苏南太湖地区农业面源磷的污染

本文研究了苏南太源地区农业面源磷素对水质的影响。调查结果表明，太湖地区农田水系普遍受到磷的污染，水中全磷含量是：雨水为０．０１４－０．０２０毫克／升，灌溉水为０．０４１－０．１３３毫克／升，排出水为０．０７３－０．２１１毫克／升，渗漏水为０．０３１－０．１０９毫克／升。     

黄河流域农业面源污染时空变化及因素分析

为探究黄河流域农业面源污染特点及有效治理措施,基于两次全国污染源普查数据,通过补充计算,分析了黄河流域污染物排放总量以及农业面源污染排放量的时空分布特点,探究了流域内各省份影响农业源污染化肥施用量、秸秆产生量和畜禽养殖等因素的时空分布情况以及污染治理效率,讨论了黄河流域面源污染针对性的治理对策。与2006年相比,2017年黄河流域污染物排放总量显著减少,农业源产生的化学需氧量、氨氮污染量占总污染量的比例显著增加,2017年农业源产生的化学需氧量、氨氮、总氮、总磷污染物排放量分别为96.2、1.2、7.9和1.1万t,污染量输出最大的省份为内蒙古,但单位耕地面积污染输出最大的两个省份为河南省和山东省。2017年黄河流域畜禽养殖是化学需氧量排放量的最直接影响因素,化肥是氨氮、总氮及总磷排放量的最直接影响因素,不同污染物指标与主控因子之间呈现显著的线性相关关系。与2006年相比,2017年流域内基础因素典型变化包括内蒙古耕地面积增加30%、流域内秸秆产生量及畜禽养殖猪当量分别增加46%和减少27%。河南、陕西、山东省份的单位面积化肥施用量过大,河南省的污染治理效率需要迫切提升。黄河流域农业面源污染治理应当采取全面治理政策及针对性污染治理策略相结合的方法进行,典型针对性措施包括加强陕西、河南以及山东省瓜果蔬菜化肥减量措施、西部地区牛羊养殖以及中东部地区猪养殖污染治理。     

三峡库区水土流失与面源污染自动监测系统

针对三峡库区水土流失与面源污染面积广、强度大、监测设施落后、数据实时传输困难等问题,研发了集光电探测技术、无障碍数据信息(影像)交互传输系统、水土流失与面源污染评价预报模型为一体的自动监测系统,为三峡库区水土流失与面源污染模型评价和及时预警预报提供技术支撑。对该系统的目标、结构等做了详细介绍。     

基于SWAT模型的流域土地利用格局变化对面源污染的影响

近年来随着流域经济社会的快速发展,密云水库流域的土地利用格局也发生了明显的改变,作为影响流域非点源污染输出的主要因素,探讨土地利用格局的演变对非点源污染的影响对有效控制非点源污染具有重要的意义。该文以密云水库上游流域为研究区,从土地利用变化与污染过程相互作用的角度出发,开展流域非点源污染过程对土地利用变化的响应研究。基于流域1995年、2000年、2005年3期的土地利用数据,基于SWAT(soil and water assessment tool)模型,模拟评价流域非点源污染负荷分布特征,并应用景观格局指数、典范对应分析(canonical correspondence analysis,CCA)和通径分析等方法,从全流域和三级保护区等多空间尺度,量化分析流域土地利用及其格局时空变化对非点源污染负荷的影响。研究结果表明流域的非点源负荷与土地利用格局间存在着密切的联系。格局指数能累积解释流域非点源污染负荷变化的56.3%。污染负荷受土地利用格局的破碎度和形状的影响较大。通径分析的结果表明,耕地、林地面积比例、形状指数和斑块密度是影响研究区非点源污染负荷输出的主要因子,其中形状指数和耕地面积比例对TN、TP负荷的解释能力要明显高于其他指标。从空间尺度上看,各格局因子与非点源污染负荷的关系具有尺度效应,随着空间尺度的递增,格局对负荷的解释程度降低,在较小的尺度范围内,尤其是一级保护区的解释能力最高,达到62.9%,表明离水库越近的区域应是非点源防治高度重视的区域。     

塘堰湿地减少农田面源污染的试验研究

为研究塘堰湿地对农田氮磷污染的去除效应和规律,在湖北省漳河灌区选取1座典型塘堰并进行改造,于2009年5-9月水稻生育期在塘堰采集水样进行氮磷浓度化验分析。结果表明,塘堰湿地对总氮、总磷整体去除率分别为45.88%、44.20%,取得了良好的降解作用。湿地3个处理单元的对比试验表明,优化了植物种植密度的单元,降解氮的能力显著增强,说明湿地植物对氮素的吸收是湿地去除农田面源污染中氮素的一个重要途径。单元Ⅲ(对湿地底泥进行了疏浚,回填新的底泥,然后重新调整种植密度)比单元Ⅱ(对湿地植物密度进行了优化)的磷的去除效果好,说明底泥对磷的吸附在湿地降解磷素中起重要作用。该研究为以后的湿地研究提供参考。     

气候变化对营口地区农业面源污染影响的定量评估研究

结合SWAT模型,定量分析气候变化对营口地区农业面源污染的影响。研究结果表明:气候变化对区域农业面源污染有显著影响,其中温度升高2℃,其总氮含量减少11.4%,总磷含量减少11.6%,降水增加10mm,其总氮含量增加17.9%,总磷含量增加18.7%。研究结果对于应对气候变化区域水资源安全规划具有重要的参考价值。     

洞庭湖平原耕地面源污染时空特征及脱钩效应

[目的] 揭示2009—2019年洞庭湖平原耕地面源污染时空演变规律,探究耕地面源污染与农业生产的脱钩关系,为洞庭湖平原耕地面源污染治理提供科学参考。[方法] 采用化肥农药施用强度和粮食单产分别描述洞庭湖平原耕地面源污染和农业生产状况,利用空间分析法和脱钩模型揭示2009—2019年洞庭湖平原耕地面源污染和农业生产的时空演变规律及其脱钩关系。[结果] ①2009—2019年洞庭湖平原化肥、农药施用强度均呈现“先升后降”的趋势,且具有明显的空间差异性,化肥、农药生产率总体上呈现出上升趋势; ②2009—2019年洞庭湖平原粮食单产呈现出倒U形趋势,且具有明显的空间差异性; ③洞庭湖平原粮食单产与化肥农药施用强度的脱钩关系呈现出明显的阶段性特征：第一阶段为波动期(2009—2013年),第二阶段为强脱钩期(2014—2015年),第三阶段为弱负脱钩和衰退脱钩期(2016—2019年); ④洞庭湖平原农业生产与耕地面源污染的脱钩关系在县级空间尺度上逐渐呈现出较高的趋同性和聚集特征。[结论] 应进一步加强耕地面源污染源头防治,并采取多种举措提高粮食单产,最终实现耕地面源污染与农业生产的强脱钩。     

1961-2010年黄河源区蓝绿水资源时空变化

利用SWAT(soil and water assessment tool,SWAT)模型和非参数检验方法(Mann-Kendall),从时空尺度上分析了黄河源区1961-2010年蓝绿水资源量多年平均变化和各生长季节的变化规律。研究结果表明,在时间上,近50 a来,黄河源区绿水资源量多年平均是蓝水的2倍以上。黄河源区蓝水资源春、秋两季减少,秋季显著减少,减少幅度0.355 mm/a,夏季略微增加;绿水资源春季减少,夏、秋两季增加,秋季显著增加,增加幅度0.286 mm/a。在空间上,黄河源区蓝绿水资源量在各季节呈现出由东南向西北递减的趋势,东南部地区蓝水资源秋季减少明显,减小幅度最大为1.98 mm/a,绿水资源量夏、秋两季增加明显,最大为1.62 mm/a。随全球气候的变化,蓝绿水资源量在时空上差异将会进一步加大。因此,应加强黄河源区水资源的管理,减少源区绿水尤其是其中无效用水(蒸发)的消耗,减少生长季高耗水作物的种植,以保证中下游地区水量的有序供给。     

洪泽湖周边地区农业面源污染负荷变化分析

利用等标污染负荷法计算了洪泽湖周边地区2005年和2009年的化肥施用、畜禽养殖、农村生活和水产养殖等4种面源污染源的CODCr、TN和TP负荷。研究表明:洪泽湖周边地区2005年和2009年各种面源污染产生的等标污染负荷分别为84 755.61 m3和94 295.25 m3,总体呈现上升趋势;洪泽湖水体受农业磷污染最为严重,氮污染较为严重;化肥施用是洪泽湖周边地区的主要污染源,泗洪县是洪泽湖周边地区的主要污染区域。     

农业面源污染中农田氮污染危害及其防治措施

我国农田氮污染现状之严峻,已经引起多方的关注。本文从农田氮素的污染现状及其危害出发,对农田氮素的污染成因进行分析,并综合施肥、灌溉、耕作和种植制度等多方面的研究,提出利用合理施肥、水氮耦合、保护性耕作及施用氮抑制剂等措施解决农田氮素污染。     

南京市2001~2008年水土流失的时空变化与治理成效研究

利用2001～2008年气象资料和地理信息系统数据库,采用"监测水土流失的定量新方法"对南京全市各区县和小流域8年期间水土流失状况进行了定量监测和分析。结果表明:(1)8年期间南京全市平均轻度以上(包括轻度)水土流失面积为858.5 km2,平均轻度以上水土流失总量为206.4×104 t,全市水土流失主要发生在丘陵山区;(2)南京地区水土流失存在年内和年度变化特征,其侵蚀月份多数发生在4～8月,侵蚀最严重年度为2003年,最轻年度为2001年,最接近8年平均监测年度为2006年;(3)各区县、镇街和小流域8年平均水土流失状况存在差异,就土壤流失总量、轻度以上面积和强度以上面积而言,最严重的是江宁区,其次是六合区,最严重小流域是江宁区百家湖和上坝河小流域;(4)8年来南京全市水土流失控制成效显著,侵蚀模数由中度降为轻度,土壤流失总量、流失面积和急需治理面积均大幅减少;水土保持措施实施和植被覆盖面积增加,使南京全市生态环境状况有明显改善;(5)水土流失治理成效分析说明,植被覆盖率增加和水土保持措施对控制水土流失具有明显的作用。     

密云水库流域非点源污染研究概述

密云水库是现阶段首都北京惟一的地表饮用水源地,非点源污染是影响水库水质的主要因素.为明晰密云水库流域非点源污染的基本特征及其研究进展,本文总结了近20年来对水库流域非点源污染的研究成果,从非点源污染调查、非点源污染的负荷与预测评价、非点源污染物的影响因素与机理、非点源污染的控制管理等4个方面进行了概述.初步明确了密云水库流域非点源污染的基本特征,包括非点源污染主要来自于水土流失、化肥农药的施用、山区养殖产生的畜禽粪便、水产养殖等,其污染负荷随年度降雨变化较大,对水库污染总负荷的贡献COD约70%、BOD,约70%、NH,-N约90%、TN约70%、TP约90%等.预测了水库流域非点源的发展趋势.评价了非点源污染治理各项技术措施和政策管理措施的效果,并从非点源污染具体来源、污染途径和机理、研究尺度等方面提出了现阶段非点源污染研究存在的问题和需要进一步研究的方向.     

西部地区农业面源污染现状与对策研究

从化肥、农药、农膜、秸秆和畜禽粪便等方面简述了西部地区农业面源污染的现状,并与东部地区进行比较分析,剖析了西部地区产生农业面源污染问题的主要原因,提出解决西部地区农业面源污染的对策。     

Using the modified agricultural non-point source pollution model in German watersheds

The modified agricultural non-point source pollution model (AGNPSm) was used in this study to predict runoff volume, peak flow rate, and sediment yield in three different watersheds in Germany. It is a distributed parameter soil erosion model which uses simple approaches to hydrological and sediment calculations. Simulations were carried out in the Glonn G1 (1.2 km²), and Glonn G2 (1.6 km²), and the Salzboede (81.7 km²) watersheds in Germany. Runoff volume was predicted reliably in all three watersheds. Sediment yield predictions were excellent in the Glonn G1 and acceptable in the Glonn G2 watersheds. There were some uncertainties in the sediment yield calculations for the Salzboede watershed. This study shows that a less complex soil erosion model such as AGNPSm is able to produce reliable assessments of non-point source pollution for planning purposes.     

黄石市农业面源污染的解析及其空间异质性研究

为弄清黄石农业面源污染的源分配以及在空间上的分布差异,进而为削减黄石农业面源污染提供理论依据,该文采用清单分析方法,研究了黄石市化肥施用、有机肥施用、秸秆遗弃、畜禽养殖、水产养殖、生活污水、生活垃圾、地表径流中COD、BOD5、TN、TP的污染负荷及其在空间上的分布差异。结果表明,黄石市农业面源污染排放COD、BOD5、TN、TP的实物总量分别为6.12万、3.55万、1.65万、0.43万t/a,相应的等标排放量分别为3061、8874、16542、21726 t/a。农业面源污染负荷已占全市水环境的半壁江山,接近水环境容量,必须予以削减。主要污染源是畜禽养殖、化肥与生活污水,主要污染物是TP、TN。因农业面源污染引起COD、BOD5、TN、TP的排放浓度为26.04、15.10、7.04、1.85 mg/L,达到严重污染。按压力确定的污染程度是大冶市＞市区＞阳新县,按响应确定的污染程度是市区≈大冶市＞阳新县。     

我国农业面源污染治理技术研究进展

随着我国经济社会的进一步发展,农业面源污染已经成为造成我国环境污染尤其是水环境污染的主要因素,农业面源污染治理技术的研究也越来越得到政府和科技工作者的重视。本文重点介绍了当前我国农业面源污染的状况、农业面源污染的成因及特征,并从农村生活污水的治理技术、农村生活垃圾的处理处置技术、农田径流生态拦截技术以及包括化肥减量化技术和农药减量化与残留控制技术为主的农业化学品减量使用技术等方面介绍了我国农业面源污染治理研究的发展现状,提出未来我国农业面源污染治理的系统控制思想和相关技术研究的趋势,包括系统控制与区域治理结合、技术研发与工程示范结合、面源污染控制与管理结合及建立健全国家级农业面源污染监测评价与预警体系等。     

排水沟渠水-底泥-植物协同作用下非点源溶质氮运移模拟研究

沟渠系统"过程拦截"是现阶段农业非点源污染控制和管理的重要手段。针对当前农田排水沟渠水体-底泥-植物系统内各介质间非点源溶质迁移转化机制不清的现状,在简要分析农田排水沟渠水-底泥-植物复合生态结构及其各组分功能特征的基础上,以沟渠中水体为中心,解析了非点源溶质氮在沟渠系统单一介质以及不同介质间的迁移转化过程;考虑到排水沟渠中水体和污染物均以沿沟渠方向线性迁移为主,应用水流连续方程和非保守性污染物迁移扩散方程,构建了农田排水及其中非点源污染物在排水沟渠中的一维迁移模型,并结合试验沟渠具体情况进行了适度简化;通过内业可控性监测试验,同时提出了沟渠系统水-底泥-植物不同介质对水体中非点源污染物衰减程度影响的量化计算方法;将所建模型与计算参数应用于野外试验沟渠,以氨态氮和硝酸盐氮为例进行模拟,结果表明模拟结果与实测值结合较好,其中氨态氮模拟效率系数为0.87,硝态氮模拟效率系数0.93,表明所建模型及模拟手段符合试验沟渠实际情况,具有较好的适用性。     

Study on phosphorus loss and influencing factors in the water source area

Maintaining drinking water security is a global issue, and phosphorus is a limiting factor affecting drinking water quality. Hence, this study took Fushi Reservoir as a test area, and set up field runoff observation plots around the reservoir catchment, which is covered by moso bamboo stands. Through field observation, the vertical variation of phosphorus loss in different stands of moso bamboo was initially studied. The results showed that: (1) For the vertical dimensions (atmospheric rainfall, stemflow, throughfall, surface runoff) from high to low, the loss of total phosphorus (TP) increased, and the proportion of dissolved phosphorus increased from 29.29% (atmospheric rainfall) to 62.76% (surface runoff). (2) Different rainfall factors had various impacts on phosphorus loss at the different vertical levels. The accumulation of rainfall had the greatest impact on surface runoff TP loss, with the correlation coefficient reaching 0.994 (P < 0.01), while surface runoff particulate phosphorus loss was mostly affected by the average rainfall intensity. (3) Modifying the forest structure in water source areas can reduce the loss of TP via stemflow and throughfall, but the effect on surface runoff TP loss is variable. Thus, it is expected that this novel study can serve as a reference for improving the environmental quality of water source areas, and help in reducing phosphorus loss and controlling non-point source pollution.     

三峡库区非点源污染负荷时空分布模型的构建及应用

为研究三峡库区非点源污染负荷的分布特性,定义降雨侵蚀力影响系数,并将其引入John提出的年均输出系数模型,形成改进的年输出系数模型;针对不同的土地利用类型,基于表征水力联通性的地形指数和植被覆盖度,提出了入河系数的空间分布式;将年输出系数模型与入河系数结合,构建非点源污染负荷的时空分布模型,并对模型进行了验证。应用所构建的模型,对三峡库区2002-2012年总磷总氮负荷进行了模拟。结果表明,库区总磷总氮负荷的时空变化明显,且降雨侵蚀力是影响其年际变化的主要因素;年均总氮负荷在2.6~4.2 kg/hm~2,总磷负荷在0.432~3.186 kg/hm~2;在土地利用、农村人口和畜禽养殖产生的负荷中,畜禽养殖对氮的贡献最大、约占总量的45%,而土地利用对磷的贡献最大、约占总量的57%。该研究成果可为三峡库区非点源污染的控制与治理提供参考,该文所构建的模型也可用于其他大中型区域非点源污染的模拟。     

新疆绿洲连作棉田土壤微量元素含量的时空变化研究

为了解棉花长期单一种植对土壤微量元素含量的影响,明确连作棉田土壤质量变化规律,在南疆棉区分别选择新开垦1a和连续植棉5、15、20、30 a的棉田,研究了不同时间尺度上棉田0~100cm土壤剖面Mo、Cu、Zn、Mn、Fe等5种微量元素全量的变化规律,分析了棉田微量元素含量与连作年限之间的关系。结果表明,棉花长期连作后,土壤0~20cm耕作层全钼含量随连作年限的增加持续下降,与连作年限呈一元负线性关系;全铜、全锌、全锰含量随年限的增加先升后降,与年限呈二次函数关系,分别在连作7~10、10~12、17~18 a达到最高累积量,之后持续下降,分别在14~17、20~22、32~34 a降回到开垦初期的水平。土壤剖面中部30~50cm土层各元素全量均随连作年限增加剧烈下降,与连作年限呈一元负线性关系,长期连作易导致该层微量元素缺乏。剖面下层50~90cm土层各元素全量在长期连作后表现出一定的累积趋势,然而与连作年限之间没有明显的函数关系。随连作年限延长,0~60cm土层中含量水平越低的元素,含量下降越明显,Mo表现最明显,其次为Zn和Cu,而Mn和Fe下降较少。在长期连作棉田,棉花种植应注重Mo、Zn、Cu等微量元素肥料的补充施用,并结合土壤深度翻耕,提高中部土层微量养分含量。