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。     

水肥管理对鄱阳湖流域稻田温室气体排放的影响

为探明水肥管理模式对稻田温室气体（CH4,CO2和N2O）的影响规律,以鄱阳湖流域赣抚平原灌区稻田为研究对象,考虑间歇灌溉（W1）和淹灌（W0）2种灌溉模式,不施氮（N0）、减量施氮（N1,135 kg/hm2）和常规施氮（N2,180 kg/hm2）3种施氮水平,采用静态箱-气相色谱法测定气体排放量,结合产量计算温室气体排放强度。结果表明：稻田CH4和CO2排放通量全天内表现为单峰模式,CH4日排放峰值在14:00-15:00,CO2排放峰值提前约1～2 h,而N2O排放通量全天内则表现为上午、傍晚和深夜的三峰模式。08:00-11:00内3种气体校正系数和综合值均比较接近1,是进行田间观测的最佳时段。稻田CH4排放通量在生育前期迅速增长达到峰值,中后期相对平缓并伴有1～2个小峰值。间歇灌溉CH4排放通量较少。不同水肥处理下CO2排放的峰值出现次数一致,主要在分蘖前期、乳熟期和黄熟期。2种灌溉模式的CO2排放规律一致,但间歇灌溉下CO2排放量更多。稻田N2O的排放整体水平呈现较低状态,各处理的N2O排放峰值出现在抽穗开花期末。稻田温室气体排放引起的增温潜势受灌溉模式的影响极显著。与W0相比,W1在N0、N1、N2水平下分别降低增温潜势 36.1%、33.9%和23.2%（P<0.05）。地温和气温是重要的环境影响因子,CH4和CO2对地温的敏感性高于气温,9月典型日的温度敏感系数更高。W1N1处理的温室气体排放强度最低,从减排增产角度为鄱阳湖流域推荐的稻田水肥管理模式。     

滇池流域农田土壤氮磷流失分析研究

采用实地调查与田间模拟实验相结合的方法,研究了滇池流域沿湖15个乡镇农田地表径流氮、磷流失状况及其影响因素。结果表明,研究区农田地表径流氮、磷污染负荷很高,年均流失量差异较大,总氮为5.07~113.16 kg/hm2,总磷为0.15~10.14 kg/hm2。高强度的化肥施用是造成农田径流氮、磷流失量大的主要原因,同时也与土地利用方式、水肥管理方式及种植制度有关;不同坡度农田径流中氮、磷的输出量不同,从6°~12°氮、磷流失急剧增大,12°以后流失量增加减缓;无论在一次降雨中,还是在作物生长周期内,径流中氮、磷流失速率均表现出随时间参数增加而递减的趋势;施肥处理不同,氮、磷流失量存在一定差异,其中尿素与普钙配合施用可减少氮、磷流失,同时获得较高的白菜产量。     

土地利用变化对漓江流域生态服务价值影响

应用Costanza的生态服务价值计算方法,参照中国陆地生态系统单位服务价值系数,分析了土地利用变化对漓江流域生态系统服务功能的影响.漓江流域生态系统服务价值在1991-2006年间减少了14.906 2×10~8元,年平均减少0.993 8×10~8元.生态服务价值系数较高的林地、耕地和水域等转化为生态服务价值系数较低的建设用地和园地,是流域生态服务价值受损的主要原因.流域生态系统9类单项服务价值均呈现下降趋势.尤其是土壤形成与保护、水源涵养、气体调节、生物多样性保护和气候调节等服务价值的损失较大.马尔可夫链模型的预测结果表明:如果保持1991-2006年的土地利用变化趋势,漓江流域生态系统服务价值在未来将呈现不断下降的趋势.敏感性分析表明,生态系统服务价值对价值系数缺乏弹性,研究结果可信.     

永定河流域农业土壤氮磷损失的计算及分析

为了解决当前农业生产过程中氮磷损失量计算过程中存在的不确定性问题,该文结合硝酸盐、铵盐与土壤颗粒结合类型的差异,从氮循环的角度定量评价降雨径流作用下的土壤氮损失量;结合磷元素的运移与土壤类型密切相关的特性,通过对土壤中的溶解态、颗粒态磷质量分数进行计算,确定农田径流量对应下的土壤磷损失量。永定河流域化学肥料施用量过大,致使土壤总氮损失量为96kg/hm2,总磷损失量为9kg/hm2,研究区内部的氮磷损失量数值差异较大。由于流域氮磷损失量计算方法充分考虑了流域土壤及施肥特性,因此,计算结果具有一定的合理性和适用性。本研究为土壤氮磷损失计算以及流域农业生产面源污染的源头控制提供依据。     

水肥管理对稻田土壤甲烷和氧化亚氮排放的影响

就稻田水肥管理以甲烷和氧化亚氮排放的影响研究进行了综述，文章分析表明，甲烷和氧化亚氮的排放条件存在明显的反位关系，即有利于甲烷排放的水分条件往往不利于氧化亚氮的排放，稻田温室气体的排放与水分管理的历史有明显的关系，不同的肥料施用对甲烷和氧化亚氮排放影响的机制不同。因此，要真正有效地控制温室气体的排放必须首先弄清甲烷和氧化亚氮在不同条件下的排放关系。     

怀柔水库上游农业氮磷污染负荷变化

流域尺度农业污染负荷估算及其时间上的变化分析可为流域农业结构调整以及水污染控制和治理提供科学依据。利用输出系数模型,对怀柔水库上游两怀流域2000年和2011年的农业污染负荷总氮和总磷进行了估算和变化分析,揭示了各类农业活动对两怀流域氮磷污染的影响。结果表明：从2000到2011年两怀流域农业氮和磷负荷总量有增加的趋势,分别从2000年的454.029和51.014 t上升到2011年的485.961和58.437 t,其中水产养殖氮、磷负荷量增加比重最大。流域内农业土地利用及产业结构变化是引起氮磷污染负荷发生变化的主要原因。建议针对不同污染源类型,采取相应减控措施减少各类污染物排放量;同时,大力发展流域循环经济模式,实现种植业、养殖业和农村生活废弃物的资源化和再生利用。     

漓江流域2000—2020年土地利用和覆被变化时空分异特征

[目的]分析2000—2020年漓江流域土地利用和覆被变化时空分异规律,为协同人类活动及生态安全提供空间治理依据。[方法]基于遥感信息识别和GIS空间分析平台,应用扩张强度、转移矩阵及时空统计、空间自组织分析等方法,从多维时空尺度研究流域土地利用及景观结构变化规律。[结果](1)漓江流域以林地、耕地为主体景观,合占景观面积的比例超过90%,2000—2020年其面积变率小于0.37%,扩张强度小于年均3.59%,表明流域具有高质量的景观生态资源和建成国际旅游中心的生态资本,景观结构稳定,水生态良好;(2)建设用地增长最快,扩张显著,2000—2020年其面积增长了163.41%,其中临桂新区年均扩张37.79%,城镇化是流域景观类型及结构变化的主要驱动;(3)流域景观类型多样性丰富、分布均衡,多样性和均匀度指数在城镇及旅游中心形成高值中心,山地区则为低值连片;连通性或延展性较好,山区为高值中心,城镇为低值中心,人类活动对草地形态及城镇周边(中值区)的扰动较显著。[结论]流域景观指数结构受相似的发生环境和分异因素影响而具有空间集聚性分布特征,城镇扩张及旅游活动是漓江流域景观格局分异的主要...     

滦河流域气候变化的水文响应研究

以滦河流域为研究区,基于未来气候变化研究成果建立了16种气候变化情景,结合SWAT分布式水文模型模拟了不同气候变化情景下的水文过程,对滦河流域气候变化的水文响应进行了分析。结果表明:SWAT模型可以较好地模拟滦河流域的月流量过程,在研究区具有较好的适用性;流域气温升高将会导致蒸发量增加、径流减少。在以升温为主、降水变化存在很大不确定性的情况下,滦河流域径流量可能进一步衰减。在未来降水增加的情况下,流域年均地表径流增加趋势的空间差异显著,尤其是流域下游的迁西县等地增加幅度超过12mm,研究结果将为变化环境下滦河流域的水资源管理提供参考。     

滇池流域土壤氮磷分布特征及关键影响因素研究

从流域的尺度对滇池流域非点源污染土壤氮、磷的空间分布进行了研究。结果显示,滇池流域土壤有机质的空间分布为：西山＞斗南＞松花坝＞马金铺＞宝象河＞晋城新街＞东大河＞上蒜。土壤全氮空间分布特点为：斗南＞西山＞马金铺＞晋城新街＞东大河＞上蒜＞松花坝＞宝象河。其中斗南片区土壤氮的含量最高(0.221?0.091%),宝象河片区最低（0.132?0.048%）。土壤全磷空间分布为：上蒜＞马金铺＞斗南＞晋城＞西山＞东大河＞松花坝＞宝象河。其中上蒜片区最高（0.221?0.195%）,宝象河片区最低（0.08?0.024%）,滇池东岸和东南区为高磷素区。研究认为,长期的大棚种植模式和湖滨坝平地区过度的土地利用及大量化肥投入增加了滇池流域非点污染物氮、磷的积累,这些区域中的土壤高氮、磷积累将成为滇池非点源污染来源的高潜力区,应引起重视。     

漓江流域生态系统的可持续发展研究

运用生态系统组合模型,对2005-2009年漓江流域生态系统的生态供需状态、生态资源利用效率、生态系统多样性与发展能力进行了计算。结果表明:近年来,漓江流域流经市县生态赤字现象严重(除市区外);万元GDP生态足迹呈现小幅度上升,资源利用效率不高;生态系统多样性不足,经济系统发展能力不高。针对实证结果,提出保护上游水源林、建设生态防洪补水工程、完善污水处理设施、创造合作型生态经济发展模式、建立生态补偿与旅游经济互动发展机制等措施来保护漓江流域,从而实现其“社会-经济-自然”复合生态系统的可持续发展。     

基于SEBAL模型的漓江流域蒸散量变化分析

基于1993年、1999年、2006年和2010年Landsat TM/ETM+影像,应用SEBAL模型估算了漓江流域四期不同时相的日蒸散量,并应用P-M公式对估算结果进行验证。通过对研究区蒸散量结果进行分析,得出以下结论:（1）日蒸散量分布受到季节及气候的影响,植被生长季的蒸散量明显高于其他季节;（2）漓江流域的蒸散分布具有明显的空间差异性,不同土地利用类型的蒸散均值相差较大,不同时期的蒸散量均表现出林地 > 水体 > 灌木/草地 > 耕地 > 建设用地的规律;（3）近20 a来漓江流域土地利用变化显著,除去气候及降水量等因素的影响,蒸散量受到土地利用变化的影响明显。随着漓江水源林地的减少与退化,日蒸散量呈现下降的趋势,进一步揭示了经济发展与人类活动对漓江流域生态环境及水热平衡的影响。     

基于SWAT模型的小流域非点源氮磷迁移规律研究

非点源污染是影响农业水土环境的重要因素。在GIS平台的支持下,运用SWAT模型,以长江下游岔河小流域为研究对象,分析了氮磷流失时空分布规律,并模拟不同灌溉方式下非点源氮磷流失变化。结果表明:率定后的模型适用于小流域非点源污染的模拟;降雨量与径流及有机氮磷流失具有明显的相关关系,汛期(6-9月)的径流量占全年径流量的56.40%,有机氮磷流失量分别占到64.89%和59.70%;在空间尺度上,有机氮与有机磷负荷空间分布相似,呈现出随地表径流向岔河主河道逐渐汇聚的分布特征,大豆和水稻田是非点源污染的主要贡献地区;通过情景模拟发现,不同灌溉方式对小流域氮磷流失影响显著,对水稻田实行优化灌溉,采取浅灌高蓄的控制方法,可以有效改善小流域农业水土环境。     

漓江流域喀斯特森林土壤碳氮磷储量分布特征及其影响因素

以探明漓江流域喀斯特森林土壤的碳氮磷储量分布为目的,为保护漓江流域脆弱的喀斯特生态系统提供理论依据。在漓江上中下游各流域段的典型喀斯特森林共设置20 m×20 m的15块天然林样方,对森林植被进行每木检尺调查,采用五点采集法采集0—20,20—40 cm土层土壤,分析土壤碳氮磷储量空间分布情况及驱动因子作用途径,量化各类生物和非生物因子对区域喀斯特森林土壤养分储量分布格局形成的作用贡献。结果表明：(1)漓江流域喀斯特森林土壤碳氮磷储量平均分布表现为上游>下游>中游,在漓江流域喀斯特森林土壤中碳、氮、磷储量分别为55.8～192.0,3.1～14.8,6.0～12.0 kg/m²。在同一流域土壤中,0—20 cm土层碳氮含量均显著高于同流域20—40 cm土层,磷元素在漓江流域不同深度土层中未表现出显著差异。(2)碳储量与C/P、N/P、森林物种多样性Shannon-Wiener指数和Simpson指数均呈现出显著正相关关系;氮储量与C/P、N/P、Shannon-Wiener指数和Simpson指数均呈现显著正相关关系,与C/N呈现显著负相关关系;磷储...     

基于SWAT模型的南渡江上游流域径流对气候变化的响应

为了评估未来气候变化对热带岛屿性森林流域径流的影响,以海南岛南渡江上游流域为例,构建本地化SWAT模型,基于CMIP6全球气候模式数据提取的气候变化信号,定量辨析了流域径流量对气候变化的响应。结果表明:(1)南渡江上游流域年平均径流量16.1 m³/s,旱季和雨季径流量分别占年径流量的17%,83%;(2)1961—2020年南渡江上游流域年平均径流减少趋势不显著,其中旱季径流增加4.6%,而雨季径流减少9.9%;(3)流域旱季径流增加量远低于雨季径流减少量致使年平均径流量减少,旱季径流增加由降水增多所致,雨季气温升高引起蒸发加剧是造成径流减少的关键;(4)在CMIP6计划的SSP119,SSP126,SSP434,SSP245,SSP460,SSP370和SSP585路径下,21世纪不同时期研究区径流变化主要受降水变化的影响,而21世纪后期气候变化加剧会引起研究区径流变化幅度加大。研究区径流对降水变化的敏感性高于气温,降水变化主导未来时期南渡江上游流域的径流量变化。     

水氮管理对黑土稻作土壤碳氮磷化学计量特征的影响

为阐明不同水氮管理模式对黑土稻作产量和土壤碳氮磷化学计量特征的影响。设置3种灌溉模式（常规淹灌、浅湿灌溉、控制灌溉）和4种氮肥梯度（0、85、110、135 kg/hm2）,探究水稻产量、土壤碳氮磷含量、化学计量比及层化率对不同水氮管理模式的响应规律。结果表明：控制灌溉模式下,水稻通过形成足量大穗提高库容,小幅增加结实率,从而显著提高产量（p<0.05）。稻田土壤有机碳（SOC）、土壤总氮（STN）、土壤总磷 (STP) 含量随土层深度增加而降低,施氮处理可显著提升SOC、STN含量并降低STP含量（p<0.05）。常规淹灌模式增加SOC、STN含量,控制灌溉模式增加STP含量。土壤C/N随施氮量增加而降低,土壤C/P、N/P随施氮量增加而升高,施氮能提升不同土层平均C/N层化率,降低C/P、N/P层化率。相比常规淹灌,控制灌溉模式能提升不同土层SOC、STP含量层化率,在一定程度上说明控制灌溉配施适宜氮肥可以改善土壤质量,综合考虑CN2为最优水氮管理方式。     

基于SWAT模型的南渡江流域土地利用/覆被变化的径流响应

为了探究热带岛屿性流域土地利用/覆被变化(Land Use/Cover Change,LUCC)的水文效应,以海南岛典型热带岛屿性流域南渡江流域为研究区,构建本地化SWAT模型,模拟流域水文过程及其对LUCC的响应,揭示流域径流的变化规律,对比不同土地利用类型的水文过程及调蓄能力,探讨了典型热带岛屿性流域LUCC的径流效应。结果表明:SWAT模型在南渡江流域的适用性良好,径流模拟对植被蒸散发、产生径流的坡面状况、土壤状况和地下水过程较敏感。不同土地利用类型对流域的产流贡献顺序为耕地>其他林地>橡胶林地; 耕地产流能力最强,其他林地和橡胶林地具有一定的截流蓄水作用。综上所述,与1990年相比,2015年南渡江流域河流径流量减少,流域LUCC导致的地表径流减少是河流径流量减少的直接原因,而蒸散发加剧是地表径流减少的主要原因。     

东北黑土区大豆生长、结瘤及产量对氮、磷的响应

氮肥和磷肥显著影响大豆的结瘤和产量。然而在土壤肥力较高、速效养分有效性差的东北地区,有关氮肥和磷肥施用量对大豆结瘤和产量影响的研究较少。本试验采用裂区田间试验,设置3个氮（N）水平（0、20 和 50 kg/hm2）和 3 个磷（P）水平（0、 20 和 40 kg/hm2）,研究氮、 磷及其交互作用对大豆生长发育、 结瘤特征及产量的影响。结果表明, 单施氮肥大豆生物量和产量随着施氮量的增加而增加,而根瘤数量、 干重、 大小和结瘤指数呈逐渐下降的趋势。单施磷肥促进大豆生物量、 产量、 根瘤数量、 干重、 大小和结瘤指数的增加,但其增幅低于施氮处理下的增幅。氮磷对大豆生长和产量促进作用高于单施氮和单施磷处理,但差异不显著;氮磷处理下的根瘤数量、 干重、 大小和结瘤指数低于单施磷处理;氮磷处理下N2（N 50 kg/hm2）处理下的大豆根瘤数量、 干重、 大小和结瘤指数高于N1处理（N 20 kg/hm2）下的,随着施磷量的增加大豆根瘤数量、 干重、 大小和结瘤指数增加,施磷能够抵消氮对大豆根瘤产生和形成的抑制。氮、 磷及其交互作用对大豆根瘤的影响都是直接的,并且不是通过促进大豆生长间接促进的。因此氮和磷均是限制东北地区大豆结瘤和产量的因素,但氮是主导因素。若要获得大豆高产,氮肥施用量需要控制在50 kg/hm2,磷肥在40 kg/hm2;但若想最大的发挥大豆的结瘤固氮功能,那么应该不施或者减少氮肥的施用量到20 kg/hm2,磷肥仍在40 kg/hm2。