太湖上游低山丘陵地区不同用地类型氮、磷收支平衡特征

不同用地类型的土壤氮、磷收支平衡决定了氮、磷在土壤的富集,进一步影响氮、磷的流失强度,分析该过程有助于揭示不同用地类型对区域的环境效应.以位于太湖上游低山丘陵地区的天目湖流域为研究区,采用农户调查问卷、土壤和植被生物量实验分析、文献调研和氮、磷表观平衡模型的方法,选择研究区的茶园、水田、马尾松林和竹林四种典型用地类型,系统分析了氮、磷的输入要素,包括肥料输入、大气沉降、秸秆返田/枯枝落叶、生物固氮、人畜排泄物返田,以及输出要素,包括植物生长吸收、氨挥发、反硝化,并比较不同用地类型氮、磷收支特征.在此基础上进一步与土壤表层氮、磷含量比较,揭示太湖流域上游丘陵山区主要用地类型的水环境效应.研究结果显示:土壤氮、磷盈余量大小顺序为茶园>水田>马尾松林>竹林,分别是648.6、248.9、115.5、53.6 kgN/(hm2.a)和319.9、29.7、1.2和-3.4 kgP/(hm2.a);氮、磷利用效率以竹林最高,茶园的氮、磷利用效率均最低,仅为15.0%和3.1%;土壤氮盈余量与表层氮含量未能呈现出一致的关系,土壤磷盈余量与表层磷含量比较类似,并由此得出竹林比马尾松林更有利于水环境保护,而茶园对水环境的不利影响超过水田.

太湖流域上游地区不同施肥技术下水稻生产对环境的影响分析——基于生命周期评价方法

本文以太湖流域上游地区为例,应用生命周期评价方法对比分析了生产1t水稻采用传统施肥技术和测土配方施肥技术对环境造成的影响。结果表明:与传统施肥技术相比,测土配方施肥技术可以降低环境影响综合指数,从0.116减少到0.083;环境影响指数削减率由大到小依次是环境酸化、富营养化、温室效应及能源消耗。受一些因素影响,虽然减小幅度不大,但是测土配方施肥技术有效地减少了能源消耗和环境污染。因此大力推广这一环境友好型农业生产新技术是实现农业生产和环境保护协调发展的可选择路径之一。

太湖上游圩区氮磷管理的减污效益分析

本研究以太湖上游平原圩区为研究对象,采用氮动态模型(Nitrogen dynamic model for lowland polder systems,NDP)和磷动态模型(Phosphorus dynamic model for lowland polder systems,PDP)模拟圩区氮磷流失的动态过程,并基于圩区氮磷流失机制进行管理情景定量模拟与氮磷减污效益分析。结果表明:①圩区氮磷的年平均流失强度分别为40和1.75 kg/(hm^(2)·a),高于太湖流域的平均氮磷流失水平;②当圩区外部水质控制为Ⅳ类时,氮磷流失强度分别为37.54和1.58 kg/(hm^(2)·a),圩区截流氮磷量分别增加4.9%和9.9%,高氮磷流失级别的圩区数量分别减少26.2%和63.8%;③如将圩区内5%的水田转化为水体,氮磷流失强度分别为36.73和1.72 kg/(hm^(2)·a),圩区截流氮磷量分别增加6.6%和1.7%,高氮磷流失级别的圩区数量分别减少46.2%和22.5%;④圩区氮磷的流失机制具有明显不同,圩外水质目标对于圩内磷的流失影响较大,圩内的水体和坑塘等对于氮滞留和净化更加有优势。

太湖上游地区规模化畜禽养殖污染控制研究

对江苏省太湖上游地区规模化畜禽养殖造成的污染进行了调查研究,总结了规模化畜禽养殖废水污染的特征及危害,提出了畜禽养殖废水处理的基本方法和步骤,对畜禽养殖废水的处理和面源污染控制具有一定的积极意义。

南方红壤区长期水土流失综合治理显著减少河流输沙——以鄱阳湖流域赣江上游平江为例

长时间序列水沙数据分析有助于科学评价流域尺度水土保持减流减沙效应,为科学开展区域水土保持成效评估提供实现路径.本文选取南方红壤区水土保持工程最为集中、持续时间最长的典型流域——平江流域,基于1975-2014年的逐日降水量、流量、含沙量数据,综合应用预置白M-K检验法、Theil-Sen趋势度估计法、Pettitt检验法与累积量斜率变化率比较法,开展河流水沙变化特征及归因分析,揭示长期水土流失治理对河流水沙的影响.结果表明:(1)1975-2014年平江年输沙量、汛期输沙量和非汛期输沙量均存在显著减少趋势,年均减少率分别为2.38×10^(4)、1.75×10^(4)和0.44×10^(4)t/a,汛期输沙量在流域开始实施系统水土流失治理时即发生突变,而年输沙量和非汛期输沙量在系列国家水土保持重点工程实施一段时间后方开始突变;(2)流域长期水土保持显著减少平江输沙,但对径流无显著影响,重点治理期、治理后期以水土保持为主的生态保护工程对输沙量减少的贡献均在94.0%以上,且生态保护工程对汛期输沙量减少的贡献较非汛期的更为突出;(3)以水土保持为主的长期生态保护工程导致平江全年、汛期、非汛期输沙量分别减少59.3%、60.7%和55.7%;(4)在剔除大型水利工程(尤其是大中型水库)建设影响后,南方红壤区可以基于长时间序列水沙数据分析科学评价流域尺度水土保持减流减沙效应.研究结果可以为南方红壤区流域尺度水土保持减流减沙效应评价提供参考,并有望为区域系列国家生态保护与建设工程的布局和管理提供科学依据.

洱海流域上游2005—2019年土地利用时空动态特征分析

土地利用对湖泊水质具有重要影响,研究其在重要时间节点的转化对保护洱海水质具有重要意义。基于人机交互解译遥感影像,得到2005年和2019年两期洱海流域上游的土地利用数据,运用地理信息系统(geographic information system,GIS)空间分析、转移矩阵等多种研究方法,分析洱海流域上游近14年来各种土地利用类型在时间、空间及数量上的动态变化情况。结果表明:耕地、林地和草地是洱海流域上游主要地类,耕地分布在中、南部平缓地带,林地和草地呈环状分布在盆地边缘,城镇用地零散分布在耕地中,且靠湖泊区域更为集中;14年间,转换主要在耕地、林地、建设用地和草地4种土地利用类型之间进行。建设用地和草地是总面积增加和减少最多的地类,分别为47.240 km^(2)和97.398 km^(2);土地利用动态度呈现两极分化态势,园地是动态度最大(1549.895%),林地动态度最低(0.198%)。研究结果可为洱海流域上游的土地利用规划、生态保护提供理论支撑。

基于最小累积阻力模型的洱海流域上游面源污染“源-汇”风险格局研究

[目的]对洱海流域上游面源污染“源—汇”风险格局进行研究,为保护洱海生态和快速识别面源污染“源—汇”风险的关键区域提供理论依据。[方法]以2005,2010,2015和2020年数据为例,构建阻力基面评价体系,基于最小累积阻力模型建立阻力面,划分面源污染风险等级并探讨洱海流域上游16 a来面源污染的风险等级变化。[结果]①阻力因子的空间异质性使阻力基面的分布存在区域性差异,而“源”的分布则影响阻力面的分布,2020年比2005年阻力面值提高了7485.40。②研究区极高风险区面积所占比例达30%,而中风险区以上所占比例超过60%,面源污染风险等级偏高;16 a间,极高风险区面积减少最多,为35.74 km^(2),而中风险区面积增加最多,为38.69 km^(2)。③面源污染风险等级距离“源”越近,风险等级越高,表现为中部高于边界,南部高于北部,而极高风险区是面源污染的关键区域。④16 a间中风险区转出面积最多,为80.93 km^(2)。茈碧湖镇、凤羽镇和右所镇三镇交界处以及牛街乡的北部是面源污染风险等级转移的主要区域。[结论]关键区域的景观优化、种植业调整等措施对减少氮磷的流失及风险等级格局的改变具有更积极的作用,可进一步改善洱海未来水环境。