采用AGNPS模型预测小流域磷素流失的分析

AGNPS模型是美国研制的、专用于模拟小流域土壤侵蚀、养分流失和预测评价农业非点源污染状况的计算机模型。为了评价该模型在我国南方丘陵区小流域应用的可行性,利用排溪冲小流域地形、植被、土壤等相关资料对AGNPS模型的磷素流失预测结果与小流域土壤磷素流失的实际周年观测资料进行了对比分析。研究结果表明,预测结果与实际观测结果基本相符,相关程度较高。认为该模型可用于南方丘陵区小流域磷素流失的预测与评价     

三峡库区紫色土旱坡地不同坡度土壤磷素流失特征研究

以三峡库区紫色土旱坡地为研究对象,采用野外径流小区观测方法,研究了三峡库区旱坡地不同坡度下土壤磷素的流失特征。结果表明,地表径流量和侵蚀泥沙量都随着坡度的增大而增大,且径流量和泥沙量是先增大后减小,最后趋于稳定。地表径流和侵蚀泥沙中磷素的流失量均呈17°>9°>4°的趋势。地表径流中,颗粒态总磷流失量是水溶态总磷流失量的1.50～1.51倍。全磷主要吸附在泥沙中流失,磷素随泥沙的流失量占总流失量的85.0%～94.1%。研究结果为三峡库区旱坡地磷素的管理提供理论依据。     

不同磷水平塿土的表面性质及其对磷素流失特征的影响

为明确不同磷水平塿土的表面电化学性质特征,阐明电解质浓度调控下塿土表面性质的变化及其与土壤磷素流失特征的内在关联,利用物质表面性质联合测定分析技术,结合降雨模拟试验,研究了长期定位配施磷肥条件下不同磷水平塿土的表面电化学性质及其对土壤磷素流失特征的影响。结果表明：（1）长期施磷处理下的塿土全磷含量为不施磷处理的2.46倍,但其表面电位、表面电荷密度、表面电场强度、比表面积以及表面电荷数量均低于不施磷处理塿土;（2）不同磷水平塿土均表现出土壤颗粒及磷素流失量随着土粒表面电位（绝对值）升高而加剧的趋势,颗粒态磷的累积流失量与土壤颗粒累积流失量间呈线性正相关;（3）由于低磷水平塿土表面电位（绝对值）相对较高,所受土壤颗粒间静电排斥力更大,导致土壤团聚体稳定性较差,土壤颗粒及其附着磷素累积流失量更多;（4）本实验条件下土壤中磷素流失以颗粒态磷为主,占流失总量的81%～99%,溶解态磷占比十分有限。本研究阐明了长期定位施磷处理对土壤表面电化学性质的影响,明确了表面性质变化与土壤颗粒及磷素流失特征的关系,为长期施磷土壤的环境风险防控提供了新思路。     

黄塔小流域农业生态系统景观特征探析

应用GIS、RS和GPS现代技术研究了黄塔小流域农业生态系统景观特征;并从地形因素、基岩和母质、人类活动方面分析其对黄塔小流域景观生态系统的影响。     

小流域尺度土壤养分的空间分布特征及其与土地利用的关系

以四川省资阳市松涛镇的响水村小流域为研究背景,以地理信息系统为技术手段,研究了小流域尺度土壤养分的空间分布特征,并结合数理统计的分析方法,进一步探讨了土地利用对土壤养分的影响。结果表明:研究区域土壤表层养分含量均呈现较明显的空间分布格局,总趋势大都具有条带状和斑块状的特点,旱地、果园、裸地的土壤全氮、有机质普遍缺乏,特别是处于坡顶的裸地,应成为今后的控制重点,此外,旱地、果园的水溶态养分高值分布区也应给予高度重视。方差分析与均值比较表明:土地利用对全氮、有机质、全磷、水溶性磷含量都有显著影响(P<0.01),其影响程度为有机质>全氮>全磷>水溶性磷,而全钾、硝态氮则不受土地利用的显著影响,究其原因可能是紫色土钾素含量更倾向于土壤母质中所含矿物的控制,而土壤硝态氮的情况比较复杂,可能有更为重要的因素(如施肥、降雨、径流)制约着硝态氮的含量。     

水稻田磷素径流流失形态变化特征的模拟研究

通过对一系列含有不同磷水平的原状土室内模拟磷素流失的方法,在同一降雨强度下,分别研究了不施用磷肥时不同磷含量的土壤径流磷流失和施用磷肥24 h后的径流磷流失量,以及区分土壤本身不同水平的残余磷和新施入的肥料磷对径流流失磷的贡献。结果表明:在所有处理中,施肥量、土壤残余磷与总磷流失均呈正相关关系;溶解反应磷(DRP)是总溶解磷(TDP)的主要成分,而TDP占总磷(TP)的60%以上,是流失磷的主要形态,溶解性难反应态磷(DUP)只占流失总磷的1.2%~4.6%,但实际浓度在OP2有机处理中达到0.28 mg/L,这部分磷不易下沉,特别是施肥后短期内的降雨径流,可能导致DUP流失量大大增加。与不施肥试验相比,施入无机肥后,DRP、TDP量均显著增加,所占流失总磷的相对比例也明显增加,相对应的TPP、DUP占总流失磷的相对比例则依次减少;而与无机肥处理相比,有机肥处理的OP1、OP2变化则不同,DUP占TP的相对比例显著增加,达到4.4%和4.6%,但其它形态磷所占相对比例则略有减少。此外,线性回归分析表明了土壤新施入的磷肥是流失负荷中磷的主要来源。     

典型山地丘陵区农业小流域氮素迁移特征

为探讨山地丘陵区农业小流域氮素迁移特征,对典型山地丘陵区农业小流域降雨—径流事件、水体氮素形态与浓度、时间变异特征及其迁移通量进行了全年观测研究。结果表明:(1)小流域水体氮素浓度存在显著季节变异特征,全年总氮(TN)平均浓度为2.14 mg/L,硝态氮(NO_3~-—N)平均浓度为0.77 mg/L,铵态氮(NH_4~+—N)平均浓度为0.25 mg/L,溶解性有机氮(DON)平均浓度为0.51 mg/L,其中NO_3~-—N是氮素迁移的主要形态;(2)小流域春季(3—5月)对全年氮素迁移通量贡献最高(43.56%),而秋季(9—11月)贡献率最低(3.70%);(3)降雨—径流事件和施肥等农事活动是小流域氮素迁移及其通量的重要驱动因子。     

黄塔小流域农业生态经济系统特征与可持续发展对策

应用系统理论简析了黄塔小流域农业生态经济系统结构、功能以及与外部能流、物流的关系 ,并提出黄塔小流域应充分利用土地 ,调整产业结构 ,提高粮食单产和土地单位产值 ,加强黄塔小流域基础设施建设 ,提高人口素质和加强农业技能培训等发展对策。     

丹江口库区典型小流域农业非点源污染物输出特征

非点源污染是影响水源地水质的重要原因。研究以丹江口库区五龙池小流域为研究区,基于2014年相关数据,利用输出系数模型,借助地理信息技术,对该小流域农业非点源污染进行模拟,分析流域非点源污染的空间分布特征,解析其主要污染源,以深入理解丹江口水源地农业小流域的非点源输出特征。研究表明,2014年流域内农业非点源总氮污染负荷为5.674 t,流域内平均负荷强度为2.96 t km-2;农业非点源总氮负荷总量主要分布在耕地和居民地,农业用地是主要污染源,贡献率为47.9;人畜粪便农业非点源总氮负荷强度为39.2 t km-2,是流域平均负荷强度的13倍;缓坡区具有较高的非点源输出风险;改变粗放的农业管理模式,合理处理畜禽排泄物和农村生活污水是流域非点源治理的有效措施。     

上海市都市农业区域地下水磷素非点源污染特征研究

为研究都市农业区域非点源磷污染对地下水的影响,选择上海市南汇区新场镇果园村的地下水为研究对象,并于2009年7月到9月雨季对该区域地下水进行连续监测。研究结果表明:该区域地下水中磷的形态以水溶性有机磷为主,水溶性总磷含量介于0.75～1.97mg/L之间,平均浓度为1.31mg/L,磷酸盐浓度在0.22～0.62mg/L之间,平均浓度为0.42mg/L。水质低于地表水Ⅴ类标准(0.4mg/L),地下水污染水平已严重超标,不宜饮用。地下水中非点源磷的迁移与土地利用类型相关,果园旁地下水中磷素浓度在降雨前后变化明显。同时,降雨时地表径流加剧磷素流失,农田施肥、水体渗漏均会加剧地下水磷素非点源污染。     

紫色丘陵区小流域侵蚀沉积断面构型及土壤颗粒分形特征

土壤侵蚀沉积是地球物质循环的重要环节，但人为因素使之加剧并引起许多生态环境问题。以四川紫色丘陵区小流域为例，根据地形部位及土壤性状划分出侵蚀沉积纵横断面，分析其侵蚀沉积特征，并采集土壤样品研究其颗粒组成和分形维数特征。结果表明：侵蚀沉积纵横断面不同地形部位侵蚀沉积特征明显不同，可分冲刷剥蚀、搬运扩散和沉积掩埋3种类型并连为侵蚀沉积链；侵蚀沉积纵横断面的划分对土壤侵蚀与沉积的认识更全面，整体性更强。研究区颗粒组成特别是粘粒含量明显地体现出侵蚀沉积的差异，分形维数综合体现出明显地随高度降低粗粒物质减少、细粒物质增加的趋势。     

红壤小流域不同土地利用方式下土壤N,P流失特征研究

研究了次降雨过程中红壤小流域5种不同土地利用方式土壤N,P养分流失特征。结果表明,在降雨后,花生地、花-橘间作、橘园、板栗园和水田5种利用方式表层土壤N,P养分含量均有不同程度下降,其中花生地N,P含量下降最为明显,水田N,P含量降幅则最小;不同形态养分平均降幅依次为有效氮(5.49%)、有效磷(5.25%)、全氮(1.45%)、全磷(0.59%)。各样地地表径流中水溶态N,P养分含量花生地明显高于其他样地,而泥沙中N,P养分含量则以水田最高;各样地侵蚀泥沙中N,P养分有明显的富集现象,板栗园和橘园N,P养分富集率高于其他样地,水田N,P养分富集率最低。不同形态养分富集率也不同,全氮平均富集率为1.30,有效氮1.18,全磷1.11,有效磷1.38。侵蚀径流中N,P养分与表层土壤相同形态养分之间呈显著正相关。     

四川省紫色土地区小流域次降雨泥沙输移比探讨

选取四川省南部县鹤鸣观小流域与李子口小流域为研究区,在分布式侵蚀产沙模型侵蚀量计算值的基础上,探讨了小流域次降雨泥沙输移比.结果表明,在这两个流域,影响次降雨泥沙输移比的主要因素不同.在鹤鸣观小流域降雨量与径流深是影响泥沙输移比的主要因素,而在李子口流域,其主要因素为径流深与降雨强度.主要原因是鹤鸣观小流域的面积远小于李子口流域的面积,并且次降雨泥沙输移比随着流域面积增加而输移比逐渐减小.通过分析鹤鸣观小流域与李子口小流域次降雨泥沙输移比与降雨量、前期含水量、径流系数的关系得到了两个流域次降雨泥沙输移比公式.     

丘陵半干旱区小流域入渗产流特征研究

为了探索我国丘陵半干旱区小流域入渗产流规律,为该地区雨水径流集蓄利用和区域生态环境治理提供依据,通过人工模拟降雨和自然降雨入渗产流试验,对小流域坡耕地、林地、草地和荒地的降雨入渗产流特征进行了系统研究。结果表明,农林草地比荒地具有明显的拦蓄地表径流和减少土壤侵蚀的效果,比荒地拦蓄地表径流效率增加35.7?.0%,拦蓄泥沙效率增加46.2?.6%;利用Philip入渗理论和逐步回归分析方法对入渗产流试验结果处理分析,建立了小流域坡耕地、林地和荒地土壤的入渗产流及其相关因子数学模型;小流域产流系数与降雨小区地形坡度、降雨强度、植被盖度、土壤雨前含水量和土壤孔隙度等因子显著相关。     

黄土区小流域土壤侵蚀模型系统解析

针对黄土高原小流域土壤侵蚀的特点,对建造土 模型系统进行了分析。首先地土壤侵蚀量模型过程进行了描述,其次对土壤侵侵蚀量的发展和两种模型类型进行了比较,并对分布型参数模型进行了时间和空间上的全分布型结构设计分析,最后指出建造分布型参数的土壤侵一模型系统所具有的很多优点,它同当前土壤侵蚀研究的发展趋势。     

基于过程监测的典型小流域径流氮磷含量变化特征分析

以沂蒙山区沂河上游典型小流域——孟良崮小流域为研究对象,利用野外原位定点连续监测试验,获取2010年7月至10月基流状态与降雨条件下的水质与水文过程数据,分析径流不同形态氮、磷含量变化特征。结果表明,在整个监测过程中,总氮（TN）和硝态氮（DNN）的含量均表现为跳跃式变化,铵态氮（DHN）呈波动性变化,次降雨后增加明显;TN的含量普遍高于2mg.L-1,其中DNN占TN的比例均大于50%,DHN所占比例不足7%。总磷（TP）和磷酸盐磷（PO34--P）的含量次降雨出现后均有所增加,且在汛期后基流状态下有明显增加趋势,TP的含量最小值为0.031mg.L-1,其中PO34--P所占比例为6.341%～91.904%。径流中颗粒态氮（PN）和颗粒态磷（PP）的含量在次降雨过程中均表现为短时间内在径流量峰值后达到最大,之后迅速降低,且PN和PP的含量与泥沙含量呈显著正相关。     

亚热带小流域土壤氮磷分布及其环境效应

土壤氮磷积累是引起农业面源污染的主要原因。为探讨土壤氮磷含量的分布状况及其对环境的影响,选取位于长沙县金井镇的小流域为研究区域,以表层土壤(0-20cm)为采样对象,按不同的土地利用方式共采集样品1 118个。以土地利用类型为分析单元,分析说明了土壤全氮、全磷的分布特征及其环境效应。结果表明:土壤全氮和全磷含量的平均值分别为1.66,0.54g/kg,变异系数分别为34.9%和46.3%,均属于中等变异。菜地土壤全氮含量主要分布在1.8～2.4g/kg区间,旱地和水田为1.2～1.8g/kg,林地和茶园为0.6～1.2g/kg;菜地土壤全磷含量主要分布在大于1.0g/kg区间,旱地为0.6～0.8g/kg,水田为0.4～0.6g/kg,林地和茶园为0.2～0.4g/kg。结合地下水氮磷含量分析表明,土壤氮素含量与地下水铵态氮含量增加有关,对地下水水质产生影响,其中水田的影响尤为突出;土壤磷素的淋失可能具有季节性差异,还有待进一步验证。     

川中丘陵区小流域非点源氮素迁移的季节特征——以中国科学院盐亭紫色土农业生态试验站小流域为例

通过分析川中丘陵区典型小流域主排水沟不同部位氮素浓度随季节变化的特征,结果表明NO3--N和NH4 -N浓度随季节变化特征明显,但浓度变化波动大。NH4 -N浓度春季最高,达到2.11 mg/L,NO3--N浓度秋季最高,达到7.12 mg/L,与总氮浓度有显著相关关系。TON浓度随季节变化特征不明显,受人类活动影响大,TN浓度随季节变化波动较小,从上游到出口处经过河流自净作用能明显降低。     

三峡库区典型农业小流域次降雨产沙过程及其影响因素

为探究引起三峡库区农业小流域土壤侵蚀的主要次降雨因子,通过天然降雨观测资料,分析忠县石盘丘小流域2019年侵蚀性降雨年内分布特征和典型次降雨条件下A和B 2个集水区产沙过程的变化规律,采用相关性分析方法,揭示次降雨产沙的主要影响因素。结果表明:(1)全年119场降雨资料中,有19场为侵蚀性降雨。全年侵蚀性中雨共发生10次,是侵蚀性降雨中最常见的降雨类型。暴雨及以上降雨是造成研究区产沙量最大的降雨类型。(2)在典型中雨、大雨和暴雨产沙事件中,B集水区产沙量分别是A集水区的5.13,1.66,7.56倍。对3场典型次降雨产沙过程进行分析发现,B集水区产沙过程线随降雨历时的延长,变化程度更剧烈。(3)各PIn因子与研究区产沙量的相关性系数大小排序为PI30>PI10>PI15>PI60>PI5>PI90>PI。对各类降雨因子与研究区的产沙量进行相关性分析,系数大小排序为P>PIn>In>I>T。A、B集水区产沙量与次降雨量P和PI30均存在极显著正相关性。总之,在三峡库区开展水土保持工作时,要加强对暴雨及以上降雨造成农业小流域水土流失的监测与预警响应能力;P和PI30能较好地反映三峡库区天然次降雨对农业小流域侵蚀产沙的影响;对天然降雨条件下的次降雨侵蚀力进行估算时,可将PI30作为主要参考因子;农林水复合生态系统与结构简单的传统农耕模式相比,具有更丰富多元的层次结构,不仅能全面开发利用小流域的农业资源,更有利于保持水土,且其对降雨环境变化的适应性也更强。