苏州地区水体氮污染状况

报告了地处太湖流域中心地带的苏州地区水体氮污染研究结果。对苏州吴县境内主要河流、湖泊和农村浅层地下水氮污染现状进行了评估。根据不同水体 ,不同形态无机氮的浓度及PO3-4 的浓度 ,对河水 ,湖水和井水中氮的来源进行了初步讨论 ,比较了河湖水体氮污染的季节性变化 ,提出了减缓这一地区水体氮污染的对策。

中国农田N_2O排放的分析估算与减缓对策

介绍了 2种不同方法分析估算的中国农田 N2 O的排放结果 ,并讨论了减缓农田 N2 O排放的对策。用田间测量数据和 IPCC第二阶段方法学估算的中国农田 1995年 N2 O的直接排放量 (以 N计 )分别为 398和 336Gg。应用 IPCC第二阶段方法学分别计算了 194 9年等 10个年份进入中国农田的不同氮源的数量变化 ,表明化学氮肥施用量的增加是中国农田 N2 O排放量逐年上升的主要因素。田间观测结果表明 ,水田是 N2 O不可忽视的源。中国水田 N2 O排放量约占中国农田总排放量的 2 2 % ,水稻生长季水田 N2 O排放量约占农田总排放量的 9%。根据中国农作制 ,施肥和农田水分管理方面的特点 ,调整 N∶P∶ K肥料的比率 ,缩小全国氮肥施用量的地区性差异及应用硝化抑制剂和包膜缓释氮肥 ,将有助于减少农田 N2 O的排放量。

遏制氮磷:农村污染源是难点

蓝藻暴发是太湖严重富营养化的标志。水体富营养化的一个基本要素是氮、磷浓度超标。为什么太湖流域会遭受氮磷的严重污染,我们又该如何遏制氮磷的侵袭?

豆科绿肥和化肥氮对双季稻稻田氧化亚氮排放贡献的研究

研究了大田条件下施用绿肥与化肥N后 ,双季稻区稻田土壤氧化亚氮 (N2 O)的排放。结果表明 ,在早稻生长季节既施绿肥又施化肥的处理 (VN)N2 O N的排放量高达 2 75kghm- 2 ,显著高于只施绿肥不施化肥 (V0 )、只施化肥不施绿肥 (FN)或既不施绿肥也不施化肥 (F0 )的处理 (后三者在早稻生长季节N2 O N的排放量分别为 0 2 9kghm- 2 、0 3 5kghm- 2 和 0 1 8kghm- 2 ) ,也显著高于在晚稻生长季节各处理N2 O N的排放量 (VN、V0、FN和F0处理分别为 0 3 4、0 2 6、0 2 8和 0 2 3kghm- 2 )。绿肥不仅影响稻田土壤N2 O的排放量 ,还影响其排放模式。VN处理N2 O的排放主要集中早稻生长季节的中期烤田之后 ,其它处理则在整个水稻生长季节均有排放。在早稻生长季节绿肥与化肥N间还存在极显著的交互效应。

太湖地区湖水与河水中溶解N_2O及其排放

水体是N2 O排放的重要来源 .2 0 0 0 0 9～ 2 0 0 1 0 9,每月 2次采样 (重复 3次 )连续监测太湖地区太湖和大运河水体N2 O排放通量和水中溶解的N2 O浓度 ,还同时监测不同深度水样中的N2 O浓度 .结果表明 ,太湖N2 O N的年均排放通量为 3 5 3 μg/(m2 ·h) ,而大运河已高达 1 2 2 5 μg/(m2 ·h) .太湖湖水中溶解N2 O N浓度为 0 3 6μg/L ,大运河河水中浓度高达 1 1 3 1 μg/L ,浅水型水体是N2 O排放的源 .结果还表明 ,不同深度水中N2 O浓度差异不明显 ,而时间差异显著 .水面N2 O的排放通量和水中溶解的N2 O浓度呈显著正相关关系 ,二者又都与水温呈显著正相关 .

种植夏季豆科作物对旱地氧化亚氮排放贡献的研究

就大田条件下种植夏季豆科作物对农田土壤氧化亚氮 (N2 O)排放影响的研究表明 ,以N2 O N的平均排放通量表示 ,花生处理为 2 5 .9μg·m-2 ·h-1,显著高于大豆处理的 2 1.2 μg·m-2 ·h-1,以非豆科作物旱稻处理最低 ,只有 18.4μg·m-2 ·h-1;以N2 O N的季节排放量表示 ,大豆处理显著高于花生 ,二者又都极显著高于旱稻 ,分别为0 .77、0 .70和 0 .5 5kg/ha。结果还表明 ,以N2 O的排放量占施用氮肥的百分比表示 ,大豆、花生和旱稻分别为0 .6 5 %、0 .33%和 0 .13%。豆科作物N2 O的排放量显著高于非豆科作物 ,豆科作物是农田N2 O排放的重要来源之一。

长江三角洲氮收支的估算及其环境影响

根据2002年基本统计数据和相关参数,对长江三角洲经济区氮的收支及人为扰乱了的氮循环对环境的影响进行了估算与分析.结果表明,2002年长江三角洲经济区输入的氮量达2.94Tg.a-1(1Tg=1012g),单位国土面积接收的氮量(291kg.hm-.2a-1)4.5倍于全国平均水平,陆地氮通量(224kg.hm-.2a-1)不仅高于全国和长江流域,也远远高于北大西洋沿岸的欧美国家.大部分输入氮源与农业有关.2002年该经济区支出氮量1.66～1.95Tg.a-1,盈余氮0.99～1.28Tg.a-1.可以预测,长江三角洲经济区将面临氮过量引发的严重环境问题.

太湖地区湖、河和井水中氮污染状况的研究

连续监测了 2 0 0 0年 9月至 2 0 0 1年 9月太湖、大运河和井水中的N污染状况。结果表明 ,太湖水体中无机氮年均浓度达 1.14mg·L-1,已超过水体富营养化的浓度下限 ;大运河和井水分别达 7.16mg·L-1和 15 .84mg·L-1;井水中NO-3 -N浓度高达 15 .4 7mg·L-1,超过WHO所规定的生活饮用水NO-3 -N浓度上限的 5 0 %。试验结果还表明 ,河水中氮污染源以NH+ 4 -N为主 ,浓度高达 5 .6 3mg·L-1,占无机氮(NO-2 -N含量很低 ,忽略不计 )的 79% ;而井水中无机氮以NO-3 -N为主 ,占 98%。湖、河及井水中不同深度水样的分析结果表明 ,NO-3 -N和NH+ 4 -N浓度差异不显著 ,但其随时间变化差异明显。

长江三角洲地区雨水中NH_4^+-N/NO_3^--N和δ^(15)NH_4^+值的变化

2003年6月至2005年7月,利用自行设计的雨水收集器对位于长江三角洲地区的常熟、南京和杭州3个观测点进行了全年性雨水观测,分析了雨水中NH4+-N/NO3--N和铵态氮自然丰度(δ15NH4+)值的变化.结果表明:研究区3个观测点雨水中NH4+-N/NO3--N和δ15NH4+值均呈相似的季节性变化规律,两者的规律性变化在以田间农事耕作为主的常熟观测点尤其明显,而位于市区的南京观测点和位于城乡结合部的杭州观测点的规律性次之;雨水中NH4+-N/NO3--N的峰值出现在6月下旬到8月上旬,然后逐渐下降,冬季降到最低;雨水中δ15NH4+值在6月下旬到8月中旬为负值,在8月下旬到11月中下旬为正值,12月至翌年3月又变为负值,5至6月中旬又转变为正值.雨水中NH4+-N/NO3--N和δ15NH4+值的季节变化与不同作物生育期间氮肥的施用、当地气候的季节性变化以及其他NH3释放源的NH3挥发有关(人和动物排泄物、氮污染水体及有机氮源中的氨挥发),其对大气湿沉降中NH4+的来源、形态组成及陆地不同NH3排放源的强度具有明显的指示意义.

太湖地区大棚菜地土壤养分与地下水水质调查

为了解和评价太湖地区大棚菜地土壤肥力及其周边地下水硝酸盐和氨氮含量状况,以直湖港小流域为研究区域,采集大棚和露天菜地土样192和54个,浅层地下水样26和10个,分析土壤速效养分、全氮和有机质含量,土壤pH和EC值,地下水硝酸盐和氨氮含量。结果表明,直湖港小流域大棚菜地耕层土壤速效氮含量为279 mg/kg,是露天菜地的2.6倍。大棚菜地耕层土壤速效磷、钾含量分别为188 mg/kg和203 mg/kg,与露天菜地无显著差异。大棚菜地耕层土壤速效氮磷钾含量均高于全国第二次土壤普查分级的最高标准,且氮磷钾养分表聚严重。耕层土壤有机质含量偏低为13/kg;大棚菜地耕层土壤pH值为5.6呈弱酸性,37%的该区大棚菜地种植面积土壤pH值低于作物生理障碍的临界值,该区16.4%的大棚蔬菜种植面积土壤EC值超过作物生育障碍临界值。参照我国生活饮用水卫生标准评价,结果表明,直湖港小流域大棚菜地周边浅层地下水硝酸盐超标率为35%,氨氮超标率为8%。

冬季耕作制度对农田氧化亚氮排放的贡献

研究了红壤丘陵地区大田条件下旱地种植冬季豆科作物、油料作物、休闲 ,以及水稻田冬季休闲、种植紫云英绿肥后 ,土壤氧化亚氮 (N2 O)的排放。结果表明 ,水稻田冬季种植紫云英 ,N2 O平均排放通量 (以N计 ,以下同 )为11 1μg·m-2 ·h-1,比休闲田 (18 3μg·m-2 ·h-1)降低 39% ;旱地种植豌豆 ,N2 O平均排放通量只有 6 9μg·m-2 ·h-1,显著低于休闲田 (9 6 μg·m-2 ·h-1) ,也显著低于油菜田 (12 2 μg·m-2 ·h-1)。各作物施肥后土壤N2 O的排放量均增加 ,豌豆田N2 O平均排放通量为 10 0 μg·m-2 ·h-1,仍显著低于油菜田 (14 7μg·m-2 ·h-1)。因此 ,冬季种植豆科作物可显著降低稻田以及旱地农田N2

土壤水分状况和氮肥施用及品种对稻田N_2O排放的影响

土壤水分状况和氮肥施用及品种对稻田Ｎ２Ｏ排放有明显影响．当稻田持续淹水时，几乎没有Ｎ２Ｏ排放，而当稻田经历干湿交替循环特别是烤田时，有较高的Ｎ２Ｏ排放通量．稻田持续淹水、干湿交替及烤田期间５个处理的平均Ｎ２Ｏ排放通量分别为１．０２、２３．８７和４７．９９μｇ·ｍ－２·ｈ－１．化学氮肥的施用增加了稻田Ｎ２Ｏ的排放量，且硫铵能比尿素排放更多的Ｎ２Ｏ．施用硫铵氮１００和３００ｋｇ·ｈｍ－２引起的Ｎ２ＯＮ损失率分别为０．０４％和０．２６％，而施用尿素氮的分别为０．０３％和０．１５％．

富营养化河水灌溉对稻田土壤氮磷养分贡献的影响——以太湖地区黄泥土为例

以太湖地区主要稻田土壤类型黄泥土为对象,利用当地富营养化河水对回填土柱和植稻原状土渗漏池进行模拟稻田灌溉试验,系统研究了灌溉水对稻田土壤氮磷营养的贡献。在回填土柱灌溉试验中,在试验初期,不同形态的氮素均有较高的淋失量,以后逐渐降低,表明初期淋失的氮素主要来自土壤,而不是灌溉河水。在整个水稻生长季,均观测到有可溶性有机氮淋失,表明富营养化河水灌溉条件下可溶性有机氮是稻田土壤主要的氮素淋失形态。在本试验中,磷素的淋失动态与氮素的淋失动态截然相反,淹水后很长一段时间内均没有土壤磷素淋失,但在淹水灌溉后期有大量的土壤磷素淋失损失,这可能是淹水后期土壤对磷的吸持已达到饱和状态,不能继续固持土壤中多余的磷所致。与回填土柱模拟灌溉淋洗试验相比,在当前供肥条件下,原状土渗漏池试验氮磷淋失量远低于回填土柱试验,而灌溉水对土壤氮磷养分的贡献远高于回填土柱。通过富营养化河水灌溉带入当季稻田的N量达到每公顷56.3 kg,其中有55.8 kg N可被土壤吸持和作物吸收,表明太湖地区稻田土壤对氮磷养分来说是一个环境友好的生态系统。在利用当地富营养化河水进行稻田土壤灌溉时可适量减少肥料施用量、优化氮磷肥料管理。

轮作制度对水稻生长季节稻田氧化亚氮排放的影响

通过盆栽试验(3次重复),研究了3种主要轮作制度对稻田水稻生长季节N2O排放的影响.结果表明,在水稻-小麦轮作中,水稻生长季节稻田N2O-N的排放量为4.2 kg·hm-2,显著大于双季稻-小麦轮作中早稻的排放量2.2 kg·hm-2;但两者的季节平均排放通量无明显差异,分别为117和118μg·m-2·h-1.同时,两者都显著大于双季稻-小麦中的晚稻和持续淹水体系中的水稻生长季节稻田N2O的平均排放通量,分别为67.0和42.1 μg·m·h-1.在前作为旱作小麦的2种水稻生长季节中,大于91％的稻田N2O排放量都集中在水稻生长前半期;在前作为水稻的晚稻生长季节中,稻田N2O排放量的91％集中在中期烤田及收获前水分落干阶段.轮作制度和前作水分状况极大地影响稻田N2O的排放.

水分状况对水田土壤N_(2)O排放的影响

通过室内培养试验，研究了不同水分含量下水稻土的 Ｎ２Ｏ排放，结果表明，在水分含量相当于田间持水量时，土壤具有最大的 Ｎ２Ｏ排放速率，当水分含量在田间持水量之上时，反硝化作用是Ｎ２Ｏ的主要来源。水分含量在田间持水量之下时，尽管硝化作用强烈，但Ｎ２Ｏ排放量较小。通过温室盆栽试验研究了不同水分管理措施下，水稻土Ｎ２Ｏ和ＣＨ４的排放，同常规水分管理方式相比，长期淹水显著增加了ＣＨ４的排放而减少了Ｎ２Ｏ的排放。相反，湿润灌溉的处理在整个水稻生长期内没有明显的 ＣＨ４排放，但其Ｎ２Ｏ排放对水分状况敏感，出现数次峰值，从而总排放量远高于其它两处理。

太湖流域典型地区水稻土磷库现状及科学施磷初探

选择太湖流域宜兴市和常熟市水稻土为研究对象，在区域采样调查耕层土壤磷库的基础是，开展田间不同施磷制度的试验。结果表明：宜兴、常熟两地水稻土速效磷含量达11．6—37．3mg，kg和8．03～19．8mg/kg，与第二次土壤普查结果比较，不同类型水稻土速效磷的含量均行显著增加，增幅达75％-597％和15％～95％。全磷含量分别为0．39-0．72g／kg和0．55-0．76g／kg，也有明显的升高，增幅征23％、128％和4%-19％之间。在不同施磷制度下，7种水稻上类型的产量响应结果显示，稻季尤论施磷与否对水稻产量并无影响。表明目前稻麦轮作制下，至少一季水稻可以不施磷肥仍能维持目前的产量水平。这一措施兼顾资源节约、环境保护和农业高效的三重意义，可作为科学施磷制度建立的有效途径之一。

常熟地区河湖水体的氮污染源研究

利用GPS定位的方法在丰水期和枯水期对常熟地区境内12条河流和3个湖荡水体氮磷污染现状进行了调查研究,对常熟地区主要河湖地表水中不同形态氮浓度的季节性变化特征进行了初步探讨。根据地表水中不同形态氮的浓度及总磷、溶解磷的浓度,结合15N示踪法和大型原状土柱渗漏池试验进一步补充探明了对该地区河湖水体中的氮磷污染来源。研究发现,该地区河、湖水体氮磷污染已相当严重,现阶段氮磷污染源主要来自城镇生活污水、农村人畜排泄物,在此基础上提出了缓解该地区水体氮磷污染的相应对策。

太湖流域稻麦轮作农田氮肥施用状况、问题和对策

分别于2006年和2011年在苏南常熟市和宜兴市开展了稻麦农田的氮肥施用状况调查。结果显示,常熟2006年稻季平均施氮量为N 329 kg/hm2,2011年则降低为N 264 kg/hm2;麦季变化不大,相应分别为N 216 kg/hm2和N 230 kg/hm2。2011年宜兴市稻麦季平均施氮量分别为N 326 kg/hm2和N 300 kg/hm2,高于常熟。通过农户种田面积调查分析,近5年来规模化种植大户的出现和不断扩大是驱动常熟市施氮量下降的主要原因,而宜兴市较高的施氮水平与该市仍以散户分散经营种植有关。氮肥品种结构调查表明,该区氮肥施用呈现"以尿素为主导、高浓度复混肥施用比例增加、碳酸氢铵逐步减少、有机肥基本弃用"的格局。基于目前氮肥施用量和结构的变化,从科学和政策两个层面提出了逐步改变当前太湖流域稻麦农田传统粗放种植模式和施氮习惯的对策。

南极苔原近地面CO_2、CH_4、N_2O浓度和通量的相互关系

在南极苔原 ,首次系统地研究了近地面CO2 、CH4、N2 O浓度及通量的相互关系 ,结果表明 :天气条件对三种温室气体浓度日变化影响较大 ;在天气较晴稳及雪天条件下 ,CO2 与CH4、N2 O浓度日变化存在明显的消长关系 ;而在雨天这三种气体浓度日变化趋势基本一致 ;整个夏季CO2 与CH4浓度变化趋势基本一致 ,而N2 O却与二者浓度的变化趋势相反 ;另外 ,在雨、雪天气条件下CH4、N2 O通量日变化存在消长关系 ,整个夏季二者的通量变化也存在明显的消长关系 ;南极苔原土壤对CH4主要起着汇的作用 ,对N2 O主要起着源的作用 .此外 ,CO2 浓度变化对苔原CH4通量有较大影响 ,CO2 浓度增加会适当减缓CH4汇的作用 。

不同动物排泄物氮的作物利用及对N_2O排放的贡献

本文用同一种土壤,在不同水分管理模式下,种植两种作物,以不施N作为对照研究了人粪、猪粪、奶牛粪和鸡粪作肥料与尿素等N量施用,对小米和水稻籽粒产量、N素利用率的影响以及对N2O排放量的贡献。尿素与4种粪肥对小米和水稻产量、N素利用率和N2O排放的贡献并不相同。水稻产量以施用尿素最高,施用鸡粪产量效应最低,与不施N处理接近,但旱作小米以施用人粪最高,其次为尿素和鸡粪处理。水稻和小米对N素的回收率均以尿素为最高,其次为人粪、鸡粪和牛粪,猪粪最低。尿素和4种粪肥处理,在小米播种和水稻移栽后的第2天均出现了N2O的排放高峰。由于两种作物水分管理不同,N2O排放高峰持续时间不同,水稻长于小米。在水稻烤田前后的干湿交替过程中,不同肥料处理均出现了N2O的第2次排放高峰,除牛粪和猪粪处理外,N2O峰值的持续时间长达10天左右。N2O排放总量在旱作小米生长季以人粪处理最高,尿素、鸡粪和猪粪处理接近,牛粪处理最低。水稻生长季N2O排放量以尿素处理为最高,依次为人粪、鸡粪处理和猪粪处理,牛粪处理最低,与不施N处理接近。