土地利用方式对径流中N、P输出的影响

不同土地利用方式对径流中N、P输出的影响有很大差异。降雨和地表径流是农田营养物质流失的主动力。该文综述了有关农用地N、P流失的研究现状,通过对农用地,特别是坡地降雨径流中N、P浓度的讨论,以及对旱地和水田中N、P流失量差异的比较,研究不同土地利用方式对径流中N、P输出的影响。最后,结合近年来国内外研究进展,提出了将来的研究重点。     

人工模拟降雨不同施肥方式下紫色土养分流失研究

试验采用人工模拟降雨装置,研究了紫色土在表施肥和混施肥两种施肥方式下磷、钾养分径流流失规律.结果表明,两种施肥方式径流中养分浓度均随时间呈幂函数下降,但表施肥径流中磷钾养分含量明显高于混施肥,且在降雨产流初期表现尤为明显;在养分流失量方面,两种施肥方式径流中可溶性P及速效K累积流失量均随时间呈近似直线增加,表施肥明显大于混施肥,但混施肥养分流失50%～70%在开始降雨产流的前10 min内发生,而表施肥养分流失贯穿整个产流过程.同时试验发现施肥方式对坡面产流无显著影响.     

长江下游“玉米-花菜”轮作模式下旱地降雨产流过程及氮磷输出特征研究

农田氮(N)、磷(P)的流失是水体富营养化的主要原因,然而农田径流N、P浓度与流失量受到前期土壤含水率(AMC)、降雨量、翻耕等多种因素影响,尚缺乏田间监测方法。本研究以位于长江下游的崇明岛旱地为研究对象,建立自动取样方法,在天然降雨条件下对农田径流量和水质进行高频率取样与连续监测,分析"玉米-花菜"轮作模式下降雨产流过程及N、P输出特征,采用径流曲线数(CN)表征土壤的持水能力,研究10、30、50 cm深处土壤AMC(AMC_(10)、AMC_(30)、AMC_(50))对CN的影响,并利用电导率(EC)来反映径流离子浓度的变化趋势以及降雨的稀释效应。结果表明:农田径流峰值滞后于降雨峰值,CN值取值范围为37～88,且与AMC_(10)线性关系最好(y=293.40x-39.41,R~2=0.790 5,P0.01),与AMC_(50)无显著相关关系;秸秆还田后的翻耕导致总磷(TP)和溶解性总磷(DTP)浓度升高,夏季翻耕显著增加了P浓度,但N的浓度没有增加;径流N浓度随着径流速度的增大而减小,但P浓度相反。EC与径流速度呈现出完全相反的变化趋势,降雨量增加了径流流量并产生了稀释效应,导致EC下降,且EC可以反映总氮(TN)、NO_3~--N的浓度变化,EC的变化可充分反映N的输出特征,而P的输出与N输出不同,当径流速度较大且EC较低时,P的浓度可能较高;NO_3~--N、DTP分别是农田N、P输出的主要形式,径流流量和养分浓度差异影响N、P的输出负荷,但养分浓度差异对NH4_~+-N、TP、DTP输出负荷的影响要大于径流流量对其的影响。     

模拟降雨条件下不同堆放时间和方式畜禽粪便氮素流失特征

通过模拟降雨方法,对自然条件下不同堆放时间的猪粪进行降雨冲刷试验,同时对比分析了秸秆、土壤、裸露3种覆盖条件下,降雨对自然堆放条件下猪粪中不同氮形态径流流失的影响及其面源污染风险。结果表明,猪粪的氮素流失与降雨量密切相关,不同堆放时间猪粪径流中的总氮、氨态氮和硝态氮的浓度均随着降雨量的增加而逐渐下降;新鲜猪粪堆放7 d和堆放30 d的猪粪径流中氮素浓度和流失强度均较高,腐熟猪粪(堆放90 d)和堆放60 d的猪粪相比,其氮素更易通过径流流失;猪粪中氮主要是以氨态氮的形式流失,氨态氮和硝态氮平均流失强度分别为78.1 g/t和54.9 g/t;覆盖处理能显著降低猪粪氮素的流失强度,且土壤覆盖处理优于秸秆覆盖。     

红壤坡面产流产沙与养分流失特征研究

在自然降雨条件下,研究了有、无植被覆盖径流小区红壤坡面周年内产流、产沙及养分流失特征.结果表明径流小区产流、产沙量的高峰期与降雨量的高峰期相一致.降雨侵蚀力与降雨量季节分布的不均匀性是由于不同时期的降雨特征和降雨侵蚀力构成因素决定.坡面流失泥沙悬移质养分浓度均高于推移质中的养分浓度.顺坡种植油菜-花生处理,坡面流失泥沙钾、磷养分浓度高于休闲裸坡处理.红壤坡面养分以泥沙结合态流失为主,但磷、钾以水溶态流失也是一个重要的养分流失途径.流失泥沙悬移质和推移质都有明显的养分富集现象,坡面有、无植被覆盖会使流失泥沙养分富集率发生变化.     

凤羽河流域典型降雨径流氮磷污染物排放特征

对凤羽河流域2013年3次典型降雨全过程进行了连续监测,测定了径流量及降雨径流过程中氮磷(N、P)的形态、浓度与通量变化。结果表明,N、P各形态浓度变化曲线与流量曲线趋势大致相同,总氮(TN)浓度随降雨量增减迅速,硝态氮(NN)浓度变化平稳,铵态氮(AN)浓度较低且峰值出现均晚于其它氮素形态峰值,颗粒态氮(PN)与颗粒态磷(PP)浓度在径流过程中迅速达到峰值后陡然下降。暴雨径流前期氮素迁移以PN为主,主要来源于地表径流,受降雨强度影响;后期以NN为主,来源于土壤硝酸盐随壤中流淋失。磷素主要以地表径流迁移的PP为主。暴雨径流导致的N、P流失负荷较大,暴雨初期PP、PN流失严重,初期冲刷效应明显。     

模拟降雨条件下北运河流域农田养分流失特征

为了解北运河流域农田养分流失特征,通过模拟降雨的情况下,分析了降雨量对径流雨水中养分含量、土壤养分和泥沙流失的变化特征。结果表明,北运河地区只有在暴雨情况下产生农田径流,暴雨后,农田径流雨水中总N浓度在4.7~11.3mg·L^-1,氨态氮和硝态氮占44.51%;总P浓度在0.66~1.35mg·L^-1,水溶磷含量占到总磷54.08%。养分的流失以表层为主,土壤表层总氮流失比例达到29.79%,氨态氮损失率达到52.09%,硝态氮损失10.21%,表层土壤总磷含量下降达到16.48%,水溶性磷损失5.27%。农田径流泥沙中总氮含量为0.66~1.27mg·g^-1,占总流失量的82.28%;总P浓度在14.73~20mg·g^-1,占到总流失量的99.89%;模拟降雨后土壤大团聚体减少8.8%,而微团聚体增加9.5%。     

太湖地区典型小城镇降雨径流NP负荷空间分布的研究

通过对太湖地区典型乡镇镇区交通干道商业区、镇居民区和附近农村居民点的 8次降雨地表径流的调查,分析了小城镇地表径流的 TN、 TP、- N、- N含量的空间分布状况.结果认为,小城镇及附近农村降雨地表径流氮、磷负荷是区域重要的非点源污染源.镇附近农村居民点降雨径流 TN、 TP浓度分别达 7.26± 4.43 mg@ L- 1和 2.21± 0.90 mg@ L- 1, 镇商业区和居民点降雨径流 TN、 TP浓度相对较低,但远高于周围水提浓度,大大超过地面水Ⅴ类水质标准. TN/TP比值的差异说明, 3类观测区域降雨径流污染物来源明显不同.     

紫色土坡地氮素和磷素非点源输出的人工模拟研究

氮素和磷素是引起水体富营养化的莺要限制因子,本文通过人工模拟降雨的方法,对紫色土坡地在降雨后产生的氮磷迁移过程进行动态研究.结果表明,两种坡度(5°和10°)和不同降雨强度的模拟降雨过程中,供试的土壤产生两种径流模式:地表径流和壤中流.多场人工模拟降雨中,单场降雨造成坡地总氮(TN)最大迁移量达2.13 kg·hm-2,总磷(TP)最大迁移量达0.17 kg·hm-2,地表径流的总氮和总磷(NP)输出与壤中流NP输出相差3～5倍,地表径流是TP输出的主要途径,而地表径流TN输出与壤中流TN输出差异不显著,壤中流也是TN迁移的另一重要途径;在相同坡度和降雨强度条件下,农田作物的覆盖作用能减缓地表径流量和N、P的迁移量具有明显作用,但产流时间的差异不大;在相同作物覆盖和降雨强度条件下,坡度越大其地表径流量和TN的迁移量也越大,土壤的NP迁移主要以TN为主.通过模拟降雨发现紫色土坡地土壤NP流失浓度与径流流量之间的关系可以表示为:Gn=aQ2 bQ c,降雨量是影响参数b的主要因子.     

红壤坡面产流产沙与养分流失特征研究

在自然降雨条件下，研究了有、无植被覆盖径流小区红壤坡面周年内产流、产沙及养分流失特征。结果表明：径流小区产流、产沙量的高峰期与降雨量的高峰期相一致。降雨侵蚀力与降雨量季节分布的不均匀性是由于不同时期的降雨特征和降雨侵蚀力构成因素决定。坡面流失泥沙悬移质养分浓度均高于推移质中的养分浓度。顺坡种植油菜—花生处理，坡面流失泥沙钾、磷养分浓度高于休闲裸坡处理。红壤坡面养分以泥沙结合态流失为主，但磷、钾以水溶态流失也是一个重要的养分流失途径。流失泥沙悬移质和推移质都有明显的养分富集现象，坡面有、无植被覆盖会使流失泥沙养分富集率发生变化。     

雨强和地下孔（裂）隙度对喀斯特坡耕地养分流失的影响

【目的】研究不同降雨强度和地下孔（裂）隙下,喀斯特区坡耕地表和地下土壤养分流失途径及流失规律,为喀斯特坡耕地土壤养分流失控制和农业面源污染防治提供理论依据。【方法】以喀斯特区坡度为15°的坡耕地为研究对象,通过模拟其地表形态和地下孔（裂）隙特征,设置不同雨强（30、50、70、90 mm·h^-1）和地下孔（裂）隙度（1%、3%、5%）交叉试验共36场降雨,探索喀斯特坡耕地地表和地下养分流失特征。【结果】（1）雨强对喀斯特区坡耕地产流产沙影响显著（P<0.05）,地表、地下产流产沙量随雨强增大而增加,其产流产沙从地下过渡到地上的临界雨强可能在30—50 mm·h^-1;随地下孔（裂）隙度增大,地下产流产沙量增加,地表呈相反的规律。（2）喀斯特坡耕地径流养分主要通过地表流失,小雨强下通过地下孔（裂）隙流失;径流中全氮（TN）、全磷（TP）、全钾（TK）流失量和流失模数均随雨强增大而上升,雨强对各径流养分流失浓度影响不明显。地表养分流失量和流失模数随地下孔（裂）隙度增加而下降,地下反之。地下孔（裂）隙度的增加使地下径流养分流失占比逐渐增加。（3）养分会通过附着于泥沙流失,其中以地表泥沙流失为主。地表、地下各泥沙养分平均流失浓度、流失量和流失模数均随降雨强度增大而增加,其中TK流失平均浓度和流失量在不同雨强下显著高于TN和TP。同雨强下,地表泥沙各养分平均流失浓度、流失量和流失模数随孔（裂）隙度增加呈减小趋势,地下反之,但流失量从地表为主到地表与地下二者并重。（4）相关性分析表明,降雨强度与径流和泥沙流失量均呈现显著正相关关系,雨强对各养分径流的影响高于泥沙,地表径流受雨强影响最大。地下孔（裂）隙度对泥沙养分流失量的影响高于径流,而泥沙养分中地下泥沙养分流失量受其影响较大。【结论】喀斯特坡耕地养分主要通过地表流失,但地下孔（裂）隙对养分流失的影响不容忽视。在坡耕地养分流失防治上,地表通过增加植被覆盖度和添加枯落物等方式减缓坡耕地产流产沙量,地下通过植被根系固定土壤,防止养分通过孔（裂）隙向地下渗漏进而达到减少坡耕地土壤养分流失。     

台风暴雨对热带林生态系统地球化学循环的影响

该文分析了９６１２号台风在海南尖峰岭热带山地雨林天然更新林集水区产生的暴雨径流过程及其水化学动态．结果得出：①总径流系数为３２．４２％,水文响应值为２３．１６％,瞬时最大洪峰流量为０．１１３５ｍ３·ｓ－１·ｈｍ－２;②因受海洋气团的影响,台风过程中该地降水的ｐＨ值、Ｋ和Ｃａ含量很高;③径流水中的ｐＨ及各养分动态变化趋势有两种相反的变化类型,一种是Ｎ,Ｐ,Ｃａ,Ｍｇ,Ａｌ元素,在降雨强度较大的暴雨期间,养分浓度大,且基本上随降雨强度的增大而增大．另一种是ｐＨ值、Ｋ和Ｓｉ元素,在暴雨期间,浓度随降雨强度的增强而减小,并在最大降雨强度时达到最低值;④台风暴雨能加速森林生态系统养分的丧失;⑤暴雨是热带地区普遍缺磷的一个重要原因;⑥在９６１２号台风暴雨过程中,养分的输入 输出变化表现为Ｎ,Ｍｇ,Ｃａ和Ｋ的输入大于输出,Ｐ,Ａｌ,Ｓｉ为输出大于输入．     

不同降雨强度下旱地农田氮磷流失规律

为阐明旱地农田径流氮磷流失规律,以种植空心菜的旱地为研究对象,采用人工模拟降雨方式,设计10、15、25 mm·h^-1三个降雨强度,研究不同雨强下旱地氮磷流失特征和径流拦截效果。结果表明：在相同降雨量条件下,旱地径流量随降雨强度的增大而增加,10、15、25 mm·h^-1雨强下产生的径流总量分别为197.07、381.92、649.45 m³·hm^-2,对应的径流系数分别为0.20、0.38、0.65。总氮（TN）浓度变化随产流时长呈现出先上升后下降的趋势,峰值明显,氮的流失形态以硝酸盐氮（NO₃^--N）为主;TN流失量随着降雨强度的增大而增加,10、15、25 mm·h^-1雨强下分别为0.67、2.48、9.74 kg·hm^-2。总磷（TP）流失浓度随降雨强度的增大而降低,流失过程相对平缓,磷的流失形态以颗粒态磷（PP）为主;10、15、25 mm·h^-1雨强下TP流失量分别为0.061、0.050、0.030 kg·hm^-2。通过田间沟渠水位的管控,可有效减少TN的径流排放,不同雨强下减少比例分别为100.00%、63.56%、33.98%。研究表明,氮的拦截是控制旱地面源污染的重点,在拦截能力有限的情况下,选择污染负荷较高的时段可有效提高面源污染拦截效果。     

不同耕作方式对紫色土侵蚀及磷素流失的影响

【目的】研究川中丘陵区紫色土零散坡耕地在玉米成熟期由降雨引发的水土流失及磷素流失特征,为该区坡耕地养分流失预测评价、防治以及协调区域土地管理,改善生态环境提供理论依据。【方法】采用人工模拟降雨和微小区试验相结合的方法,在玉米成熟期,对平作、顺坡垄作及横坡垄作3种耕作方式的地块进行人工降雨,降雨强度为1.7 mm•min-1,历时40 min。研究人工降雨对地表侵蚀、壤中流量及其磷素流失的影响。【结果】顺坡垄作地表侵蚀量及磷素流失量均最大,其壤中流及磷素流失最小;横坡垄作地表侵蚀量及磷素流失量最小,而壤中流损失较大。不同耕作方式下壤中流总量虽然较地表径流少,但是其磷素含量却很高,总磷浓度均达到了0.2 mg•L-1,约为地表径流的1.3倍。【结论】紫色土零散坡耕地不易采用顺坡垄作,横坡垄作能很好的控制土壤侵蚀,但在日常耕作管理中需注意对垄的修复保护。在整个侵蚀过程中3种耕作方式的径流损失及磷素流失均以地表损失为主,径流中磷素以可溶性磷流失为主。     

冀南地区农田氮磷流失模拟降雨试验研究

农田氮磷养分流失是我国农业面源污染的主要污染源,为了研究冀南地区农田氮磷流失特征,本文采用人工模拟降雨大田试验的方法,测定施肥前后裸地农田地表径流与壤中流氮磷流失量,分析径流中不同形态氮磷的流失规律。结果表明:地表径流与壤中流的产流存在明显差异,地表径流产流过程波动明显,壤中流流量变化较为平缓并具有一定的滞后性,且在总径流量中的比例较小,两次试验分别占9.0%与13.1%;径流中氮素浓度在产流初期较高,随后迅速衰减,产流后0～35 min是累积氮流失量较快的时段;产流中可溶性氮的输出以硝氮为主,占累积流失量的71.0%～99.7%,且硝氮的流失极易受水文因素的影响;磷元素在径流中的含量较低,多以颗粒态存在,并且随着产流时间的延长,壤中流逐渐成为磷流失的主要途径;累积产流量与累积氮、磷流失量之间可分别用线性拟合与幂函数拟合,拟合优度分别在0.99与0.97以上,存在显著相关关系。研究结果表明,冀南地区农田在降雨之后氮磷流失量巨大且呈现一定规律性,适宜氮肥施用量与控制产流前期养分流失是防控当地农业非点源污染的有效途径。     

人工降雨模拟河南淮河流域潮土非点源氮输出

为研究淮河流域农田非点源输出、区域农业非点源污染控制与管理,以河南淮河流域典型土壤(潮土)及其是否秸秆还田为对象,人工模拟0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 mm·min^-1降雨强度下的径流、泥沙和氮输出负荷。结果表明:降雨强度越大,相同时间段内的累积径流量、累积泥沙量、氮输出量以及三者的产出速率均越大;径流中氮元素的浓度在降雨初期的20 min内变化较大,具初期冲刷效应,随后波动并趋于相对稳定或略有降低,其平均浓度在未掺混秸秆时以2.0 mm·min^-1降雨强度时最大,其次为3.0mm·min^-1,掺混秸秆后以1.5 mm·min^-1时最大;未掺混秸秆时氮元素泥沙输出量占总输出量的98.25%以上,但掺混秸秆后输出量有所降低(最低值为65.12%)。秸秆还田后,分别可在<1.0 mm·min^-1与<1.5 mm·min^-1的低降雨强度下减少径流与泥沙流失量,高降雨强度下则增加泥沙流失量;径流氮元素浓度比未掺混秸秆的高,增加了氮元素的累积输出量。累积径流量与累积泥沙量间及两者分别与氮元素输出量之间均存在良好的幂函数与对数函数关系,相关系数均在0.900以上。研究表明,降雨强度、秸秆还田均对径流、泥沙、氮输出等产生影响,引起氮输出明显变化的降雨强度在未掺混秸秆时为1.0 mm·min^-1,在掺混秸秆时为1.5mm·min^-1;减少农田非点源氮输出负荷的重要途径包括控制产流初期氮流失与泥沙流失。     

山核桃林闭合区内径流氮磷流失特征

为研究自然降雨条件下整个水文年中山核桃Carya cathayensis林闭合区内径流-土壤-泥沙氮磷流失特征,以杭州市临安区山核桃林闭合区作为研究对象,测定总氮、总磷和水解氮等指标。结果表明:降雨是影响径流的重要因子,径流量和降雨量存在显著正相关（P < 0.05）;在2016年6月至2017年5月的观测期间,山核桃林径流水中氮素平均质量浓度较高（2.86 mg·L-1）,水解氮是氮素流失的主要形式,占总氮的60.7%;径流水中磷素平均质量浓度较低（0.01 mg·L-1）。径流氮质量浓度与土壤碱解氮之间不存在显著的相关性（P>0.05）,而径流磷质量浓度与土壤有效磷质量分数之间呈显著相关（P < 0.05）;径流中总氮和总磷的年累积流失量分别为11.01 kg·hm-2·a-1和133.70 g·hm-2·a-1,泥沙中全氮和全磷的年累积流失量分别为11.49和1.12 g·hm-2·a-1,山核桃林氮磷流失严重。     

亚热带低丘区氮磷流失浓度和形态的季节性变化特点*

为了解不同利用方式土地氮磷流失的规律,对位于亚热带低丘区的3种不同土地利用方式小沟谷中不同季节的溪流水样进行了动态分析。结果表明,地表径流中氮磷的化学形态和浓度因流域土地利用方式、地表径流强度和季节的不同有较大的变化。总磷(TP)浓度一般是旱地>水田>林地,非雨期(地表径流强度较低)地表径流磷主要以溶解态排出,雨期(地表径流强度较高)磷主要以颗粒态(PP)排出；地表径流中TP浓度：雨期>>非雨期,夏季>秋季>春季>冬季,TP的流失具冲刷型特征；可溶性总磷(DTP)：水田>旱地>林地,雨期略高于非雨期,夏、秋季>春季>冬季；PP／TP：雨期>非雨期。可溶性全氮(DTN)浓度：水田>旱地>林地,夏、秋季>春季>冬季,非雨期>雨期；有机氮(OM－N)浓度：水田>林地>旱地；NH₄－N占DTN的比例：水田>旱地>林地；NO₃－N占DTN的比例：旱地>林地>水田。