上海市的高速发展已经给这个大都市的空间格局带来了前所未有的改变，并且以污水、污染物的形式不断给生态环境增加压力，这些改变也给上海市河网水质带来严重的负面影响。在地表，以土地利用／覆被变化的形式体现着人为的强烈改造，污染物质以地表径流或市政管网为输移媒介，进入黄浦江支流河网，并最终逐级汇入到黄浦江主干河道。所以黄浦江河网污染物质的空间分布可以一定程度上反应土地利用／覆被变化的程度，即人为对地表改造的强度。基于此，本文以受人类强烈改造的上海市和流经上海市河网密布的黄浦江水系为研究对象，了解黄浦江河网水系的污染状况及黄浦江受到污染的原因，采用GIS的流域分析方法，以流域为单元分析流域内土地利用类型与子流域控制点污染物浓度的统计关系，合理估算黄浦江流域非点源氮、磷营养盐的污染负荷情况，讨论土地利用对河网水系的环境效应，为当前中国高强度人类活动地区土地利用、区域发展和城市建设提供有效的决策支持依据。论文根据国家土地资源宏观遥感调查分类系统的分类体系，结合土地资源的经营特点、利用方式、覆被特征、研究区土地利用实际情况及动态监测和本研究的实际需要，将研究区的土地利用划分6大类，为农业用地、绿地、城乡居民用地、工矿交通用地、水域和未利用地。通过土地利用图与黄浦江子流域图的叠加运算，得到每个子流域内的不同时期的各种土地利用类型的面积及其占各个子流域的面积比例。通过对研究区域不同时期的土地利用综合指数及其变化模型的计算，分析黄浦江流域的土地利用程度及变化趋势。研究发现，居民用地和工矿交通用地为主导的子流域，城市化比较明显的区域，土地利用程度上升的比较明显。通过对黄浦江沿程水质监测数据的分析，得到黄浦江从上游到下游，水质呈现明显下降的趋势，水质的区域间差异显著。而从多年来的水质情况推测，市区段污染主要由工矿企业废水和居民生活污水污染引起，而市郊段主要由乡镇企业废水、农业废水、居民生活废水、禽畜污水引起。黄浦江河网水环境的影响因子可以大致概括为自然因素、人文因素、土地利用因素、船舶污染和河流底泥污染。通过主成分分析，得出土地利用是影响河网水环境质量的最主要因子之一。同时，利用黄浦江子流域控制点的氮、磷采样调查资料与各监测点控制子流域相应年份的土地利用程度数据，统计分析黄浦江流域河网水体中氮、磷浓度与土地利用之间的关系。研究发现，河流中TN、TP浓度与农业用地面积比例有显著的正相关，主要是耕地施肥多且耕作易受侵蚀而致。NH₄⁺-N浓度与工矿交通用地的面积比例呈极显著的正相关，与绿地的面积呈极显著的负相关。各种污染物的浓度都与居民用地的面积比例有显著的正相关。估算各个子流域单位面积上氮、磷的输出负荷，发现在农业用地面积占主导的子流域，氮素输出负荷较大。在农业用地面积、居民用地面积比例占主导的子流域，磷素输出负荷较大。在近十年中，黄浦江流域近一半子流域的氮输出负荷是处于减少的状态的，磷输出负荷基本也是处于减少状态的，那么输出总负荷也是减少的。并利用相关分析，进一步了解黄浦江流域土地利用／覆被变化与氮、磷输出负荷变化的关系。研究发现，TN、TP的输出负荷变化与农业用地面积比例的变化量有着非常显著的正相关关系，而与工矿交通用地面积比例的变化量有着非常显著的负相关关系。所以，在黄浦江流域中，随着土地利用程度的不断提高，对污染的控制和治理体系更加的健全，对河网的污染也会不断的减小。