滇池流域不同土地利用方式土壤磷解吸研究

滇池富营养化严重,非点源磷污染对滇池有重要影响。溶解态磷一旦冲入湖中容易被水生植物利用,所以土壤中溶解态磷的输出值得专门研究。本文选取滇池流域不同土地利用类型的17样点,测定了样点土壤中全磷、速效磷、溶解性总磷和溶解性磷酸盐的含量,并进行了静态土壤磷解吸试验,以了解土壤磷的析出特征。结果表明,滇池流域土壤全磷含量为0.137～2.935 g.kg 1(不包括磷矿区的上蒜林地和上蒜坝平地),速效磷含量在0.311～96.238 mg.kg 1之间,不同土地利用方式下土壤全磷、速效磷含量均依次为湖滨废弃大棚>大棚>坝平地>坡地>林地;土壤溶解性总磷含量为0.66～9.52 mg.kg 1,不同土地利用方式的土壤溶解性总磷含量为湖滨废弃大棚>大棚>坡地>坝平地>林地;土壤溶解性磷酸盐含量较低。相关分析表明,土壤溶解性全磷含量与土壤全磷含量存在明显的正线性关系,溶解性磷酸盐含量与溶解性总磷含量线性正相关。溶解性磷酸盐在溶解性总磷中占20%～95%,说明溶解性磷酸盐是溶解性总磷的重要组成部分。结果表明,滇池流域土壤磷的溶出水平由土壤全磷含量所决定,而大量施肥不利于湖泊富营养化控制。研究结果还表明,磷的静态溶出过程在0.5～1 h能达到平衡,说明在地下水或地表径流的输移过程中有足够多时间达到溶解平衡,析出最大量。     

晋江流域非点源氮磷负荷及污染源解析

计算流域非点源氮磷负荷并以此开展源解析对于水体污染控制具有重要意义。基于DEM数据,运用GIS工具划分子流域,提取土地利用和土壤类型等空间相关资料,通过调查及小区试验获取模型参数,建立晋江流域非点源氮磷污染负荷模型;利用SLURP模型和输出系数模型分别核算流域内不同景观类型土地输出径流和农村污染溶解态氮磷负荷,利用修正的USLE土壤侵蚀通用方程核算吸附态氮磷负荷,并进行污染源解析。结果表明:晋江流域非点源氮负荷为12298.95t/a,大部分为溶解态氮,占到了94.13%,主要来自畜禽养殖、农田径流和农村生活污水,其源贡献率分别为31.72%、26.38%和17.44%;非点源磷负荷为667.04t/a,溶解态磷和吸附态磷对流域总磷负荷贡献比例相当,分别为56.73%和43.27%,主要来自土壤侵蚀、农田径流和农村生活污水,其贡献率分别为43.27%、21.10%和12.25%。总体分析表明,土壤侵蚀、农田径流和畜禽养殖是影响晋江流域非点源氮磷负荷的主要污染源,亟待优先控制。     

滇池宝象河流域水体氮素特征及影响因素

非点源流失的氮是造成水体污染的主要因素之一.通过对滇池宝象河6个点位沟渠水和河道水体氮素的动态监测,研究了流域水体氮污染特征和影响因素.结果表明,农田沟渠水总氮平均浓度高于相应河道水总氮浓度,沟渠水总氮平均浓度范围为3.86～22.86 mg/L,河道水总氮浓度3.14～6.63 mg/L,总体趋势是从上游到下游水体氮素浓度逐渐升高、并且沟渠水体和河道水体氮素随时间变化呈现同样的趋势.农田沟渠水与河道水体总氮之间、农田沟渠水总氮与沟渠周边表层土壤全氮及沟渠沉积物全氮均呈显著相关性.     

黄土丘陵沟壑区坝地土壤养分的空间变异性

以黄土丘陵沟壑区作为研究区域,选取具有一定淤积年限的典型坝地―山西省中阳县洪水沟流域独堆坝,应用ArcGIS软件,采用Kriging法,对其土壤有机质、全氮、缓效钾、碱解氮、有效磷、速效钾等土壤养分的空间变异性进行了研究。结果表明:研究区坝地土壤养分含量较低,且分布不平衡,土壤养分均属于中等变异;各土壤养分的半方差随着距离的增大而增加,其空间自相关变化尺度范围均比较小,在较小范围内存在着空间相关性;研究区土壤养分含量分布均具有较高的空间异质性,存在空间分布格局。     

滇池东大河流域土壤磷素累积规律及空间分布特征研究

滇池是中国水体富营养化最严重的湖泊之一,磷是造成滇池有害藻类"水华"的限制因子。本文以滇池南岸主要入滇河流——东大河为研究对象,探讨了流域内磷素的累积规律及空间分布特征,结果表明:①流域下游有显著的磷素累积。②土地利用类型对流域土壤磷素累积有显著影响,设施农业是土壤磷素累积的最主要土地利用类型。③流域东北部靠近滇池的区域是磷素累积最严重的区域。     

基于GIS和RUSLE的滇池流域土壤侵蚀敏感性评价及其空间格局演变

土壤侵蚀是滇池流域重要的生态问题之一,掌握滇池流域土壤侵蚀敏感性的时空变化特征有助于水土保持工作的实施和改进。以降雨量、DEM、土壤类型和Landsat影像为数据源,选择降雨、土壤、坡度坡长、植被覆盖4个因子建立土壤侵蚀敏感性评价体系,对滇池流域进行土壤侵蚀敏感性评价。结果表明:滇池流域土壤侵蚀敏感性以轻度敏感和中度敏感为主。空间分布上,轻度敏感区主要分布在滇池周边。中度敏感区主要分布在滇池流域山地区域,地形陡峭。时间变化上,1999—2014年滇池流域土壤侵蚀敏感程度呈下降趋势。轻度敏感区域面积增加20.18%,中度敏感区域面积减少20.31%,轻度敏感区的增加来源于中度敏感区的转变,转变区域分布于滇池流域西北部和东南部。在土壤侵蚀敏感性影响因子中,降雨是影响滇池流域土壤侵蚀敏感性的关键因子。研究滇池流域土壤敏感性时空变化,识别滇池流域易发生土壤侵蚀的区域,有助于该区域水土保持措施实施、生态治理和土地利用优化。     

坝地土壤养分的空间变异性研究

坝地是我国粮食安全、耕地动态平衡的有力保障。研究借助GPS定位技术,以网格采样法测定了黄土高原典型骨干坝坝地0~20 cm和20~40 cm土壤养分,采用传统的统计学和地统计学GS+相结合的方法分析了其空间变异特征,为坝地的精准管理、合理施肥提供科学依据。结果表明,坝地土壤养分严重缺乏且分布不均衡,坝地0~20 cm土壤除速效钾属于"一般"水平之外,有机质、全氮、碱解氮、速效磷养分含量都属于"稍低"或"低"水平,20~40 cm土层的各养分质量分数普遍比0~20 cm的还低。不同土层土壤养分的水平空间半变异函数不同,空间相关性的变程范围为64~245 m,坝地0~20 cm土层中有机质基底效应为32.60%,属于中等空间依赖性;0~20 cm土层中碱解氮、20~40 cm土层中有机质和速效磷的基底效应均为100%,具有弱空间相关性;其余土壤养分的基底效应均小于25%,具有强空间依赖性,说明坝地土壤受区域性因素影响较大。但坝地淤积物的原始水平空间的渐变分布规律由于多年种植已被人为随机因素扰动,土壤养分呈现非规则的水平空间分布格局,与原位土壤养分分布格局不同。     

汉江中下游土壤侵蚀及颗粒态非点源磷负荷研究

以汉江中下游为研究区,考虑流域内部地理要素和时空过程的异质性,划分子流域作为基本的响应单元,利用2007年Landsat TM影像、DEM、土壤、气象和社会经济数据等,建立了流域基础数据库.在此基础上运用ArcGIS 9.2和Erdas 9.2计算得到流域降雨侵蚀力因子R,土壤可蚀性因子K,坡度坡长因子LS,经营管理因子C,水土保持因子P等.采用USLE和颗粒态非点源负荷经验方程,分别探讨了汉江中下游土壤侵蚀及非点源磷负荷的空间分布特征.结果表明:汉江中下游土壤的侵蚀模数为867.55 t/(km2·a),属于轻度侵蚀,但依然有5.69%的区域侵蚀模数大于2 500 t/(km2·a).流域内由于土壤侵蚀导致的颗粒态非点源磷负荷流失量达8 496.79 t/a,其中南河、唐白河、蛮河等支流的非点源流失状况最为严重,最高单位负荷量可达8.42 kg/(hm2·a).非点源负荷产生的关键源区主要分布在神农架林区、房县、保康等山地丘陵以及南阳盆地等农业生产区,因此增加植被郁闭度,控制坡地耕作,科学施肥,防止水土流失对于控制非点源污染有着重要意义.     

基于盲数理论与GIS的小江流域吸附态磷污染负荷模拟研究

根据三峡库区小江流域水文、地理和非点源污染等特点,通过分析引起流域吸附态污染负荷年际变化的主要因素,提出了流域土壤侵蚀模数、输沙模数的动态计算方法。鉴于与吸附态污染负荷有关的流域降雨、土壤、地形、植被、水土保持、泥沙输移比等因素具有空间不确定性的特点,构建了基于盲数理论的非点源吸附态磷污染负荷动态分布模型。应用所构建的模型,借助GIS技术,模拟和定量计算了小江流域1997--2007年各年的土壤侵蚀模数和吸附态磷负荷量。模拟结果表明,降雨侵蚀力因子和地表径流量是流域内吸附态磷负荷年际变化的重要因素;而吸附态非点源磷负荷的空间变化与土地利用类型关系密切,不同土地利用类型输出磷负荷的大小依次为：旱田及混合地、草地、水田、林地和城镇用地。通过验证表明,所建模型合理,运用盲数理论来研究流域非点源吸附态负荷可行。     

基于USLE模型的滇池流域土壤侵蚀时空演变分析

掌握滇池流域土壤侵蚀的空间分布规律和演变趋势对优化水土保持措施、开展滇池水污染治理和保障流域可持续发展具有重要意义。该文以降雨量、土壤、DEM和遥感影像为数据源,运用RS、GIS技术,结合土壤侵蚀模型计算滇池流域1999—2014年每隔3 a的土壤侵蚀量,分析流域土壤侵蚀强度的时空演变特征。结果表明,无明显侵蚀区域面积在15 a间呈上升趋势,占比从1999年的70%上升为2014年的82%,说明流域土壤侵蚀状况逐渐好转;1999—2014年期间滇池流域土壤侵蚀面积呈逐年下降趋势,1999年侵蚀面积最大,为776 km2,到2014年下降到为468 km2;土壤侵蚀强度等级转移矩阵显示15 a间近75%区域侵蚀强度保持不变,其中以微度侵蚀为主,有18.23%的区域侵蚀强度降低,8.36%的区域强度上升;空间变化上,侵蚀强度降低的区域主要集中于环滇池的入湖河流一带,侵蚀强度上升区域主要为流域东、南、北端海拔较高的山区。该研究有助于分析滇池流域土壤侵蚀在空间上的演变过程,为提出精准的侵蚀防治措施提供决策依据,为流域生态环境保护提供参考。     

基于GIS和USLE模型对滇池宝象河流域土壤侵蚀量的研究

滇池已被列入国家“三河三湖”治理的重点,也是云南省9大高原湖泊治理的重中之重。非点源污染是滇池污染的主要原因,而水土流失则是非点源污染的主要来源,占非点源污染总量的80%。运用GIS栅格模块的空间分析功能,根据USLE模型的各个因子进行图形运算,估算了小流域土壤侵蚀量。结果表明,流域的年均土壤侵蚀模数为983.51 t/km2,侵蚀强度为轻度,占流域面积91.53%的区域土壤侵蚀强度在轻度以下,对流域土壤侵蚀量的贡献率为52.80%;而流域47.2%的土壤侵蚀来自于占流域面积8.5%的中度以上侵蚀区域。     

长江三角洲典型地区土壤性质对土地利用变化的响应—以江苏省锡山市为例

以锡山市为分析样区,对土壤pH、有机质、全氮、全磷、速效氮、速效磷和速效钾等7个指标对旱地变为未利用地、水田变为菜地、水田变为旱地、水田变为林地和水田变为未利用地等五种变化方式的响应进行了研究.结果表明,土地利用变化对土壤性质有显著影响,但不同变化方式对各指标的影响方向及影响程度不同：（1）水田变为菜地、旱地和林地使土壤向酸化方向发展,土壤pH分别降低0.47、0.78和0.17;旱地和水田变为未利用地分别使土壤pH提高0.24和0.74;（2）水田变为未利用地、菜地和林地分别使有机质降低3.83、3.18和0.35 g kg^-1;水田变为旱地、旱地变为未利用地分别使有机质含量增加7.58和1.07 g kg^-1;（3）旱地变为未利用地、水田变为菜地和未利用地分别使全氮降低0.31、0.08和0.11 g kg^-1;水田变为旱地和林地分别使全氮提高0.41和0.04 g kg^-1;（4）旱地变为未利用地使全磷有微小幅度的降低,降低量为0.01 g kg^-1;水田变为菜地、旱地、林地和未利用地后不同程度地提高全磷含量,增加量分别为0.23、0.08、0.23和0.09 g kg-1;（5）旱地和水田变为未利用地分别使速效氮降低2.38和7.62 mg kg^-1;水田变为菜地、旱地和林地分别使速效氮增加11.61、34.51和18.26 mg kg^-1;（6）旱地变为未利用地使速效磷降低3.70 mg kg^-1;水田变为菜地、旱地、林地和未利用地分别使速效磷增加45.16、7.54、40.55和10.94 mg kg^-1 ;（7）旱地变为未利用地以及水田变为菜地、旱地、林地和未利用地均使速效钾含量有所增加,增加量分别为8.75、77.44、32.28、160.4和27.59 mg kg^-1.     

渭-库三角洲绿洲不同连作年限棉田土壤理化特征分析

研究了渭-库三角洲绿洲连作5、10、15、20、25 a的棉田土壤颗粒组成、p H、盐分、有机质等理化特征。结果表明:(1)连作15 a土壤黏粒含量最高,连作20 a最低;连作15 a粉粒含量最高,连作25 a最低;连作25 a砂粒含量最高,连作15 a最低。(2)连作10 a土壤盐分含量最高为8.07 g kg-1,连作15 a最低为5.68 g kg-1;随连作年限的增加,土壤趋向硫酸盐型盐渍化发展;土壤p H值波动不大,土壤呈微碱性或碱性。(3)连作15 a土壤有机质含量最高为12.65 g kg-1,连作5 a最低为8.46 g kg-1;全氮连作5~15 a略有增加,连作15~25 a有所减小;全磷连作20 a最低为0.82 g kg-1,连作10 a最高为1.12 g kg-1;全钾连作5~10 a明显增加,连作15~20 a明显减小,连作20 a之后又增加。(4)土壤粒度、盐分、有机质、全氮的变化基本表现为棉田连作15 a较明显,因此,在研究区棉田最适宜的连作年限为15 a,棉田连作15 a后,会导致土壤砂粒含量增多、含盐量增加、硫酸盐类盐渍化增强、p H值提高、有机质含量降低,使得养分含量失衡、肥力下降,从而影响到棉花产出和效益。     

退耕还林措施对滇中尖山河坡地氮磷流失的削减效应

[目的]探究滇中尖山河流域退耕还林措施下不同地类侵蚀性降雨、氮磷流失浓度、流失量的动态变化特征,对评价退耕还林生态工程对流域水体保护和面源污染的削减效应具有重要的指导意义。[方法]选择抚仙湖湖区典型流域尖山河小流域为研究区,以流域内退耕还林/坡耕地、人工林、灌木林和次生林为研究对象,对流域不同土地利用类型径流小区进行连续三年(2017—2019年)雨季(5—10月)定量监测。[结果]退耕还林后年侵蚀性降水量和年径流量分别降低37.16%和42.75%,产流量降低95.88%和94.29%。各态氮磷输出浓度分别削减：总氮34.32%、硝态氮32%、铵态氮61%、总磷73.4%和磷酸盐70.4%;各态氮磷输出量分别减少了总氮70.40 mg/m²,硝态氮41.24 mg/m²,铵态氮20.56 mg/m²,总磷162.16 mg/m²和磷酸盐107.38 mg/m²,削减率分别为：79.29%,80.48%,88.20%,95.66%和97.06%。未退耕还林前坡耕地总氮、硝态氮、...     

基于USLE和GIS/RS的滇池流域土壤侵蚀研究

人类不合理的土地利用方式是水土流失发生的主要原因之一。研究滇池流域的土壤侵蚀现状,对于控制流域内生态环境恶化,建立良好的生态环境具有十分重要的意义。采用USLE模型并结合RS,GIS技术对滇池流域土壤侵蚀进行估算,分析不同坡度和不同植被类型对侵蚀的影响,同时提出了基于植被覆盖度的植被覆盖与作物管理因子计算方法。结果表明:滇池流域土壤侵蚀量为233.96万t,土壤侵蚀以中、轻度侵蚀为主,强烈以上侵蚀较弱。侵蚀主要发生在8°～35°的区域,灌木林地的侵蚀模数最大。在GIS支持下,通过土壤侵蚀模型进行定量评价,可高效、客观地反映土壤侵蚀情况,对减少流域内新增土壤侵蚀风险,控制非点源污染有着重要的参考价值。     

坡向和坡位对小流域梯田土壤有机碳、氮变化的影响

坡向和坡位是影响土壤有机碳（SOC）和全氮（TN）变化的两大重要地形因素。研究其对小流域梯田SOC和TN变化的影响,对预测黄土高原地区坡改梯条件下土壤碳汇变化具有重要意义。本文以黄土丘陵沟壑区高泉沟小流域为例,区分东、西两种坡向,再根据海拔区分上（2220～2326 m）、中（2130～2220 m）、下（1938～2130 m）三种坡位,共采集213个土壤样品,研究坡向、坡位对梯田耕层（0～20 cm）SOC和TN的影响。结果表明,西向坡SOC和TN含量分别比东向坡高22.8%和13.6%（p0.1）,东西向坡的中、下坡位SOC和TN含量均大于上坡位。在西向坡,SOC含量下坡位（8.78 g/kg）最高,中坡位（7.82 g/kg）次之,上坡位（7.46 g/kg）最低;与上坡位相比,中坡位和下坡位的TN含量提高了12.1%,24.2%。在东向坡,SOC含量中坡位（7.15 g/kg）最高,下坡位（6.28 g/kg）次之,上坡位（5.37 g/kg）最低;与上坡位相比,中坡位和下坡位的TN含量提高了37.3%,29.4%。坡向与坡位的交互作用对流域SOC的空间分布影响显著（p0.1）。坡向、坡位对土壤碳氮比值（C/N）也有显著影响（p0.1）。这一结果对准确估算流域梯田SOC和TN的变化提供了参考。     

太子河小流域氮素输出特征研究

通过定点监测,对太子河源头小流域降雨量和河流系统中总氮、硝态氮和亚硝态氮的质量浓度及其变化规律进行了研究。结果表明:(1) 2011年5-9月,太子河小流域降雨量占全年降雨总量的81.8%,是非点源氮输出的主要时期; (2)研究时段内,各断面总氮的变化趋势呈波浪式,总氮平均浓度表现为:鸡场> 村庄> 旱田> 林地,与土壤背景值具有一致性; (3) 5月7日至6月10日,长期干旱后的初期降雨使得旱田、村庄和鸡场断面总氮浓度较雨季期间高,6月10日至9月30日,随降雨量和降雨次数的增加,浸提作用与稀释作用交互进行,各断面总氮浓度出现先增加后降低的现象; (4)林地、旱田、村庄和鸡场断面硝态氮和亚硝态氮输出浓度与降雨量呈显著正相关,硝态氮是总氮的主要输出形态,分别占总氮的69.2%,63.4%,61.4%和63.8%。植被覆盖虽能有效地减少土壤侵蚀和总氮的流失,却增加了土壤可溶性氮的流失。     

不同水土保持措施对黑土区坡耕地氮、磷流失的影响

采用无任何保护措施的坡耕地为对照组,系统地研究了3种典型水土保持措施:水保林、水平梯田、地埂植物带对桓仁浑江流域坡耕地总氮（Total nitrogen,TN）和总磷（total phosphorus,TP）变化的影响。2013年3—9月,共采集了336个有代表性的土壤样本进行分析研究。结果表明,采取了3种典型水土保持措施的土壤样品中的TN和TP含量均显著高于未采取任何水土保持措施坡耕地土壤中TN和TP含量。其中,水平梯田土壤中的TN和TP较对照组分别提高了24.6%和35.7%。地埂植物带土壤中的TN和TP较对照组分别提高了19.4%和37.4%。3种综合措施（水保林、水平梯田、地埂植物带）协同使用效果更为明显,可使TN和TP较对照组分别提高29.2%和30.6%。研究可为坡耕地面源污染治理提供科学依据和切实可行的方法。     

基于GIS的长江中游油菜种植区土壤养分及pH状况

为了掌握长江中游油菜种植区土壤养分状况,在湖北、湖南、江西三个省份调查和取样分析5 463份土壤数据的6个指标(土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾、有效硼和pH),基于Arc GIS平台,采用Kriging插值法分析4个不同油菜种植区域(二熟制山地区、二熟制平原区、三熟制山地区、三熟制平原区)的土壤养分状况。结果表明,长江中游油菜种植区土壤有机质、全氮和有效磷均处于适宜/丰富的含量水平,基本没有5级和6级水平的有机质、全氮、有效磷分布。从不同区域来看,以上3个养分指标总体均表现为三熟制地区养分含量高于二熟制地区。长江中游仍有1.82×10~5 hm~2区域土壤速效钾处于缺乏的水平(30~50 mg kg~(-1))。土壤有效硼含量仍有待提高,尤其是在三熟制地区,土壤有效硼缺乏(5级和6级)的比例仍高达13.6%~20.4%。土壤pH多集中在6.0左右,但是三熟制地区仍然有较高比例(约35.7%)的土壤pH处于4.5~5.5。综上所述,长江中游不同种植区域土壤养分性状存在差异,尤其是三熟制地区仍有相当比例需要提高土壤有效硼和改良酸性土壤。