次暴雨下作物植被类型对农田氮磷径流流失的影响

基于汛期次暴雨径流实验数据,研究了淮北地区不同作物植被类型下农田地表氮磷径流流失规律和特征。结果表明,作物植被类型差异对地表径流量、土壤侵蚀量、氮磷径流流失量影响的强弱顺序大致为裸地>玉米地>棉花地>黄豆地。作物叶面积指数应是导致不同作物植被类型下地表径流量和土壤侵蚀量差异明显的主要影响因素。而影响氮磷径流流失量的要素则与作物叶面积指数和地表径流量密切相关。对具有较高植被覆盖度的黄豆和棉花地而言,可溶性氮磷是农田氮磷径流流失的主要形式,而玉米地中颗粒态氮和可溶性磷分别是农田氮磷径流流失的主要形式。在当地汛期种植黄豆、棉花等高叶面积指数的作物可有效减少氮磷地表径流流失,减缓农业面源污染带来的威胁。     

淮北平原区干沟控制排水技术及效应

针对目前该地区水资源开发利用、农田水利工程发展现状及存在问题,利用两处总面积218km2的控制排水原型试验区,采用现场观测和理论模拟分析相结合的研究方法,系统地研究了干沟控制排水对农田排水、地下水动态的影响及对降雨径流、地下水资源的调控作用等关键技术问题。结果表明该项技术具有调控地下水位、增加作物对地下水的利用、调节水资源时空分配等作用,基本上不影响干沟的农田排水,是目前淮北地区农田水利发展的方向性措施。成果已在安徽淮北平原区得到较广泛的推广应用,取得了良好的社会经济效益和生态环境效益,对类似地区的控制排水工程建设和农田水资源的调控有参考价值。     

太湖流域典型平原河网区降雨径流氮磷流失特征分析

通过对研究区降雨径流中氮、磷浓度的野外实验和定点监测,研究典型平原河网区的农田降雨径流氮磷流失特征及其输出规律。得出平原河网区内不同土地利用方式对土壤氮、磷流失的影响很大,同时也得出在平原河网地区氮、磷的输出浓度与降雨时间、径流大小密切相关等结论,为进一步相关研究提供资料积累。     

农田地表控制排水对排水中磷质量浓度的影响

为对比研究农田地表控制和非控制排水条件下,不同时段暴雨产生地表径流中磷质量浓度和总排水量的变化规律,进行平均降雨强度为0.49 mm/min、历时126 min的降雨排水试验。试验结果表明:非控制排水各时段平均磷排出质量浓度为8.48 mg/L,控制排水平均磷排出质量浓度为4.4 mg/L;控制排水量比非控制排水量减少了13.5%;非控制排水磷排出量为271.6 mg/m2,控制排水磷排出量为136.5 mg/m2。控制排水总排水量的减少和排水中磷质量浓度的降低,使得控制排水磷排出量仅为非控制排水的50.3%。农田地表控制排水显著减少了磷的排出量。     

减少氮、磷流失的多目标控制排水模型

运用多目标决策技术,减少农田排水氮、磷输出,保持适宜作物生长的土壤含水量,探讨地表控制排水的控制时间。通过田间试验和SPSS回归模拟,应用均值土壤一维垂直入渗Philip公式计算累计入渗量,研究田间尺度降雨排水中氮、磷浓度的变化规律,拟合控制排水氮、磷浓度对数函数模拟方程。建立减少氮、磷流失和排涝、除渍的多目标控制排水模型,提出求解模型的非劣解和均衡解的方法。     

稻麦轮作条件下氮素流失特性及控制对策研究

通过测坑定位试验,研究了稻麦轮作大田氮素的流失特征。结果表明:稻作期氮素径流流失以NH4+-N为主,占TN的90%以上,渗漏流失以NO3--N为主,占TN的85%以上;麦作期氮素渗漏流失以NO3--N为主,占TN的90%以上;整个稻麦轮作期TN的流失量达78.96 kg/hm2;在减少化肥用量20%～30%并补施有机肥料的情况下,TN的流失量可减少23.66%～28.53%。     

我国农田径流污染及其控制技术研究进展

以农田流失的氮磷为主要来源的农业面源污染已成为制约我国农业高质量发展的重要因素。针对农田径流污染发生规律及阻控方法等问题,剖析了影响农田径流污染的关键要素,系统梳理了以“源头减量-过程阻断-末端净化”为主体思路的农田径流污染控制技术,分析了不同种类技术措施在实际应用中的优缺点及限制因子。指出未来应进一步加强农田径流污染的监测并建立风险评估模型,深入探究以施肥优化为主、多种手段为辅的农田径流污染源头控制体系,提升农田径流污染处理设施对污染物的净化能力,建立适用性强的集约化农区面源污染绿色低碳综合防控技术模式,为农业面源污染控制提供理论基础和技术支撑。     

我国农业面源污染现状与特征分析

采用改进输出系数法估算了2016年我国农业面源污染(agricultural non-point source pollution,ANP)排放量,利用单位面积负荷系数与等标污染负荷指数分别评价了ANP环境影响程度与污染严重程度,运用聚类分析法识别了污染排放特征,分析了ANP排放变化及其主导来源。结果显示,2016年我国ANP氮磷排放量分别为294.3万t、33.1万t,农田种植和畜禽养殖分别是总氮、总磷排放的主要来源;与2007年相比,2016年我国ANP中氮磷排放量分别增长8.8%和16.4%,增长主要来源于畜禽养殖。     

秸秆还田条件下稻田田面水不同形态氮动态变化特征研究

为探索巢湖流域稻麦(油)轮作区水稻季减少农田氮素流失的有效耕作措施,降低其对湖区水质的威胁,采用野外定位观测试验并结合室内实验分析,研究了连续两年秸秆还田条件下稻田田面水总氮(TN)、溶解态氮(DN)、溶解态有机氮(DON)、铵态氮(NH4+-N)和硝态氮(NO3--N)浓度的动态变化特征。结果表明,稻田施用尿素后第2天或第4天田面水的TN、DN、DON和NH4+-N浓度达到峰值,然后随着时间的推移迅速降低,至8~10 d后趋于稳定;在整个水稻生育期内,NO3--N浓度普遍较低;尿素施用后8~10 d之内是控制稻田氮素流失的关键时期,秸秆还田降低这一时期TN、DN、NH4+-N浓度的效果显著,而DON浓度差异未达显著水平。DN是稻田田面水氮素存在的主要形态,所占TN比例达63.2%~88.8%,尿素施用后6 d内DN又以NH4+-N为主,NH4+-N所占TN的比例为33.8%~69.9%。DON是稻田田面水氮素的重要组成部分,其生态环境效应不容忽视。秸秆还田还有利于水稻产量的提高,增产幅度分别为12.25%和7.68%,平均为9.96%。在保证水稻产量的前提下,秸秆还田可以作为控制稻田氮素流失的措施在巢湖流域使用。     

农田面源污染全流程控制技术体系的构建及其应用

从农田(源头)—沟渠(过程)—水塘/湿地(末端),构建了"控制灌排—生态沟渠—仿生增氧人工湿地"农田面源污染全流程控制技术.通过控制灌排、基于基底功能强化的沟渠生态化改造、多功能仿生增氧湿地构建等单元治理技术耦合,形成了农田面源污染治理技术体系,并在南京市八卦洲街道PY农业园区进行了中试示范研究.研究结果表明:全流程耦...     

浅谈生态型农田排水沟的设计与试验研究

农田面源污染治理属于综合性治理,生态排水沟是其中一项重要的工程措施。本文介绍了一种新型的农田生态排水沟型式,并详细阐述了设计思路和设计方案。研究人员在上海青浦某基地建造了长度110m的新型生态排水沟进行现场试验。本文根据试验成果,分析了该新型生态排水沟对氨氮、总磷的削减效果,并同时考察了排水沟的生态效果。本次研究成果可为农田面源污染防控研究提供一定参考。     

农田排水沟渠调控农业非点源污染研究综述

农业非点源污染日益成为亟待解决的问题,随着农业非点源污染的深入研究,农田排水沟渠在调控非点源污染上的作用逐渐得到大家的关注。在简要分析农田排水沟渠特征及功能的基础上,归纳总结了排水沟渠系统对氮、磷非点源污染的迁移转化机理;结合目前研究状况,提出今后尚需进一步研究的问题,包括沟渠内植物和底泥二次污染、农田排水沟渠非点源污染溶质净化与内源污染形成机理研究、农田排水沟渠对农田生态系统生物多样性的影响以及土壤次生盐碱化与灌区农田排水沟渠之间关系研究等,以期为农田排水沟渠对农业非点源污染调控作用的研究提供参考。     

桃林口水库流域氮磷污染负荷对土地利用的响应分析

非点源污染是目前水体污染防治的主要对象,土地利用方式与污染物流失量密切相关。以桃林口水库流域为研究对象,通过构建SWAT非点源污染模型对流域非点源污染负荷进行模拟,研究不同土地利用结构对子流域TN、TP流失率的影响,并定量分析了研究区在2014和2019年土地利用类型下TN、TP流失量的变化。结果表明：构建的SWAT非点源污染负荷模型适用于该流域的非点源污染模拟,在单一的土地利用类型中,污染物流失率排序为耕地>草地>住宅用地>林地,与相对应的单一土地利用类型相比,林地的组合能有效降低子流域的污染物流失率;不同土地利用类型的产污能力差异较大,林地的单位面积产污量最低,耕地最高,与2014年相比,2019年流域林地面积增加而耕地和草地面积减少,TN、TP负荷分别减少了34.43%、23.75%。研究结果可为桃林口水库流域的水环境管理提供科学依据。     

农田排水沟渠底泥-间隙水-上覆水氮磷迁移转化规律研究

研究氮磷在底泥、上覆水以及两者间交换介质-间隙水三者之间的迁移转化规律对控制农业面源污染具有重要科学意义。本研究对降雨和无降雨情况下氮磷在沟渠底泥、间隙水和上覆水间的迁移转化规律进行了分析;同时,对扫描电子显微镜(SEM)下底泥颗粒的微观形貌进行了观测。结果表明:在水稻生长前期氮磷被吸附贮存在底泥中,中后期被再次释放出来;在整个水稻生长期内,间隙水的总氮、总磷浓度约为上覆水的3.1和6.5倍,氮主要以NH_4~+-N形式存在;在降雨过程中,沟渠底泥成为氮磷释放的源,NH_4~+-N为氮的主要迁移形态,上覆水中NH_4~+-N逐渐向NO_3~--N转化,颗粒态氮磷对TN、TP流失有较大影响;沟渠底泥颗粒表面粗糙、具有一定的微孔结构,为底泥吸附氮磷提供了条件。     

渭河河水氮污染特征分析

通过对渭河下游控制断面华县站1976年-2000年的氮浓度与流量监测数据进行分析,发现:①氨氮、亚硝氮和硝氮的年平均浓度在研究年内呈现增加趋势,80年代增幅比90年代大;总氮的年平均浓度呈现相反趋势;②1976年-1993年硝氮年平均浓度大于氨氮年平均浓度,1994以后明显小于氨氮的;③氨氮的枯季浓度比平水期和丰水期的都高,90年代这种趋势更加明显。河流径流减少和流域废污水增加是导致该现象的主要原因;④1976年-2000年点源和非点源贡献的氮污染都呈现上升趋势,不过总体上非点源污染贡献突出,主要和流域废污水排放量及氮肥施用量增加有关。     

基于GIS的鄂州市氮、磷农业面源污染时空分布研究

近年来,鄂州市农药、化肥的不合理施用以及畜禽粪便的不适当处理,造成农业面源污染日益严重。以统计数据为基础,结合GIS技术,对鄂州市2015、2020、2030年农业面源污染中的氮、磷入河量进行分析。结果表明,农药、化肥源中的总氮入河量由2015年的2850. 40 t下降到到2020年的2382. 02 t再到2030年的1590. 74 t,总磷入河量由2015年的1305. 59 t下降到2020年的850. 78 t到2030年的503. 84 t。畜禽养殖源中的总氮入河量由2015年的618. 17 t下降到2020年的313. 17 t再到2030年的604. 37 t,总磷入河量由2015年的351. 71 t下降到2020年的45. 59t再到2030年的145. 75 t。空间上,葛华新城、涂家垴镇的化肥、农药污染削减明显,主城区、葛华新城、东沟镇、沼山镇、杨叶镇的畜禽养殖污染削减明显。畜禽养殖源2030年比2020年污染物入河量增加,这是因为在2020年以前,非规模养殖场关停,规模畜禽养殖逐年增加。利用GIS对污染物入河量的展布,从空间上,能够清晰地反映不同水平年鄂州市污染物入河量的效果,为鄂州市有针对性的农业面源污染的防治提供依据。     

太湖典型小流域磷素流失特征分析

以宜兴梅林小流域为研究对象,采用数理统计和系统分析的方法,对典型降雨事件中不同种土地利用类型的磷素流失特征进行分析。结果表明,非点源污染物的流失总量和污染物的质量浓度依赖于降雨过程的产流特征和复杂的下垫面要素特征;不同土地利用类型上的磷素流失随降雨程度的不同而不同,旱地地区表面的磷素最容易随降雨流失,而植被较密林地的磷素流失缓慢;林地等植被覆盖较好下垫面的磷素主要以PO4－P的形态随降雨径流输出;土地的施肥程度、有机腐殖质等对磷素流失的影响不同,地表的扰动程度也直接决定磷素流失的特征。建议根据土地利用类型,通过工程和非工程措施对不同降雨阶段的磷流失特征进行调控,以减少太湖流域的非点源磷素污染。