不同施肥处理对三峡库区柑橘园土壤氮磷淋失影响

在2017年8月利用原状土柱模拟淋溶试验对三峡库区秭归县柑橘园土壤的氮磷淋溶流失进行研究,探讨不同施肥处理对土壤氮、磷淋失的影响,为三峡库区农业面源污染的防控提供理论依据。试验设置6个处理,分别为不施肥处理(T0)、减量施肥(T1)、常量施肥(T2)、增量施肥(T3)、常量复合肥A施肥(T4)和常量复合肥B施肥(T5)。结果表明:(1)不同施肥处理下,柑橘园土壤淋滤液中总氮(TN)、总磷(TP)、硝态氮(NO_3~-—N)和铵态氮(NH_4~+—N)的淋溶浓度范围分别为37.16~163.07,0.61~6.69,27.54~79.38,2.37~7.10mg/L。(2)施肥量和施肥种类皆为土壤中氮磷淋溶的影响因素。在相同施肥种类下,土壤氮磷淋溶浓度随施肥量增加而显著增加,但施肥量高到一定程度后,淋溶浓度增长幅度会降低。在相同施氮量下,硝态氮的淋失受施肥种类影响最大,铵态氮最小。(3)在土壤淋滤液中,硝态氮为可溶性氮主要淋失形态,其淋失量占TN淋失量的比率为29.72%~46.18%,NH_4~+—N淋失量的比重为1.09%~2.05%。从研究结果推论,常量复合肥A施肥处理更有利于肥料氮向供植物吸收可溶性氮转化并降低施肥后土壤中氮素累积的风险。     

三峡水库对坝下河流水文情势影响研究

选取三峡水库下游宜昌水文站1950-2016年近70年的流量资料,采用Mann-Kendall法,分析宜昌水文站流量变化趋势。基于水文改变指标法(IHA)和变化范围法(RVA)评价三峡工程蓄水前后宜昌水文站32个IHA指标的水文改变程度,分析高度改变的水文指标,并基于32个IHA指标计算的水文改变度(D0)和DHRAM,分析三峡水库蓄水前后宜昌水文站整体水文情势变化,对宜昌站的水文改变程度进行定量评价。结果表明,在研究期间内,宜昌站年均流量呈减少趋势,在Mann-Kendall趋势检验中通过了95%的显著性检验,表明年均流量减少趋势显著;非汛期流量增加,汛期流量减少;年均最小流量和年均最大流量分别表现为增大和减少的趋势,年最小流量出现时间提前;低脉冲发生频率消失,高脉冲发生次数和历时略有下降;上升率和下降率均有减少趋势,逆转次数的水文改变度达到100%。通过DHRAM和D0计算后,水文情势整体为中度改变。     

洋河水库流域面源污染负荷空间分布特征

为探究洋河水库流域面源污染的空间分布特征,基于气象、土地利用、农业管理等数据资料,计算2013年洋河水库流域农村生活污水、固体废弃物、畜禽养殖流失、化肥流失、水土流失污染和城镇地表径流污染6种污染来源中总氮（TN）、总磷（TP）、氨氮（NH3-N）、化学耗氧量（COD）4个污染物指标排放负荷,并通过GIS空间分析反映流域内的污染分布情况。结果表明,畜禽养殖污染物排泄量对研究区污染负荷贡献最大,年产生量约51621.34 t,入河量2961.52 t,占比分别为92%和85%;从总量上看,洋河水库流域的面源污染负荷分布在西洋河支流区域范围;单位面积负荷量最大的区域是迷雾河支流区域范围。据此确定了西洋河和迷雾河流域为今后洋河水库流域面源污染重点治理的区域,此研究结果可为洋河水库流域面源污染防治及消减提供理论依据。     

基于声学方法的黄河三门峡水库渔业资源空间分布研究

为探讨声学方法在黄河流域生态环境研究中的适用性,于2013年11月23日使用分裂式波束科学鱼探仪(Simrad EY60,70 k Hz,挪威)对黄河三门峡水库西湾至库尾大坝间水域进行了渔业资源声学调查,并通过现场鱼类目标强度测定和回波积分方法对库区内渔业资源密度、资源现存量和空间分布进行了初步探查与估算。结果表明:此次调查库区内声学积分值(Nautical area scattering coefficient,NASC)为5.59 m2/nmi2,渔业资源密度平均为0.002 ind./m2,资源现存量为42.36 t;在鱼类资源密度空间分布统计方面,将调查区域库区分为上、中、下游3个调查区域(A、B、C区),8个积分区段,依次为A-Ⅰ、A-Ⅱ、A-Ⅲ,B-Ⅰ、B-Ⅱ,C-Ⅰ、C-Ⅱ、C-Ⅲ区段,其对应的鱼类资源密度分别为0.002、0.017、0.013 ind./m2,0.004、0.008 ind./m2,0.013、0.016、0.037 ind./m2,鱼类资源主要集中于上游的A-Ⅱ、A-Ⅲ区段及水库下游区域;对应鱼类的垂直分布,A-Ⅱ、A-Ⅲ、C-Ⅰ、C-Ⅱ区段鱼类主要分布于5 m以浅水层,A-Ⅰ、B-Ⅱ区段鱼类主要分布于10 m以浅水层,而B-Ⅰ区段鱼类均分布于5 m以深水层且数量较少,C-Ⅲ区段鱼类则主要分布于10~20 m水层;库区内鱼类目标强度(Target strength,TS)多分布于-62.5~-47.5 d B之间,且目标强度大于-44.5 d B、体长大于25 cm的个体均分布于5 m以深水层。研究表明,声学方法在淡水水库渔业资源评估中体现出良好的适用性,本研究推动了该方法在黄河流域水域生态环境研究中的应用,为今后用声学方法评估内陆河流、湖泊和水库渔业资源提供了理论基础和科学依据。     

白石水库浮游植物的群落结构研究

为给白石水库生态环境保护和渔业可持续发展提供科学依据和基础资料,于2013年8月—2014年7月对白石水库的浮游植物群落结构,包括浮游植物的种类组成、优势种、密度、生物量、生物多样性和时空格局进行了周年研究。结果表明:白石水库共发现浮游植物239种,其中绿藻138种,硅藻39种,裸藻26种,蓝藻19种,甲藻8种,金藻、隐藻、黄藻各3种;主要优势种为小席藻Phormidium tenue、啮蚀隐藻Cryptomonas erosa、尖针杆藻Synedra acus;调查期间浮游植物密度为13.44×106cells/L,生物量为11.33 mg/L,优势类群为硅藻、隐藻和蓝藻;浮游植物群落结构有明显的时空分布规律,其中浮游植物密度呈现出夏季秋季春季冬季的变化规律,在空间分布上表现为凌河牤牛上游下游中游;根据浮游植物生物量的划分标准,白石水库属于富营养型水体;浮游植物均匀度指数为0.24~0.48,一周年的平均值为0.36,多样性指数为1.73~3.44,一周年的平均值为2.61。研究表明,白石水库目前处于中度污染状态,氮、磷对水库浮游植物的生长具有重要影响。     

不同植被恢复模式下三峡库区万州段消落带土壤养分及其空间分布特征

消落带植被状况与水位消涨是影响土壤养分及其分布的重要因子。本文以三峡库区万州段消落带为研究地点,通过对人工和自然恢复样地沿海拔梯度对土壤进行取样和分析,揭示了不同恢复模式下消落带土壤养分及其空间分布特征。研究结果表明,植被恢复模式对土壤养分有显著影响,人工恢复样地消落带主要土壤养分含量总体高于自然恢复样地,显示人工恢复能有效促进土壤养分在植物群落中的积累;在库区反季节水位消涨的作用下,人工恢复地消落带土壤养分沿海拔梯度呈先增加后减少的空间分布格局,土壤养分含量在消落带中部(海拔165 m)达到最高值,而自然恢复地土壤有机质和全氮的空间分布则随海拔梯度增加而增加,以消落带上部(海拔175 m)的值最高。土壤养分的空间分布格局源自于不同海拔梯度的消落带受水位消涨扰动程度以及植被恢复状况的差异,植被恢复模式对土壤养分的空间分布仍有一定影响。今后应在消落带上部进一步引种适宜的乔灌木物种,不断提高消落带植被对土壤养分的固持能力。     

三峡库区土地利用变化特征研究

土地利用是人类最基本的经济活动,在可持续发展的思想下对土地利用变化特征进行研究是我国近年来土地利用的重要发展趋势。以三峡库区2000年、2004年、2007年、2010年、2013年五期的TM影像数据为数据源,利用GIS技术,提取各期土地利用现状图,分析三峡库区各期土地利用类型的数量、空间分布及变化趋势,对土地利用动态度、土地利用程度的变化特征进行分析研究。分析表明:2010—2013年三峡库区总体上呈现耕地、草地、林地和未利用地面积减少,建设用地、水域面积增加的趋势;各土地利用动态度变化表现出差异性,建设用地和水域土地利用动态度较大,草地、耕地和林地动态度较小;研究期内三峡库区土地利用程度呈现增大的趋势。研究方法和结果有助于了解三峡库区近13 a来土地利用的变化特征,从而为三峡库区土地利用和土地规划的可持续发展提供参考价值。     

基于有限差分计算的某水库大坝渗流场稳定性分析

为了对云南某水库大坝渗流稳定性进行评价分析,运用基于有限差分原理的Visual Modflow软件进行渗流场数值模拟。结果得出,坝体内部浸润线较低,稳定性较好;下伏地层二叠系灰岩岩溶裂隙发育,渗流速度较大,最大渗流速度出现在坝体上游坡脚处。此外,该坝体两侧后坝脚,沿管壁均有较集中的渗水点,说明坝体土与管壁的接缝处理较差,在长期渗水或在高水位情况下,将会进一步加剧接缝的扩大发展趋势,易导致管壁周边土体产生接触冲刷型的渗透破坏现象,进而影响水库运行及坝体稳定。针对所出现的问题,提出2点建议:一是增加坝基填土的厚度,防止库水过多渗入下伏地层,最大程度避免土体液化现象出现;二是严格监测二叠系灰岩地层中的岩溶现象,一旦出现较大规模的溶洞,应及时进行灌浆处理,以防地基出现坍塌下沉,从而威胁大坝的安全。     

三峡水库城区消落带人工草本植被土壤养分含量研究

为研究三峡水库城区消落带人工植被种植后,经不同淹水时间土壤的化学特性变化规律,及探讨城区消落带植被重建对库区水质的潜在影响,分别对2012年6月、2013年3月、2013年5月、2013年7月、2013年9月城区消落带扁穗牛鞭草(Hc)、狗牙根(Cd)、小巴茅(Ss)和裸地土壤的pH值和养分含量进行了调查研究。结果表明,植被类型对土壤pH值、碱解氮(AN)、有效磷(AP)、全磷(TP)含量有显著影响。综合而言,与裸地相比,人工草本植被土壤pH值和养分含量无显著差异。该区土壤pH值在6.5~8.5间波动。不同淹水时间的城区消落带土壤营养元素含量间存在较大差异。随取样时间的延长,裸地和人工植被土壤pH值、有机质含量呈波动变化。AN含量在2013年3月、2013年9月消落带刚开始落干时较高。然而,AP含量在2012年6月最大,此时,裸地、扁穗牛鞭草、狗牙根、小巴茅土壤AP含量分别为(2.62±0.30),(3.92±0.34),(1.08±0.16),(1.24±0.06) mg/kg。土壤全磷、全钾含量则在研究后期有所增加。研究表明,除地表植被、水文因素外,城市污水排放、强烈人为干扰、地表径流带来的点/面源污染等也影响该城区消落带土壤营养元素含量。对于三峡库区长江重庆主城区河段而言,由人工草本植被构建造成的水体富营养化程度有限。     

重庆三峡库区乡村聚落人地系统协调性评价

乡村聚落人地系统协调发展是三峡库区乡村可持续发展的重要保障。以重庆三峡库区各县域的乡村聚落人地系统为研究对象,选取影响乡村聚落人地系统发展的包括资源、环境、经济、人口、社会五个方面的20个指标,构建了重庆三峡库区乡村聚落人地系统综合发展水平的时序指标体系,采用全局主成分分析法,定量分析库区乡村聚落人地系统综合发展水平;并引入两系统之间发展协调度模型,对重庆三峡库区乡村聚落人地系统协调性进行评价。结果表明:（1）重庆三峡库区乡村聚落人地系统综合发展水平总体是不断提高的,但县域之间差距较大,经济社会发展水平高的主城各区其乡村聚落人地系统发展速度及综合发展水平高于经济社会发展水平较低的库区下属各区县;（2）重庆三峡库区乡村聚落人地系统正向总体协调的方向发展,自然环境条件较好、社会经济发展水平高的主城各区其乡村聚落人地系统协调度也相对较高,而库区下属各区县由于乡村自然环境较脆弱、社会经济发展水平较低,其乡村聚落人地系统协调度也相对较低。