基于流域降雨强度的氮磷输出系数模型改进及应用

为研究曹娥江流域农业非点源氮磷输出负荷量,将流域降雨及不同营养源产生的氮磷"合成"考虑,提出了产污系数以表征降雨产汇流过程氮磷输出强度,改进了输出系数模型,并探索发现流域年降雨强度与氮磷产污系数之间呈指数正相关,由此构建了基于年降雨强度的农业非点源氮磷输出负荷模型。利用此模型估算了农业污染源氮磷输出负荷量,显示2005-2010年流域总氮(total nitrogen,TN)年输出总量为5456.60~12268.38 t,总磷(total phosphorus,TP)为393.19~820.65 t,年度分布不均,降雨对TN输出总量的贡献率高达54.75%~69.67%。不同农业污染源对TN、TP输出总量的贡献率表明,该流域农业非点源氮磷输出负荷主要来源于人畜,应加强农村生活污水及垃圾、畜禽养殖粪便等治理,进一步控制农田过量施肥,减少耕地氮磷流失。     

漓江流域氮磷排放对水肥管理和下垫面属性变化的响应

为分析漓江流域农业面源污染氮磷排放及其主要影响因素,该研究在多年野外监测试验的基础上,运用SWAT(soil and water assessment tool)模型模拟水肥管理和下垫面属性对青狮潭灌区会仙试区氮磷排放的影响。研究中根据会仙试区径流量、总氮及总磷月排放监测数据校准和验证模型,进而采用情景模拟方法,分析稻田化肥施用量(氮肥和磷肥)、灌溉水量、湿地面积和蓄水容积以及岩溶发育程度等变化对试区径流及氮磷排放的影响。结果表明:1)校准期和验证期径流、总氮和总磷排放模拟值与实测值的决定系数和纳什系数分别在0.70和0.63以上,说明SWAT模型在会仙试区径流、总氮和总磷排放模拟上具有较好的适用性。2)针对不同水肥管理水平,化肥施入量和灌溉水量减少30%时,试区出水口多年平均总氮、总磷排放量分别下降11.45%和8.98%、7.79%和5.81%,化肥施用量减少对总氮、总磷排放的削减效果优于降低灌溉水量的削减效果。3)湿地面积或蓄水容量的增加和减少会相应降低和增大试区总氮、总磷排放量,若将湿地面积和蓄水容量均扩大50%,出水口总氮、总磷排放量可削减12.40%和10.44%;同时改变湿地面积和蓄水容量对试区总氮、总磷排放量的影响,超过单独改变其中一个属性影响的叠加。4)岩溶发育程度参数对子流域出水口氮磷排放影响各异,土壤厚度和土壤容重降低可减少试区径流量和氮磷排放量,而土壤有效含水量和饱和渗透系数则表现出相反的作用。该研究显示合理控制化肥施用量,防止湿地面积萎缩和蓄水能力退化,改善和保持岩溶区土壤结构,有助于削减漓江流域岩溶灌区氮磷污染的排放,为当地农业措施优化和水土管理方法提供指导。     

退耕还林措施对滇中尖山河坡地氮磷流失的削减效应

[目的]探究滇中尖山河流域退耕还林措施下不同地类侵蚀性降雨、氮磷流失浓度、流失量的动态变化特征,对评价退耕还林生态工程对流域水体保护和面源污染的削减效应具有重要的指导意义。[方法]选择抚仙湖湖区典型流域尖山河小流域为研究区,以流域内退耕还林/坡耕地、人工林、灌木林和次生林为研究对象,对流域不同土地利用类型径流小区进行连续三年(2017—2019年)雨季(5—10月)定量监测。[结果]退耕还林后年侵蚀性降水量和年径流量分别降低37.16%和42.75%,产流量降低95.88%和94.29%。各态氮磷输出浓度分别削减：总氮34.32%、硝态氮32%、铵态氮61%、总磷73.4%和磷酸盐70.4%;各态氮磷输出量分别减少了总氮70.40 mg/m²,硝态氮41.24 mg/m²,铵态氮20.56 mg/m²,总磷162.16 mg/m²和磷酸盐107.38 mg/m²,削减率分别为：79.29%,80.48%,88.20%,95.66%和97.06%。未退耕还林前坡耕地总氮、硝态氮、...     

南浦溪流域水稻田氮磷流失空间变化特征分析

以福建省南平市水稻主要生产地南浦溪流域为研究区,通过构建SWAT模型,模拟南浦溪流域2017～2019年水稻田氮磷流失情况,以分析该流域氮磷流失空间变化特征,确定南浦溪流域水稻田氮磷流失重点区域。结果表明：南浦溪流域水稻田年均总氮流失量为23.60kg·ha^-1,其中流域西北部的永兴镇、莲塘镇、临江镇以及西南部的水吉镇、小湖镇等地总氮流失最为严重;同时,该流域年均总磷流失量为3.07kg·ha^-1,流域南部的漳墩镇、水吉镇以及小湖镇等地总磷流失较为严重。因此,将上述总氮、总磷流失严重区域确定为南浦溪流域水稻田氮磷流失重点区域。     

基于SWAT模型的武强溪流域非点源污染关键源区界定与控制策略

随着点源污染的控制与处理技术日趋完善,非点源污染成为重要的水污染源。武强溪作为流入千岛湖的第二大支流,量化武强溪流域非点源污染负荷,解析非点源污染时空分布特征,提出适合削减武强溪流域污染物的最佳管理措施（best management practices,BMPs）对千岛湖水污染高效治理至关重要。该研究基于土壤水分评估工具（Soil and Water Assessment Tool,SWAT）分析了武强溪流域径流量、总氮输出负荷量的时空分布特征,探究了不同管理措施及组合的削减效果,提出了武强溪流域非点源污染针对性的治理措施。结果表明：1）SWAT模型对于武强溪流域径流量和总氮输出负荷量的模拟具有较好的适用性,径流量校准期和验证期的决定系数（coefficient of determination,R²）分别为0.86、0.97,纳什系数（nash-sutcliffe coefficient,NSE）分别为0.83、0.96,百分比偏差（percent bias,PBIAS）分别为15.8%、?6.3%,总氮校准期和验证期的决定系数分别为0.87、0.74,纳什系数分别为0.63、0.66,百分比偏差分别为31.6%、21.2%;2）该流域径流量和总氮负荷主要集中在3—7月,分别占全年输出量的71.67%和75.76%。综合考虑氮的来源和流失途径,将耕地和林地面积占比大、坡度陡的子流域设置为总氮的关键污染源区。考虑调整化肥施用量/配方、改变耕作方式和设置植被缓冲带等削减非点源污染的手段,进行总氮输出负荷削减效率的情景模拟,表明10 m植被缓冲带是减少总氮输出负荷的最佳单一控制策略,总氮削减率可达到69.90%;实施综合管理措施对总氮的污染削减效果更佳,10 m植被缓冲带与施肥量减少20%可使总氮削减率达到74.79%。研究结果可为千岛湖水质管理与控制提供理论基础。     

基于SWAT模型对非点源污染分布特征的研究——以汾河上游为例

为了加快汾河流域水污染源治理，本文基于数字高程模型（DEM）、土壤类型、土地利用、气象、水文、农作物管理数据，构建了汾河上游SWAT模型，并对该地区非点源污染分布特征进行研究。研究结果显示：（1）汾河上游流域泥沙及总氮输出系数较大的区域集中于海拔较高、坡度较陡、耕地较多的中部、东部及东南部；总磷输出系数较大的区域集中于中部及中东部城镇、村庄等人类聚集地集中的地区；（2）汾河源头区，虽然海拔较高、坡度陡，但泥沙、总氮、总磷输出系数均较小，没有明显的非点源污染；（3）草地为泥沙和总磷的主要贡献来源，耕地输出系数对总氮的贡献比很大，林地对总氮和总磷的贡献较低，城镇的总氮和总磷输出系数较大，但是由于面积占比小，整体贡献较低。     

汉江流域荆门段面源污染负荷时空分布与污染现状评价

[目的]对汉江流域荆门段面源污染负荷时空分布与污染现状进行分析和评价,为汉江水污染的治理提供科学依据。[方法]利用输出系数模型和等标负荷估算法,对汉江流域荆门段的面源污染负荷进行了空间分析和负荷估算,包括总氮(TN)、总磷(TP)、化学需氧量(COD)和氨氮(NH3-N),得出了汉江流域荆门段面源污染负荷及其空间分布状况。[结果]在所有污染源中,农村生活、畜禽养殖、降雨、土地利用和城镇径流是5个主要的面源污染源;该地区各市县总氮和总磷污染负荷与COD和氨氮污染负荷的输出量的排序均表现为:钟祥市沙洋县东宝区掇刀区;各类污染源总氮贡献率排序为:农村生活农业用地畜禽养殖降雨非农业用地;各类污染物总磷贡献率排序为:畜禽养殖农村生活农业用地非农业用地降雨。[结论]总体来说,河流富营养化主要是由于农村污染物未经处理排放或处理措施不当引起的。     

三峡库区坡耕地免耕秸秆覆盖下氮磷流失特征

为有效防治三峡库区坡耕地氮磷流失,在三峡库区长坪小流域连续进行两年野外径流小区监测试验。在自然降雨条件下进行免耕秸秆覆盖(SM)和对照(CK)两个处理的田间试验,研究了免耕秸秆覆盖措施对地表径流和氮磷养分流失的影响。结果表明：(1)降雨量与径流量极显著正相关,径流主要由几次暴雨事件造成,需要重点防范玉米季暴雨造成的水土流失。免耕秸秆覆盖能减少地表产流产沙,相比对照处理,免耕秸秆覆盖减少19.1%的径流流失,减少63.6%的泥沙流失。(2)免耕秸秆覆盖分别降低了21.3%,25.8%的总氮和总磷流失量,径流量和氮磷流失量呈极显著正相关,免耕秸秆覆盖主要通过减少径流量来减少氮磷流失。(3)坡耕地油菜—玉米种植制的氮磷流失风险期为6—7月初,该时期CK处理41.3%的径流量贡献了81.4%,52.1%的总氮和总磷流失,SM处理38.4%的径流量贡献了75.2%,48.2%的总氮和总磷流失,在该时期通过免耕秸秆覆盖可分别减少17.5%,31.7%的总氮和总磷流失。研究表明,免耕秸秆覆盖是控制三峡库区坡耕地氮磷养分流失的良好水土保持措施。     

晋江流域非点源氮磷负荷及污染源解析

计算流域非点源氮磷负荷并以此开展源解析对于水体污染控制具有重要意义。基于DEM数据,运用GIS工具划分子流域,提取土地利用和土壤类型等空间相关资料,通过调查及小区试验获取模型参数,建立晋江流域非点源氮磷污染负荷模型;利用SLURP模型和输出系数模型分别核算流域内不同景观类型土地输出径流和农村污染溶解态氮磷负荷,利用修正的USLE土壤侵蚀通用方程核算吸附态氮磷负荷,并进行污染源解析。结果表明:晋江流域非点源氮负荷为12298.95t/a,大部分为溶解态氮,占到了94.13%,主要来自畜禽养殖、农田径流和农村生活污水,其源贡献率分别为31.72%、26.38%和17.44%;非点源磷负荷为667.04t/a,溶解态磷和吸附态磷对流域总磷负荷贡献比例相当,分别为56.73%和43.27%,主要来自土壤侵蚀、农田径流和农村生活污水,其贡献率分别为43.27%、21.10%和12.25%。总体分析表明,土壤侵蚀、农田径流和畜禽养殖是影响晋江流域非点源氮磷负荷的主要污染源,亟待优先控制。     

伊通河流域农业非点源污染对水环境的影响模拟研究

针对伊通河流域的农业非点源污染问题,在GIS技术和流域基础数据库的支持下,采用SWAT模型建立了该区农业非点源污染模型.对研究区农药化肥中的氮、磷元素,泥沙的时空分布状况及总氮进入地下水的状况进行了模拟研究.模拟结果表明该模型精度满足要求.通过模型模拟计算,泥沙的输出量1985及2008年分别为7.04×106和3.46×106 t.1985年总氮和总磷的输出量分别为20 400和2 300 t;2008年的输出量分别为1985年的1/2.6,7,8这3个月污染物质输出所占比例较大,约占全年的90％.同时模拟结果还显示,通过渗透进入地下水的氮量不能被忽视,1985年和2008年通过下渗进入到地下水中的氮量约为当年其他形式输出量的2.4和5.5倍.     

贵州草海耕地土壤与农作物中DDTs和HCHs残留及污染特征

采集草海流域周边成熟期整株农作物及土壤样品,分析测试其中DDTs和HCHs的含量,对比研究了土壤和作物中DDTs和HCHs污染水平及其在作物中富集能力。结果表明：研究区域土壤中HCHs和DDTs残留检出率均为100％,残留范围分别为0．06～16．66μg·kg^-1和0．08-39．77μg·kg^-1,土壤中HCHs和DDTs的残留量均小于国家土壤环境质量一级标准;三种农作物中DDTs、HCHs及∑（DDTs,HCHs）残留量差异显著,HCHs含量最高的是玉米,DDTs和（DDTs,HCHs）最高的是马铃薯;三种农作物中HCHs和DDTs残留的风险系数均为1．1,属于低度风险,农作物中DDTs、HCHs及∑（DDTs,HCHs）的安全指数IFSc均小于1,DDTs和HCHs残留量对三种农作物安全影响的风险是可以接受的。     

Changes in yield and gas exchange parameters in Festulolium and alfalfa grown in pure sowing and in mixture under drought stress

Crop performance and yield are the results of genotypic expression as modulated by continuous interaction with the environment. Among environmental factors, water is globally one of the most limiting for crop production. Water resources in the world are steadily diminishing and in many areas, including Poland, more frequent periods of drought are being observed. The aim of the study was to compare the yields and gas exchange parameters of Festulolium hybrid (Festulolium braunii (K. Richt) A. Camus) and alfalfa (Medicago?×?varia T. Martyn) under different levels of soil moisture (well-watered conditions and drought stress) and cultivation method (pure stand and mixture). The study has shown that all the measured parameters were affected by drought stress. Net photosynthetic rate, transpiration rate, stomatal conductance and dry mass yield were significantly lower under drought stress than under well-watered conditions in all treatment types. Alfalfa grown in a pure sowing showed the strongest reaction to stress, while hybrid Festulolium grown in mixture showed the weakest. It was also found that under stress, grass assimilated CO₂ and evaporated water much more intensively in mixture cultivation than in pure sowing. Higher water use efficiency (WUE) was observed in alfalfa and Festulolium growing in mixture only in the first year of the study.     

肯尼亚和中国农业资源投入与农业单产水平变化

当前,肯尼亚和中国在生产足够粮食以保障粮食安全方面都面临着严峻的挑战。尤其是对于肯尼亚而言,因为其2100年预测的人口将达到2018年的1.4倍,且其粮食生产在过去并没有大幅度的改善。而中国近些年粮食生产能力显著提高。本文系统分析了肯尼亚和中国农业资源投入、种植业和畜牧业单产水平的历史变化,以及农业资源投入与产量之间的关系,为肯尼亚粮食危机和消灭贫困提供更多的理论支撑。研究结果表明,在20世纪60年代,肯尼亚耕地、草地和降水等自然资源人均占有量比中国高2~3倍,且人均食物能量和蛋白质供应显著高于中国。当前,肯尼亚人均资源拥有量仍高出中国约30%,但是其人均食品供应和粮食自给率却远低于中国平均水平。这是由于与肯尼亚相比,中国在种植业和畜牧业长期持续的投入,大幅度地增加了种植业和畜牧业能量或蛋白质单产水平。1961-2017年,中国和肯尼亚作物蛋白的平均单产分别增加282%和44%。中国的数据表明,种植业和畜牧业单产水平与肥料、精饲料、机械和农药的投入具有显著正相关性;农牧业生产结构对单产水平的变化影响也很大,如种植业中蔬菜和水果播种面积占比,畜牧业中单胃动物饲养占比等。总的来说,农业资源投入和农业结构对生产力的提高都有很大的影响,这可能是肯尼亚提高农业生产力的潜在选择。     

Fungal abundance and diversity in earthworm casts and in uningested soil

Earthworm casts and adjacent uningested soil from 30 different locations were compared to determine the abundance and diversity of fungal species. The casts contained larger fungal populations (g^-1 dry soil weight) and numbers of fungal species than the soil. Variations in these parameters between casts and soil were statistically significant (P=0.05). Fungal populations and the number of fungal species in casts and soil also varied significantly (P=0.05) between samples from different locations. A total of 27 fungal species were recorded from the casts and soil. Indices of dominance (0.084 casts; 0.14 soil) and general diversity (2.53 casts; 2.02 soil) demonstrated that the casts displayed more diverse fungal flora than the soil. The diversity of fungal species increased in earthworm casts after passing through the earthworm gut.     

陇陕片预警减灾工作的成效与做法

自 1991年长江上游水土保持重点防治区滑坡、泥石流预警系统运作以来 ,陇南陕南片成功预报和处理滑坡、泥石流险情 10 3处 ,保护人口 11 6 8万 ,避免经济和财产损失 11879 6 5万元 ,取得了良好的社会效益。主要做法及经验是 :依靠各级政府 ,健全预警网络 ;广泛深入宣传 ,增强防灾意识 ;健全管理制度 ,落实岗位职责 ;强化技术培训 ,提高业务技能 ;加强检查指导 ,现场解决问题 ;及时调查险情 ,做好技术服务 ;预防治理结合 ,注重减灾实效。     

百菌清和毒死蜱在大棚番茄中的分布与降解特征

大棚和露地环境下,分别对番茄植株一次性喷洒推荐剂量的百菌清（CHT）和毒死蜱（CHP）,研究喷药后两周内农药在番茄根、茎、叶和果实中分布的持久性及其动态降解规律。实验结果表明,百菌清在大棚番茄中的残留浓度分布呈现为叶片垌果实〉茎〉根;毒死蜱呈现为叶片〉果实垌茎〉根。大棚番茄各部位的最高残留浓度出现时间滞后于喷药时间8~60h;空间浓度分布上表现为大棚中间区域浓度高于两侧,这与棚内的空气对流有关。大棚番茄果实中百菌清和毒死蜱的残留半衰期分别为5.8d和7.2d,明显高于文献报道。     

Hydrocarbons and Metals in Atmospheric Deposition and Roof Runoff in Central Paris

Hydrocarbons (aliphatic and aromatic) and metals (heavy metals and major elements) were measured in both atmospheric deposition and roof runoff in central Paris (France). Atmospheric deposition (wet and dry) was collected from December 2001 to October 2002 and roof runoff was sampled on three buildings with different covering materials, i.e., slate tiles and zinc sheets. This paper gives an overview of the results on the flux and distribution points of view for both atmospheric deposition and roof runoff. Results show that atmospheric fluxes of hydrocarbons and major elements increase during cold seasons, due to residential heating occurrence, while heavy metals, whose major sources have constant emission fluxes, exhibit steady atmospheric loads throughout the year. Moreover, hydrocarbon fingerprints reveal mainly biogenic and pyrolytic origins for aliphatic and aromatic hydrocarbons, respectively. The results about roof runoff contamination suggest that the scavenging processes for hydrocarbons and metals are dependent on rainfall amount rather than on the rain event characteristics (number, intensity, duration), and dry deposition weakly contributes to the pollutant loads in roof runoff. Results also highlight that both metallic and slate roofs do not act as a source of hydrocarbons and major elements—exclusively originating from atmospheric deposition—while they act as a source of some heavy metals. Zinc-covered roofs largely release Zn and Ti, while slate roofs mainly release Pb, Ti and Cu. Whatever the material used for roof covering, roof runoff presents high Ni and V loads due to the vicinity of the chimney stacks of heating boilers.     

黑钙土烤烟氮素积累、分配的研究

通过对黑钙土上烤烟氮素积累与分配研究,结果表明,从烟株全生育期内氮素含量与积累结果可看出,不施氮肥处理,烤烟氮积累总量为96.97 kghm-2,黑钙土土壤供氮能力强;施氮处理N1(52.5 kghm-2)和N2(67.5 kghm-2)氮积累总量分别为117.94和121.59 kghm-2,烟株氮积累量同施氮量成正比,各部位烟叶氮素含量范围适中,从不同部位烟叶氮积累表明,N1和N2处理上部叶氮积累量分别为42.93 kghm-2和43.90 kghm-2,下部叶、茎花氮积累量相差不大,增加氮肥用量,烟株氮素主要集中在上部烟叶。从烤烟经济效益角度考虑,黑钙土上施氮量应控制在52.5~67.5 kghm-2之间比较适宜。     

Cadmium Effects in Sunflower: Membrane Permeability and Changes in Catalase and Peroxidase Activity in Leaves and Calluses

Mechanisms preventing oxidative burst in cells exposed to high metal concentrations are crucial for cell survival. In this report, sunflower (Helianthus annuus L.) was used as a model species to investigate: (a) how cadmium (Cd) affects plant defense pathways (in particular, those involved in preventing oxidative stress), and (b) whether antioxidative enzymes of plants and of in vitro cell culture (calluses) have similar responses to Cd exposure. For this experiment, plants (grown hydroponically on Long Ashton medium) and calluses (grown on Murashige and Skoog medium) were exposed for three weeks to different Cd concentrations (0, 5, 50, and 500 μ M). Solute and electrolyte leakage increased significantly with the increase in Cd concentration in the external medium and in exposed leaves, and less in exposed calluses. Cadmium exposure also reduced significantly soluble protein contents in both leaves and calluses. The activities of catalase and peroxidase decreased significantly in 50 and 500 μ M-exposed leaves compared with the control, but increased in 5 μ M-exposed calluses, decreasing in the calluses exposed 500 μ M Cd. The decrease in antioxidative enzymes activities is congruent with the decrease in membrane integrity and suggests that calluses develop antioxidant mechanisms that respond better to Cd stress than do leaves. On average, 100% of plants exposed for 21 d to 500 μ M and 95% of plants exposed for 45 d to 50 μ M Cd were dead. After 45 d, only 53% of 50 μ M-exposed calluses had died. These surviving calluses were maintained on 50 μ M for six months. Six-month-old exposed calluses had higher activities of peroxidase and catalase when compared with control calluses, as well as lower membrane degradation. These data show that calluses are more tolerant than plants to Cd exposure, and that antioxidant mechanisms under Cd exposure may differ between the two cell systems and vary with time.     

小黑麦氮素吸收利用的基因型差异研究

以69个小黑麦品种为材料,研究了同一供N水平下,不同小黑麦品种在分蘖、抽穗和成熟期对N素吸收利用的基因型差异,考查了单株籽粒产量、地上部N积累量、地上部N收获指数、N运转率和N利用效率等指标。结果表明：①在3个时期,不同品种小黑麦对N素的吸收利用均存在着显著的基因型差异,其中地上部N积累量和N利用效率与单株籽粒产量呈极显著正相关（r = 0.84,r = 0.63）,是决定小黑麦经济产量的重要因子。②通过聚类分析,在供试的69个小黑麦品种中,具有较高籽粒产量、N素吸收总量和N素利用效率的共4个品种,分别为Clxt75、P1428736、P1429227和P1466703。