Effects of different soil management practices on total P and Olsen-P sediment loss: A field rainfall simulation study

Field rainfall simulations were conducted in 2002 and 2005 to study the effects of different soil management practices on the total phosphorous (TP) and Olsen-P losses by soil erosion and redistribution along a 15 m long slope in Luoyang, Henan province, China. Field plots were set up in 2001 and included the following soil management practices: subsoiling with mulch (SSM), no-till with mulch (NTM), reduced tillage (RT), and a conventional tillage control (CT). The results showed that there were no significant differences in TP and Olsen-P content in the sediment load between different plots after 6 years uniform tillage practices. The enrichment of TP and Olsen-P at the lower slope showed a clear redistribution along the slope. Effects of tillage practices on the temporal pattern of the enrichment ratio (ER) of TP and Olsen-P was not uniform. ER_TP values were initially high and diminished after a short period of time and leveled to the end of the rainfall test in CT and RT plots, but remained ≥ 1. The ER of Olsen-P at the end of rainfall simulation showed a significant difference when compared to the initial stage, 0.78 to 1.60, respectively. However, the temporal loss rate of TP and Olsen-P showed a similar pattern because it was more depending on the sediment loss rate than on the concentration in the sediment. SSM resulted in 96% less TP and Olsen-P erosion loss compared to CT in 2002. Also, SSM showed the highest reduction in TP and Olsen-P loss after 4 years consistent practice. RT reduced TP and Olsen-P loss by 30%, although the runoff reduction was not significant. NTM was the best alternative with respect to TP and Olsen-P conservation, when considering its lower operational costs.     

溶解氧对地表饮用水源水质中锰、氨氮、总磷的影响

[目的]研究溶解氧对地表饮用水源水质中锰、氨氮、总磷的影响。[方法]针对河北省保定市饮用水源地西大洋水库取水口夏季锰和氨氮超标问题,研究了溶解氧对库区水质中锰、氨氮、总磷的影响。[结果]水体中溶解氧浓度偏低促使底质中元素的释放是影响地表饮用水源地夏季水体锰和氨氮超标的原因之一。自2003年保定市全面取缔库区的网箱养鱼之后,库区水质得到明显改善。[结论]该研究为改善饮用水源地水库水质提供了参考。     

东平湖环境问题的影响因素与综合治理分析

[目的]研究东平湖环境问题的影响因素及综合治理措施。[方法]以实地调查与历史资料为基础,分析了东平湖存在的主要环境问题及其影响因素,并提出东平湖环境问题的治理与生态保护措施。[结果]近年来,东平湖总氮、总磷含量呈下降趋势,但湖水仍处于富营养状态。东平湖存在的洪水、干旱、污染等环境问题与区域的季节性降水、工农业污染等自然与人为因素密切相关。可以通过加强湿地自然保护区的建设和管理,发展生态立体农业,建立完善的环境监测和信息管理系统,加强宣传教育,提高居民环保意识等措施治理东平湖的环境问题。[结论]该研究为东平湖及其流域环境污染问题的治理提供了理论依据。     

农业非点源营养盐流失经济损失评估

以浙江省为例,利用JOHNES输出系数模型估算2009年农业种植、禽畜养殖和农村生活非点源的总氮(TN)、总磷(TP)负荷,结合环境经济学防护费用法定量评估这3类非点源营养盐流失所造成的经济损失。研究结果显示:TN非点源负荷中,种植地负荷占57.48%,农村生活负荷占30.22%,畜禽养殖负荷占12.30%;TP非点源负荷中,农村生活负荷占46.18%,畜禽养殖负荷占29.00%,种植地负荷占24.82%。农业非点源营养盐流失所带来的经济损失折合人民币为232 942.47万元/年,其中种植地损失占55.46%,农村生活损失占31.21%,畜禽养殖损失占13.33%。可见,减少农业非点源营养盐流失损失应注重控制种植地及农村生活源。     

铜绿微囊藻生长特征及营养盐对其生长的影响

从洋河水库分离出野生铜绿微囊藻,研究了铜绿微囊藻在室内不同氮、磷浓度及不同氮磷比值下的生长特征。在总氮质量浓度为16.0 mg/L、总磷质量浓度为1.60 mg/L、TN/TP值为14时,铜绿微囊藻的日增长率分别达到最大值。铜绿微囊藻“水华”的形成不仅与氮、磷营养盐的浓度有关,而且还与TN/TP值有关。根据实验结果和限制因子的定义,磷是铜绿微囊藻生长的主要限制因子。     

基于污染足迹的太湖流域稻作农业污染评估--以常州市和宜兴市为例

稻作农业在保障粮食安全方面贡献巨大,但因经济利益驱动,化肥农药被过量施用,造成了氮、磷等营养物质流失,对水环境产生严重影响。本文基于全国第一次污染普查数据,结合各类污染物的产排污系数计算了稻作农业COD、TN和TP入河量,通过污染足迹模型计算了稻作农业COD、TN和TP的污染足迹,通过污染压力模型计算了稻作农业COD、TN和TP的污染压力指数,并对其进行评估。结果表明:(1)常州市、宜兴市稻作农业生产过程中向水环境排放的污染物中以COD和TN为主,其入河量分别为792.96 t·a^-1和605.28 t·a^-1,TP入河量为27.16 t·a^-1;(2)常州市、宜兴市稻作农业TN污染足迹最大(3 944.50 hm²),其次为TP污染足迹(2 578.95 hm²),最小的是COD污染足迹(523.52 hm²);(3)常州市、宜兴市稻作农业对水环境的污染压力指数为2.10,处于中度污染压力状况,表明常州市、宜兴市稻作农业生产活动超出了当地水域的承载能力,对当地水环境产生了压力。     

烤烟坡耕地壤中流氮、磷浓度的动态特征

选取我国西南部抚仙湖流域典型小流域——尖山河流域为试验区,以流域主要土地利用类型——烤烟坡耕地土壤为研究对象,在天然降雨条件下,原位监测了作物整个生长期,坡耕地土壤不同坡位壤中流（0～2 m）中磷、氮的浓度垂直分布特征及其时间动态变化规律。结果表明,不同坡位各层壤中流总氮（TN）和总磷（TP）浓度变化趋势基本一致,但不同坡位壤中流中TP浓度随深度的变化呈波动递减规律,随深度的增加变异系数变小。坡位对0~50 cm的壤中流氮、磷浓度影响最大,坡下部明显大于坡中部。翻耕导致各层壤中流氮、磷浓度差异显著增大。各层氮、磷浓度与降雨量呈负相关。在2 m深处TN和TP浓度的平均值分别为6.371mg.L-1和0.024 mg.L-1,超出相邻水体（抚仙湖）中氮、磷浓度的控制要求。这一结果表明,尖山河流域土壤表层中的氮、磷含量较高,丰富的降雨-壤中流过程极易推动土壤氮、磷传输。因此,除了地表径流传输控制外,如何有效抑制壤中流中的氮、磷迁移对该区域水环境污染的治理十分关键。     

白车轴草对冬季富营养化水体总磷净化效果研究

冬季是大多数水生植物处于衰亡的时期,植物资源匮乏,不利于植物对富营养化水体的周年净化,因此筛选适合于水生的旱生植物来修复富营养化水体是生态修复的发展方向。采用水盆浮板栽培技术,首次研究了白车轴草(Tri-folium repens Linn.)在冬季对成都犀池富营养化人工湖泊中主要元素磷的净化效果及动态过程,并与凤眼莲(Eichhorniacrassipes Solms.)的净化效果进行了对比。结果表明,浮板白车轴草在试验期间生长良好,对富营养化水体中总磷具有非常明显的净化效果,当投放量为1.25 g/L时,对总磷的去除率48 d内可达80%,并且重复性好,对总磷的去除过程拟合曲线符合三次方程。与凤眼莲相比较,白车轴草在冬季更易存活且对磷的净化效果更佳。     

化学絮凝法对高质量浓度养猪废水预处理效果

以COD质量浓度超过30 000 mg/L有机养猪废水为研究对象,研究硫酸铁、硫酸铝、结晶氯化铝、聚合氯化铝钾、聚合氯化铝、壳聚糖6种絮凝剂对该废水浊度、COD、 NH₃-N、 TP、BOD₅的影响,并简要分析絮凝法预处理的经济成本。结果表明,6种絮凝剂对废水各项指标均有一定的处理能力,浊度的去除率为95.2%～99.7%;COD的去除率为36%～53%;NH₃-N的去除率为25%～72%;TP去除为82%～97%;经6种絮凝剂处理后,水质BOD₅/COD依次为0.415,0.504,0.424,0.505,0.379,0.135,除壳聚糖外,生物可降解性均比原废水提高。6种絮凝剂对养猪废水的预处理效果显著,为后续的生物处理提供了有利条件,综合考虑处理效果和经济因素,聚合氯化铝钾为最佳絮凝剂。     

利用图像和机器学习检测大豆作物幼苗期玉米杂苗

在大豆-玉米轮作生产过程中，玉米杂苗会与大豆苗竞争水和肥料，而且很容易遮住大豆苗，影响害虫（如玉米根虫）的防控，降低大豆品质。因此，在大豆幼苗期及时检测出玉米杂苗并对其进行处理非常重要。传统的人工检测方法主观性强、效率低，传感器和算法的发展为自动检测玉米杂苗提供了更好的解决方案。本研究在温室环境下模仿田间条件，待玉米和大豆发芽后，连续5天用因特尔RealSense D435相机采集彩色图像，并人工裁剪幼苗图像区域，在此基础上对图像进行分割和去噪。在采集图像形状、色彩和纹理特征值后， 对所采集的特征值进行权重分析， 保留前10种重要的特征值导入基于特征的机器学习算法中进行模型训练和预测。预测结果表明，支持向量机模型（SVM）、神经网络（NN）和随机森林（RF）的预测精度分别为85.3%，81.5%和82.6%。将数据集导入GoogLeNet和VGG-16 两种深度学习模型进行训练， 预测精度分别为96.0%和96.2%。VGG-16 模型在区分大豆幼苗和玉米杂苗中有较好的表现，彩色图像和VGG-16 模型组成的系统可以自动检测大豆生长过程中玉米杂苗的情况，为农民提供准确的信息，帮助其进行生产决策和田间管理。