基于地理信息系统的土壤侵蚀研究

在非点源污染研究过程中 ,土壤流失量的计算是一个重要环节。结合地理信息系统和通用土壤流失方程 ,选择地形、植被、降雨量等因子 ,对松花湖流域常山地区土壤流失量进行了估算 ,并讨论了地形、植被等因子在土壤侵蚀中的影响 ,提出了相应的控制措施     

油菜秸秆用量对淹水培养土壤表层溶液理化性质的影响

采用模拟培养的方法,通过测定土壤表层培养液的电导率、pH、不同形态氮、全磷、全钾等指标,研究了油菜秸秆用量对淹水培养土壤表层溶液理化性质的影响。结果表明,各处理土壤表层溶液电导率在培养初期呈上升趋势,第8d达到最大,随后呈下降的趋势。pH值在培养的前3d呈缓慢下降的趋势;从第4d开始迅速升高;16d后达到相对稳定的状态,随后变化不大。在培养初期全氮浓度迅速增加,第8d达到最大,随后迅速下降;到第44d,下降趋势开始减缓,不同处理之间相差不大。铵态氮的变化趋势与全氮的变化趋势一致。各处理间硝态氮含量较低,差别不显著。施加秸秆能够增加水溶液中有机氮浓度。全磷在培养初期变化较小,第12d开始迅速升高,第20d达到最高,随后呈下降趋势。施加秸秆后对田面水溶液全钾浓度的影响主要发生在培养后第1d,整个培养期内变幅不大。施加秸秆能够增加培养液中养分含量,与秸秆用量成正比。从养分流失角度考虑,控制氮素、磷素和钾素田面流失主要时期为秸秆还田后30d内。     

植物过滤缓冲带减少径流泥沙及养分输移效果

在美国中西部,家畜放养是造成产沙产流量增加、N流失增大、造成水体表面污染加重的主要原因。通过牧区连续放牧、轮牧和禁牧3个处理的对比试验,对自然水力条件下,放牧管理措施和植物缓冲带对径流、泥沙、NO3-N和PO4-P流失量进行了量化分析。结果表明,植物缓冲带可能导致新建的多年生草场系统在至少3个生长季内产生泥沙和营养物损失,并使径流下渗特性发生明显变化。     

山东省农业污染综合分析与评价

山东省的农业生产在全国占有重要地位,然而农业非点源污染的日益严重使产地环境质量问题日趋突出,对优势农产品的生产与出口构成巨大威胁。从化肥、畜禽粪便、生活排污、秸秆、农药、地膜6个方面分析了目前山东省农业污染的主要影响因素,计算了2001—2006年主要污染源中氮、磷元素的排放量与流失量。结果表明,农业生产过程中农业化学品的大量投入与农业废弃物的大量产出及不合理利用,是目前山东省农业污染发生的主要原因;在对氮、磷流失负荷的贡献上,畜禽粪便、化肥与生活排污是农业污染的3种主要污染源,2006年3种污染源共造成6.73×105t氮素与1.35×105t磷素流失,其中畜禽粪便、化肥与生活排污分别占50.78%,41.99%,7.22%与80.30%,11.78%,7.93%;山东省农业污染在源头预防层次上应重点加强两方面的研究,一是化肥等农用化学品的高效施用技术,二是畜禽粪便等农产废弃物的资源化利用技术。     

不同覆盖措施对褐土养分流失的影响

为探究不同覆盖措施对养分流失及其粒径分布的影响,采用人工模拟降雨试验的方法,模拟了不同雨强(30,60mm/h)和不同覆盖物(枯落物、砾石)下,不同覆盖度对褐土坡面养分流失的影响,并对侵蚀土壤的粒径分布、养分流失浓度进行了分析。研究表明:(1)不同覆盖措施均能有效减少土壤流失,250g/m~2的枯落物和盖度为50%的砾石覆盖可减少91%~98%和68%~91%的土壤流失。(2)褐土坡面下,被侵蚀土壤中有机质、速效氮、速效磷的浓度基本不随覆盖条件的变化而变化,而速效钾的浓度随坡面覆盖度的增加可增至裸地对照组的144%~325%。(3)土壤中养分流失随坡面覆盖度增加而减少,250g/m~2的枯落物和盖度为50%的砾石覆盖可减少64%~96%和43.29%~94.39%的养分流失。(4)被侵蚀土壤的粒径显著小于侵蚀前土壤,并且侵蚀模数越大,被侵蚀土壤的粒径组成越接近于原状土。     

紫色土坡耕地硝酸盐流失过程与特征研究

通过对紫色土坡耕地地表径流、壤中流径流过程及其硝酸盐含量的长期监测,研究紫色土坡耕地硝酸盐流失特征。结果表明,径流过程对紫色土坡耕地硝酸盐流失过程影响明显。地表径流过程中硝酸盐含量随降雨历时表现为先升后降的趋势,而壤中流过程则表现为不断上升、趋于稳定的趋势。紫色土坡耕地硝酸盐流失潜在的环境风险极大,历次降雨产流事件中地表径流和壤中流NO3--N平均含量分别为0.73±0.17 mg L-1、21.72±2.05 mg L-1,其中,75%的地表径流NO3--N含量超过0.5 mg L-1,85%的壤中流NO3--N含量超过10 mg L-1。紫色土坡耕地地表径流NO3--N年流失负荷为0.93±0.05 kg hm-2,壤中流NO3--N年流失负荷为33.51±2.73 kg hm-2,分别占当季施肥量的0.62%、22.34%,随壤中流淋失是紫色土坡耕地硝酸盐流失的主要途径。紫色土坡耕地硝酸盐流失不仅可能造成当地地表水富营养化,而且可能造成当地浅层地下水硝酸盐污染,将加剧长江上游水环境压力。     

不同施肥模式对小白菜生长、营养累积及菜地氮、磷流失的影响

在天然降雨条件下, 通过田间小区试验, 研究了7种不同施肥模式（不施肥, 化肥基施, 化肥基追肥各半, 化肥和双氰胺基施, 化肥和双氰胺基追肥各半, 化肥和有机肥各半, 有机肥）对小白菜植株株高、株重、产量、氮磷钾累积量、肥料利用率及菜地硝态氮、氨态氮及水溶性总磷随地表径流流失的影响。结果表明, 与不施肥对照处理相比, 化肥和有机肥各半、化肥和双氰胺基追肥各半2种施肥模式不仅能改善小白菜生长农艺性状, 可分别提高产量154.44%和172.18%, 增加植株氮、磷、钾累积量183.20%和327.21%、310.49%和247.67%、205.95%和189.39%, 蔬菜种植期间菜地土壤硝氨态氮总量、水溶性总磷随地表径流的流失量还能分别减少63.10%和56.53%、39.97%和48.44%, 从而明显减少了菜地土壤造成的农业面源污染, 因此, 该2种施肥模式值得在今后蔬菜生产上加以推广应用;而化肥基施的施肥模式明显促进了菜地土壤硝态氮、氨态氮和水溶性磷随地表径流的流失, 故此种施肥模式在蔬菜生产上应加以避免。     

水稻秸秆用量对淹水培养土壤表层溶液理化性质的影响

采用模拟培养的方法,研究水稻秸秆用量对淹水培养土壤表层溶液理化性质的影响。试验根据秸秆还田量设0g·盆-1、100g·盆-1、200g·盆-1和300g·盆-14个处理,每盆装土15kg,施尿素2.8g以调节系统碳氮比,分别测定培养液的电导率、pH、全氮、全磷、全钾等指标。研究结果表明,各处理表层溶液电导率在培养初期呈上升趋势,第36d达到最大值,分别为960μs·cm-1、1150μs·cm-1、1467μs·cm-1和1620μs·cm-1,随后略有降低,到培养结束时分别为683μs·cm-1、910μs·cm-1、1083μs·cm-1和1277μs·cm-1。pH值在培养的前3d呈缓慢下降趋势,与秸秆用量呈负相关;从第4d开始pH迅速升高,16d后达到相对稳定状态,到培养结束时变化不大。施加的尿素导致各处理培养液中全氮在20d内保持较高浓度,随后全氮浓度迅速下降,到第76d,下降趋势减缓;施加秸秆对全氮浓度影响较小,施加秸秆能够提高全磷含量。秸秆中钾释放迅速,培养1d后,溶液全钾含量达到较高浓度,分别为6.87mg·L-1、36.10mg·L-1、60.27mg·L-1、114.23mg·L-1,在整个培养期全钾浓度变化不大。淹水培养条件下施加秸秆能够增加培养液中电导率、全磷及全钾浓度,与秸秆用量呈正比,但对pH、全氮影响较小。从养分流失角度考虑,控制田面养分流失主要时期为水稻秸秆还田后30d内。     

安徽省淮河流域湿地土壤养分流失及水质动态研究

以淮河流域(安徽段)湿地为研究区域,连续3a(2012—2014年)在野外调查和室内分析的基础上,采用定点实地调查、土壤和水质采样相结合的方法,研究了不同水期(平水期、丰水期和枯水期)淮河流域湿地土壤养分流失、水质动态及湿地植被多样性特征,并运用冗余分析(RDA)和偏相关分析手段揭示不同水期淮河流域湿地植被多样性与环境因子之间的关系。结果表明:(1)淮河流域湿地植被Shannon-Wiener多样性指数(H)、Pielou均匀度指数(J_P)、Margalef种类丰富度指数(d_(Ma))在丰水期达到最高,平水期和枯水期较低,基本表现为丰水期枯水期平水期,Simpson优势度指数(D)基本表现为平水期枯水期丰水期。(2)不同水期土壤pH、电导率、全盐和总孔隙度在0—40cm剖面上变化趋势基本一致,不同水期土壤pH随土层深度的增加而增加,电导率和全盐含量呈先降低后增加趋势,土壤总孔隙度呈降低趋势。(3)随着水期的变化,土壤DP、K~+、SEP和SEK呈增加趋势,在枯水期达到峰值,平水期最低,基本表现为枯水期丰水期平水期,土壤DP、K~+和SEK增加幅度逐渐增加,而土壤SEP增加幅度逐渐减小,以SEK含量波动较大。(4)水温、TN、TP、BOD5和CODCr呈一致的变化规律,随水期的变化呈先增加后降低趋势,透明度呈"V"字形变化规律,基本表现为平水期枯水期丰水期。(5)偏相关分析显示,不同水期淮河流域湿地植被多样性均与透明度呈极显著的负相关(P0.01),透明度能够反映出淮河湿地植被多样性及水质状况,影响平水期和枯水期植被多样性主要因子为BOD5浓度和CODCr浓度,影响丰水期植被多样性主要因子为TN浓度和TP浓度。     

国内外磷指数评价指标体系研究进展

磷是水体富营养化的关键影响因子之一,且农业面源流失的磷是水体中磷的主要来源之一。通过对面源磷的流失风险进行评价,识别其关键区,进而进行针对性管理,是控制面源磷流失的有效手段之一。作为一种评价面源磷流失风险的简单方法,自20世纪90年代以来,磷指数已经在美国、中国及欧洲一些国家得到了广泛的应用。通过采用磷指数法,在评价其流失风险空间分布特征的基础上,可以方便快速地识别出田块或流域内磷流失的关键区。各个国家或地区根据本研究区的情况建立了不同的指标体系,但缺乏统一的磷指数建立标准。从源因子、迁移因子等组成因子及因子等级划分与磷指数计算等几个方面,对国内外的磷指数评价指标体系进行了分析评述,并对其发展进行了展望,旨在为目标研究区磷指数的建立和应用提供借鉴。