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1.
亚热带区域农业面源污染流域源头防控机理与技术示范   总被引:9,自引:7,他引:2  
日益剧增的农业面源污染使得亚热带流域环境可持续管理面临巨大挑战。亚热带红壤丘陵地区的丰富降水、复杂多样土地利用方式和高强度氮磷投入,导致了该地区水文过程、氮磷元素生物地球化学过程、以及氮磷污染物迁移转化规律的复杂性。从"十一五"至今,我们以亚热带丘陵区典型金井小流域为对象,研究建立流域多尺度环境监测系统,准确定量流域氮磷平衡特征,精确解析流域氮磷迁移规律与输出通量;构建以水文和氮磷过程为主要对象的分布式栅格流域生源要素管理模型(CNMM),制定流域氮磷环境安全控制标准,开发流域环境安全评价和污染源头防控决策支持系统;研发针对农田养分流失、分散型农村生活污水和养殖业废水的绿狐尾藻生态湿地消纳技术,探索农业氮磷减控关键途径,构建流域面源污染源头防控技术体系,并进行了大规模的推广应用与示范。这些结果将巩固和加强亚热带区域农业面源污染流域源头防控的应用基础研究,为实现流域环境的生态管理、质量恢复和生态系统服务功能提升提供理论依据。  相似文献   
2.
亚热带区稻田土壤氮磷淋失特征试验研究   总被引:9,自引:2,他引:7  
土壤氮磷淋失是农业面源污染的一种重要形式.以亚热带稻田为研究对象,采用陶土头定位观测法比较研究了施肥对稻田土壤氮(N)磷(P)淋失特征的影响.2010-2011年连续近2年的试验结果表明,与不施肥对照(CK)相比,施肥会显著增加稻田土壤N、P的淋失.稻田土壤N的淋失形态有显著差异(P<0.05),水稻生长期(4-10月)淹水条件下淋失形态主要为NH4+-N,而闲田期(10-翌年3月)非淹水条件下则主要为NO3-N.这与土壤通气状况的变化有密切关系.研究区10-12月(闲田期)稻田P的淋失明显高于其他时期,是稻田土壤P淋失的主要阶段.控制土壤N、P累积是降低稻田土壤N、P淋失的重要途径.  相似文献   
3.
不同植物组合人工湿地中磷去向特征研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
人工湿地技术是农业面源污染治理的重要技术措施,而磷的去除是污水治理的主要难点。以亚热带丘陵区为研究区域,以农村养殖废水、生活污水及农田排水混合形成复合污水为治理对象,通过野外小区试验,研究了浮水植物绿狐尾藻(Myriophyllum elatinoides)与挺水植物黄菖蒲(Iris pseudacorus)、水生美人蕉(Canna glauca)、梭鱼草(Pontederia cordata)所构建的浮水植物+不同挺水植物种植模式人工湿地,以探讨不同植物组合模式对人工湿地磷的处理效果与去除途径的影响特征。3—9月结果表明:植物组合湿地对于农村污水中磷素具有显著的处理效果,以无机磷的去除为主。湿地进水总磷(TP)浓度为2.16~5.93 mg·L-1,各植物组合出水TP浓度为0.34~0.48 mg·L-1,低于城镇污水排放一级A标准(0.5 mg·L-1),以绿狐尾藻+梭鱼草湿地的除磷效果最好;不同组合模式人工湿地总磷负荷变化范围为45.50~47.13 g·m-2·a-1,绿狐尾藻+梭鱼草组合湿地达47.13 g·m-2·a-1,显著高于对照湿地中的39.62 g·m-2·a-1;底泥吸附与沉淀是植物组合湿地磷素去除的主要途径,其占湿地除磷总量的72.44%~75.62%。水生植物TP积累量9.65~12.51 g·m-2·a-1,占湿地除磷总量的21.00%~26.54%;试验中,植物组合人工湿地比绿狐尾藻湿地底泥吸附占除磷总负荷的比例减少1.71%~4.89%,增加植物吸收比例0.97%~6.28%。较对照湿地底泥吸附占除磷总负荷的比例减少18.11%~21.29%。植物组合有利于延缓底泥吸附饱和时间和提高植物对磷的吸收率。  相似文献   
4.
为进一步明确流域河岸带景观尺度范围差异性及对河流磷(P)输出的影响,量化解析河岸带尺度下景观与河流P之间的关系。以亚热带典型农林混合流域为研究对象,基于长期水文、水质监测数据,利用冗余分析明确不同河岸带尺度景观格局特征与不同水文季节河流P浓度的关系,并采用变点分析量化导致丰水期、平枯水期河流P浓度突变的核心景观指数的阈值范围。结果表明:(1)河岸带景观格局对河流P浓度的影响具有显著的空间尺度性特征,300,400 m分别是影响丰水期和平枯水期河流磷浓度变化的关键临界尺度。(2)河岸带居民地斑块最大斑块面积指数(LPI)和农田斑块分散指数(SPLIT)分别是影响平枯水期和丰水期河流磷浓度的核心景观格局特征指数,当SPLIT>15.76~23.83,LPI<28.8%~36.5%时,能够降低河流P浓度的突变概率。研究结果可为以缓解P面源污染为目标的土地利用和景观规划提供重要理论依据。  相似文献   
5.
选取亚热带典型农林流域——金井河流域为研究对象,构建流域面源磷负荷估算模型,对流域面源磷负荷进行估算,并解析各形态磷负荷的空间分布特征。采用改进的输出系数模型和修订的通用土壤流失方程(RUSLE)分别建立模型的溶解态磷和吸附态磷模块,同时利用贝叶斯统计反演得到输出系数模型的参数后验分布以提高模型模拟精度。模型总磷负荷模拟值与观测值的误差绝对值为3.3%~27.1%,溶解态磷的决定系数(R2)和纳什效率系数(NSE)分别为0.84和0.82,吸附态磷的R2NSE分别为0.68和0.65,模型对溶解态磷负荷的模拟效果优于吸附态磷。流域面源总磷负荷平均为64.3 kg·km-2·a-1,其中溶解态磷为29.6kg·km-2·a-1,其空间高值区主要集中在农田和村镇区域,林地、农田、居民地溶解态磷负荷分别为13.4、40.5、31.1 kg·km-2·a-1;流域吸附态磷负荷平均为34.7 kg·km-2·a-1,其空间高值区多分布在林坡地,林地、农田、居民地吸附态磷负荷分别为43.1、16.5、4.5 kg·km-2·a-1。研究表明,亚热带丘陵区面源磷负荷的治理需要根据不同形态磷负荷输出空间分布差异有针对性地开展管控措施。  相似文献   
6.
构建基于流域人为氮净输入及其入河系数的河流总氮(TN)负荷模型,以探索解决由于面源污染传输空间异质性、传统入河系数核算不确定性较大等问题所导致的典型流域基本测算单元精细化模拟结果难以向大尺度扩展的问题。以面源污染转化较复杂的亚热带南方丘陵区源头流域为研究区,通过建立流域人为氮净输入模型(NANI)和TN入河系数关键影响因子(水文、地形地貌、土地利用等)回归模型,对河流TN负荷通量进行估算。同时将基于小尺度流域(金井河)构建的相关模型向下游大尺度流域(捞刀河)进行应用。结果表明:金井河流域8个集水区(面积2.6~204.1 km^2)NANI从2012年到2017年呈现显著降低趋势,变化范围为(81.7±7.0)~(198.2±32.5)kg·hm^-2·a^-1,其中氮沉降、化肥净输入为主要输入源;构建了基于径流系数和高程为变量的NANI入河系数回归模型,并结合NANI模型对河流TN负荷进行模拟,模型决定系数(R2)、纳什效率系数(NSE)分别为0.729、0.714;将基于金井河流域构建的河流氮负荷模型应用于捞刀河流域(2543 km^2),4个监测断面模拟值与实测值误差范围为10.3%~17.2%。研究表明,基于流域人为氮净输入及其入河系数的河流TN负荷模型在一定程度上满足科学、便捷、适用性,可用于南方丘陵区农业面源污染负荷的估算。  相似文献   
7.
我国农村水体面源污染来源复杂,治理难度大,系统考虑农业面源污染物产生的来源,从产业布局、资源利用和治理工程后续运行等方面探讨我国农业面源污染问题的综合解决方案显得尤为紧迫。研究表明,我国农村水体污染物的来源主要包括畜禽养殖粪污水、水产养殖排水、农田排水、农村生活污水和村域地表径流5个方面。针对我国农村水体面源污染来源特征及各地农村的实际情况,遵循"以防为主,防治并重"的治理方针,基于污染物产生、迁移和去向的基本路径来确定综合防控的技术路线,即源头减量、过程拦截、末端消纳与资源循环利用。因此,提出适合于我国农村地区的农村水体面源污染防控实施路径,具体可概括为:1)坚持以小流域或集水区为基本单元开展综合防控措施的总体布局;2)坚持应用以低成本、无动力和生态化为主的农村污染治理技术;3)坚持农村污染物资源循环利用和强化工程后续管理的运行维护模式。  相似文献   
8.
基于 BME-GWR 法的景观单元土壤有机碳密度空间预测   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
【目的】在预测土壤有机碳密度(SOCD)空间分布时,充分利用相关具有不确定性的或先验分布的多源数据,以提高其预测精度。【方法】在亚热带红壤丘陵区选取具有代表性的农业生态景观单元为研究区,以环境因子作为辅助变量,利用地理加权回归模型(GWR)、贝叶斯最大熵结合地理加权回归模型(BME-GWR)、按土地利用类型估算的贝叶斯最大熵结合地理加权回归模型(BME-GWRL)三种方法,计算并比较其对SOCD的空间预测结果的影响。【结果】BME-GWR和BME-GWRL模型方法对SOCD的空间异质性有更强的解释能力。BME-GWR和BME-GWRL模型的交叉验证结果的决定系数(R~2)分别为0.81、0.79,均方根误差(RMSE)分别为0.35、0.33,平均绝对拟合误差(MAE)分别为0.21、0.19,模拟精度高于GWR模型。结合辅助变量的软数据可以更好地体现SOCD的空间局部特征,尤其是BME-GWRL模型采用了各土地利用类型的空间范围内拟合的软数据,比不划分土地利用类型直接以整个研究范围模拟(BME-GWR模型)的结果更准确。【结论】BME-GWRL考虑了软数据的估算单元的不确定性,可为合理利用多源辅助数据、提高模拟精度提供有效方法。  相似文献   
9.
受农业面源污染影响,池塘水体污染状况与相关底栖动物群落特征备受关注。本文以亚热带丘陵区某典型小流域池塘为例,采用现场调查方法对流域内15个池塘的底栖动物和水体污染情况进行调查分析,探讨了底栖动物群落特征与季节和水体污染程度变化的关系。结果表明,区域内池塘中底栖动物多样性相对较低,共采集到底栖动物22种,其中以节肢动物居多(14种),耐污性较强的黄色羽摇蚊(Chironomus flaviplumus)、霍甫水丝蚓(Limnodrilus hoffmeisteri)和中华长足摇蚊(Tanypus chinensis)为主要优势种。季节变化对底栖动物丰度、生物量有显著影响,夏季底栖动物平均丰度和生物量分别为544 ind/m2和1.48 g/m2,显著低于冬季(分别为913 ind/m2和6.67 g/m2)(P<0.05)。不同底栖动物对水环境因子表现出不同的响应特征,黄色羽摇蚊生物量与温度(T)呈显著正相关,而霍甫水丝蚓和苏氏尾鳃蚓(Branchiura sowerbyi)生物量则与水体总氮(...  相似文献   
10.
底栖动物作为湿地生态系统的重要组成部分,在污染物去除与能量转化中发挥着重要作用。以湖南长沙亚热带丘陵区为研究区域,通过野外连续4年小区控制试验,系统研究浮水植物、挺水植物和无植物浅水表面流人工湿地底栖动物的群落特征及其变化,探讨其与水环境影响因子的关系。结果表明,亚热带丘陵区人工湿地底栖动物群落结构较简单,试验期内共采集到底栖动物36种,霍甫水丝蚓(Limnodrilus hoffmeisteri)为主要优势种,优势度最高可达0.5,底栖动物平均丰度为909 ind/m^(2),平均生物量为96 g/m^(2)。底栖动物物种数量、丰度和生物量均有逐年减少的趋势。底栖动物群落特征受水质和气候条件变化的双重影响,呈现出随环境变化的非稳定性特征,其中底栖动物丰度和物种数在一定程度上与NH_(3)-N、TN浓度呈显著正相关,物种丰富度和均匀度指数与水温呈显著正相关,而与pH呈负相关。但是不同类群所受的主导环境因子明显不同,其中寡毛纲与TN、NH_(3)-N呈显著正相关,而腹足纲和昆虫纲则主要与TP、COD呈显著正相关。研究表明,底栖动物对于水质变化具有显著的指示意义,同时对于强化人工湿地对污染物的消纳转化功能也具有重要生态作用,也是提升人工湿地经济效益的重要途径,值得进一步深入探索。  相似文献   
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