植被过滤带水土保持和水质净化效益研究

植被过滤带是水土保持和面源污染防控的重要措施之一。本研究于2016年8月在鹫峰人工降雨大厅通过土槽植草冲刷试验,观测不同宽度和坡度的植被过滤带(高羊茅)对地表径流、总悬浮物(TSS)以及污染物(TN、TP、K)的削减效果,定量分析植被过滤带宽度、坡度及入流流量大小等因素对植被过滤带径流拦蓄、TSS拦截和水质净化效益的影响。结果表明:植被过滤带的宽度对径流拦蓄效益影响较大,宽度为1、3和5 m植被过滤带的径流削减率分别为25.9%、79.6%、79.7%;污染物(TN、TP、K)削减率随着宽度逐渐增大,分别为51.7%~92.9%、44.4%~98.8%、31.7%~97.9%;TSS削减率分别为97.6%、99.4%和77.4%。随着坡度的增加(3°、7°和10°),径流和TSS的削减率呈逐渐减小趋势。对于同一个植被过滤带而言,较小的入流流量所对应的径流和TSS削减率较大,而污染物负荷削减率较小。研究表明,植被过滤带能有效拦蓄径流、拦截悬浮固体等污染物质,具有较好水土保持和水质净化效益。      

柳枝稷植被过滤带拦污增效试验初步研究

针对黄土高原严重水土流失引起面源污染与水资源紧缺的问题,在自主研发设计的坡地高效农业用水滤清系统基础上,通过6组不同雨强的模拟降雨试验,分析了不同雨强下坡地径流中污染物输出特征,研究了不同长度的柳枝稷植被过滤带对污染物的净化效果,并对植被过滤带柳枝稷的生产效益进行了评价。结果表明:坡面径流中泥沙和总磷含量随雨强的增加而增加,总氮含量随雨强的增加而减小,COD含量随雨强增加先减小后增加。3 m长和5 m长的柳枝稷植被过滤带都能显著削减径流中的泥沙和总磷含量,而两种长度的削减作用间无显著差异;5 m长过滤带还能显著削减径流中COD含量,整个过滤带对总氮的削减效果不明显。过滤带柳枝稷产量和品质均优于大田种植柳枝稷,过滤带内距径流入口越近柳枝稷干物质产量越高,过滤带柳枝稷单位面积干物产量提高29%,蛋白质产量增加53%,淀粉产量增加23%。滤清系统柳枝稷植被过滤带不但能有效拦截水沙和面源污染物,而且能够将所拦截污染物作为肥料吸收利用,高效利用水土资源,在黄土高原地区有广泛的应用前景。     

植被过滤带对地表径流中泥沙和杀虫剂的净化效果

通过含沙水流试验,测定了植被过滤带对泥沙、高效氯氟氰菊酯的净化效果。结果表明:入流流量、植被条件是影响植被过滤带拦沙效果的重要因素;高效氯氟氰菊酯的入流浓度越高,植被过滤带断面测定浓度沿程降低越快,当入流浓度分别为0.3、0.6、0.9 mg·L~(-1)时,草地过滤带对高效氯氟氰菊酯的拦截率平均达到61%、71%、75%,灌草地过滤带对高效氯氟氰菊酯的拦截率平均达到52%、69%、74%;入流流量越大,植被过滤带监测断面上的高效氯氟氰菊酯浓度沿程降低越慢,当流量分别为0.87、3.98、7.8 L·s~(-1)时,草地过滤带对高效氯氟氰菊酯的拦截率平均达到61%、50%、33%,灌草地过滤带对高效氯氟氰菊酯的拦截率平均达到52%、44%、40%。研究证实,植被过滤带能有效拦截泥沙、高效氯氟氰菊酯,对农业面源污染具有较好的防治效果。     

南方地区水源塘坝保护的植被措施综合评价

在野外实地建立了高羊茅+小叶女贞的植被组合条件下的3种不同过滤带宽度(2、3、4 m)和过滤带宽度为3 m条件下的5种不同植被组合(高羊茅+小叶女贞、三叶草+小叶女贞、高羊毛+火棘、三叶草+火棘、高羊茅+小叶女贞+碎石覆盖)以及空白对照组共8组试验小区,监测了2017年6月—2018年3月共计5场不同强度的自然降雨(23.0～100.2 mm/h)条件下每次降雨后的出流水量、出流泥沙量、出流总氮浓度以及出流总磷浓度。结果表明,在过滤带宽度一致时,高羊茅+小叶女贞的植被配置模式净化效果最好。高羊茅+小叶女贞的植被组合过滤带的宽度为4 m时,相比于宽度为2和3 m的情况下,出流水量、出流泥沙量、出流总氮浓度以及出流总磷浓度均为最低。通过建立塘坝复合植被过滤带工程评价指标体系,分别对不同植被组合配置模式进行打分,结果表明,5种植被过滤带不同植被组合配置模式中高羊茅+小叶女贞+碎石覆盖(C5)总得分最高(91.5分),明显高于其他类型的配置模式,说明在拦沙截污、生态、经济等方面综合效果作用最好,在该研究区复合植被过滤带工程中值得优选。该研究结果可为植被过滤带技术的应用和推广提供理论依据。     

甘蔗间作猫豆对水土及氮磷养分流失的影响

通过分析甘蔗‖猫豆间作模式的合理性，旨在为蔗区径流污染的削减及面源污染治理提供理论依据。采用田间径流小区试验，设置不同甘蔗‖猫豆间作密度，观测并记录降雨量、穿透雨量，统计猫豆生育期内的径流次数、径流量、泥沙量、径流中的氮磷含量，并进行相关性分析，研究不同间作密度下的地表径流、泥沙及氮磷流失量的差异及甘蔗‖猫豆间作对氮磷流失的削减作用。结果表明，甘蔗冠层下穿透雨率有随着降雨量的增加而升高的趋势，间作处理的平均穿透雨率为54.7%～71.9%,与单作甘蔗相比，间作甘蔗地表径流流失量降低了8.7%～24.9%,泥沙平均流失量减少了8.5%～23.2%,总氮、总磷流失量分别减少了13.25%～25.97%、6.71%～42.28%,其中硝态氮的流失量大于铵态氮的流失量，分别占总氮量的52.98%～53.94%、12.48%～15.36%。穿透雨率与总磷流失量、径流量呈现极显著正相关关系，相关系数分别为0.80、0.77,总氮流失量、硝态氮流失量、总磷流失量与径流量呈极显著正相关关系，相关系数分别为0.73、0.80、0.85,氮、磷流失量与径流量的产生规律基本一致。甘蔗与猫豆间作能减少因暴雨产...     

元谋干热河谷坡面径流蓄积过程中的面源污染物变化

在元谋干热河谷选择严重干扰退化草地、采取"封禁"和"封禁+等高反坡阶"植被自然恢复草地,布设集水系统对3种草地的径流进行拦截和蓄积,并对2008年雨季和之后的地表径流总氮、总磷和化学需氧量浓度进行测定,结果表明:自然恢复植被能大量减少坡面径流和泥沙产生量,进而大幅度减少面源污染物的输出。坡面径流收集过程对径流拦截和沉砂过程中面源污染物的浓度有较大的削减作用,径流从沉砂池进入蓄水设备,使总氮和总磷浓度分别削减46.63%和38.08%,地表径流在蓄水设备中贮存会使径流中的面源污染物浓度得到进一步削减,证明水土流失防治措施在削减面源污染物输出中有显著作用。     

长江上游江津段河岸带对陆源氮磷的拦截作用研究

2013年1月至2014年1月对长江上游江津段德感坝河岸带进行了1年调查,结果表明,该河岸带能有效拦截来自陆地的氮、磷物质,其中对总氮的拦截率为45.05%,土壤拦截量占87.99%,植被拦截量占12.01%;对总磷的拦截率为20.27%,土壤拦截量占98.40%,植被拦截量占1.60%;不同样带土壤对氮磷的拦截作用有统计学意义.岸坡区样带砂壤土质比近水区样带砂土土质更能有效地富集氮磷元素.     

菱对菜地径流流失氮磷拦截的效果研究

为验证菱对菜地径流流失氮磷拦截的效果,根据蔬菜基地现有排水沟系以及水流走向开挖深水沟,种植太湖红菱,构筑小型人工湿地,开展氮磷生态拦截试验。结果表明,菜地径流流失氮磷严重,排水沟出口总氮含量比河道高989.66%,总磷含量低78.30%;在深水沟内种植菱后,总氮、总磷含量分别降低了98.08%、85.66%,比河道总氮、总磷含量分别减少了79.08%、96.89%。菱的生长和结果情况与水中总氮、总磷含量变化趋势一致。菱对菜地径流流失氮磷拦截效果明显,可作为氮磷拦截工程的优选植物之一。     

不同配置植被过滤带坡面氮磷流失过程的人工降雨试验研究

植被过滤带是治理水土流失问题的有效工程措施之一。采用径流槽人工降雨试验,在不同坡度（5°、20°、35°）、降雨强度（30、60、90 mm/h）和植被过滤带设置方式（整块布设、两块布设）组合下,对侵蚀坡面径流和沉积物中的总氮、总磷含量在降雨历程中随时间的变化进行对比分析。结果表明,不同配置组合条件下的植被过滤带坡面总氮、总磷含量变化趋势并不完全一致,但个别组合之间变化趋势相同;降雨强度、坡度和植被带设置方式3种参数组合对植被过滤带氮磷去除作用的效果产生综合影响,与各单一因素的影响存在差异;在实际应用植被过滤带防治坡面水土流失时应与当地气候及地形条件相结合。该结果可为北方小流域侵蚀坡面水土保持治理及植被过滤带的选择和设计提供参考。     

不同植被缓冲带对坡耕地地表径流中氮磷的拦截效果

植被缓冲带是一种控制非点源污染的新型生态工程措施,采用坡地小区试验方法,在构建等高植物篱的坡耕地低处进行了不同植被缓冲带对径流污染物的拦截试验,其处理分别为:(a)普通施肥结合紫穗槐和三叶草;(b)平衡施肥结合紫穗槐和三叶草;(c)普通施肥结合三叶草;(d)平衡施肥结合紫穗槐.结果表明,夏玉米生长期,植被缓冲带对径流量及侵蚀量的拦截作用显著,a、b、c和d处理缓冲带相对于植物篱处理,其径流量分别减少98.0%、97.5%、97.2%和97.5%,侵蚀量分别减少98.8%、98.7%、97.9%和98.0%;植被缓冲带对N、P的拦截效果不同,a、b、e和d处理缓冲带相对于植物篱处理,对NH4+-N的平均拦截率分别为48.2%、86.2%、90.6%和95.I%,对TP的平均拦截率分别为49.2%、42.4%、41.3%和36.4%.试验结果对山区坡耕地面源污染的控制,重点水源地的水质保护提供了借鉴.     

NIRS Prediction of SOM,TN and TP in a Meadow in the Sanjiang Plain,China

The aim of this study was to establish the applicability of near-infrared reflectance spectroscopy (NIRS) as a rapid method for the accurate estimation of nutrient components in agricultural soils. Focusing on the soil of the Sanjiang Plain, NIRS was used to predict soil organic matter (SOM), the total nitrogen (TN) and the total phosphorus (TP). A total of 540 samples were collected from the three different depths (180 samples from each depth: 0-10, 10-20 and 20-30 cm), from 2015 to 2017, from the Sanjiang Plain in Heilongjiang Province, China. From every depth, 120 samples were used to construct the calibration set. Other 60 samples were used to check the efficiency of the model. Combining the first-order differentiation with the partial least square (PLS) method, a prediction model was obtained to measure SOM, TN and TP. The correlation coefficient of SOM from 0 to 10 cm was R2=0.9567, from 10 to 20 cm was R2=0.9416, and from 20 to 30 cm was R2=0.9402. The corresponding ratio (standard deviation [SD]/root mean square error of prediction [RMSEP]) was >2.96. R2 of TN with the three depths was 0.9154, 0.9028 and 0.9024, respectively, all with SD/RMSEP>2.89. Meanwhile, R2 of TP with the three depths was 0.8974, 0.8624 and 0.7804, respectively, all with SD/RMSEP>2.50. These results demonstrated that NIRS based on the first-order differentiation and PLS could efficiently predict SOM, TN and TP from different soil depths.     

不同柚品种果实总酚、总黄酮及植酸的积累特征

为了明确总酚、总黄酮及植酸在柚果果皮和果肉中的分布与积累特征,以平和县15个柚品种为供试材料,分别于果实膨大期和成熟期取样,对果实不同部位(果皮和果肉)总酚、总黄酮及植酸相对含量和积累量进行分析.结果表明:蜜柚果实富含总酚和总黄酮,而植酸含量相对较低;总酚、总黄酮及植酸相对含量和积累量在果皮和果肉上存在显著的品种差异;...     

祁连山典型流域青海云杉林土壤氮磷钾空间变异性研究

基于祁连山中段排露沟流域海拔2 600～3 300 m的带状青海云杉林中0～10、10～20、20～40 cm的土壤TN、TP、TK的测定分析数据,运用经典统计学、地统计学的方法对其土壤TN、TP、TK含量的空间变异特征及空间分布特点进行研究。结果表明,1)研究区内土壤TN含量为1.34～8.98 g·kg^-1,土壤TP含量为0.46～1.12 g·kg^-1,土壤TK含量为9.75～24.17 g·kg^-1;不同土层土壤TN、TP、TK变异系数为13.26%～35.47%,均属中等程度变异;2)10～20 cm TP的块金系数为0.617,属于中等空间相关性,其余块金系数均<0.25,具有强烈空间相关性;3)克里格插值结果显示,土壤TN、TP含量随海拔的升高而升高,土壤TK含量随海拔升高而降低。不同土层土壤TN、TP、TK含量的空间变异性特征,与海拔、土壤母质及云杉林枯落物等结构性因素有关。     

农业面源污染时空分布及污染源解析——以安徽怀远县为例

为明确农业面源污染的来源与总量,制定相应控制措施,基于输出系数模型,以总氮和总磷的排放作为评价对象,研究安徽怀远县2014-2018年农业面源污染情况并分析面源污染来源及其时空分布特征.结果表明:2014-2018年该区域的总氮排放量分别为309.8、293.6,300.6、305.2、310.5 t,呈现先减少后增加...     

农村土地利用方式对嘉兴土壤氮磷含量及其垂直分布的影响

为了探讨农村不同土地利用方式对土壤氮磷含量的影响,采用现场采样及室内分析测试方法,对嘉兴市水稻田、菜地、果园、畜禽养殖、农村庭院5种土地利用方式下的土壤氮、磷及其垂直分布进行了比较研究,结果表明:(1)不同农村土地利用方式土壤中TN、TP、Olsen P含量均呈自上层向下层逐渐降低的趋势.(2)在不同土地利用方式下,0～40 cm土层土壤TN含量差异显著,而40～80 cm土层土壤TN含量差异不大.(3)在不同土地利用方式下,0～80 cm各土层土壤TP、Olsen P含量的差异均显著.在0～80 cm土壤剖面中,养殖场、庭院、果园、菜地土壤TP平均含量分别为水田土壤的4.0、2.1、1.9、1.8倍;土壤Olsen P平均含量分别为水田土壤的35.5、10.6、10.0、4.4倍.     

烤烟总氮含量和氮碱比与物理性状的关系分析

试验以我国主产烟区的主栽烤烟品种K326为材料,测定X2F(下橘二)等级共计124份样品的总氮、烟碱含量和物理性状,系统地分析总氮含量、氮碱比与物理性状的相互关系。结果表明,总氮含量、氮碱比和物理性状在样品间存在着广泛的变异。总氮含量随单叶重、叶长、叶面密度的增加而逐步下降;氮碱比随叶长、叶宽的增加而上升,随叶面密度的增加而逐渐下降。总氮与叶长、叶面密度的关系可分别用逆函数■=0.827 38.047/x、复合函数■=1.880×0.996x描述;氮碱比与叶宽、叶面密度的关系可分别用复合函数■=0.413×1.023x描述、幂函数描述■=2.791x-0.354。     

建始县土壤硒的地统计学分析

通过在富硒地区的高硒地带设定面积约1.6 hm2的标准地,将网格的交叉处作为取样点采集土样,土样分为两层,即0~20 cm和40~60 cm.共采集土样288个,分别测其全硒及有效硒的含量,并应用地统计学的方法进行分析.结果表明,40~60 cm土层中有效硒的空间异质性最大,分数维较低;不同土层的硒具有明显各向异性的特征,变异函数4个特征参数接近,均为球状模型;变程随土层厚度变化,人为的经营措施对其空间结构产生较大的影响.     

青海湖总磷、水温及矿化度与叶绿素a相关性分析

以青海湖水体11个样点为研究对象,测定水中叶绿素a含量,并对其分布特征及相关性进行分析.用叶绿素a来表征藻类,采用回归分析方法,对青海湖水中总磷、水温及矿化度与叶绿素a的关系进行探讨.结果表明:5月叶绿素a含量为0.396～4.031 mg·L-1,均值1.387 mg·L-1;7月叶绿素a含量为0.129-0.865 mg·L-1,均值0.432 mg· L-1;9月叶绿素a含量为0.164～1.360 mg·L-1,均值0.665 mg· L-1.5月至9月湖水总磷平均含量从0.124 mg· L-1持续下降到0.061 mg·L-1,藻类生长对总磷的需求大于外源输入和内源转化的总量,磷是青海湖藻类生长繁殖限制性营养元素之一,水温是春季限制藻类生长的主要因素.目前青海湖湖水矿化度在藻类生长的适宜范围内.     

广东烤烟总挥发碱、总挥发酸和pH的分析

[目的]研究广东主产烟区烤烟总挥发碱、总挥发酸和pH的特点,为广东烤烟的种植与生产利用提供理论依据.[方法]对广东不同产区、不同等级、不同品种烤烟的总挥发碱、总挥发酸和pH进行对比分析,并对三者间的关系进行偏相关分析.[结果]广东烤烟总挥发碱含量较低,为（0.27±0.09）％;总挥发酸含量偏低,为（0.11±0.04）％;pH均值为5.32±0.20.广东不同产区、不同等级和不同品种烤烟的总挥发碱、总挥发酸和pH均存在差异,以pH的差异最明显.广东烤烟总挥发碱和总挥发酸含量在不同产区、不同等级、不同品种间的差异均不显著（P＞0.05）,pH在不同产区和不同品种间的差异达极显著水平（P＜0.01）,不同等级间的pH无显著差异.广东烤烟总挥发酸含量与总挥发碱含量、pH呈极显著负相关,总挥发碱含量与pH呈显著负相关.[结论]生产上可通过提高烤烟的采收成熟度、合理施用铵态与硝态氮肥、科学陈化烟叶等措施,适当提高广东烤烟总挥发碱和总挥发酸含量.