九龙江流域降雨径流污染特征研究

选取福建省九龙江流域内5个典型小流域作为研究区．在GIS技术支持下．采用现场调查与资料收集,野外监测与室内分析相结合的方法．利用2003年5～6月两场降雨事件全过程实测的水文数据、营养盐氮、磷负荷进行对比分析．得到不同土地利用类型小流域降雨径流污染特征与规律：降雨径流中污染物浓度高于非降雨期,且总氮、总磷的流失负荷主要受降雨强度、径流量大小影响,浓度变化过程与流量变化呈大致相同的趋势．溶解性污染物如氨氮．在降雨径流过程中浓度变化幅度较小．表明其溶解性所受到的水环境条件的限制可能大于流量变化对它的影响．施肥水平对污染负荷也有较大的影响．径流流失的氮素以可溶态氮为主．磷素主要以颗粒态磷为主．但以林地为主的小流域．因植被覆盖好．几乎不发生土壤侵蚀．磷素的径流流失以可溶态磷为主．     

梁子湖区农田地表径流氮磷流失空间分布特征

为了解梁子湖区地表径流氮磷流失空间分布特征,识别高风险种植模式和高风险区,采用遥感数据分析和流失系数法相结合进行研究.结果表明:研究区内5个镇农田氮、磷流失量分别为525.07 t和25.35 t,在常规施肥情况下,农田本底氮、磷流失量占全部流失量的比例分别为76.17%和75.30%,远高于当季施肥造成的流失.5个镇中涂家垴镇氮、磷流失量和流失强度相对较高.主要种植模式中,平地-旱地-园地的氮、磷流失量最高,分别占全区的58.86%和63.87%.平地氮、磷流失量最大,占全区的93.02%和92.72%.研究表明,涂家垴镇是研究区内氮磷流失高风险区,而平地-旱地-园地是氮磷流失风险最高的种植模式.     

洪泽湖地区麦稻两熟农田和杨树林地氮磷径流流失特征研究

【目的】氮、磷的流失已成为农业面源污染的最重要来源之一。探究和比较麦稻两熟农田以及杨树林地的降雨径流特征、径流水中氮磷流失情况,为预防地表水富营养化提供参考。【方法】在洪泽湖河湖交汇区典型农田和林地设置径流池,进行了为期1年的地表径流以及氮磷流失监测。【结果】麦田、稻田与杨树林地产生径流的最小降雨量分别为4.2、3.3、22.8 mm,随着降雨量增大,杨树林地径流量增幅远小于农田。除了麦田总氮、硝态氮、总磷和可溶性磷流失量与降雨量相关性不明显外,其余各形态氮磷元素流失量基本随降雨量的增加而增加。麦田和杨树林地处在旱地状态下,其氮素流失分别以硝态氮为主,磷素流失以颗粒态磷为主; 而稻田处在淹水条件下,氮、磷的流失分别以铵态氮和可溶性磷为主。杨树林地氮磷流失量都比农田小,全年总氮、可溶性氮、硝态氮和铵态氮总流失量分别只有农田总流失量的22.61%、23.79%、23.46%、24.59%,总磷、可溶性磷和正磷酸盐总流失量只有农田总流失量的0.81%、0.77%、0.67%。【结论】与农田相比,林地能够更好地控制径流养分流失,可以在面源污染控制中发挥重要作用。     

滇池流域农田生态沟渠杂草氮磷富集效应的研究

通过研究滇池柴河流域不同时期农田近自然生态沟渠杂草对农田径流水及土壤有效氮磷的富集效应和测算杂草生物量及植株氮磷比值等,进行杂草去除氮、磷效果测算及物种去除氮、磷效果量化,以期为滇池水体富营养化的综合治理提供依据.结果表明：①同一物种或不同物种在不同时期,各杂草种间氮磷富集差异较大;②近自然杂草植株体对氮磷的富集主要表现为氮限制类型（N〖DK〗∶P<14）;③农田生态沟渠近自然杂草生物量与氮磷养分吸收呈正相关关系,全年流域氮、磷富集总量为（37.86±9.9） kg/hm2和（4.27±1.19） kg/hm2,远远小于滇池流域氮最大流失量113.16 kg/hm2和磷最大流失量10.14 kg/hm2.     

九龙江典型流域氮磷流失的模拟研究

农业非点源污染是水质下降与环境恶化的主要原因,对地表径流营养盐输出的定量研究有助于掌握流域内非点源污染的来源与贡献,迁移与转化规律.选择福建省九龙江上游两个典型农业流域,在GIS技术支持下,综合采用实地观测、经验参数等方法来确定模型参数,利用2002年5月至8月所有降雨事件全过程实测的水文参数、营养盐氮、磷负荷,对AGNPS(AgriculturalNon PointSourceModel)模型进行调试,使得氮、磷的模拟Nash Sutcliffe效率系数E值都在0.8以上;再利用2002年9月两场降雨全过程数据验证了模型的适用性,验证结果是氮、磷的模拟值相对误差均在7%以下,表明该模型可以较好地估算流域氮、磷输出负荷.应用验证后的模型估算了流域2002年的氮、磷流失,年负荷为总氮27.51kg·hm-2,总磷0.75kg·hm-2;同时发现氮、磷流失主要集中于7～9月暴雨和特大暴雨集中时期,该期间从流域输出的总氮、总磷分别占全年总量的95%、87%.利用AGNPS模型可以有效地估算或预测降雨过程通过径流输送到河流的营养盐,为流域水环境规划管理提供科学依据.     

九龙江流域畜牧养殖系统的氮磷流失研究

畜牧业的氮磷流失是造成水质污染的重要原因之一.目前国际上多采用养分平衡方法研究畜牧业对环境的影响程度.本文选择福建省九龙江流域的34家生猪养殖系统进行养分(即氮、磷)平衡分析.结果表明:流域范围内,大规模养殖场较中小型养殖场氮、磷流失率低;耕地占有率低的养殖场可以通过出售猪粪,减少氮、磷的流失.饲料是养殖场养分的主要来源,控制饲料的使用量也是减少养分流失的重要途径.同时,针对现状提出减少养分流失的管理措施.     

洙赵新河流域农业面源污染特征的模拟研究

针对农业面源污染特征无法直观监测问题，以山东省菏泽市洙赵新河流域为研究区域，构建SWAT模型对研究区径流量及总氮、总磷负荷量进行模拟研究，分析农业面源污染的时空分布特征，识别农业面源污染关键源区及农业面源污染类型。结果表明：率定和验证期的径流、总氮、总磷的决定系数和纳什系数均能满足SWAT模型精度要求；研究区农业面源污染负荷年际变化较小，农业面源污染主要集中发生在丰水期，即7—10月份，污染物负荷量在枯水期与平水期呈现明显的减小趋势；流域中下游的污染物负荷量比上游的大，农业面源污染的关键源区集中在流域中下游及流域南部；畜禽养殖为主要面源污染来源，污染物入河量占全部入河污染物总量的85.16%。     

中国典型侵蚀区小流域水力侵蚀引发的CO_2通量特征

土壤水力侵蚀通过影响有机碳的合成分解过程,引发可观的CO_2吸收-排放效应.各典型水蚀区的侵蚀速率、土壤性质各不相同,其CO_2通量特征有待研究.本文收集了黑土区、紫色土区、黄土区、红壤区等中国四大典型侵蚀区中7个代表性小流域36个土壤剖面的~(137)Cs及有机碳含量数据,利用"基于参照点的CO_2通量分离方法",计算了各小流域的有机碳横向迁移通量,以及由于水蚀引发的CO_2通量.结果表明,(1)有机碳的横向迁移速率由侵蚀/淤积速率以及土壤表层含碳量共同决定,位于黄土区和红壤区的小流域有机碳流失最为严重;(2)7个小流域侵蚀区CO_2的通量范围为:-22.8~21.5g C/(m~2·a),淤积区CO_2通量范围为-31.6~54.5g C/(m~2·a);碳汇强度与欧美小流域相当,碳源强度略强;(3)位于黑土区的多数小流域以及紫色土区的小流域整体表现为碳汇;位于黄土区的小流域整体表现为强烈的碳源;位于红壤区的流域在侵蚀区表现为碳源,在淤积区表现为碳汇.其中,紫色土区小流域的固碳能力最强,79%~87%的有机碳流失可最终得到恢复;(4)针对小流域不同的CO_2通量特征,可通过合理配置水土保持措施,实现土壤侵蚀和CO_2通量的协同调控.     

基于SWAT模型的农业施肥对梅江流域营养盐产出变化的影响分析

以梅江流域为研究区域,基于SWAT模型构建适用于该流域的氮磷污染负荷模型,模拟分析了农业施肥影响下的流域内氮、磷营养盐产出的时空分布变化特征,为该流域营养盐污染控制和综合治理提供有益参考.结果表明:1)研究区氮、磷营养盐产出的增加与农业化肥的施用有关,在时间变化上,2011年流域内总氮和总磷的产出分别增长了99.33 mg/L和17.64 mg/L,总氮、总磷负荷产出的增加主要集中在4—8月,分别占全年总产出的87.3％和68.5％;2)在空间分布上,总氮、总磷污染负荷变化的空间分布特征基本一致,均集中在研究区的中部和北部.     

磷指数法-PI(P Index)的修正及应用

在农业非点源污染研究中，确定农业非点源污染的关键源区或危险区域是开展有针对性研究和控制农业非点源污染的首要问题之一．磷指数法作为一种评估磷的流失危险性大小的工具，得到了广泛的应用．本文主要介绍了磷指数法的建立及其修正，其中包括三个比较主要的修正，及一些针对本地区实际状况进行的修正．同时本文对该方法在我国的应用提出了建议．     

洱海北部典型小流域农业氮磷流失特征的初步研究

为揭示洱海北部区域农业面源污染物氮磷流失的特征,以凤羽河小流域为研究对象,于2011年7月对1次降雨-径流的全过程进行了氮磷浓度的测定,分析了降雨过程中污染物负荷、浓度随降雨-径流变化过程的特征。结果表明,污染物负荷变化与流量变化呈现出大致相同的趋势;污染物浓度的峰值提前于流量峰到达。今后开展相关监测时应将降雨时间间隔、上游生产生活方式考虑进来,以更好地阐释降雨-径流过程中凤羽河小流域农业氮磷流失的规律性。     

降雨对山仔水库典型样地地表径流氮磷营养盐流失的影响

根据福州市第二水源地山仔水库周围库区的典型土地利用方式,选取了3个具有代表性的实验样地,调查该区域不同土地利用类型土壤降雨前后含水率及其氮磷营养盐空间变化特征,结果表明:不同土地利用类型土壤中营养盐空间分布具有明显差异,相对于杉竹林,水田与旱地两种类型土壤营养盐流失风险高,且各土地利用类型均表现出5～10 cm处营养盐含量最高,流失量最大的一致规律,其中硝态氮和速效磷是地表降雨径流土壤氮磷营养物质流失的主要方式.     

基于GIS和USLE的下庄小流域土壤侵蚀量预测研究

将地理信息系统Geographical Information System(GIS)与通用土壤流失方程Universal Soil Loss Equation(USLE)相结合进行流域土壤侵蚀量的预测和估算.以福建省九龙江典型小流域下庄为研究区域,在桌面GIS软件MapInfo和ArcView的支持下,建立流域的空间数据库,利用GIS的栅格数据空间分析功能,将小流域空间离散化为10 m×10 m的栅格,根据合适的USLE因子算法生成各因子栅格图,借助GIS图形运算,实现了下庄小流域的土壤侵蚀量估算和土壤侵蚀关键源区的标识,进一步利用GIS和USLE结合对小流域进行土壤侵蚀控制措施的模拟,为下庄小流域土地利用和水土保持提供科学依据.研究结果表明,下庄小流域的平均土壤侵蚀模数为2 541.66 t/km2.a,土壤侵蚀强度属中度,强度侵蚀以上区域占流域面积的11.17%.在模拟实施控制管理措施后,小流域土壤侵蚀模数降为1 570.89 t/km2.a,土壤侵蚀强度属轻度,强度侵蚀以上区域降为3.75%.     

基于输出系数模型的云南洱海流域农业非点源污染研究

以洱海流域北部罗时江、弥苴河、永安江3个子流域作为实验区,利用输出系数模型对子流域内农业非点源氮、磷污染进行估算,结合罗时江、弥苴河、永安江水质监测数据,对模型输出系数进行率定和验证,得到一组适用于洱海流域农业非点源污染估算的输出系数.利用该组输出系数,对洱海流域范围内农业非点源氮、磷污染负荷进行估算.研究表明：氮、磷污染空间分布具有一致性,乡镇污染输出于地域分布中呈现出“南北高中间低”的趋势.不同非点源氮污染贡献率依次为大牲畜养殖>农村生活排放>种植业>生猪养殖,不同非点源磷污染贡献率依次为种植业>农村生活排放>生猪养殖>大牲畜养殖.     

基于SWAT的柴河水库流域非点源污染识别与评价

基于SWAT模型,以山区饮用水水源控制单元——柴河水库流域为例,分析了流域非点源污染的主要来源和构成,并就非点源污染模型识别和输入方法进行了讨论.在径流和泥沙过程模拟的基础上,对流域非点源污染进行了模拟识别和评价.结果表明,SWAT模型对柴河水库流域的径流、泥沙和水质模拟适应性较好,趋势匹配较理想,但部分年份模拟峰值存在一定偏差.空间分析表明柴河水库流域非点源污染表现出显著的空间分布特征,氮和磷的产生主要集中于河流中下游农业生产区域;贡献率分析表明化肥施用和畜禽养殖污染对氮、磷贡献较大,是流域非点源污染控制的重点.     

抚仙湖入湖河流氮磷的时空分布特征

为研究抚仙湖入湖河流氮磷对湖泊富营养化的影响,通过测试环抚仙湖主要入湖河流水体中不同形态氮、磷的质量浓度,对入湖河流氮磷质量浓度的时空分布特征、氮磷负荷的月变化和氮磷比的时空分布特征进行分析.结果表明:抚仙湖入湖河流总氮TN(total nitrogen,TN)的质量浓度为2.37～10.90 mg/L,平均值为5.23 mg/L.溶解态总氮DTN(dissolved total nitrogen,DTN)质量占总氮质量的77.33%,是最主要的赋存形态;颗粒态氮PN(particulate nitrogen,PN)的质量占比相对较少. DTN中溶解态无机氮DIN(dissolved inorganic nitrogen,DIN)的质量浓度明显高于溶解态有机氮DON(dissolved organic nitrogen,DON)的质量浓度.总磷TP(total phosphorus,TP)的质量浓度为0.12～7.33 mg/L,平均值为0.86 mg/L.颗粒态磷PP(particulate phosphorus,PP)的质量占总磷质量的78.43%,是磷的主要赋存方式,溶解态总磷DTP(dissolved total phosphorus,DTP)的质量占比相对较少. DTP中溶解态无机磷DIP(dissolved inorganic phosphorus,DIP)的质量浓度高于溶解态有机磷DOP(dissolved organic phosphorus,DOP)的质量浓度.抚仙湖入湖河流TN的年负荷量为397.12 t/a,TP的年负荷量为35.83 t/a.总氮和总磷向抚仙湖的输入集中在丰水期,氮向抚仙湖的输入以DTN为主,磷向抚仙湖的输入以PP为主.抚仙湖主要入湖河流TN/TP的年负荷量比值为11.08,适宜浮游植物生长,入湖河流氮磷比促进了湖泊富营养化的发生.     

密云水库流域降雨径流土壤中氮磷流失规律—以石匣试验区为例

利用石匣水土保持监测试验区,分析降雨径流及土壤中氮、磷流失的规律。研究结果表明：（1）开荒及裸地最易产生径流,其中荒坡产生的泥沙中总氮含量、总磷含量最高,其次为林果地、草地,农地最低;（2）流失泥沙中氮、磷富集,磷主要以泥沙形式被迁移带走,溶解态极少;泥沙中总氮、总磷富集率为坡耕＞免耕＞等高种植;（3）大部分雨后土壤的pH值、有机质略有下降。雨后土壤主要是0．005－0．001mm及＜0．001mm粒径减少,它们可能是氮、磷流失的载体;主要为细颗粒;（4）等高种植及植物带对控制径流污染,效果极为明显;其次为免耕,应杜绝坡耕。由于氮、磷流失多以细颗粒为载体,应侧重减少细颗粒的流失。     

塑料大棚耕作模式对抑制农田氮磷流失的作用

根据农田氮、磷流失的途径,通过测试土壤中的全氮和有效磷的含量研究塑料大棚的耕作方式是否能够有效抑制农田氮磷的流失.经测定,下雨前后棚内TN由1.207 g/kg变化到1.209 g/kg,P由70.9 mg/kg变化到70.84 mg/kg;而下雨前后棚外TN由1.194 g/kg变化到1.102 g/kg,P由69.63 mg/kg变化到66.29 mg/kg,相比之下棚外土样的氮磷含量雨后有更明显的减少,证明塑料大棚对抑制农田氮磷的流失是有一定作用的.还指出了此种耕作模式在控制水体富营养化中存在的发展前景.     

长汀县红壤侵蚀区土壤生态化学计量学特征

土壤碳氮磷生态化学计量比可以很好地体现土壤肥力特征和微生物生命活动特征.福建省长汀县朱溪小流域是我国南方红壤侵蚀区的典型代表,通过对朱溪小流域土壤碳、氮和磷养分的数据分析,发现朱溪小流域侵蚀区的土壤有机质质量分数变化范围为0.29~67.38g/kg,平均值(±标准偏差)为(22.40±17.28)g/kg,低于全国平均水平.不同样地之间有机质质量分数差异较大;氮的变化范围为0.04~1.30g/kg,平均值(±标准偏差)为(0.42±0.34)g/kg;磷的变化范围为0.04~0.80g/kg,平均值(±标准偏差)为(0.24±0.23)g/kg.计算土壤生态化学计量比,发现侵蚀区土壤C/N、C/P和N/P的变化范围分别为3.31~91.80、1.65~248.23和0.31~6.06;平均值(±标准偏差)分别为(34.94±13.17)、(69.60±52.06)和(2.02±1.30).     

煤矿开采地表沉陷区土壤养分流失与分布特征——以五沟煤矿为例

平原矿区的煤矿地下开采改变地貌景观,同时加剧矿区土地的水土流失,降低土壤质量。而开采方式不同对地表土壤养分流失的影响程度同样存在较大差异。本文选择皖北五沟煤矿的充填和非充填开采两种开采方式的地面沉陷区,进行了土壤环境调查,监测了开采过程中土壤有机质、铵态氮、有效磷和速效钾等土壤养分的含量,分析其运移变化特征。结果表明,采矿区地表沉陷虽然时间不长,但土壤中的有机质和主要营养元素的含量流失发生显著变化;充填与非充填两种不同开采方式均引起地表土壤养分流失,降低土壤质量。但是充填开采所造成沉陷区内土壤养分的流失程度明显小于非充填开采区,且因氮、磷的流失量明显快于速效钾而使得土壤整体表现为缺氮少磷;土壤养分的迁移与富集与土壤类型密切相关。无论是有机质,还是其他营养元素由表层的耕作土层往深部迁移并在硬砂姜土层富集。这一现象同时说明了地表径流造成土壤养分水平方向的迁移流失的同时,向深部土壤层的迁移现象。