美国有关流域内磷素管理措施的比较

长期存在的水质问题已经引起对减少磷的农业非点源污染这一课题的重视。评估 3种关于减少流域内动物粪肥施用的磷管理方案的结果表明 :如果使用 5 0mg kgMehlich - 3磷的农学临界值 ,则所研究流域中 5 5 %的土地将不能施用化肥或粪肥态的磷肥。超过 190mg kgMehlich - 3磷这一环境临界值 ,流失到水中的磷量会增加 ,因而将来在此流域 32 %的面积上要限制磷的施入量 ,使其少于作物收获带走的那部分磷。最终采用一个能说明磷的可能来源和转移危险的数值评估磷指标管理措施。它表明此流域中没有一个地区属于磷流失高危区 ,而且表明处于磷流失中等危险状况的地区 (在这些地区应采取保护措施 )也只是位于水流渠道附近的地区。在所研究的流域内 ,磷指标管理措施是指把磷流失量减到最小值作为目标的最好的管理方法 ,而且与其它策略相比 ,它影响的土地面积更少     

有关美国农业流域中磷的输移过程的模型评价

模拟农业流域中磷 (P)的损失是量化长期水质的关键 ,它有利于选出最优管理措施。在量化土壤P向地表径流和地下径流释放方面的最新研究进展表明 ,与土壤和水流中的P有关的提取系数是可变的 ,但可以用地表覆盖物和侵蚀函数来描述。为了更好地描述P输移中的变化 ,应把现有的涉及最优管理对P输出的影响的一些资料与流域模型结合起来。P输移模型主要包括以下内容 :与土壤和地下水中的P有关的影响系数 ,化肥和粪肥管理以及P损失 ,河道对进入水体之前的田缘P损失的影响 ,流域和水体反应模型的联系。然而 ,模型使用者还必须根据需要以及可获得的数据 ,预测的精度 ,模拟的范围来选择最恰当的模型     

农业区磷流失形态的研究

农业区是非点源磷污染的主要来源之一。但学术界对于磷素从农业区随径流进入下游水域的特点和机制尚不清楚,尤其是在暴雨期的形态没有详细的研究过,因此日本学者T.Yam ada等人对流经位于日本中心美川湾流域农业地区河流的水质和径流量进行了调查研究。其结论是:枯水期时磷主要以溶解态排出,丰水期时磷以颗粒态的形式大量排出。磷的流失特征是冲刷型,即磷流失量随着水流量的增加而增加。颗粒磷的流失与农业用地的比例呈正相关。农田土壤的解吸实验表明,在沿海地区土壤中迅速发生的磷解吸取决于水体的pH和盐分质量分数。实验表明,这一地区磷流失量的10%能在海水中由颗粒态迅速转变成溶解态。     

基于磷指数模型的海河流域农田磷流失环境风险评价

农田面源磷流失是导致水体富营养化的主要原因,识别农田磷流失的关键源区、影响因子是农田面源污染防治的重要环节。该研究以海河流域为研究区,采用磷指数模型,选取土壤有效磷含量、磷肥施用量作为源因子,以土壤侵蚀模数、年径流深、农田和水体间归一化距离指数作为迁移因子,结合GIS技术评估海河流域农田磷流失风险,并利用结构方程模型研究农田磷流失风险指数与各影响因子间关系。结果表明:1)海河流域农田土壤有效磷、磷肥施用量、土壤侵蚀模数、年径流深及归一化距离指数处于中-低、中-高、极低、中-高和高级别风险等级的区域面积占比最高,分别占农田总面积的66.5%、61.1%、99.0%、54.2%和64.8%;2)影响农田磷流失的关键因子为迁移因子,其中关键的迁移因子为年径流深及归一化距离指数;3)源因子与迁移因子间呈极显著负相关(P0.01),土壤性质(包括土壤质地及有机碳含量等)与源因子呈极显著负相关(P0.01),与迁移因子呈极显著正相关(P0.01);4)海河流域农田磷流失关键源区位于黄河北岸的山东省和河北省东南部的平原农耕区、海河流域西北部的山区地带。该研究结果对流域尺度上农田磷流失研究的方法创新有所裨益,可为海河流域农田面源污染防治提供科学参考。     

土壤侵蚀中吸附态磷流失研究现状与展望

吸附态磷流失是土壤侵蚀的结果之一,不仅造成土壤肥力流失,还是导致水环境恶化的重要因子.吸附态磷流失是非点源污染计算的重要组成部分,通过土壤侵蚀研究吸附态磷流失是目前普遍采用的方法.总结了国内外关于吸附态磷流失的研究现状,分析了我国当前土壤侵蚀中吸附态磷流失研究中存在的问题,认为中国土壤侵蚀中吸附态磷流失研究还不能满足实践应用的要求.因此一方面需要增加实验数量,加强实验深度,坚持连续监测的工作,深入了解吸附态磷流失的机理;另一方面应积极构建适合国情的模型,构建基础信息数据库,开展国外模型在国内的适用性、差异性研究.     

SWAT模型研究应用进展

利用数学模型来分析非点源污染空间分布是评估非点源污染控制中特定管理措施和管理情景效果的重要工具，也是研究环境变化条件下水资源管理问题的重要手段。20世纪70年代以来，随着人们对非点源污染的重视。产生了很多优秀的非点源模型，SWAT（Soil and Water Assessment Tool）就是其中之一。SWAT模型具有综合、分布、基于物理机制并且与GIS集成的特征，具备准确模拟流域水文状况的能力。并已在水资源和环境领域中得到广泛的承认和普及。介绍了SWAT模型的特点和主要应用，对其在非点源污染模拟和控制、环境变化对水文响应的影响、洪水短期预报等领域的最新进展进行了评述，并对我国在应用SWAT模型方面的发展方向进行了初步探讨。     

美国应用经济性磷指数法控制非点源污染的研究

农业生产中的养分排放一直是全美水污染的主要污染源。控制磷污染的最常用的方法是磷指数的目标控制。美国经济学家R.C.Johansson等提出了经济性磷指数的概念,并与传统的磷指数控制方法进行了比较。与传统的磷指数比较,使用经济性磷指数的磷排放目标控制流域,节约了潜在磷排放控制费用的50％。如果把农业纯收入与磷潜在排放联系起来,与无磷排放目标控制区域相比,平均潜在磷排放控制费用可节约60％以上。这对我国研究农业生产中磷的施用和排放标准有一定的借鉴作用。     

氮、磷的农业非点源污染防治方法

非点源污染最主要的影响就是使水体富营养化、水质变差,从而影响到生产、生活、社会与经济的发展,其中氮、磷的农业非点源污染又是最主要的。经过30多年的研究,非点源污染研究逐渐从初期的定性化研究转向定量化,由统计、调查与机理研究转向实用治理研究。就众多的防治方法来看,大体可以分为两大类,即“源”(Source)防治和“汇”(Sink)防治。     

中国农田磷流失风险评价及其关键驱动因素

农田面源磷流失是农业面源污染的重要原因之一,识别流域内农田磷流失风险的关键源区及其影响因子是面源污染控制的重要手段。基于磷指数模型开展2000—2020年中国农田磷流失风险评估,选取土壤有效磷含量、磷肥施用量为源因子,土壤侵蚀模数、年径流深、农田和水体间归一化距离指数为迁移因子,结合GIS技术评估了中国农田磷流失的关键源区;在此基础上,利用随机森林法分析影响中国农田磷流失的关键因子,并通过结构方程模型揭示了农田磷流失风险指数与各因子的关系。结果表明：1）2000—2020年中国农田的磷流失的低、中、高、极高风险面积分别占农田总面积的43.8%、40.5%、13.4%、2.4%。2）中国农田磷流失在2000、2005、2010、2015、2020年高风险和极高风险总面积的年平均占比从大到小依次为：淮河流域、长江流域、珠江流域、东南诸河流域、松辽河流域、西南诸河流域、黄河流域、内陆河流域、海河流域。3）影响农田磷流失风险的关键源因子和迁移因子分别为土壤有效磷含量和归一化距离指数,其重要性特征值分别为129.53和65.12,土壤有效磷含量是农田磷流失最主要影响因子。4）磷流失风险指数与源因子指数、迁移因子指数呈极显著正相关,选取的14个指标对磷指数的解释度达0.62,其中源因子和迁移因子对磷指数的贡献率分别为0.77、0.19（P < 0.001）。研究结果可为中国农田磷流失风险评估提供科学参考,对中国农业面源污染的宏观防控及战略决策具有重要意义。     

农地非点源磷污染的优先流路径研究

优先流是一种较为常见的土壤水分运动形式,与土壤入渗、地表及地下水质密切相关,是土壤水运动机制研究由均质走向非均质领域的标志。本文介绍优先流的基本概念及特征,介绍优先流的几种分类方法并重点介绍了管流。农业非点源磷引起水体的富营养化现象非常突出,通过优先流路径迁移的非点源磷的潜力非常巨大。结合当今优先流国内外的研究现状,对非点源磷污染的优先流模拟和分析模型进行了总结和展望。     

降雨强度对三峡库区坡耕地土壤氮、磷流失主要形态的影响

揭示紫色土坡耕地在不同降雨条件下对土壤养分流失及其环境效益的影响,对于保护三峡库区水环境具有重要意义。通过径流场试验分析2010年5月1日-7月10日6次降雨过程中紫色土坡耕地的氮、磷流失特征。结果表明:大雨时产生的径流量分别为中雨和小雨时的2.34,7.59倍,同时大雨产生的径流中TN、TP含量高于小雨和中雨时,大雨导致的氮、磷流失远远超过中雨与小雨。大雨时产生的累积泥沙量分别是中雨和小雨的8.34,111.38倍。紫色土坡耕地径流中TN、TP的主要形式是有泥沙携带的颗粒态氮、磷,降雨量越大,颗粒态氮、磷的比例越高。中雨产生的径流中颗粒态氮占TN的74.9%～75.9%,大雨产生的径流中颗粒态氮占TN的比例更高,达到85.0%～92.6%。颗粒态磷是径流中磷的主要形态,大雨、中雨、小雨产生的径流中颗粒态磷占TP的比例分别为96.6%～97.7%,93.9%～96.2%,90.5%～94.4%。紫色土坡耕地氮、磷流失主要是以泥沙为载体,这在降雨量较大时表现得尤为明显。控制坡耕地氮、磷流失应着重考虑控制降雨量较大时的氮、磷流失。     

基于AnnAGNPS模型的千岛湖流域氮、磷输出总量预测

农业非点源污染目前已成为我国水环境恶化和湖泊富营养化的重要因素。运用AnnAGNPS模型对千岛湖流域农业非点源污染物输出总量及时空分布进行预测分析。研究结果表明预测结果与实测结果在一定误差范围内基本一致，表明该模型应用于农业非点源污染负荷估算及评价是可行的。     

不同类型外源稀土化合物与农业面源磷流失关联性的对比

通过室内人工模拟降雨实验,在稳定雨强条件下,分别观察了LaCl3、La2O3和P随地表径流流失的特征,对比了稀土氧化物和稀土氯化物与土施畜禽肥料P随暴雨径流流失的相关性。结果表明,径流量和沉积物量在产流开始后的短时间内迅速增加,径流中总La和总P均有共同迁移的特征,对于添加不同剂量LaCl3和La2O3的土槽,La和P随地表径流的流失量之间都呈现显著或极显著的相关,稀土元素La的氧化物和氯化物都能较好地示踪总磷随暴雨径流流失的过程。     

基于分布式水文模型的嘉陵江流域氮磷非点源污染负荷预测

为研究在大尺度流域上以降雨径流为载体的非点源污染,以基于土地利用的分布式水文模型(SLURP Hydrological model)为基础,提出氮磷负荷预测模型及未来气象参数和土地利用分布图的构建方法.就嘉陵江流域土地利用、畜禽养殖和农业人口未来变化产生的总氮与总磷的月负荷量进行模拟和预测分析.结果表明,预测年降雨径流...     

施有机肥对磷流失影响的研究

在磷流失评价模型(PLAT)中,磷被分成4种类型,分别为颗粒磷、可溶性磷、亚表层磷及资源磷。美国学者D.W.lsrael等人在美国Union、Wayne、Wikes的3个县研究建立了农地施有机肥对磷流失影响的评价模型(PLAT),该模型可以预测施有机肥或化肥对土壤磷流失的影响。其研究结论是在陡坡地(15°~20°)施有机肥时,磷的流失量较大,在面积施有机肥的同时,采用水土保持耕作措施,可降低磷的流失量。     

珠海正坑小流域土壤与氮、磷养分流失估算

土壤及土壤养分流失是农业非点源污染的主要形式。选择珠江三角洲地区典型小流域——正坑小流域为研究区,在GIS技术支持下,建立流域数字高程模型并获取下垫面相关参数,采用通用土壤流失方程、固态污染物负荷方程,进行小流域农业非点源污染负荷估算与分析。结果表明,正坑小流域年土壤流失量为455061.60kg,旱坡地和果园两类土地利用景观类型具有相对较高的侵蚀模数;土壤N、P养分流失年负荷量分别为6335.32,1150.35kg,不同土地利用类型对非点源污染负荷的贡献率不同,水田中氮、磷流失对非点源污染负荷有重要影响。     

美国农地磷动态变化规律

评估了2002年纽约州各地区和各郡的磷总量及1987年、1992年、1997年、2002年农地磷平衡动态变化规律;研究了饲料变化及减少化肥量对农地磷平衡的影响。1987年农地磷增加2440万t(15.4kg/hm2),2002年采取一系列措施后,农业施有机磷肥量约为2090万t,施无机磷肥量约为1270万t,作物吸收磷量约为2110万t,农地磷增加1250万t(8kg/hm2)。在牲畜饲料不变的情况下,1987年、1992年、1997年、2002年有机肥中的磷与作物磷的比例分别为110%、112%、100%和99%。从1987～2002年,减少了化肥用量,从而减少农地磷增加量。研究结果显示:改变饲料或通过奶牛的精细喂养,农地少施化肥等农业管理措施,可保障畜牧业的可持续稳定发展。     

基于氮素流失对非点源污染研究的述评

从世界范围看,非点源污染已成为水环境污染的主要形式,而农田土壤的氮素流失是非点源污染的重要表现形式。以氮素流失研究作为基点,从研究内容、方法及模拟模型等几方面介绍了国内外非点源污染的研究现状,并分析了其未来的发展趋势。     

恢复湿地可降低农业排水中氮、磷浓度

农地人工排水是下游河水中氮、磷等营养的主要来源。近几年来 ,湿地被广泛地用于解决来自农业、工业、采矿业污染物引起的水质下降等问题。在美国马里兰、伊利诺斯、衣阿华试验表明 :湿地吸收了 6 8%的氮、43%的磷。湿地与流域汇水面积之比较大时 ,或水在湿地中保留时间较长 (至少 1～ 2周 )时 ,湿地对营养的吸收率较大。同时湿地与河岸缓冲林带结合能更有效地改善水质。     

农田氮磷流失与农业非点源污染及其防治

农田氮、磷的流失,不仅造成化肥利用率的降低,还会引起农业非点源污染。通过分析国内外由于农田氮磷流失而引起的农业非点源污染现状和流失途径,提出加强污染源监控预警,综合运用管理措施和生态工程等,控制和减少农田氮磷流失对水体环境的污染。