磷指数模型在美国的应用和发展

磷是植物生长必需的营养元素之一,在农业生产中起着关键作用。然而,长期过量的磷肥投入导致土壤磷素水平增加,进而加大了土壤磷素流失风险,造成农业非点源磷污染,同时这也成为导致水体富营养化的主要因素之一。因此,识别和管理农业非点源磷的流失风险关键区,成为面源污染亟待解决的关键问题。磷指数模型起源于20世纪90年代,是评估农田磷流失潜力和指导磷管理决策的重要工具之一。根据研究区特点,美国众多学者在各州设立了不同的磷指数指标体系,优化了磷指数的组成因子、计算方法和分级标准。本文对美国各州磷指数模型评价体系进行了综述和评价,指出了磷指数模型的局限性,提出了改进方向,以期为我国磷素管理方法提供借鉴。

不同还田方式下芒果修剪枝叶腐解以及养分释放特征

通过研究地表覆盖和翻理2种不同还田方式下芒果修剪枝叶的腐解和养分释放特征,为芒果修剪枝叶的合理利用和芒果园的施肥管理提供理论依据。以修剪的芒果枝条、叶片为研究对象,采用网袋法,设置地表覆盖和翻埋2种还田方式,研究不同还田方式下芒果枝叶的腐解及氮(N)、磷(P)和钾(K)养分释放特征。结果表明,0~60 d是芒果枝叶的快速腐解期,其重量减少量占腐解期总重量减少量的58.7%~71.9%。Olson指数衰减模型模拟结果表明,叶片腐解速率快于枝条,2种还田方式的枝条腐解速率无显著差异,地表覆盖处理叶片腐解速率快于翻埋处理。枝条N养分归还指数在腐解期表现为先降低后上升的趋势,叶片N养分归还指数在地表覆盖处理下逐渐上升。枝叶P养分归还指数均表现为先上升后降低再上升的趋势。K养分归还指数在0~30 d快速上升,之后再缓慢上升。经过240 d的腐解,枝条N、P、K的养分归还指数分别是-9.30%~-2.82%、78.15%~78.75%和95.27%~96.09%;经过180 d的腐解,叶片N、P、K的养分归还指数分别是63.95%~76.41%、77.08%~79.85%和95.59%~96.77%,芒果枝叶养分归还指数表现为K>P>N。与翻埋处理相比,地表覆盖处理显著或极显著降低枝条腐解120、180 d的N和P养分归还指数,极显著提高叶片腐解120、150 d的N养分归还指数,显著提高叶片腐解180 d的N养分归还指数和腐解150 d的P养分归还指数,对枝叶K养分归还指数无显著影响。地表覆盖还田较翻埋还田更有利于促进芒果叶片的腐解及其N、P养分释放;芒果枝条还田会导致N、P富集,需适时补充氮肥和磷肥,2种还田方式下K的释放可适当减少钾肥施用。

河流水质采样策略与频率对氮磷负荷估算的影响

为探究适合的流域水质监测频率与采样策略,提高氮磷污染物负荷估算的精度,基于云南省洱源县凤羽河流域2011~2013年间逐日流量与总氮､总磷浓度的每日数据,在7d/次,14d/次,21d/次,28d/次4种采样频率下设定了3种不同的采样情景(情景a:普通随机取样､情景b:随机取样的基础上增加降水量超过10mm的水样样品采集,情景c:随机取样的基础上增加降水量超过25mm的水样样品采集).基于采样频率与采样情景的组合,利用LOADEST模型估算的总氮与总磷负荷,并与逐日连续水量水质数据计算的实测值进行比较,评估了不同取样频率和取样情景下LOADEST模型的负荷估算精度.结果表明:在LOADEST模型的估算过程中,同种采样频率下,增加降雨时期的浓度数据将会提高LOADEST模型的模拟精度;在降雨事件期间进行加密采样,不仅加大了工作量,且增加的采样次数过多(如情景b)使总氮的RMSE值由1.92增至2.26,总磷的RMSE值由0.08增至0.19,高估氮磷负荷,模型模拟精度降低.在四种不同的采样频率下,情景c中总氮的RMSE值范围为1.92~2.07,总磷的RMSE值范围为0.06~0.13,均取得了该频率下最低的RMSE值,模型估算精度最高;从不同频率与采样情景对模型估算结果的影响来看,对总氮负荷估算结果(RMSE值范围为1.92~2.52)影响要大于总磷(RMSE值范围为0.06~0.18).其中,情景a与情景b的负荷估算结果精度随着采样频率降低而降低.情景c的估算结果受现有取样频率降低的影响不明显.本研究表明,在常规固定频率水质监测基础上结合气象预报适量增加降雨时的采样可在28d/次的较低取样频率下得到较高的氮磷负荷估算精度,符合我国各地区环境水质采样频率,可为相关研究的水质采样策略提供一定的参考作用.

东北黑土区保护性耕作生态补偿机制优化路径

新时期,筑牢国家粮食安全的“压舱石”,巩固提升东北地区粮食综合生产能力,应以黑土区耕地质量保护为首要任务。保护性耕作技术作为黑土地质量保护与提升的关键技术,其规模化应用在政策和主体层面存在现实约束。科学认识东北黑土区保护性耕作生态补偿政策存在的问题,以问题为导向,探索保护性耕作技术补偿政策优化路径,为补齐制度短板、实现精准施策提供科学依据。综合运用文献分析、规范分析及归纳演绎法结合实地调研,全面总结东北黑土区玉米秸秆还田技术补贴标准,定性分析补贴政策面临的现实约束,理清目前保护性耕作支持政策的主要障碍因素:一是补偿政策指向性不明确;二是补偿标准定价依据不科学;三是补偿管理机制不健全。针对黑土区保护性耕作生态补偿面临的现实困境,提出政策机制优化路径:一是强化赋权和组织化激活保护性耕作的主体性路径,从完善赋权定位和培育新型经营主体两个层面建立配套政策;二是构建环境-经济属性协同定量的补偿标准评估方法,以技术产生的外部效应和主观效用作为补偿标准定价的理论依据,建立由替代市场技术、假想市场技术及计量经济学统计分析等多方法融合的评估方法体系;三是创设高质量数字化管理及差异化的生态补偿制度,构建开放、共享的大数据管理平台,打造多主体协同互利的市场生态图景,建立保护性耕作多主体协同差异化生态补偿机制。适应保护性耕作技术创新与组织方式变革的新要求,建立科学的保护性耕作农业绿色技术应用评价体系;优化垂直管理纵向补偿机制,引导企业与社会资本参与市场调节,构筑黑土区耕地质量保护与提升的生态管理制度屏障,为生态补偿政策优化提供参考借鉴。

不同生态类型区对人类活动净氮输入的影响——以北方农牧交错带为例

为探究中国北方农牧交错带在不同生态类型区人类活动对净氮输入的影响,基于人类活动净氮输入模型(NANI),以北方农牧交错带7省、23地级市的统计数据及相关参数,分析1985~2020年NANI的时空分布特征及影响因素.结果表明:1985~2020年研究区NANI呈先上升后下降趋势,河北省贡献最高.黄土丘陵沟壑水土流失区与北方农牧交错带NANI年际变化一致、京津冀水源涵养区和长城沿线沙化退化区NANI年际变化值呈上升趋势.空间分布呈由西北向东南逐渐降低的趋势.从输入组分来看,研究区最大贡献源为氮肥施用(30.34%~56.29%),其次是大气氮沉降(31.20%~47.23%),黄土丘陵沟壑水土流失区主要输入组分为氮肥施用和食品/饲料氮输入(累计76.46%~85.14%).对北方农牧交错带NANI影响最大的两个因素为人口密度和畜禽量.因此,中国北方农牧交错带的农业结构调整需结合分区进行管控,调整氮肥使用策略和畜禽养殖模式,促进区域农牧业与生态环境之间的深度融合.

基于负荷历时曲线法的流域污染负荷特征解析与纳污能力研究——以沙河流域为例

以位于天津的沙河流域为研究对象,以水污染防治攻坚目标作为水质目标(地表水环境质量Ⅲ类),基于沙河桥监测断面2006~2018年水文水质数据,利用负荷历时曲线法(Load Duration Curve)分析不同水文条件下的污染负荷输出特征,分析点源与面源污染对水质的影响,并核算沙河流域总磷、总氮和COD的环境容量与负荷削减量.研究结果表明:沙河桥断面汛期总磷、总氮和COD最大日负荷量均值大于非汛期,有较强的纳污能力;总磷、总氮各月份浓度均超过地表Ⅲ类水标准,COD未超过Ⅲ类水标准.在地表水环境质量Ⅲ类的目标下,沙河桥断面总磷在低流量区未超过水环境容量,在高流量区、中高流量区、中流量区、中低流量区均超过水环境容量,需要削减的负荷分别为0.086、0.011、0.014、0.001t/d;总氮在各流量水平下均超标,高流量区、中高流量区、中流量区、中低流量区、低流量区削减量分别为11.811、4.386、2.327、0.466、0.008t/d;COD在各流量水平下均未超标,无需削减;流量保证率在大于75%区间为中低流量区,水质主要受点源负荷的影响,沙河桥断面在这一流量区间基本满足允许负荷要求,说明沙河流域点源影响较小;流量保证率在小于75%区间为面源污染发生的中高流量区,氮磷现状污染负荷均超过允许污染负荷,需要进行污染负荷削减以满足水质目标,也表明氮磷面源污染对沙河流域水质影响较大.本研究可为基于实测水文水质数据的污染负荷输出特征分析和不同水文条件下流域纳污能力核算提供一定的参考和借鉴.

生草减肥措施对坡地芒果园氮磷流失及养分吸收的影响

【目的】明确田间生草减肥管理措施对坡地芒果园氮(N)和磷(P)流失及养分吸收的影响,为有效防治坡地芒果园N和P流失协同养分增效提供科学依据。【方法】以广西百色市5年生热农坡地芒果园为研究对象,设生草减肥和常规管理2个处理,在自然降雨条件下测定2个处理坡地芒果园的径流产生量及泥沙、N和P流失量,同时分析芒果的N、P和钾(K)养分吸收量。【结果】研究区降雨主要集中在5—8月,中雨以上等级的降水量占观测期总降水量的77.28%。径流发生于连续中大降雨或单场降水量大于30.00 mm的降雨,且降水量与泥沙、总N和总P流失量呈极显著正相关(P<0.01)。连续中大降雨是泥沙及N和P流失的主要来源,其泥沙、N和P流失量分别占总泥沙、N和P流失量的74.23%~85.74%、73.70%~83.06%和77.88%~85.18%。生草减肥处理的总径流量、泥沙平均含量及总泥沙、总N和P流失量分别为476.2 m^(3)/hm^(2)、1.35 g/L、688.8 kg/hm^(2)、1014.7 g/hm^(2)和74.9 g/hm^(2),较常规管理处理分别减少66.20%、66.42%、88.68%、79.39%和83.51%。同时,生草减肥处理的偏生产力及N、P和K养分吸收量分别为19.3 kg/kg、108.9 g/株、16.4 g/株和151.8 g/株,较常规管理处理分别提高29.53%、8.68%、9.33%和8.98%。【结论】在广西百色市芒果产区坡地芒果园,地表径流发生于连续中大降雨或单场降雨大于30.00 mm的降雨,且与降水量呈极显著正相关,果园产流产沙量及N和P流失量受连续中大降雨的影响更明显。与常规管理相比,生草减肥措施可在有效减少地表径流及泥沙、N和P流失量的同时提高偏生产力及N、P和K养分的吸收量。

气候变化对中国主要作物生育期的影响研究进展

作物生育进程受环境直接影响,其中气候条件是主要的影响因子之一。基于中国粮食主产区分布,阐述了历史气候变化对小麦、玉米和水稻生育期的影响。结果表明,气候变化使北方冬麦区小麦播期推迟,传统品种生育期缩短;西北区冬麦越冬死亡率降低,水分利用率提高,但全生育期缩短。东北区春玉米适宜播期提前,近50年来潜在适宜生长期延长10天左右,晚熟玉米面积增加;华北区小麦-玉米一年两熟适宜生育期延长,推动了小麦—玉米"两晚技术"发展;西北区玉米整体播期提前,灌区玉米全生育期延长,旱区生育期缩短。长江中下游稻区水稻生育期普遍提前,除东北区水稻生育期延长约3天/10年,其他地区水稻全生育期基本呈缩短趋势。总体而言,气候变暖使生产中作物春季适宜播期提前,秋季适宜播期推迟,生产中传统作物品种生育期普遍缩短。通过品种选择和播期调整,可以充分发挥热量资源潜力,规避关键生育期灾害风险,并通过延长作物生长期提高产量。

基于数据库驱动技术的土壤图注记自动配置系统的设计与实现

土壤注记是土壤图制图表达的重要内容,对于理解土壤的发生、分布具有重要意义。在基于全国第二次土壤普查资料进行大比例尺土壤图分幅制图过程中,若对拥有海量土壤空间信息的多分幅大比例尺土壤图实现注记表达,不可能再依赖于传统的制图方式生成注记。为了实现注记上图的自动化和以交互方式解决多个步骤判断问题,构建了土壤图注记自动配置系统。该系统采用图廓边界注记压盖检测与处理技术,解决了注记压盖图廓边界的问题;采用图层、分级码、要素对象的三级控制方法,实现了注记在图层级别上进行整个图层以及背景层注记的设置,在分级码级别上结合统计结果,实现了注记的条件判别与阈值过滤,在要素级别上实现了特殊要素注记的生成。基于数据库驱动技术并以人机交互的方式进行土壤图注记的自动化配置,实现了批量土壤图分幅注记的快速生成,不仅具有较强的灵活性,可适用于不同比例尺土壤图及其他类型地图的注记表达,而且大大提高了数据生产的效率和自动化处理程度。该研究为今后不同比例尺土壤图制图实现注记的自动化配置提供参考。

辽西半干旱地区雨水资源的调节与开发利用

辽西地区较干旱 ,自然环境条件较差 ,但光热资源充足 ,土地资源丰富。水资源具有分布地匀时差、耕地占有雨水资源较丰富、雨热同季、降雨集中、降雨期与作物生育期吻合较好、非耕地涵养水源能力差等特点。结合辽西地区的具体情况 ,建议增强非耕地雨水的涵养能力 ;完善现有蓄水工程 ,充分发挥工程的经济效益 ;以小工程为主加快雨水集聚工程的建设 ;发展节水农业 ,经济利用雨水资源 ,提高旱地农业生产力。

农田施氮对水质和氮素流失的影响

基于ISI Web of Science数据库,利用文献计量学方法分析了自1957年以来各国在农田氮流失领域的研究发展态势,综述了农田氮流失特征及氮流失防控措施。结果表明,目前各国对农田氮流失的研究主要集中在施氮对水体水质的污染和监测方法上,涉及的关键词主要有Groundwater、Water quality、Surface water、Nitrate pollution、Eutrophication、Contamination、Nonpoint source pollution、Lysimeter、Runoff、Subsurface drainage等。中国、美国和加拿大等农业大国的研究机构在这一领域的研究成果最多发文量最多的期刊主要分布在荷兰、美国和中国。文献分析表明,受降水、地形、土壤、施肥等诸多管理措施的影响,不同区域的农田氮流失量差别很大,中国各类农田的氮流失量(13.7—347 kg/hm^2)明显高于欧美国家(4—107 kg/hm^2)。我国单位面积化肥(357.3 kg/hm^2)和氮肥(165.1 kg/hm^2)施用量均远高于世界平均用量(87.5 kg/hm^2和52.9 kg/hm^2),当季氮肥利用率(17%)却明显低于世界平均水平(58%),表明氮肥施用过量且利用率过低是造成氮流失的关键因素。综合分析农田氮流失防控措施发现,从源头控制氮流失是最有效的措施,优化农艺管理措施和氮迁移过程拦截等分别可减少15%—92%、46%—77%的氮素流失,其中针对农田适宜施氮量的研究最多。然而,面对粮食生产需求与资源短缺、水体水质持续恶化的现状,未来的研究重点应从简单的表观平衡向整个农田生态系统的氮素循环过程转变,更为迫切的是加快探索以水质保护为目标的化肥氮施用阈值(造成环境污染的临界施氮量),并推广示范这些有效的氮流失防控措施。

我国畜禽养殖粪污产生量及其资源化分析

畜禽养殖业粪污的不合理排放是我国农业面源污染的主要来源,但粪尿本身也是潜在资源,如何将畜禽粪污最大程度资源化、减少对环境的污染,成为我国养殖业可持续发展中必须面对并解决的一个重大问题。本文采用排污系数法计算了我国畜禽养殖粪污产生量,并针对其资源化现状、问题等进行了分析。结果表明,随着畜禽养殖规模化、集约化程度的提高,畜禽粪便可资源化利用的数量不断增加。2015年规模化畜禽养殖粪污产生量为3.834×10~9 t,其中新鲜粪便6.36×10~8 t,尿液5.65×10~8 t,污水2.633×10~9 t。从总量上看,我国畜禽粪尿中氮、磷产生量分别为1.229×10~7 t和2.046×10~6 t,以河南省产生量最高,其次为山东、河北、四川、湖南等省。畜禽粪便资源化利用方式主要作为肥料、能源和饲料等使用,对畜禽粪污农田利用现状进行了调查和研究,针对畜禽粪便资源化过程中的问题给出了建议。

氮肥农学效应与环境效应国际研究发展态势

分析国内外农田氮素农学效应和环境效应研究的发展动态、研究热点,为以后研究农田氮素效应提供参考。基于ISI Web of Science数据库,检索出以"农田氮肥施用"为主题的所有SCI论文(1957—2014年8月),并分别提取出与"农学效应"、"环境效应"、"适宜施氮量"相关的文献,采用计量学方法,分析各研究方向的主要热点、研究机构、发文期刊和高被引论文等。共检索出关于农田施氮研究的SCI文献7460篇,其中与"农学效应"研究相关的文献2773篇,主要涉及到施氮肥对小麦、玉米、水稻、大豆等作物产量、氮素利用率和土壤有机碳的影响;与"环境效应"研究相关的文献1609篇,主要涉及到氮肥施用对氨挥发、硝化反硝化、温室气体排放、硝酸盐淋失、地下水水质等环境因素的影响;与"适宜施氮量"研究相关的文献408篇,主要涉及氮肥施用量、氮肥管理等。刊发各类研究成果最多的机构主要来自欧美发达国家,影响力大的期刊与高被引论文也主要来自欧美国家,中国在该领域的研究发展迅速,以中国科学院、中国农业大学、南京农业大学和中国农业科学院等为代表的中国研究机构的研究水平逐渐进入世界前列。文献计量学可用于分析农田氮素效应主题的研究热点和发展态势,目前氮素农学效应仍是研究的重点,随着当前环境污染问题日益突出,农田氮素环境效应研究越来越多,特别是氮流失对水体水质的影响备受关注,而基于氮素综合效应确定农田适宜施氮量是同时保障粮食安全和环境安全的有效措施。中国在相关研究领域的研究起步较晚,高影响力论文偏少,优秀国际期刊不足,但研究实力不断增加,研究成果也逐渐被国际社会所认可。

农业面源污染现状及防控技术

农业面源污染是造成我国水环境污染的主要因素之一,具有随机性强、污染排放不固定、污染负荷变化大等特点,防治较点源污染更为困难,了解农业面源污染现状及其防控技术是进行面源污染治理的前提。本文概述了农业面源污染成因及其现状,指出种植业中肥料的不合理施用和规模化畜禽养殖排污是当前最重要的农业面源污染来源,较全面地介绍了种植业和畜禽养殖业中较为成熟的面源污染防控技术,提出"源头控制为主、过程阻控与末端治理相结合"是当前进行农业面源污染防控的主要途径,应因地制宜地采用相应的面源污染防控技术,实现环境效益、经济效益和社会效益的同步发展。

农田合理施氮量的推荐方法

为了实现作物高产的同时降低氮素环境污染风险,确定农田合理施氮量是最有效的方法之一。作者在阐明氮肥合理施用概念及中国氮肥施用现状的基础上,系统分析了国内外氮肥合理施用量的主要推荐方法,包括:基于土壤测试的推荐方法、基于氮肥施用效应函数的推荐方法、基于氮素输入输出平衡的推荐方法以及基于淋溶水硝态氮超标临界值的推荐方法等4种。前3种方法首先关注氮素农学效应其后评价环境效应,以获得较好的农学效益为出发点,具有一定的科学性,在实践中也证明了其适用性。第4种方法首先考虑氮素环境效应然后评价其对产量影响,以确保地下水硝态氮含量不超标为直接目标,能够量化氮肥合理施用量的实际环境效应,但淋溶水硝酸盐超标临界施氮量的确定由于受多种因素的影响而存在一定的不确定性,其在年际间、区域间、土壤类型间的变异程度均有待进一步研究。

流域磷素面源污染产生与输移空间分异特征

甶于面源污染物从坡面产生后至向流域出口输出过程会发生一系列变化,如在河道迁移过程发生的沉降衰减,基于污染物产生与输出空间分布识别关键区会存在一定的差异.因此,本研究选取面源污染较为严重的高原湖泊洱海典型小流域,以子流域为空间分析单元,采用经实测数据验证后的定量模拟工具-SWAT模型和数学统计方法,分析流域面源磷产生与输出的空间分布及差异,评估河道迁移过程对两者空间分布差异的影响.结果表明:流域面源流失磷产生强度存在明显的空间分异特征,不同子流域流失磷的产生强度在1.52~1.82kg/hm^2之间变化,高强度区主要集中在有坡耕地分布的水文敏感区和植被覆盖度差的土壤侵蚀敏感区;不同子流域流失的磷经河道迁移后发生了-25.6%~21.6%的变化,导致流失磷的输出与产生空间分布出现差异,较高产生强度区,磷流失高输出强度区缩小为土壤侵蚀敏感区;不同子流域流失磷经河道迁移后发生的不同变化受流失磷产生强度与径流迁移时间的综合影响.

我国农田磷养分平衡研究进展

从农田养分平衡的角度出发,通过磷平衡的计算方法、我国农田磷平衡的时空变异特征、不同作物农田磷平衡状况、磷平衡对土壤磷含量的影响等4个方面,综述了近年来我国农田磷平衡研究的主要进展。研究表明,我国农田磷平衡表现为整体盈余,且目前盈余程度仍在加剧;但不同区域间变异较大,部分农田磷亏缺,不同区域及不同作物间磷平衡呈现"两极化"发展趋势。不同研究者对于我国农田磷平衡的总盈余量、单位面积盈余量以及空间变异特征所得结果差异较大,不宜直接对比;而对时间变异、不同作物种植类型农田磷平衡以及土壤磷累积规律等方面的研究结果基本一致。为保持土壤磷养分库的稳定与提升,基于我国磷平衡研究现状,探讨了我国未来在磷平衡评价指标、改善磷平衡技术措施方面的几个研究方向,并提出政策措施引导、客观舆论宣传等建议。

我国苹果园施肥现状、土壤剖面氮磷分布特征及减肥增效技术

【目的】全面认知我国苹果园施肥现状,明确苹果园土壤剖面氮磷分布特征,探究减肥增效和地力提升的果园管理技术,为我国苹果产业高质量发展提供理论依据和技术支撑。【方法】基于文献资料,制定我国苹果合理化肥施用量;采用实地调查和文献数据相结合的方法,明确和评价我国苹果主产区化肥施用现状;通过田间采样与室内分析,明晰灌区和非灌区苹果园土壤硝态氮和Olsen-P剖面变化特征;基于文献资料,集成苹果园减肥增效、地力提升和优质高产的管理技术。【结果】我国苹果园化肥合理施用量为N 150~420 kg/hm^(2)、P_(2)O_(5)90~330 kg/hm^(2)和K2O 120~420 kg/hm^(2)。目前我国苹果园化肥平均施用量分别为N 905 kg/hm^(2)、P_(2)O_(5)570 kg/hm^(2)和K_(2)O 675 kg/hm^(2),氮、磷、钾过量施肥现象普遍且较为严重;施肥结构上,重化肥轻有机肥现象明显,有机肥养分占比仅7.0%。旱作体系下,8年生苹果园土壤与农田相比,0—600 cm土壤剖面硝态氮含量差异不显著,25年生苹果园土壤在20—500 cm土层硝态氮含量显著高于农田,且在120 cm土层出现215 mg/kg的硝态氮峰值;灌区25年生苹果园0—800 cm土壤剖面硝态氮含量均高于100 mg/kg,在380 cm土层出现265 mg/kg的硝态氮峰值,且140—600 cm土层硝态氮含量显著高于旱作25年生苹果园土壤。土壤Olsen-P含量整体表现为0—100 cm土层下降、100—400 cm土层增加和400—600 cm土层基本稳定的趋势;旱作体系下,土壤Olsen-P含量在0—60 cm土层表现为25年生苹果园土壤>8年生苹果园土壤≈农田土壤,而在60—600 cm土层Olsen-P含量差异不显著;灌区25年生苹果园在60—120 cm土层土壤Olsen-P含量高于旱作25年生苹果园,且在80—100 cm土层出现一个14.5 mg/kg的峰值,460—560 cm土层也表现为灌溉果园的Olsen-P含量高于雨养果园的趋势。水肥一体化和推荐施肥是现实苹果园减肥增效的关键技术,有机无机肥配施、果园生草、施用生物炭是提高苹果园肥料利用效率及土壤肥力的重要途径。【结论】我国苹果园过量施肥和不平衡施肥问题严重;高量施肥背景下长期苹果种植导致土壤深层剖面硝态氮和有效磷累积,无效化风险高,且灌溉加剧了氮、磷的淋溶风险;水肥一体化和苹果养分专家系统等推荐施肥,以及有机无机肥配施、果园生草、施用生物炭等是实现我国苹果园减肥增效和地力提升的关键技术,在今后苹果园管理方面,应加强不同生态区适宜的综合技术研究。

兴山县香溪河流域农业源氮磷排放估算及时空特征分析

基于典型调查与统计分析,应用排污系数法估算了兴山县香溪河流域2007—2013年种植业源、畜禽养殖业源和农村生活源TN、TP污染物的排放量,并对排放量、排放强度及其时空格局进行了分析。结果表明,香溪河流域农业面源污染TN、TP年均排放量分别为1 145.2、56.5 t·a-1,排放强度分别为44.5、2.14 kg·hm-2·a-1。农业源TN和TP的年排放量逐年增加,2013年较2007年增幅分别为38.0%和85.1%,TN∶TP为21∶1,TN排放占主导,为香溪河流域兴山县段重点防控指标。从各类污染源贡献来看,畜禽养殖业源是TN的主要贡献源,占农业源污染总量的77.9%;种植业源是TP的主要贡献源,占55.4%。从不同源氮磷排放量空间格局来看,各乡镇中水月寺镇、黄粮镇和峡口镇的TN、TP排放量均最高。从氮磷排放强度空间格局来看,峡口镇、高桥乡和黄粮镇对TN排放强度最高;峡口镇、昭君镇和黄粮镇对TP排放强度最高。

香溪河流域土地利用变化过程对非点源氮磷输出的影响

选取三峡库区香溪河流域(3150 km^2),根据1990、2000、2010年Landsat TM/ETM遥感影像,在Arc GIS支持下,应用景观特征分析和氮磷输出系数模型方法,在分析流域景观格局转变过程的基础上,研究了土地利用变化对非点源氮磷输出的影响。结果表明:1990—2000年土地利用变化较为缓和,2000—2010年土地利用转变较为剧烈,变化面积占到总面积的4.3%,为前10年变化量占比的3倍之多。1990—2000年和2000—2010年,土地利用转变量最为明显的均为林地转旱地和旱地转林地;从单位时间土地利用变化率来看,1990—2000年旱地变化最为剧烈,2000—2010年居民地变化最为剧烈;从土地利用相对动态度来看,1990—2000年和2000—2010年旱地均最高。1990—2000年土地利用的变化对非点源总氮(TN)和总磷(TP)输出影响较小,TN增加1.57 t·a^(-1),TP减少0.073 t·a^(-1);2000—2010年土地利用的变化显著降低了TN、TP的输出量,净值分别为78.5、6.1 t·a^(-1)。土地利用转变方式对TN、TP的负荷影响不同,旱地转变为林地时TN负荷表现为消减,林地转变为旱地时TN负荷增加;水田转变为林地时TP负荷减少,旱地转变为水田时TP负荷增加。在输出系数与各土地利用类型面积关系的建立中,使用土地利用状态量变化面积不能真实计算出其对非点源氮磷负荷输出量的影响,通过土地利用过程量面积的变增才能真实反映土地利用变化导致的非点源氮磷负荷输出量。