天目湖水体与沉积物中营养盐时空分布及成因

采用现场监测及实验室分析方法,2006年对天目湖水体和沉积物营养盐等进行了调查.结果发现,天目湖水体中营养盐浓度影响最大的是上游流域输入,冬季天目湖上游输入的颗粒物是导致水体营养盐尤其是TN水平升高的主要因素;而在夏季,水体中营养盐以溶解态为主,天目湖的营养类型是磷限制.表层沉积物营养盐含量最高的点位是下游靠近大坝取水口附近,表层沉积物N、P含量明显高于其下各层,尤其对于营养盐含量较高的点位.研究表明,作为一个兼顾饮用水源地和旅游功能的水库,上游区流域综合保护、水库渔业调控及旅游活动的进一步规范是控制天目湖富营养化的关键.     

流域非点源污染物输移模型研究现状及展望

对非点源污染物模型研制的各个发展阶段和模型的变化情况进行了总结,系统介绍和对比了国内外非点源污染物输移模型的总体结构、特点、适用领域及模型的局限性,尤其对模型方法在非点源污染治理中的应用进行了探讨,进而归纳了以往非点源污染物输移模型和污染负荷定量化方法的发展特点。针对研究中存在的问题,探讨流域非点源污染物输移模型的发展趋势和研究前景,以期为我国非点源污染物输移模型的研究工作提供有益的指导。     

流域非点源污染物输移模型研究现状及展望

对非点源污染物模型研制的各个发展阶段和模型的变化情况进行了总结,系统介绍和对比了国内外非点源污染物输移模型的总体结构、特点、适用领域及模型的局限性,尤其对模型方法在非点源污染治理中的应用进行了探讨,进而归纳了以往非点源污染物输移模型和污染负荷定量化方法的发展特点。针对研究中存在的问题,探讨流域非点源污染物输移模型的发展趋势和研究前景,以期为我国非点源污染物输移模型的研究工作提供有益的指导。     

洋河水库流域非点源污染迁移特性及流域数学模型的构建

【目的】分析河北秦皇岛市洋河水库流域N、P等主要污染元素的迁移特性,为洋河水库流域非点源污染入库前的治理提供参考。【方法】采用SWAT(soil and water assessment tool)模型,对秦皇岛市洋河水库流域内2008－2014年的径流及污染物迁移情况进行模拟,同时借助SWAT中的部分模块功能,应用Fortran语言建立流域污染物迁移扩散数学模型,模拟计算2015年流域污染状况并验证模型精确度。【结果】在2008－2014年,洋河水库流域年均非点源污染流失总量中,TN负荷总量为845.96 t,流失率为10.6%,其中有机氮负荷总量占91%;TP负荷总量为240.56 t,流失率为6.4%,其中有机磷负荷总量占40%,有机态污染物负荷量的空间分布与产沙量基本保持一致。数学模型计算结果表明,东洋河入口处2015年TN、TP质量浓度计算值分别为11.62,0.032 mg/L,TN、TP质量浓度实测值分别为10.80,0.024 mg/L,其中TN质量浓度模拟的相对误差为7.59%,TP质量浓度的绝对误差仅为0.008 mg/L。【结论】洋河水库流域内的有机态污染源是主要流失源,其中有机氮、有机磷主要通过土壤流失入河;经验模型模拟对洋河水库流域径流及污染状况的模拟精度较高,可以满足区域非点源污染的治理需求。     

滇池流域非点源污染文档型时空数据模型的研究与应用

针对滇池流域非点源污染应急响应、模拟及数据挖掘过程中,现有的基于关系数据库建立的时空数据模型进行了分析并指出其不足,提出了基于Mongo DB及面向对象时空数据模型改进的文档型时空数据模型,以有效组织、存储与管理非点源数据;最后设计了滇池流域非点源污染时空数据管理系统,实现不同来源、格式数据的导入导出、编辑、索引及高级运算功能。试验证明,系统在存储、管理和维护海量时空数据等方面得到了提升,能为滇池流域非点源污染时空过程数据的模拟以及大数据挖掘提供统一的访问接口和数据支撑。     

皇甫川流域生态系统生产力时空特征分析

利用1961～2010年皇甫川流域主要气候要素数据和1979～2000年准格尔旗统计数据,采用净初级生产力（NPP）计算模型和数理统计方法,分析了该流域陆地植被NPP和农业生态系统生产功能（粮食生产）的时空特征。研究表明：①1961～2010年皇甫川流域NPP的总体变化趋势不明显,但年际变化显著。各乡镇NPP动态变化一致,且年际变化显著。流域NPP空间差异明显,东南部较高、西北部相对较低,与降水量的空间分布一致。②1979～2000年皇甫川流域各乡镇粮食单产增长趋势明显,且年际波动显著,在有些年份降水量对粮食单产的影响是决定性的。粮食单产空间差异明显,北部高,东南部居中,西部低。③皇甫川流域NPP和粮食单产的时间相关性较为显著,而空间相关性不明显。这与NPP主要受自然条件影响,而粮食生产受到自然条件、农业政策和科技投入等综合影响有关。     

陈村水库流域水文特征分析

采用水文统计分析方法从气候、径流、泥沙等方面论述了陈村水库流域水文特征,总结出陈村水库流域内水文平均变化周期,为合理开发、科学利用陈村水库流域水资源下游防洪抗旱提供分析依据。     

非点源污染对嫩江上游流域水环境的影响

通过对嫩江上游流域农业生产活动的实际考察,分析了嫩江流域非点源污染及其成因,以及对尼尔基水库造成的影响,为嫩江上游非点源污染控制提供依据。     

基于SWAT模型的流域非点源污染模拟——以密云水库北部流域为例

本文利用SWAT(Soil and Water Assessment Tools)模型,在GIS技术和流域数字高程模型的支持下,对北京密云水库北部区域进行了流域非点源污染模拟研究,建立了一套适用于SWAT模型的研究区非点源污染基础信息库;根据2000-2002年的气象、水文、水质等监测数据,对研究区非点源污染负荷的时空变化进行模拟.结果表明,在空间尺度上,白河流域产流(占总流域的47.75%)、产沙(占总流域的53.65%)最大,但潮河水系含沙量(占总流域的62.55%)最大;单位面积氮磷流失量最高区域在潮河水系的东部丘陵区安达木河控制流域,其次为西部山地区的白河水系控制流域, 流失量最低的区域出现在潮河水系中部冲积扇区主河道控制流域.在时间尺度上,8月份流量最大,占雨季总流量的51.48%;而硝态氮和矿物质磷在9月份输出最大, 分别占雨季总输出83.64%和50.55%.不同土地利用类型非点源污染流失负荷不同,不同土地利用类型非点源污染流失负荷不同,耕地负荷贡献最大,其次是农村居民点,林地的污染负荷贡献最小.     

滇池流域营养盐沉积百年历史重构及源解析

以滇池流域双龙库区为研究靶区,对水库0～70 cm深沉积物柱进行放射性核素、营养盐及碳稳定性同位素的分析,结合定年结果及人类活动历史变化,解析沉积物中营养盐历史演变及其对人类活动的响应,追溯沉积物有机质来源,进行有机污染的评价.结果表明,210 Pbex比活度随深度增加呈现衰减趋势并具有一定的负向指数拟合关系,而沉积速率略有波动整体呈上升趋势,记录了双龙地区1860年以来的沉积历史.沉积柱中各营养盐浓度分别为总氮(TN)为0.58×103～4.54×103 mg/kg;总磷(TP)为0.12×103～0.55×103 mg/kg;总有机碳(TOC)为0.49％～4.34％.剖面变化趋势均呈自上而下递减,沉积物营养盐浓度的增加与不同时期人类活动密切相关,反映了建库前后人为活动对生态环境演变的影响.根据C/N(4.39～9.57)和δ13C(-24.96‰～-21.36‰)两者结果可以推断有机质来源为陆生C3植物与内源混合输入.利用有机指数和有机氮指标评价沉积物污染的历史变化,表明双龙水库20世纪60年代后始终存在有机氮污染.且随着近年人类活动加剧,有机指数和有机氮增加,水质恶化严重.     

太湖着生藻类的时空分布特征

2004年4月—12月选取太湖湖泊的草型、藻型及过渡型区域为研究对象,对不同类型湖泊中着生藻类的分布情况进行调查。结果表明,在种群分布上,着生藻类以绿藻门(44.74%)最多,硅藻门(34.21%)和蓝藻门(18.42%)次之,黄藻门(2.63%)相对较少,各采样点的优势种主要集中在硅藻门。在季节分布上,着生藻类以春季种类和数量最多而冬季最少。在空间分布上,藻型湖泊区域的种类明显少于草型和过渡型区域,而数量分布为藻型湖泊>过渡型>草型。根据各种藻类对水体生态环境的响应情况,在太湖不同区域筛选出不同的生态敏感指示着生藻类。     

太湖流域典型蔬菜地土壤氮磷钾养分空间变异性及分布规律

采用传统统计和地统计学相结合的方法，以太湖典型地区宜兴市大浦镇湖滨公路以东50 hm2蔬菜地为研究对象，网格法（50 m×50 m）采集表层（0~20 cm）土壤156个，研究了土壤主要肥力参数（N、P、K）空间变异特征和分布规律。结果表明：全P、全N、NH4+-N、速效P和速效K有明显的空间变异结构, 且在一定范围内存在空间相关性，其含量具有一定的渐变分布规律。研究区域土壤速效P普遍盈余，土壤N、K丰缺并存。Kriging插值法绘制了土壤养分空间分布图，研究结果为最终实施氮磷养分的分区管理和养分重点控制区的确定提供依据。     

阿克苏地区土地利用时空变化特征分析

基于GIS平台,以阿克苏地区各县市土地利用现状数据,2006年1:1 600 000的行政区划图及实地调查数据为基础,结合统计分析,对阿克苏地区1996～2006年间的土地利用数量、类型及空间变化进行了分析.结果表明:(1)在10年尺度上土地利用总体动态特征是未利用地和牧草地减少,其它土地利用类型增加;(2)10年间阿克苏地区土地结构变化绝对指数为8,其中:园地,交通用地的年变化率较大,牧草地、未利用地的年变化率较小;(3)引入的单一土地利用类型相对变化率,反映出阿克苏地区土地利用变化存在明显区域差异.     

太湖流域典型蔬菜地土壤氮磷钾养分空间变异性及分布规律

采用传统统计和地统计学相结合的方法,以太湖典型地区宜兴市大浦镇湖滨公路以东50hm2蔬菜地为研究对象,网格法(50m×50m)采集表层(0~20cm)土壤156个,研究了土壤主要肥力参数(N、P、K)空间变异特征和分布规律。结果表明:全P、全N、NH4 -N、速效P和速效K有明显的空间变异结构,且在一定范围内存在空间相关性,其含量具有一定的渐变分布规律。研究区域土壤速效P普遍盈余,土壤N、K丰缺并存。Kriging插值法绘制了土壤养分空间分布图,研究结果为最终实施氮磷养分的分区管理和养分重点控制区的确定提供依据。     

太湖竺山湾小流域果园养分投入特征及其土壤肥力状况分析

以太湖竺山湾周边5个镇为研究区域,采取资料调研与实地调查相结合的方法分析果园养分投入特征,并采集典型果园土壤样本评价土壤肥力状况。结果表明,太湖流域果园总体氮、磷、钾平均投入量分别为N522、P2O5674、K2O 462 kg·hm-2,其中来自于有机肥的比例分别为51.3%、58.3%和44.0%。化学肥主要为氮、磷、钾三元复合肥,有机肥以鸡粪和牛粪为主。土壤有机质、全氮、全磷和全钾含量均处于适宜至很丰富水平,土壤速效磷和速效钾基本上处于较丰富状态,氮、磷、钾养分平均盈余量分别为N 320、P2O5426、K2O 108 kg·hm-2。太湖流域果园氮、磷的高投入不可避免地加大了氮、磷向水体迁移的风险,因而亟待研发有效的果园节氮控磷技术。     

流域氮磷输出、河流输送与库区富营养化关联分析——以福建山仔水库为例

建立流域氮磷输出、河流输送与入库通量的分析方法,以福建省山仔水库为例,基于GIS技术分析乡镇、子流域的氮磷污染分布和来源构成,识别关键源区并探讨库区水质与流域污染输出和河流输送之间的关联性。结果表明,2009年山仔流域单位面积总氮输出负荷为13.4 kg N·hm-2·a-1（生活污水和化肥流失占64%）,总磷输出负荷为0.82 kg P·hm-2·a-1（畜禽养殖和生活污水占90%）,入库氮、磷负荷分别为3248 t N·a-1和192 t P·a-1,其中河流输入占62%和89%,环库区面源污染贡献小于2%;不同乡镇单位面积氮输出负荷为3.54~20.0 kg N·hm-2,磷输出负荷为0.38~2.50 kg P·hm-2,其中日溪乡和霍口乡临近库区,化肥流失与畜禽养殖污染最重。上游乡镇污染较轻,但生活污水比重大（42%~84%）。皇帝洞溪子流域污染最重（19.4 kg N·hm-2;1.95 kg P·hm-2）,其次是霍口溪中下游和日溪子流域。库区总氮高值出现在坝区和日溪湾汊,总磷高值在小沧至霍口溪七里入口之间,水质有明显分区,与流域污染分布、河流输送和库区沉积物的释放相关联,河流输入对库区富营养化起决定性作用。流域氮磷输出负荷比值平均为16,库区水中氮磷比值在15~20之间,意味着该生态系统处于磷的弱限制,水华爆发风险较大,建议采取“分区整治流域污染、氮磷联合削减、畜禽养殖和磷肥流失优先控制”的富营养化防控策略。     

密云水库上游流域氮流失规律研究

以1212.69km^2的密云水库上游流域为研究对象,研究了氮素在大尺度范围内的流失规律。结果表明,雨季中、雨季后氮的流失量明显高于雨季前,分别为雨季前的2.9倍、2.36倍;位于下游的监测点氮的浓度偏高;随着雨季的到来旅游景点、果园径流中氮的浓度会明显增加;各项污染物的季节变异系数较大的点,位于农业活动比较剧烈和径流季节变异较大的区域,而在水库或塘坝污染物的季节变异较小。不同水文期,河流水体中氮素的主要形态不同,各监测点雨季前、雨季后以溶解态氮为主,雨季中溶解态氮所占比例有所下降,在部分河道以颗粒态为主。雨季前径流中氮的流失以NO3^--N为主,约占总氮的65%,随着雨季的来临所占比例有所下降。     

太湖水体溶解性氨基酸的空间分布特征

为探索氨基酸(DAAs)组分特征对生物可利用性溶解有机质(DOM)的示踪及定量表征可能性, 对太湖3个湖区(北太湖: 藻型湖区,东太湖: 草型湖区, 南太湖: 农业污染湖区)水体DAAs浓度、组分特征及其空间变化进行了调查研究,并对控制其量、质空间分布的因素加以讨论。结果表明夏季太湖水体DAAs的浓度范围为0.27-3.95 μmol/L,平均值为(1.38±1.17)μmol/L,与湖泊、海洋中研究中报道结果相近。北太湖、南太湖、东太湖3个湖区的DAAs浓度平均值分别为(2.59±0.71)μmol/L,(0.48±0.14)μmol/L,(0.48±0.16)μmol/L,北太湖DAAs浓度及对有机碳氮的贡献都明显高于其他湖区,DAAs组分中以苯丙氨酸和赖氨酸为主,而在南太湖和东太湖,赖氨酸都是最主要的DAAs组分。表明水体的DAAs组分特征能对湖泊营养状态及生态类型的变化做出响应,可以作为指示湖泊营养状态的生物标记物。DAAs也可以作为DOM 生物降解性的评价参数,反映湖泊水体中与生物活性相关的DOM 动态变化。根据氨基酸对有机碳的贡献估算出北太湖的活性溶解性有机碳相对含量为(17.65±17.84)%,显著高于南太湖和东太湖。但由于太湖高度的空间异质性,还需要在今后的研究工作中进行相关的室内实验,建立适用于太湖的经验公式。     

苏州太湖流域2种针阔混交林林分空间结构特征比较

选取太湖流域2种具有代表性的针阔混交林,应用传统林分结构因子配合混交度、角尺度、大小比数和开敞度4个参数进行比较,分析冬青湿地松混交林和栎树湿地松混交林的林分基本特征、空间结构和演替趋势。结果表明,冬青湿地松林的物种丰富度相对较高;对空间结构各参数进行比较,冬青湿地松林空间结构优于栎树湿地松林,林分处于相对稳定状态。其中在冬青湿地松林中,山矾、冬青可能会发展成为优势树种;在栎树混交林中,麻栎和栓皮栎的生长空间受限制,演替过程中优势度会有所下降,短柄枹和构树可能成为优势种。     

GIS支持下AGNPS模型在太湖流域典型圩区的应用

由于平源河网区非点源污染影响因素非常复杂,导致实地调查和试验研究不易实行,使数学模型方法在这一领域体现出一定优势,相关的研究也受到了学术界越来越多的重视。因此利用Mapinfo、Arcview等GIS软件建立了太湖流域典型圩区基础数据库和专题数字图件,并利用GIS的空间数据分析和整理技术提取AGNPS模型所需的坡度、坡形、坡长等重要空间参数和属性参数,全面、系统地利用AGNPS模型对平原河网区地表径流量和氮、磷流失负荷进行了定量计算。结果表明,预测结果与实际观测结果基本相符,相关程度较高,因而该模型在太湖典型平原河网区非点源污染研究方面具有一定的应用价值。