，而BOD有一个与住宅和商业土地的正面关系，与森林负面关系，但与农业土地的非重大关联^17.而由于缺乏植被覆盖，剩余养分和沉积物通过淋滤、径流、挥发等各种过程的输送迅速到达水体。^18.另一个例子是堪萨斯州立大学北部的土地延伸(蓝色突出显示的区域)，马拉特流域，这一区域被划分为农业用地和城市用地。他们使用HACH®检测试剂盒采集水质样本，并使用公民科学方法将数据记录到ArcGIS地图系统中。^19.在Bagmati河中，尼泊尔在人口密度和水质恶化之间发现了正相关性。^20.

森林砍伐和降解活动，如河岸河岸河岸耕种影响了巴格马蒂河水的水质。^21,22在克什米尔地区，由于不同的土地利用方式(农业、城市化和荒地)对地表水的影响，乌拉尔湖水质恶化。^23.对各种物理化学变量进行分析，^24.ERDAS Imagine 9.0和ArcGIS 9.3用于创建土地使用和陆地覆盖地图以及使用Liss III传感器的各种LULC类别（IRS）P6，空间分辨率为23.5米。此外，人造肥料，其在农业和建筑区域，这些肥料通过各种已知方法运输到田地或地下水，如浸出，径流，然后通过地下水传输转移到地表水体。^25日,26日根据皮特的说法，是在2009年等；N肥料施用导致反硝化，这又导致氮气和表面水体的大气环境中沉积。另一个例子是密西西比河，其中估计89％的硝酸盐 - 氮浓度来自农业活动。^27.在检查人类住区的不同土地领域或其要求和这些改性土地区域对流域水质的影响以及这些改良土地地区的影响时，这种关系往往是始终源于不同的土地区域的变化。在不同的土地中使用农业区域破碎了湖中的最高肥料，导致溶解氧（DO）含量的含量通过水体中的微生物生长和不平衡水化学。^28.进行了一项研究在尼吉利斯区的Ooty镇Tamilnadu，评估城市化的影响，特别是在水质和数量上改变土地使用模式。^29.他们检查了地下水质量参数，使用ArcGIS软件在地理信息系统（GIS）内准备了空间地图。通过使用Landuse地图，他们表示森林面积正在减少，被行业和房屋所取代。林地显示出除pH之外的所有参数的负相关性，从而表明其他参数的浓度随着森林面积的增加而降低。除pH外，住宅区具有正相关性与PH外的所有参数相关，这表明住宅区的增加将增加超出允许极限的水质参数的浓度．城市化的增加减少了渗透。有一些报告得出结论说，该国许多地区的地下水位正在以每年1-2米的速度恶化。^30.

由于人类活动，地下水的数量和质量正在发生变化。自从工业化的时代和人口迅速增长以来，土地利用变化现象在许多地区强烈加速，直接影响集水区水文也在其结果中，水质通过城市发展恶化，主要影响了表面水。^31、32在雅加达，西里翁河是最大的河流，由于土地使用模式和变化已经被发现退化。利用遥感数据和2010年和2014年的水质监测数据，分析了慈利翁河流域不同土地利用方式下的水质状况。他们的结果表明，在森林和城市为主的地区之间，水质变量有更大的变化。在雅加达、德波克、茂物及邻近地区，人口密度高导致土地利用和土地覆盖变化，间接影响了赤理翁河的水质。³³土地使用的变化对水质有影响，例如通过引入氮物质和其他生物活性化合物的研究人员证明。^34,35自,施莱辛格等；测定农业地区地下水中硝酸盐浓度过高，预计为人为原因。土地利用的变化通过对残留物预算的重大修改影响了水的质量。^36、37

很少有研究发现旱地农业对水体上的大量影响，这种乘坐充电和冲洗积聚到河流。^38,39研究发现，农田在种植季节过量施用氮、磷，导致养分利用效率低下和地下水污染，并可污染附近水体。他们使用了一个被称为区域监测模型的模型，该模型被认为是一个合适的监测方案来分析来自农业土地的地下水的风险。根据区域监测模型，采用抽吸枪法、直推法等不同的地下水采样方法，利用地下水位以下的土壤样品监测农田至土壤区域及地下水中硝酸盐的浓度。东南地区东江水质现状;对中国在旱季和雨季的土地利用(如城市、森林和农业)进行了研究。⁴⁰2015年，丁等；发现森林和城市土地利用对旱季水质的强烈影响与雨季比较，农业土地对与城市化土地面积相比，农业土地对水质的影响。⁴¹中国的巢湖由于早期生态环境良好，水质很好。但由于土地利用系统的变化，随着当地生产单位、耕地和日常生活的排放，下游生态系统和水文条件发生了变化。⁴²通过使用统计分析，黄等；研究了中国潮湖盆地的流水质量。它们的统计模型显示，在2000年和2008年之间，盆地的建筑陆地与大多数水质变量呈正相关，而森林，草原和水体与大多数变量负相关。⁴³在本地，越来越多的城市化的水生体质量，^44、45地下水补给^46、47放电和风暴。⁴⁸哈特等；研究发现，城市用地的扩展与水体有直接关系，河流水体总溶解固体增加。⁴⁹Muñoz.等；研究发现，在1998年至2006年期间，智利Rupanco湖流域53%的林地转变为牧场和种植地，湖水中的氮含量从33公斤TN/km增加²/ y至621 kg tn / km²/ y。⁵⁰Dabrowski等；还评估了农业活动对水质的影响。⁵¹城市化地区的流域具有较高的氮素产量，而森林土地内的森林流域具有相当大的氮气和氮化合物的产量。⁵²

2011年,Chidya等．调查了Likangala河的水质状态，其中大部分采样位点与磷酸盐，大肠杆菌．贫瘠的农业耕作方式，如化肥径流，河岸种植，城市污染，不同的居民点靠近河流，污水排放到河水中，使河水质量恶化。在旱季和雨季收集了水质样本，以评估河流健康状况，因为降雨和径流增加会造成季节变化，影响水质。⁵³在马拉维南部，Pullanikkatil对流经Zomba市的Likangala河的水质进行了分析等；2015年发现，在旱季和雨季，取样地点的水质都是正常的，有时水质很差，不经处理就不适合人类饮用。⁵⁴在中国在中国进行了一项研究，估算了与水文过程中的土地利用的充电可用性，发现分别减少了土地，草地，城市土地和森林地下水补给秩序。⁵⁵在Yones的Ziarat分水岭等等。，发现了与城市开发、牧场、森林和耕地四种土地利用有关的水质状况。⁵⁶根据美国地质调查局1999年进行的调查，他们发现，由于肥料和粪肥等营养物的输入，农业地区附近的水体中养分过剩的程度有所上升。⁵⁷城市化地区由各种土地使用，如办公室，住宅，工业和其他建筑面积与其他土地相比例，然后已经发现城市土地生产更多的废水。⁵⁸城市化地区扩大了更具抗性地区，导致风暴流动以更快的速度，并具有更好的径流量。不透水的污染物（例如，非点源和点源污染物）径流进入河流，这些河流增加了水生体中的营养水平和其他不合适的化合物。⁵⁹根据太阳等；在郊区，如果污水处理缺乏处理，基础设施也有助于氮水平的增加。⁶⁰

在津巴布韦的多名河上游集水区进行了一项研究，发现了1995年和2012年，草地，裸露和林地面积分别下降了22.6％，31.7％和24％，而农业采取措施和城市化增加24.4％分别为41.6％。⁶¹这种土地利用变化使出水口总磷(TP)负荷从130 kg/d增加到376 kg/d，总氮负荷从290 kg/d增加到494 kg/d。2011年,Salajegheh等;在西伊朗的KARKHEH流域进行了水质，发现，在1988年和2002年之间，分水岭的城市土地从19,051公顷增加到27,794公顷，其中溶解的固体（TDS）从1,200 mg / L增加到1,900 mg /我在某些方面。⁶²哈尔斯进行的研究等;在美国佛罗里达州的阿拉法河流域中，声称城市地区增加和农业土地的降低提高了水质。⁶³他们得出结论，在1974年到2007年间，流域的城市和住宅用地从10%增加到21%，而农业用地从36%减少到19%，森林减少从13%减少到8%。土地利用方式的改变使水体总氮(TN)从2 mg/l降低到1.5 mg/l。

对空气质素的影响

LULC及其与大气环境的关联对于自然财产的可持续管理是必要的。在不同的东南亚国家，研究了LCLUC及其对大气环境的影响。⁶⁴不同的土地用地为居民提供不同的益处，即居民，即居住的社会。然而，一些土地利用产生或恶化了影响公共卫生的空气质量。^65年,66年南亚和东南亚的大多数城市都有许多与空气质量有关的问题，并支持工业化、城市化和能源部门日益增长的需求。^67、68、69日益加剧的城市化和人口爆炸造成了自然和农业地区向城市和居民区转变的压力，并对生态系统产生了相当大的影响。⁷⁰土地利用还通过排放温室气体和干扰气溶胶成分影响空气质量。^71,72.据研究，燃烧生物质产生的污染物和气溶胶超过了标准水平^{73, 74, 75, 76}长途运输，持续数周至数月，不仅影响大气环境，还扰乱了烟雾浓度、生物地球化学循环，⁷⁷包括臭氧的浓度,⁷⁸大气环境的化学，⁷⁹天气和气候。^80年,81年有些工人提到，不可预测的生物有机化合物(VOCs;例如异戊二烯、单萜)和某些植物排放的一氧化氮是对流层臭氧的主要前体，臭氧是一种有影响的温室气体和一种重要的空气污染物化合物。⁸²生物源性VOCs也是增加空气质量颗粒物的二次有机气溶胶的主要前体。^83、84、85

陆地覆盖的变化也影响了空气污染物沉积（如臭氧和PM）及其前体。In the Houston, TX, landuse change effectedon surface ozone area and it was found that the land use change increased the number of incredible ozone days (i.e., days with daily maximum 8-h ozone more than 84 ppb by 2–3 days) during summer.⁸⁶由Ganzeveld确定了人为土地利用变化对大气环境的影响et al。并忽视了气候驱动的植被覆盖变化的未来潜力。他们展示了土地利用和土地覆盖的变化是如何受到气候变化、人为土地利用变化和大气CO增加的影响的₂浓度，都扰乱了全世界的大气环境和空气质量。⁸⁷马宁斯进行了调查等;利用TOPAZ 2000土地利用-运输模型分析了6种城市形式对大气质量的影响，该模型与分析空气流模型相结合，评估了不同城市发展情景对空气质量的影响，发现光化学烟雾和颗粒污染。⁸⁸在武汉市（中国中部），已研究土地利用对大气质量的影响，并探讨了基于九个地面监测网站的土地利用和空气质量之间的定量联系。⁸⁹这些监测点在2007 - 2014年进行了长期的时空感知，结果表明，大气环境受土地利用变化的显著影响。城市化土地每增加一个标准差，NO增加2%₂而植物则减少了5%。水体数量的增加(标准差为1)与SO减少3% ~ 6%有关₂或点_10.水平，相当于气象因素如降水的缓解后果。城市空气污染的主要来源是工业排放和汽车尾气，而城市土地利用方式和变化也与城市大气环境密切相关。^90年,91年土地利用导致空气质量恶化的另一个原因是城市不透水表面的增加导致城市温度的升高。^92,93一般来说，由于地面臭氧产量增加，城市地区温度升高导致臭氧浓度升高。⁹⁴在拉斯维加斯山谷，美国Xian（2007）还发现了城市发展密度对2007年空气污染物分布的清晰局部影响。⁹⁵利用地面监测数据和陆地卫星影像进行土地利用信息分析，发现年平均PM之间存在中到强的关联_2.51998年和2010年监测网站附近的城市土地数量在美国阿拉巴马州中部，美国。⁹⁶

他们的主要目标是识别下午之间的互动_10.基于模拟PM的变化和LUCC_10.以2006年和2013年长株潭城市群为例，对长株潭城市群2006年和2013年的地表特征进行了回归分析。分数显示了PM的总体平均值_10.在CZT中，从106.74μg/ m下降^3.94.37μg/ m^3.全年2006年和2013年。一般来说，PM浓度的变化_10.与城市化面积增加呈绝对相关，与森林面积增加呈负相关。这些结果证实了2008年的结论，即城市发展和保护重要生态站点等土地利用策略将有效地限制PM_10.生长。^97、98、992017年杨等；确定了城市化近区的功能区适当的空间尺度，以检查PM的土地利用影响_2.5在市区在一个城市南昌市在中国中部，他们知道土地利用对PM的影响_2.5污染。^100.他们探索了土地使用对PM的影响_2.5使用土地利用回归（LUR）模型和统计分析，在城市地区污染，并没有发现随着季节改变的影响。2015年，在罗利（Raleigh）位于北卡罗来纳州曼斯菲尔德等;发现城市形态对大气环境、空气污染和公众健康风险的影响．为了制定三种情景:紧凑型发展、无序发展和当前状况，他们纳入了健康风险评估模型和土地使用回归运输需求，以预测大气质量和健康影响。根据他们的观点，PM的局部变化_2.5增加密实度，增加封闭空气污染热点的严重度，提出改善空气质量的建议，从区域角度发展密实度。^101.

结论

土地利用的影响改变了水和空气化学，这可能是重要的，并有各种时间和空间标志的积极和消极的人类和环境。从现有文献来看，研究人员发现了各种土地利用变化及其管理的潜在后果，但早期研究未发现这四种土地利用(农业、城郊、城市和森林)对丘陵地区水和空气质量的影响之间的关系。因此，我们的主要目的是发现这四种土地利用方式及其对水(地表水和地下水)和空气质量的影响之间的关系。

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